KR101379263B1 - 대역폭 확장 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

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KR101379263B1 KR1020070003963A KR20070003963A KR101379263B1 KR 101379263 B1 KR101379263 B1 KR 101379263B1 KR 1020070003963 A KR1020070003963 A KR 1020070003963A KR 20070003963 A KR20070003963 A KR 20070003963A KR 101379263 B1 KR101379263 B1 KR 101379263B1
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Abstract

본 발명은 오디오 신호 또는 스피치 신호에 해당하는 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 부호화 및 복호화하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 부호화/복호화함으로써 적은 데이터 크기를 이용하여 부호화 및 복호화를 수행하는 동시에 음질을 저하시키지 않을 수 있다.

Description

대역폭 확장 복호화 방법 및 장치{Method and apparatus for decoding bandwidth extension}
도 1은 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 장치의 제1 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 장치의 제1 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 장치의 제2 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 장치의 제2 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 장치의 제3 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 장치의 제3 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 장치의 제4 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 장치의 제4 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 방법에 대한 제1 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 방법에 대한 제1 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 11은 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 방법에 대한 제2 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 12는 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 방법에 대한 제2 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 13은 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 방법에 대한 제3 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 14는 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 방법에 대한 제3 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 15는 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 방법에 대한 제4 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 16은 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 방법에 대한 제4 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉
100: 밴드 분할부 105: 도메인 결정부
110: MDCT 적용부 115: 노이즈 조절부
120: 양자화부 125: 무손실 부호화부
130: CELP 부호화부 135: 제1 변환부
140: 제2 변환부 145: 대역폭확장 부호화부
150: 스테레오 툴 부호화부 155: 다중화부
본 발명은 오디오 신호 또는 스피치 신호의 부호화 및 복호화에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저주파수 도메인 신호를 이용하여 고주파수 도메인 신호를 부호화하거나 복호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
모든 주파수 영역에 대하여 오디오 신호 또는 스피치 신호를 부호화하거나 복호화할 경우 부호화 또는 복호화를 수행하는 작업이 복잡해 질 뿐만 아니라 효율이 저하되는 문제점을 갖는다. 또한, 부호화단에서 송신하고 복호화단에서 수신하여야 할 데이터의 크기가 커지게 되는 문제점을 갖는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 부호화/복호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 장치는, 입력신호를 저주파수 밴드 신호와 고주파수 밴드 신호로 분할하는 밴드 분할부, 상기 저주파수 밴드 신호에 대하여 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화할 도메인을 결정하는 도메인 결정부, 만일 저주파수 밴드 신호를 주파수 도메인에서 부호화하는 것으로 결정되면, 상기 저주파수 밴드 신호를 주파수 도메인으로 변환하고 노이즈를 조절하며 양자화하고 무손실 부호화하는 주파수도메인 부호화부, 만일 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 부호화하는 것으로 결정되면, CELP 방식에 의해 부호화하는 시간도메인 부호화부, 상기 저주파수 밴드 신호 및 상기 고주파수 밴드 신호를 소정의 트랜스폼에 의해 변환하는 변환부 및 상기 변환된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 상기 변환된 고주파수 밴드 신호를 부호화하는 대역폭확장 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 장치는, 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화된 도메인을 판단하는 도메인 판단부, 상기 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인에서 부호화된 것으로 판단되면, 무손실 복호화하고 역양자화하며 노이즈를 조절하고 시간 도메인으로 역변환하는 주파수도메인 복호화부, 상기 저주파수 밴드 신호가 시간 도메인에서 부호화된 것으로 판단되면, CELP 방식에 의해 복호화하는 시간도메인 복호화부, 상기 시간 도메인으로 역변환된 신호 또는 상기 CELP 방식에 의해 복호화된 신호를 소정의 트랜스폼에 의해 변환하는 변환부, 상기 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 복호화하는 대역폭확장 복호화부, 상기 복호화된 고주파수 밴드 신호를 역변환하는 역변환부 및 상기 시간 도메인으로 역변환된 신호 또는 상기 CELP 방식에 의해 복호화된 신호와 상기 역변환된 고주파수 밴드 신호를 합성하는 밴드 합성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 장치는, 입력신호를 저주파수 밴드 신호와 고주파수 밴드 신호로 분할하는 밴드 분할부, 상기 저주파수 밴드 신호에 대하여 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화할 도메인을 결정하는 도메인 결정부, 만일 저주파수 밴드 신호를 주파수 도메인에서 부호화하는 것으로 결정되면, 상기 저주파수 밴드 신호를 주파수 도메인으로 변환하고 노이즈를 조절하며 양자화하고 무손실 부호화하는 주파수도메인 부호화부, 만일 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 부호화하는 것으로 결정되면, CELP 방식에 의해 부호화하는 시간도메인 부호화부, 상기 고주파수 밴드 신호 및 상기 CELP 방식에 의해 부호화된 결과를 주파수 도메인으로 변환하는 변환부 및 상기 변환된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 상기 변환된 고주파수 밴드 신호를 부호화하는 대역폭확장 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 장치는, 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화된 도메인을 판단하는 도메인 판단부, 상기 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인에서 부호화된 것으로 판단되면, 무손실 복호화하고 역양자화하며 노이즈를 조절하고 시간 도메인으로 역변환하는 주파수도메인 복호화부, 상기 저주파수 밴드 신호가 시간 도메인에서 부호화된 것으로 판단되면, CELP 방식에 의해 복호화하는 시간도메인 복호화부, 상기 복호화된 신호를 주파수 도메인으로 변환하는 변환부, 상기 노이즈가 조절된 신호 또는 상기 주파수 도메인으로 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 복 호화하는 대역폭확장 복호화부, 상기 복호화된 고주파수 밴드 신호를 시간 도메인으로 역변환하는 역변환부 및 상기 시간 도메인으로 역변환된 신호 또는 상기 CELP 방식에 의해 복호화된 신호와 상기 역변환된 고주파수 밴드 신호를 합성하는 밴드 합성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 장치는, 입력신호의 각 서브 밴드에 대하여 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화할 도메인을 결정하는 도메인 결정부, 상기 도메인 결정부에서 결정된 결과에 따라 상기 입력신호를 서브 밴드 단위로 분할하여 시간 도메인 또는 주파수 도메인으로 변환하는 제1 변환부, 상기 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들에 대하여 노이즈를 조절하며 양자화하고 무손실 부호화하는 주파수도메인 부호화부, 상기 시간 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들에 대하여 CELP 방식에 의해 부호화하는 시간도메인 부호화부, 상기 입력신호를 소정의 트랜스폼에 의해 변환하는 제2 변환부 및 상기 변환된 입력신호의 저주파수 밴드 신호를 이용하여 상기 변환된 입력신호의 고주파수 밴드 신호를 부호화하는 대역폭확장 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 장치는, 각 서브 밴드의 신호가 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화된 도메인을 판단하는 도메인 판단부, 주파수 도메인에서 부호화된 서브 밴드의 신호들을 무손실 복호화하고 역양자화하며 노이즈를 조절하는 주파수도메인 복호화부, 시간 도메인에서 부호화된 서브 밴드의 신호들을 CELP 방식에 의해 복호화하는 시간도메인 복호 화부, 상기 노이즈가 조절된 서브 밴드의 신호들과 상기 복호화된 서브 밴드의 신호들을 합성하여 시간 도메인으로 역변환하는 제1 역변환부, 상기 역변환된 신호를 소정의 트랜스폼을 적용하여 변환하는 변환부, 상기 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 복호화하는 대역폭확장 복호화부 및 상기 복호화된 신호를 역변환하는 제2 역변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 장치는, 입력신호의 각 서브 밴드에 대하여 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화할 도메인을 결정하는 도메인 결정부, 상기 도메인 결정부에서 결정된 결과에 따라 상기 입력신호를 서브 밴드 단위로 분할하여 시간 도메인 또는 주파수 도메인으로 변환하는 제1 변환부, 상기 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들에 대하여 노이즈를 조절하며 양자화하고 무손실 부호화하는 주파수도메인 부호화부, 상기 시간 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들에 대하여 CELP 방식에 의해 부호화하는 시간도메인 부호화부 및 상기 변환된 서브 밴드 신호들을 이용하여 고주파수 밴드 신호를 부호화하는 대역폭확장 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 장치는, 각 서브 밴드의 신호가 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화된 도메인을 판단하는 도메인 판단부, 주파수 도메인에서 부호화된 서브 밴드의 신호들을 무손실 복호화하고 역양자화하며 노이즈를 조절하는 주파수도메인 복호화부, 시간 도메인에서 부호화된 서브 밴드의 신호들을 CELP 방식에 의해 복호화하는 시간도메인 복호화부, 상기 복호화된 신호를 주파수 도메인으로 변환하는 변환부, 상기 노이즈가 조절된 신호 또는 상기 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 복호화하는 대역폭확장 복호화부 및 상기 서브 밴드들의 신호를 합성하여 시간 도메인으로 역변환하는 역변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 방법은, 입력신호를 저주파수 밴드 신호와 고주파수 밴드 신호로 분할하는 단계, 상기 저주파수 밴드 신호에 대하여 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화할 도메인을 결정하는 단계, 만일 저주파수 밴드 신호를 주파수 도메인에서 부호화하는 것으로 결정되면, 상기 저주파수 밴드 신호를 주파수 도메인으로 변환하고 노이즈를 조절하며 양자화하고 무손실 부호화하는 단계, 만일 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 부호화하는 것으로 결정되면, CELP 방식에 의해 부호화하는 단계, 상기 저주파수 밴드 신호 및 상기 고주파수 밴드 신호를 소정의 트랜스폼에 의해 변환하는 단계 및 상기 변환된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 상기 변환된 고주파수 밴드 신호를 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 방법은, 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화된 도메인을 판단하는 단계, 상기 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인에서 부호화된 것으로 판단되면, 무손실 복호화하고 역양자화하며 노이즈를 조절하고 시간 도메인으로 역변환하는 단계, 상기 저주파수 밴드 신호가 시간 도메인에서 부호화된 것으로 판단되면, CELP 방식에 의해 복호화하는 단계, 상기 시간 도메인으로 역변환된 신호 또는 상기 CELP 방식에 의해 복호화된 신호를 소정의 트랜스폼에 의해 변환하는 단계, 상 기 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 복호화하는 단계, 상기 복호화된 고주파수 밴드 신호를 역변환하는 단계 및 상기 시간 도메인으로 역변환된 신호 또는 상기 CELP 방식에 의해 복호화된 신호와 상기 역변환된 고주파수 밴드 신호를 합성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 방법은, 입력신호를 저주파수 밴드 신호와 고주파수 밴드 신호로 분할하는 단계, 상기 저주파수 밴드 신호에 대하여 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화할 도메인을 결정하는 단계, 만일 저주파수 밴드 신호를 주파수 도메인에서 부호화하는 것으로 결정되면, 상기 저주파수 밴드 신호를 주파수 도메인으로 변환하고 노이즈를 조절하며 양자화하고 무손실 부호화하는 단계, 만일 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 부호화하는 것으로 결정되면, CELP 방식에 의해 부호화하는 단계, 상기 고주파수 밴드 신호 및 상기 CELP 방식에 의해 부호화된 결과를 주파수 도메인으로 변환하는 단계 및 상기 변환된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 상기 변환된 고주파수 밴드 신호를 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 방법은, 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화된 도메인을 판단하는 단계, 상기 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인에서 부호화된 것으로 판단되면, 무손실 복호화하고 역양자화하며 노이즈를 조절하고 시간 도메인으로 역변환하는 단계, 상기 저주파수 밴드 신호가 시간 도메인에서 부호화된 것으로 판단되면, CELP 방식에 의해 복호화하는 단계, 상기 복호화된 신호를 주파수 도메인으로 변환 하는 단계, 상기 노이즈가 조절된 신호 또는 상기 주파수 도메인으로 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 복호화하는 단계, 상기 복호화된 고주파수 밴드 신호를 시간 도메인으로 역변환하는 단계 및 상기 시간 도메인으로 역변환된 신호 또는 상기 CELP 방식에 의해 복호화된 신호와 상기 역변환된 고주파수 밴드 신호를 합성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 방법은, 입력신호의 각 서브 밴드에 대하여 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화할 도메인을 결정하는 단계, 상기 도메인 결정부에서 결정된 결과에 따라 상기 입력신호를 서브 밴드 단위로 분할하여 시간 도메인 또는 주파수 도메인으로 변환하는 단계, 상기 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들에 대하여 노이즈를 조절하며 양자화하고 무손실 부호화하는 단계, 상기 시간 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들에 대하여 CELP 방식에 의해 부호화하는 단계, 상기 입력신호를 소정의 트랜스폼에 의해 변환하는 단계 및 상기 변환된 입력신호의 저주파수 밴드 신호를 이용하여 상기 변환된 입력신호의 고주파수 밴드 신호를 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 방법은, 각 서브 밴드의 신호가 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화된 도메인을 판단하는 단계, 주파수 도메인에서 부호화된 서브 밴드의 신호들을 무손실 복호화하고 역양자화하며 노이즈를 조절하는 단계, 시간 도메인에서 부호화된 서브 밴드의 신호들을 CELP 방식에 의해 복호화하는 단계, 상기 노이즈가 조절된 서브 밴드의 신 호들과 상기 복호화된 서브 밴드의 신호들을 합성하여 시간 도메인으로 역변환하는 단계, 상기 역변환된 신호를 소정의 트랜스폼을 적용하여 변환하는 단계, 상기 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 복호화하는 단계 및 상기 복호화된 신호를 역변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 방법은, 입력신호의 각 서브 밴드에 대하여 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화할 도메인을 결정하는 단계, 상기 도메인 결정부에서 결정된 결과에 따라 상기 입력신호를 서브 밴드 단위로 분할하여 시간 도메인 또는 주파수 도메인으로 변환하는 단계, 상기 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들에 대하여 노이즈를 조절하며 양자화하고 무손실 부호화하는 단계, 상기 시간 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들에 대하여 CELP 방식에 의해 부호화하는 단계 및 상기 변환된 서브 밴드 신호들을 이용하여 고주파수 밴드 신호를 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 방법은, 각 서브 밴드의 신호가 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화된 도메인을 판단하는 단계, 주파수 도메인에서 부호화된 서브 밴드의 신호들을 무손실 복호화하고 역양자화하며 노이즈를 조절하는 단계, 시간 도메인에서 부호화된 서브 밴드의 신호들을 CELP 방식에 의해 복호화하는 단계, 상기 복호화된 신호를 주파수 도메인으로 변환하는 단계, 상기 노이즈가 조절된 신호 또는 상기 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 복호화하는 단계 및 상기 서브 밴드들의 신호를 합성하여 시 간 도메인으로 역변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록 매체는, 입력신호를 저주파수 밴드 신호와 고주파수 밴드 신호로 분할하는 단계, 상기 저주파수 밴드 신호에 대하여 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화할 도메인을 결정하는 단계, 만일 저주파수 밴드 신호를 주파수 도메인에서 부호화하는 것으로 결정되면, 상기 저주파수 밴드 신호를 주파수 도메인으로 변환하고 노이즈를 조절하며 양자화하고 무손실 부호화하는 단계, 만일 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 부호화하는 것으로 결정되면, CELP 방식에 의해 부호화하는 단계, 상기 저주파수 밴드 신호 및 상기 고주파수 밴드 신호를 소정의 트랜스폼에 의해 변환하는 단계 및 상기 변환된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 상기 변환된 고주파수 밴드 신호를 부호화하는 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록 매체는, 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화된 도메인을 판단하는 단계, 상기 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인에서 부호화된 것으로 판단되면, 무손실 복호화하고 역양자화하며 노이즈를 조절하고 시간 도메인으로 역변환하는 단계, 상기 저주파수 밴드 신호가 시간 도메인에서 부호화된 것으로 판단되면, CELP 방식에 의해 복호화하는 단계, 상기 시간 도메인으로 역변환된 신호 또는 상기 CELP 방식에 의해 복호화된 신호를 소정의 트랜스폼에 의해 변환하는 단계, 상기 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 복호화하는 단계, 상기 복호화된 고주파수 밴드 신호를 역변환하는 단계 및 상기 시간 도메인으로 역변환된 신호 또는 상기 CELP 방 식에 의해 복호화된 신호와 상기 역변환된 고주파수 밴드 신호를 합성하는 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록 매체는, 입력신호를 저주파수 밴드 신호와 고주파수 밴드 신호로 분할하는 단계, 상기 저주파수 밴드 신호에 대하여 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화할 도메인을 결정하는 단계, 만일 저주파수 밴드 신호를 주파수 도메인에서 부호화하는 것으로 결정되면, 상기 저주파수 밴드 신호를 주파수 도메인으로 변환하고 노이즈를 조절하며 양자화하고 무손실 부호화하는 단계, 만일 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 부호화하는 것으로 결정되면, CELP 방식에 의해 부호화하는 단계, 상기 고주파수 밴드 신호 및 상기 CELP 방식에 의해 부호화된 결과를 주파수 도메인으로 변환하는 단계 및 상기 변환된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 상기 변환된 고주파수 밴드 신호를 부호화하는 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록 매체는, 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화된 도메인을 판단하는 단계, 상기 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인에서 부호화된 것으로 판단되면, 무손실 복호화하고 역양자화하며 노이즈를 조절하고 시간 도메인으로 역변환하는 단계, 상기 저주파수 밴드 신호가 시간 도메인에서 부호화된 것으로 판단되면, CELP 방식에 의해 복호화하는 단계, 상기 복호화된 신호를 주파수 도메인으로 변환하는 단계, 상기 노이즈가 조절된 신호 또는 상기 주파수 도메인으로 변환된 신호를 이용하여 고 주파수 밴드 신호를 복호화하는 단계, 상기 복호화된 고주파수 밴드 신호를 시간 도메인으로 역변환하는 단계 및 상기 시간 도메인으로 역변환된 신호 또는 상기 CELP 방식에 의해 복호화된 신호와 상기 역변환된 고주파수 밴드 신호를 합성하는 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록 매체는, 입력신호의 각 서브 밴드에 대하여 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화할 도메인을 결정하는 단계, 상기 도메인 결정부에서 결정된 결과에 따라 상기 입력신호를 서브 밴드 단위로 분할하여 시간 도메인 또는 주파수 도메인으로 변환하는 단계, 상기 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들에 대하여 노이즈를 조절하며 양자화하고 무손실 부호화하는 단계, 상기 시간 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들에 대하여 CELP 방식에 의해 부호화하는 단계, 상기 입력신호를 소정의 트랜스폼에 의해 변환하는 단계 및 상기 변환된 입력신호의 저주파수 밴드 신호를 이용하여 상기 변환된 입력신호의 고주파수 밴드 신호를 부호화하는 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록 매체는, 각 서브 밴드의 신호가 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화된 도메인을 판단하는 단계, 주파수 도메인에서 부호화된 서브 밴드의 신호들을 무손실 복호화하고 역양자화하며 노이즈를 조절하는 단계, 시간 도메인에서 부호화된 서브 밴드의 신호들을 CELP 방식에 의해 복호화하는 단계, 상기 노이즈가 조절된 서브 밴드의 신호들과 상기 복호화된 서브 밴드의 신호들을 합성하여 시간 도메인으로 역변환하는 단계, 상기 역 변환된 신호를 소정의 트랜스폼을 적용하여 변환하는 단계, 상기 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 복호화하는 단계 및 상기 복호화된 신호를 역변환하는 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록 매체는, 입력신호의 각 서브 밴드에 대하여 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화할 도메인을 결정하는 단계, 상기 도메인 결정부에서 결정된 결과에 따라 상기 입력신호를 서브 밴드 단위로 분할하여 시간 도메인 또는 주파수 도메인으로 변환하는 단계, 상기 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들에 대하여 노이즈를 조절하며 양자화하고 무손실 부호화하는 단계, 상기 시간 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들에 대하여 CELP 방식에 의해 부호화하는 단계 및 상기 변환된 서브 밴드 신호들을 이용하여 고주파수 밴드 신호를 부호화하는 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록 매체는, 각 서브 밴드의 신호가 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 부호화된 도메인을 판단하는 단계, 주파수 도메인에서 부호화된 서브 밴드의 신호들을 무손실 복호화하고 역양자화하며 노이즈를 조절하는 단계, 시간 도메인에서 부호화된 서브 밴드의 신호들을 CELP 방식에 의해 복호화하는 단계, 상기 복호화된 신호를 주파수 도메인으로 변환하는 단계, 상기 노이즈가 조절된 신호 또는 상기 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 복호화하는 단계 및 상기 서브 밴드들의 신호를 합성하여 시간 도메인으로 역변환하는 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 대역폭 확장 부호화 및 복호화 방법 및 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 장치의 제1 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 대역폭 확장 부호화 장치는 밴드 분할부(100), 도메인 결정부(105), MDCT 적용부(110), 노이즈 조절부(115), 양자화부(120), 무손실 부호화부(125), CELP 부호화부(130), 제1 변환부(135), 제2 변환부(140), 대역폭확장 부호화부(145), 스테레오 툴 부호화부(150) 및 다중화부(155)를 포함하여 이루어진다.
밴드 분할부(100)는 입력단자 IN을 통해 입력받은 입력신호를 기 설정된 소정의 주파수를 기준으로 하여 저주파수 밴드 신호와 고주파수 밴드 신호로 분할한다.
도메인 결정부(105)는 밴드 분할부(100)에서 분할된 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 부호화할지 주파수 도메인에서 부호화할지를 결정한다. 도메인 결정부(105)에서 부호화할 도메인을 결정함에 있어서, 밴드 분할부(100)에서 분할된 시간 도메인에 해당하는 신호를 이용하거나, MDCT 적용부(110)에서 주파수 도메인으로 변환된 신호를 이용하거나, 밴드 분할부(100)에서 분할된 시간 도메인에 해당하는 신호 및 MDCT 적용부(110)에서 주파수 도메인으로 변환된 신호를 모두 이용할 수 있다.
MDCT 적용부(110)는 밴드 분할부(100)에서 분할된 저주파수 밴드 신호 또는 도메인 결정부(105)에서 주파수 도메인에서 부호화하는 것으로 결정된 저주파수 밴드 신호에 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform)를 적용하여 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다.
노이즈 조절부(115)는 양자화 잡음을 감소시키기 위해 MDCT 적용부(110)에서 주파수 밴드 신호로 변환된 신호의 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다. 노이즈 조절부(115)의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
양자화부(120)는 노이즈 조절부(115)에서 노이즈가 조절된 신호를 양자화한다.
무손실 부호화부(125)는 양자화부(120)에서 양자화된 결과를 무손실 부호화한다. 위와 같은 주파수 도메인 부호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
CELP 부호화부(130)는 도메인 결정부(105)에서 시간 도메인에서 부호화하는 것으로 결정된 저주파수 밴드 신호를 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화한다. CELP 부호화부(130)에서 반드시 CELP 방식에 한정하여 부호화하여야 하는 것은 아니며, 시간 도메인에서 부호화하는 다른 방식을 이용하여 부호화할 수 있다.
제1 변환부(135)는 밴드 분할부(100)에서 분할된 저주파수 밴드 신호를 MDCT를 제외한 다른 트랜스폼(transform)에 의해 변환한다. 제1 변환부(135)에서 이용하는 트랜스폼으로 MDST(Modified Discrete Sine Transform), FFT(Fast Fourier Transform) 및 QMF(Quadrature Mirror Filterbank) 등이 있다.
제2 변환부(140)는 제1 변환부(135)에서 이용한 동일한 트랜스폼에 의해 밴드 분할부(100)에서 분할된 고주파수 밴드 신호를 변환한다.
대역폭확장 부호화부(145)는 제1 변환부(135)에서 변환된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 제2 변환부(140)에서 변환된 고주파수 밴드 신호를 부호화한다. 대역폭확장 부호화부(145)는 복호화단에서 복호화된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성할 수 있는 정보를 부호화한다.
스테레오 툴 부호화부(150)는 스테레오 툴(stereo tool)에 의해 입력단자 IN을 통해 입력받은 입력신호를 분석하여 복호화단에서 스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 부호화한다.
다중화부(155)는 무손실 부호화부(125)에서 부호화된 결과, CELP 부호화부(130)에서 부호화된 결과, 대역폭확장 부호화부(145)에서 부호화된 결과 및 스테레오 툴 부호화부(150)에서 부호화된 결과를 다중화하여 비트스트림을 생성하고, 출력단자 OUT을 통해 출력한다.
도 2는 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 장치의 제1 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 대역폭 확장 복호화 장치는 역다중화부(200), 무손실 복호화부(205), 역양자화부(210), 노이즈 조절부(215), IMDCT 적용부(220), CELP 복호화부(225), 변환부(230), 대역폭확장 복호화부(235), 역변환부(240), 밴드 합성부(245) 및 스테레오 툴 복호화부(250)를 포함하여 이루어진다.
역다중화부(200)는 입력단자 IN을 통하여 부호화단으로부터 비트스트림을 입 력받아 역다중화한다.
무손실 복호화부(205)는 부호화단에서 저주파수 밴드 신호에 대하여 주파수 도메인에서 무손실 부호화된 결과를 역다중화부(200)로부터 입력받아 무손실 복호화한다. 위와 같은 주파수 도메인 복호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
역양자화부(210)는 무손실 복호화부(205)에서 무손실 복호화된 결과를 역양자화한다.
노이즈 조절부(215)는 양자화 잡음을 감소시키기 위해 역양자화부(210)에서 역양자화된 결과의 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다. 노이즈 조절부(215)의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
제1 IMDCT 적용부(220)는 IMDCT(Inverse Modified Discrete Cosine Transform)에 의해 노이즈 조절부(215)에서 노이즈가 조절된 신호를 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 역변환한다.
CELP 복호화부(225)는 부호화단에서 저주파수 밴드 신호에 대하여 시간 도메인에서 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화된 결과를 역다중화부(200)로부터 입력받아 CELP 방식 의해 복호화한다.
변환부(230)는 IMDCT 적용부(220)에서 역변환된 저주파수 밴드 신호 또는 CELP 복호화부(225)에서 복호화된 저주파수 밴드 신호를 MDCT를 제외한 다른 트랜스폼(transform)에 의해 변환한다. 변환부(230)에서 이용하는 트랜스폼으로 MDST(Modified Discrete Sine Transform), FFT(Fast Fourier Transform) 및 QMF(Quadrature Mirror Filterbank) 등이 있다.
대역폭확장 복호화부(235)는 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성하는 정보를 역다중화부(200)로부터 입력받아 변환부(230)에 의해 변환된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성한다.
역변환부(240)는 변환부(230)에 대응하여 역변환하는 인버스 트랜스폼(inverse transform)에 의해 대역폭확장 복호화부(235)에서 생성된 고주파수 밴드 신호를 역변환한다.
밴드 합성부(245)는 IMDCT 적용부(220)에서 역변환된 저주파수 밴드 신호 또는 CELP 복호화부(225)에서 복호화된 저주파수 밴드 신호와 역변환부(240)에서 역변환된 고주파수 밴드 신호를 합성한다.
스테레오 툴 복호화부(250)는 스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 역다중화부(200)로부터 입력받아 밴드 합성부(245)에서 합성된 신호를 스테레오 툴(stereo tool)에 의해 스테레오 신호로 생성하여 출력단자 OUT을 통해 출력한다.
도 3은 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 장치의 제2 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 대역폭 확장 부호화 장치는 밴드 분할부(300), 도메인 결정부(305), 제1 MDCT 적용부(310), 노이즈 조절부(315), 양자화부(320), 무손실 부호화부(325), CELP 부호화부(330), 제2 MDCT 적용부(335), 제3 MDCT 적용부(340), 대역폭확장 부호화부(345), 스테레오 툴 부호화부(350) 및 다중화부(355)를 포함하여 이루어진다.
밴드 분할부(300)는 입력단자 IN을 통해 입력받은 입력신호를 기 설정된 소 정의 주파수를 기준으로 하여 저주파수 밴드 신호와 고주파수 밴드 신호로 분할한다.
도메인 결정부(305)는 밴드 분할부(300)에서 분할된 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 부호화할지 주파수 도메인에서 부호화할지를 결정한다. 도메인 결정부(305)에서 부호화할 도메인을 결정함에 있어서, 밴드 분할부(300)에서 분할된 시간 도메인에 해당하는 신호를 이용하거나, 제1 MDCT 적용부(310)에서 주파수 도메인으로 변환된 신호를 이용하거나, 밴드 분할부(300)에서 분할된 시간 도메인에 해당하는 신호 및 제1 MDCT 적용부(310)에서 주파수 도메인으로 변환된 신호를 모두 이용할 수 있다.
제1 MDCT 적용부(310)는 밴드 분할부(300)에서 분할된 저주파수 밴드 신호 또는 도메인 결정부(305)에서 주파수 도메인에서 부호화하는 것으로 결정된 저주파수 밴드 신호에 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform)를 적용하여 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다.
노이즈 조절부(315)는 양자화 잡음을 감소시키기 위해 제1 MDCT 적용부(310)에서 주파수 밴드 신호로 변환된 신호의 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다. 노이즈 조절부(315)의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
양자화부(320)는 노이즈 조절부(315)에서 노이즈가 조절된 신호를 양자화한다.
무손실 부호화부(325)는 양자화부(320)에서 양자화된 결과를 무손실 부호화 한다. 위와 같은 주파수 도메인 부호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
CELP 부호화부(330)는 도메인 결정부(305)에서 시간 도메인에서 부호화하는 것으로 결정된 저주파수 밴드 신호를 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화한다. CELP 부호화부(330)에서 반드시 CELP 방식에 한정하여 부호화하여야 하는 것은 아니며, 시간 도메인에서 부호화하는 다른 방식을 이용하여 부호화할 수 있다.
만일 도메인 결정부(305)에서 저주파수 밴드 신호에 대하여 시간 도메인에서 부호화할 것으로 결정되었다면, 제2 MDCT 적용부(335)는 MDCT를 적용하여 CELP 부호화부(330)에서 부호화된 결과를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다.
만일 도메인 결정부(305)에서 저주파수 밴드 신호에 대하여 주파수 도메인에서 부호화할 것으로 결정되었다면, 제2 MDCT 적용부(335)는 MDCT를 수행하지 않고, 제1 MDCT 적용부(310)에서 변환된 신호로 대체하여 출력한다.
제3 MDCT 적용부(340)는 MDCT에 의해 밴드 분할부(300)에서 분할된 고주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다.
대역폭확장 부호화부(345)는 제2 MDCT 적용부(335)에서 변환되거나 출력된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 제3 변환부(340)에서 변환된 고주파수 밴드 신호를 부호화한다. 대역폭확장 부호화부(345)는 복호화단에서 복호화된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성할 수 있는 정보를 부호화한다.
스테레오 툴 부호화부(350)는 스테레오 툴(stereo tool)에 의해 입력단자 IN 을 통해 입력받은 입력신호를 분석하여 복호화단에서 스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 부호화한다.
다중화부(355)는 무손실 부호화부(325)에서 부호화된 결과, CELP 부호화부(330)에서 부호화된 결과, 대역폭확장 부호화부(345)에서 부호화된 결과 및 스테레오 툴 부호화부(350)에서 부호화된 결과를 다중화하여 비트스트림을 생성하고, 출력단자 OUT을 통해 출력한다.
도 4는 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 장치의 제2 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 대역폭 확장 복호화 장치는 역다중화부(400), 무손실 복호화부(405), 역양자화부(410), 노이즈 조절부(415), 제1 IMDCT 적용부(420), CELP 복호화부(425), MDCT 적용부(430), 대역폭확장 복호화부(435), 제2 IMDCT 적용부(440), 밴드 합성부(445) 및 스테레오 툴 복호화부(450)를 포함하여 이루어진다.
역다중화부(400)는 입력단자 IN을 통하여 부호화단으로부터 비트스트림을 입력받아 역다중화한다.
무손실 복호화부(405)는 부호화단에서 저주파수 밴드 신호에 대하여 주파수 도메인에서 무손실 부호화된 결과를 역다중화부(400)로부터 입력받아 무손실 복호화한다. 위와 같은 주파수 도메인 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
역양자화부(410)는 무손실 복호화부(405)에서 무손실 복호화된 결과를 역양자화한다.
노이즈 조절부(415)는 양자화 잡음을 감소시키기 위해 역양자화부(410)에서 역양자화된 결과의 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다. 노이즈 조절부(415)의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
제1 IMDCT 적용부(420)는 IMDCT(Inverse Modified Discrete Cosine Transform)에 의해 노이즈 조절부(415)에서 노이즈가 조절된 신호를 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 역변환한다.
CELP 복호화부(425)는 부호화단에서 저주파수 밴드 신호에 대하여 시간 도메인에서 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화된 결과를 역다중화부(400)로부터 입력받아 CELP 방식 의해 복호화한다.
만일 저주파수 밴드 신호가 시간 도메인에서 부호화되었다면, MDCT 적용부(430)는 CELP 복호화부(425)에서 복호화된 신호에 MDCT를 적용하여 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다.
만일 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인에서 부호화되었다면, MDCT 적용부(430)는 MDCT를 수행하지 않고, 노이즈 조절부(415)에서 노이즈가 조절된 신호로 대체하여 출력한다.
대역폭확장 복호화부(435)는 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성하는 정보를 역다중화부(400)로부터 입력받아 MDCT 적용부(430)에 의해 변환되거나 출력된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성한다.
제2 IMDCT 적용부(440)는 IMDCT에 의해 대역폭확장 복호화부(435)에서 생성된 고주파수 밴드 신호를 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 역변환한다.
밴드 합성부(445)는 제1 IMDCT 적용부(420)에서 역변환된 저주파수 밴드 신호 또는 CELP 복호화부(425)에서 복호화된 저주파수 밴드 신호와 제2 IMDCT 적용부(440)에서 역변환된 고주파수 밴드 신호를 합성한다.
스테레오 툴 복호화부(450)는 스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 역다중화부(400)로부터 입력받아 밴드 합성부(445)에서 합성된 신호를 스테레오 툴(stereo tool)에 의해 스테레오 신호로 생성하여 출력단자 OUT을 통해 출력한다.
도 5는 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 장치의 제3 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 대역폭 확장 부호화 장치는 도메인 결정부(500), 제1 변환부(510), 노이즈 조절부(515), 양자화부(520), 무손실 부호화부(525), CELP 부호화부(530), 제2 변환부(540), 대역폭확장 부호화부(545), 스테레오 툴 부호화부(550) 및 다중화부(555)를 포함하여 이루어진다.
도메인 결정부(500)는 각 서브 밴드에 대하여 주파수 도메인에서 부호화할지 시간 도메인에서 부호화할지 여부를 결정한다. 도메인 결정부(500)에서 부호화할 도메인을 결정함에 있어서, 입력단자 IN을 통해 입력되는 시간 도메인에 해당하는 입력신호를 이용하거나, 제1 변환부(510)에서 각 서브 밴드 별로 주파수 도메인 또는 시간 도메인으로 변환된 신호를 이용하거나, 입력단자 IN을 통해 입력되는 시간 도메인에 해당하는 입력신호 및 제1 변환부(510)에서 각 서브 밴드 별로 주파수 도메인 또는 시간 도메인으로 변환된 신호를 모두 이용할 수 있다.
제1 변환부(510)는 입력단자 IN을 통해 입력된 입력신호를 소정의 서브 밴드 단위로 주파수 도메인 또는 시간 도메인으로 변환한다. 제1 변환부(510)에서 이용 하는 트랜스폼(transform)으로 FV-MLT(Frequency Varying Modulated Lapped Transform)가 있다. 여기서, 제1 변환부(510)는 도메인 결정부(500)에서 각 서브 밴드에 대하여 결정된 도메인으로 입력신호를 변환하고, 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호를 노이즈 조절부(515)로 출력하고, 시간 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호를 CELP 부호화부(530)로 출력한다.
노이즈 조절부(515)는 양자화 잡음을 감소시키기 위해 제1 변환부(510)에서 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호에 대한 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다. 노이즈 조절부(515)의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
양자화부(520)는 노이즈 조절부(515)에서 노이즈가 조절된 신호를 양자화한다.
무손실 부호화부(525)는 양자화부(520)에서 양자화된 결과를 무손실 부호화한다. 위와 같은 주파수 도메인 부호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
CELP 부호화부(530)는 제1 변환부(510)에서 시간 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호를 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화한다. CELP 부호화부(530)에서 반드시 CELP 방식에 한정하여 부호화하여야 하는 것은 아니며, 시간 도메인에서 부호화하는 다른 방식을 이용하여 부호화할 수 있다.
제2 변환부(540)는 입력단자 IN을 통해 입력된 입력 신호를 소정의 트랜스폼에 의해 변환한다. 제2 변환부(540)에서 이용하는 트랜스폼으로 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform), MDST(Modified Discrete Sine Transform), FFT(Fast Fourier Transform) 및 QMF(Quadrature Mirror Filterbank) 등이 있다.
대역폭확장 부호화부(545)는 제2 변환부(540)에서 주파수 도메인으로 변환된 신호에서 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 부호화한다. 대역폭확장 부호화부(545)는 복호화단에서 복호화된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성할 수 있는 정보를 부호화한다.
스테레오 툴 부호화부(550)는 스테레오 툴(stereo tool)에 의해 제2 변환부(540)에서 주파수 도메인으로 변환된 신호를 분석하여 복호화단에서 스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 부호화한다.
다중화부(555)는 무손실 부호화부(525)에서 부호화된 결과, CELP 부호화부(530)에서 부호화된 결과, 대역폭확장 부호화부(545)에서 부호화된 결과 및 스테레오 툴 부호화부(550)에서 부호화된 결과를 다중화하여 비트스트림을 생성하고, 출력단자 OUT을 통해 출력한다.
도 6은 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 장치의 제3 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 대역폭 확장 복호화 장치는 역다중화부(600), 무손실 복호화부(605), 역양자화부(610), 노이즈 조절부(615), 제1 역변환부(620), CELP 복호화부(625), 제2 변환부(630), 대역폭확장 복호화부(635), 스테레오 툴 복호화부(650) 및 제2 역변환부(655)를 포함하여 이루어진다.
역다중화부(600)는 입력단자 IN을 통하여 부호화단으로부터 비트스트림을 입력받아 역다중화한다.
무손실 복호화부(605)는 부호화단에서 주파수 도메인에서 무손실 부호화된 서브 밴드의 신호들을 역다중화부(600)로부터 입력받아 무손실 복호화한다. 위와 같은 주파수 도메인 복호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
역양자화부(610)는 무손실 복호화부(605)에서 무손실 복호화된 서브 밴드의신호들을 역양자화한다.
노이즈 조절부(615)는 양자화 잡음을 감소시키기 위해 역양자화부(210)에서 역양자화된 서브 밴드의 신호들의 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다. 노이즈 조절부(615)의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
CELP 복호화부(620)는 부호화단에서 시간 도메인에서 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화된 서브 밴드의 신호들을 역다중화부(600)로부터 입력받아 CELP 방식 의해 복호화한다.
제1 역변환부(625)는 노이즈 조절부(615)에서 노이즈가 조절된 서브 밴드의 신호들과 CELP 복호화부(620)에서 복호화된 서브 밴드의 신호들을 합성하여 시간 도메인으로 역변환한다. 제1 역변환부(625)에서 이용하는 트랜스폼으로 Inverse FV-MLT(Inverse Frequency Varying Modulated Lapped Transform)가 있다.
제2 변환부(630)는 제1 역변환부(625)에서 역변환된 신호를 소정의 트랜스폼을 이용하여 변환한다. 제2 변환부(630)에서 이용하는 트랜스폼으로 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform), MDST(Modified Discrete Sine Transform), FFT(Fast Fourier Transform) 및 QMF(Quadrature Mirror Filterbank) 등이 있다.
대역폭확장 복호화부(635)는 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성하는 정보를 역다중화부(600)로부터 입력받아 제2 변환부(630)에 의해 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성한다.
스테레오 툴 복호화부(650)는 스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 역다중화부(600)로부터 입력받아 스테레오 툴(stereo tool)에 의해 스테레오 신호로 생성한다.
제2 역변환부(655)는 제2 변환부(630)에 대응하여 역변환하는 인버스 트랜스폼(inverse transform)에 의해 스테레오 툴 복호화부(650)에서 생성된 스테레오 신호를 역변환하여 출력단자 OUT을 통해 출력한다.
도 7은 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 장치의 제4 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 대역폭 확장 부호화 장치는 도메인 결정부(700), 변환부(710), 노이즈 조절부(715), 양자화부(720), 무손실 부호화부(725), CELP 부호화부(730), 대역폭확장 부호화부(745), 스테레오 툴 부호화부(750) 및 다중화부(755)를 포함하여 이루어진다.
도메인 결정부(700)는 각 서브 밴드에 대하여 주파수 도메인에서 부호화할지 시간 도메인에서 부호화할지 여부를 결정한다. 도메인 결정부(700)에서 부호화할 도메인을 결정함에 있어서, 입력단자 IN을 통해 입력되는 시간 도메인에 해당하는 입력신호를 이용하거나, 변환부(710)에서 각 서브 밴드 별로 주파수 도메인 또는 시간 도메인으로 변환된 신호를 이용하거나, 입력단자 IN을 통해 입력되는 시간 도메인에 해당하는 입력신호 및 변환부(710)에서 각 서브 밴드 별로 주파수 도메인 또는 시간 도메인으로 변환된 신호를 모두 이용할 수 있다.
변환부(710)는 입력단자 IN을 통해 입력된 입력신호를 소정의 서브 밴드 단위로 주파수 도메인 또는 시간 도메인으로 변환한다. 변환부(710)에서 이용하는 트랜스폼(transform)으로 FV-MLT(Frequency Varying Modulated Lapped Transform)가 있다. 여기서, 변환부(710)는 도메인 결정부(700)에서 각 서브 밴드에 대하여 결정된 도메인으로 입력신호를 변환하고, 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호를 노이즈 조절부(715)로 출력하고, 시간 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호를 CELP 부호화부(730)로 출력한다.
노이즈 조절부(715)는 양자화 잡음을 감소시키기 위해 변환부(710)에서 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호에 대한 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다. 노이즈 조절부(715)의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
양자화부(720)는 노이즈 조절부(715)에서 노이즈가 조절된 신호를 양자화한다.
무손실 부호화부(725)는 양자화부(720)에서 양자화된 결과를 무손실 부호화한다. 위와 같은 주파수 도메인 부호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
CELP 부호화부(730)는 변환부(710)에서 시간 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들을 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화한다. CELP 부호화부(530)에서 반드시 CELP 방식에 한정하여 부호화하여야 하는 것은 아니며, 시간 도메인에서 부호화하는 다른 방식을 이용하여 부호화할 수 있다.
대역폭확장 부호화부(745)는 변환부(710)에서 서브 밴드 별로 시간 도메인 또는 주파수 도메인으로 변환된 신호에서 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 부호화한다. 대역폭확장 부호화부(745)는 복호화단에서 복호화된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성할 수 있는 정보를 부호화한다.
스테레오 툴 부호화부(750)는 스테레오 툴(stereo tool)에 의해 변환부(710)에서 서브 밴드 별로 시간 도메인 또는 주파수 도메인으로 변환된 신호를 분석하여 복호화단에서 스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 부호화한다.
다중화부(755)는 무손실 부호화부(725)에서 부호화된 결과, CELP 부호화부(730)에서 부호화된 결과, 대역폭확장 부호화부(745)에서 부호화된 결과 및 스테레오 툴 부호화부(750)에서 부호화된 결과를 다중화하여 비트스트림을 생성하고, 출력단자 OUT을 통해 출력한다.
도 8은 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 장치의 제4 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 대역폭 확장 복호화 장치는 역다중화부(800), 무손실 복호화부(805), 역양자화부(810), 노이즈 조절부(815), CELP 복호화부(820), MDCT 적용부(830), 대역폭확장 복호화부(835), 스테레오 툴 복호화부(850) 및 역변환부(855)를 포함하여 이루어진다.
역다중화부(800)는 입력단자 IN을 통하여 부호화단으로부터 비트스트림을 입력받아 역다중화한다.
무손실 복호화부(805)는 부호화단에서 주파수 도메인에서 무손실 부호화된 서브 밴드의 신호들을 역다중화부(800)로부터 입력받아 무손실 복호화한다. 위와 같은 주파수 도메인 복호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
역양자화부(810)는 무손실 복호화부(805)에서 무손실 복호화된 서브 밴드의신호들을 역양자화한다.
노이즈 조절부(815)는 양자화 잡음을 감소시키기 위해 역양자화부(810)에서 역양자화된 서브 밴드의 신호들의 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다. 노이즈 조절부(815)의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
CELP 복호화부(820)는 부호화단에서 시간 도메인에서 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화된 서브 밴드의 신호들을 역다중화부(800)로부터 입력받아 CELP 방식 의해 복호화한다.
MDCT 적용부(830)는 CELP 복호화부(820)에서 복호화된 신호에 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform)를 적용하여 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다.
대역폭확장 복호화부(635)는 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성하는 정보를 역다중화부(600)로부터 입력받아 노이즈 조절부(815)에서 노이즈가 조절된 신호 또는 MDCT 적용부(830)에서 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성한다.
스테레오 툴 복호화부(850)는 스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 역다중화부(800)로부터 입력받아 스테레오 툴(stereo tool)에 의해 스테레오 신호로 생성한다.
역변환부(855)는 스테레오 툴 복호화부(850)에서 스테레오 신호로 생성된 서브 밴드의 신호들을 합성하여 시간 도메인으로 신호로 역변환한다. 역변환부(855)에서 이용하는 트랜스폼으로 Inverse FV-MLT(Inverse Frequency Varying Modulated Lapped Transform)가 있다.
도 9는 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 방법에 대한 제1 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 입력신호를 기 설정된 소정의 주파수를 기준으로 하여 저주파수 밴드 신호와 고주파수 밴드 신호로 분할한다(제900단계).
제900단계에서 분할된 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 부호화할지 주파수 도메인에서 부호화할지를 결정한다(제905단계). 제905단계에서 부호화할 도메인을 결정함에 있어서, 도 9에 도시된 바와 같이 제905단계에서 분할된 시간 도메인에 해당하는 신호만을 이용하여 실시할 수 있지만, 제905단계에서 분할된 시간 도메인에 해당하는 신호에 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform)를 적용하여 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한 후 주파수 도메인으로 변환된 신호를 이용하거나 제905단계에서 분할된 시간 도메인에 해당하는 신호 및 주파수 도메인으로 변환된 신호를 모두 이용할 수 있다.
제900단계에서 분할된 저주파수 밴드 신호를 주파수 도메인에서 부호화하는 것으로 제905단계에서 결정되었다면, MDCT를 적용하여 제900단계에서 분할된 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다(제910단계).
양자화 잡음을 감소시키기 위해 제910단계에서 주파수 밴드 신호로 변환된 신호의 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다(제915단계). 제915단계의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
제915단계에서 노이즈가 조절된 신호를 양자화한다(제920단계).
제920단계에서 양자화된 결과를 무손실 부호화한다(제925단계). 위와 같은 주파수 도메인 부호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
제905단계에서 시간 도메인에서 부호화하는 것으로 결정된 저주파수 밴드 신호를 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화한다(제930단계). 제930단계에서 반드시 CELP 방식에 한정하여 부호화하여야 하는 것은 아니며, 시간 도메인에서 부호화하는 다른 방식을 이용하여 부호화할 수 있다.
제900단계에서 분할된 저주파수 밴드 신호를 MDCT를 제외한 다른 트랜스폼(transform)에 의해 변환한다(제935단계). 제935단계에서 이용하는 트랜스폼으로 MDST(Modified Discrete Sine Transform), FFT(Fast Fourier Transform) 및 QMF(Quadrature Mirror Filterbank) 등이 있다.
제935단계에서 이용한 동일한 트랜스폼에 의해 제900단계에서 분할된 고주파 수 밴드 신호를 변환한다(제940단계).
제935단계에서 변환된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 제940단계에서 변환된 고주파수 밴드 신호를 부호화한다(제945단계). 제945단계는 복호화단에서 복호화된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성할 수 있는 정보를 부호화한다.
제945단계 후에, 스테레오 툴(stereo tool)에 의해 입력신호를 분석하여 복호화단에서 스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 부호화한다(제950단계).
제925단계에서 부호화된 결과, 제930단계에서 부호화된 결과, 제945단계에서 부호화된 결과 및 제950단계에서 부호화된 결과를 다중화하여 비트스트림을 생성한다(제955단계).
도 10은 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 방법에 대한 제1 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 부호화단으로부터 비트스트림을 입력받아 역다중화한다(제1000단계).
부호화단에서 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인에서 부호화되었는지 시간 도메인에서 부호화되었는지 여부를 판단한다(제1003단계)
만일 부호화단에서 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인에서 부호화되었다고 제1003단계에서 판단되면, 부호화단에서 저주파수 밴드 신호에 대하여 주파수 도메인에서 무손실 부호화된 결과를 입력받아 무손실 복호화한다(제1005단계). 위와 같은 주파수 도메인 복호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
제1005단계에서 무손실 복호화된 결과를 역양자화한다(제1010단계).
양자화 잡음을 감소시키기 위해 제1010단계에서 역양자화된 결과의 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다(제1015단계). 제1015단계의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
IMDCT(Inverse Modified Discrete Cosine Transform)에 의해 제1015단계에서 노이즈가 조절된 신호를 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 역변환한다(제1020단계).
만일 부호화단에서 저주파수 밴드 신호가 시간 도메인에서 부호화되었다고 제1003단계에서 판단되면, 부호화단에서 저주파수 밴드 신호에 대하여 시간 도메인에서 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화된 결과를 입력받아 CELP 방식에 의해 복호화한다(제1025단계).
제1020단계에서 역변환된 저주파수 밴드 신호 또는 제1025단계에서 복호화된 저주파수 밴드 신호를 MDCT를 제외한 다른 트랜스폼(transform)에 의해 변환한다(제1030단계). 제1030단계에서 이용하는 트랜스폼으로 MDST(Modified Discrete Sine Transform), FFT(Fast Fourier Transform) 및 QMF(Quadrature Mirror Filterbank) 등이 있다.
저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성하는 정보를 입력받아 제1030단계에 의해 변환된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성한다(제1035단계).
제1030단계에 대응하여 역변환하는 인버스 트랜스폼(inverse transform)에 의해 제1035단계에서 생성된 고주파수 밴드 신호를 역변환한다(제1040단계).
제1020단계에서 역변환된 저주파수 밴드 신호 또는 제1025단계에서 복호화된 저주파수 밴드 신호와 제1040단계에서 역변환된 고주파수 밴드 신호를 합성한다(제1045단계).
스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 입력받아 제1045단계에서 합성된 신호를 스테레오 툴(stereo tool)에 의해 스테레오 신호로 생성한다(제1050단계).
도 11은 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 방법에 대한 제2 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 입력신호를 기 설정된 소정의 주파수를 기준으로 하여 저주파수 밴드 신호와 고주파수 밴드 신호로 분할한다(제1100단계).
제1100단계에서 분할된 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 부호화할지 주파수 도메인에서 부호화할지를 결정한다(제1105단계). 제1105단계에서 부호화할 도메인을 결정함에 있어서, 도 11에 도시된 바와 같이 제1105단계에서 분할된 시간 도메인에 해당하는 신호만을 이용하여 실시할 수 있지만, 제1105단계에서 분할된 시간 도메인에 해당하는 신호에 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform)를 적용하여 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한 후 주파수 도메인으로 변환된 신호를 이용하거나 제1105단계에서 분할된 시간 도메인에 해당하는 신호 및 주파수 도메인으로 변환된 신호를 모두 이용할 수 있다.
만일 제1100단계에서 분할된 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인에서 부호화하는 것으로 제1105단계에서 결정되었다면, 제1100단계에서 분할된 저주파수 밴 드 신호에 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform)를 적용하여 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다(제1110단계).
양자화 잡음을 감소시키기 위해 제1110단계에서 주파수 밴드 신호로 변환된 신호의 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다(제1115단계). 제1115단계의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
제1115단계에서 노이즈가 조절된 신호를 양자화한다(제1120단계).
제1120단계에서 양자화된 결과를 무손실 부호화한다(제1125단계). 위와 같은 주파수 도메인 부호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
만일 제1100단계에서 분할된 저주파수 밴드 신호가 시간 도메인에서 부호화하는 것으로 제1105단계에서 결정되었다면, 제1100단계에서 분할된 저주파수 밴드 신호를 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화한다(제1130단계). 제1130단계에서 반드시 CELP 방식에 한정하여 부호화하여야 하는 것은 아니며, 시간 도메인에서 부호화하는 다른 방식을 이용하여 부호화할 수 있다.
제1130단계에서 부호화된 결과를 MDCT를 적용하여 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다(제1133단계).
제1100단계에서 분할된 고주파수 밴드 신호를 MDCT에 의해 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다(제1140단계).
제1110단계 또는 제1135단계에서 변환된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 제1140단계에서 변환된 고주파수 밴드 신호를 부호화한다(제1145단계). 제1145단계 는 복호화단에서 복호화된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성할 수 있는 정보를 부호화한다.
스테레오 툴(stereo tool)에 의해 입력신호를 분석하여 복호화단에서 스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 부호화한다(제1150단계).
제1125단계에서 부호화된 결과, 제1130단계에서 부호화된 결과, 제1145단계에서 부호화된 결과 및 제1150단계에서 부호화된 결과를 다중화하여 비트스트림을 생성한다(제1155단계).
도 12는 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 방법에 대한 제2 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 부호화단으로부터 비트스트림을 입력받아 역다중화한다(제1200단계).
부호화단에서 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인에서 부호화되었는지 시간 도메인에서 부호화되었는지 여부를 판단한다(제1203단계)
만일 부호화단에서 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인에서 부호화되었다고 제1203단계에서 판단되면, 부호화단에서 저주파수 밴드 신호에 대하여 주파수 도메인에서 무손실 부호화된 결과를 입력받아 무손실 복호화한다(제1205단계). 위와 같은 주파수 도메인 복호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
제1205단계에서 무손실 복호화된 결과를 역양자화한다(제1210단계).
양자화 잡음을 감소시키기 위해 제1210단계에서 역양자화된 결과의 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다(제1215단계). 제1215 단계의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
IMDCT(Inverse Modified Discrete Cosine Transform)에 의해 제1215단계에서 노이즈가 조절된 신호를 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 역변환한다(제1220단계).
만일 부호화단에서 저주파수 밴드 신호가 시간 도메인에서 부호화되었다고 제1203단계에서 판단되면, 부호화단에서 저주파수 밴드 신호에 대하여 시간 도메인에서 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화된 결과를 입력받아 CELP 방식 의해 복호화한다(제1225단계).
제1225에서 복호화된 신호에 MDCT를 적용하여 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다(제1230단계).
만일 저주파수 밴드 신호가 주파수 도메인에서 부호화되었다면, MDCT 적용부(430)는 MDCT를 수행하지 않고, 노이즈 조절부(415)에서 노이즈가 조절된 신호로 대체하여 출력한다.
저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성하는 정보를 입력받아 제1215단계에서 노이즈가 조절되거나 제1230단계에서 변환된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성한다(제1235단계).
제1235단계에서 생성된 고주파수 밴드 신호를 IMDCT에 의해 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 역변환한다(제1240단계).
제1220단계에서 역변환된 저주파수 밴드 신호 또는 제1225단계에서 복호화된 저주파수 밴드 신호와 제1240단계에서 역변환된 고주파수 밴드 신호를 합성한다(제 1245단계).
스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 입력받아 제1245단계에서 합성된 신호를 스테레오 툴(stereo tool)에 의해 스테레오 신호로 생성한다(제1250단계).
도 13은 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 방법에 대한 제3 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 각 서브 밴드에 대하여 주파수 도메인에서 부호화할지 시간 도메인에서 부호화할지 여부를 결정한다(제1300단계). 제1300단계에서 부호화할 도메인을 결정함에 있어서, 도 13에 도시된 바와 같이 시간 도메인에 해당하는 입력신호만을 이용하여 실시할 수 있지만, 입력신호에 대하여 서브 밴드 별로 주파수 도메인 또는 시간 도메인으로 변환한 후 서브 밴드 별로 변환된 신호들을 이용하거나 입력신호 및 서브 밴드 별로 변환된 신호들을 모두 이용할 수 있다.
각 서브 밴드에 대하여 제1300단계에서 결정된 주파수 도메인 또는 시간 도메인으로 입력신호를 서브 밴드 단위로 변환한다(제1310단계). 제1310단계에서 이용하는 트랜스폼(transform)으로 FV-MLT(Frequency Varying Modulated Lapped Transform)가 있다.
제1310단계에서 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드인지 시간 도메인으로 변환된 서브 밴드인지 여부를 판단한다(제1313단계).
제1313단계에서 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드들의 경우, 양자화 잡음을 감소시키기 위해 제1310단계에서 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들에 대한 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다(제 1315단계). 제1310단계의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
제1315단계에서 노이즈가 조절된 신호를 양자화한다(제1320단계).
제1320단계에서 양자화된 결과를 무손실 부호화한다(제1325단계). 위와 같은 주파수 도메인 부호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
제1313단계에서 시간 도메인으로 변환된 서브 밴드들의 경우, 제1310단계에서 시간 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들을 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화한다(제1330단계). 제1330단계에서 반드시 CELP 방식에 한정하여 부호화하여야 하는 것은 아니며, 시간 도메인에서 부호화하는 다른 방식을 이용하여 부호화할 수 있다.
제1330단계 후에, 입력신호를 소정의 트랜스폼에 의해 변환한다(제1340단계). 제1340단계에서 이용하는 트랜스폼으로 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform), MDST(Modified Discrete Sine Transform), FFT(Fast Fourier Transform) 및 QMF(Quadrature Mirror Filterbank) 등이 있다.
제1340단계에서 주파수 도메인으로 변환된 신호에서 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 부호화한다(제1345단계). 제1345단계에서는 복호화단에서 복호화된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성할 수 있는 정보를 부호화한다.
스테레오 툴(stereo tool)에 의해 제1340단계에서 주파수 도메인으로 변환된 신호를 분석하여 복호화단에서 스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 부호화한다 (제1350단계).
제1325단계에서 부호화된 결과, 제1330단계에서 부호화된 결과, 제1345단계에서 부호화된 결과 및 제1350단계에서 부호화된 결과를 다중화하여 비트스트림을 생성한다(제1355단계).
도 14는 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 방법에 대한 제3 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 부호화단으로부터 비트스트림을 입력받아 역다중화한다(제1400단계).
제1400단계 후에, 부호화단에서 각 서브 밴드의 신호가 주파수 도메인에서 부호화되었는지 시간 도메인에서 부호화되었는지 여부를 판단한다(제1403단계).
제1403단계에서 주파수 도메인에서 부호화된 서브 밴드들의 경우, 부호화단에서 주파수 도메인에서 무손실 부호화된 서브 밴드의 신호들을 입력받아 무손실 복호화한다(제1405단계). 위와 같은 주파수 도메인 복호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
제1405단계에서 무손실 복호화된 서브 밴드의 신호들을 역양자화한다(제1410단계).
양자화 잡음을 감소시키기 위해 제1410단계에서 역양자화된 서브 밴드의 신호들의 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다(제1415단계). 제1415단계의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
제1403단계에서 시간 도메인에서 부호화된 서브 밴드들의 경우, 부호화단에서 시간 도메인에서 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화된 서브 밴드의 신호들을 입력받아 CELP 방식 의해 복호화한다(제1420단계).
제1415단계에서 노이즈가 조절된 서브 밴드의 신호들과 제1420단계에서 복호화된 서브 밴드의 신호들을 합성하여 시간 도메인으로 역변환한다(제1425단계). 제1425단계에서 이용하는 트랜스폼으로 Inverse FV-MLT(Inverse Frequency Varying Modulated Lapped Transform)가 있다.
제1425단계에서 역변환된 신호를 소정의 트랜스폼을 이용하여 변환한다(제1430단계). 제1430단계에서 이용하는 트랜스폼으로 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform), MDST(Modified Discrete Sine Transform), FFT(Fast Fourier Transform) 및 QMF(Quadrature Mirror Filterbank) 등이 있다.
저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성하는 정보를 입력받아 제1430단계에 의해 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성한다(제1435단계).
스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 입력받아 스테레오 툴(stereo tool)에 의해 스테레오 신호로 생성한다(제1450단계).
제1430단계에 대응하여 역변환하는 인버스 트랜스폼(inverse transform)에 의해 제1450단계에서 생성된 스테레오 신호를 역변환한다(제1455단계).
도 15는 본 발명에 의한 대역폭 확장 부호화 방법에 대한 제4 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 각 서브 밴드에 대하여 주파수 도메인에서 부호화할지 시간 도메인에서 부호화할지 여부를 결정한다(제1500단계). 제1500단계에서 부호화할 도메인을 결정함에 있어서, 도 15에 도시된 바와 같이 시간 도메인에 해당하는 입력신호만을 이용하여 실시할 수 있지만, 입력신호에 대하여 서브 밴드 별로 주파수 도메인 또는 시간 도메인으로 변환한 후 서브 밴드 별로 변환된 신호들을 이용하거나 입력신호 및 서브 밴드 별로 변환된 신호들을 모두 이용할 수 있다.
각 서브 밴드에 대하여 제1500단계에서 결정된 주파수 도메인 또는 시간 도메인으로 입력신호를 서브 밴드 단위로 변환한다(제1510단계). 제1510단계에서 이용하는 트랜스폼(transform)으로 FV-MLT(Frequency Varying Modulated Lapped Transform)가 있다.
제1510단계에서 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드인지 시간 도메인으로 변환된 서브 밴드인지 여부를 판단한다(제1513단계).
제1513단계에서 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드들의 경우, 양자화 잡음을 감소시키기 위해 제1510단계에서 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호에 대한 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다(제1515단계). 제1515단계의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
제1515단계에서 노이즈가 조절된 신호를 양자화한다(제1520단계).
제1520단계에서 양자화된 결과를 무손실 부호화한다(제1525단계). 위와 같은 주파수 도메인 부호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
제1513단계에서 주파수 도메인으로 변환된 서브 밴드들의 경우, 제1510단계에서 시간 도메인으로 변환된 서브 밴드의 신호들을 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화한다(제1530단계). 제1530단계에서 반드시 CELP 방식에 한정하여 부호화하여야 하는 것은 아니며, 시간 도메인에서 부호화하는 다른 방식을 이용하여 부호화할 수 있다.
제1510단계에서 서브 밴드 별로 시간 도메인 또는 주파수 도메인으로 변환된 신호에서 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 부호화한다(제1545단계). 제1545단계에서는 복호화단에서 복호화된 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성할 수 있는 정보를 부호화한다.
스테레오 툴(stereo tool)에 의해 제1510단계에서 서브 밴드 별로 시간 도메인 또는 주파수 도메인으로 변환된 신호를 분석하여 복호화단에서 스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 부호화한다(제1550단계).
제1525단계에서 부호화된 결과, 제1530단계에서 부호화된 결과, 제1545단계에서 부호화된 결과 및 제1550단계에서 부호화된 결과를 다중화하여 비트스트림을 생성한다(제1555단계).
도 16은 본 발명에 의한 대역폭 확장 복호화 방법에 대한 제4 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 부호화단으로부터 비트스트림을 입력받아 역다중화한다(제1600단계).
제1600단계 후에, 부호화단에서 각 서브 밴드의 신호가 주파수 도메인에서 부호화되었는지 시간 도메인에서 부호화되었는지 여부를 판단한다(제1603단계).
제1403단계에서 주파수 도메인에서 부호화된 서브 밴드들의 경우, 부호화단에서 주파수 도메인에서 무손실 부호화된 서브 밴드의 신호들을 입력받아 무손실 복호화한다(제1605단계). 위와 같은 주파수 도메인 복호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding)와 BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)이 있다.
제1605단계에서 무손실 복호화된 서브 밴드의신호들을 역양자화한다(제1610단계).
양자화 잡음을 감소시키기 위해 제1610단계에서 역양자화된 서브 밴드의 신호들의 템포럴 엔벨롭(temporal envelope)을 평탄하도록 노이즈를 조절한다(제1615단계). 제1615단계의 일 예로 TNS(Temporal Noise Shaping)가 있다.
부호화단에서 시간 도메인에서 CELP(Code Excited Linear Prediction) 방식에 의해 부호화된 서브 밴드의 신호들을 입력받아 CELP 방식 의해 복호화한다(제1620단계).
제1620단계에서 복호화된 신호에 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform)를 적용하여 저주파수 밴드 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다(제1625단계).
저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성하는 정보를 입력받아 제1615단계에서 노이즈가 조절된 신호 또는 제1625단계에서 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성한다(제1635단계).
스테레오 신호를 생성하기 위한 정보를 입력받아 스테레오 툴(stereo tool)에 의해 스테레오 신호로 생성한다(제1650단계).
제1650단계에서 스테레오 신호로 생성된 서브 밴드의 신호들을 합성하여 시간 도메인으로 신호로 역변환한다(제1655단계). 제1655단계에서 이용하는 트랜스 폼으로 Inverse FV-MLT(Inverse Frequency Varying Modulated Lapped Transform)가 있다.
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 대역폭 확장 부호화 및 복호화 방법에 의하면, 저주파수 밴드 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 부호화/복호화한다. 이렇게 함으로써 적은 데이터 크기를 이용하여 부호화 및 복호화를 수행하는 동시에 음질을 저하시키지 않는 효과를 거둘 수 있다.

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  15. 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 신호가 부호화된 도메인을 판단하는 도메인 판단부;
    상기 신호가 상기 주파수 도메인에서 부호화된 것으로 판단된 경우, 상기 신호를 무손실 복호화 및 역양자화하고, 역양자화된 신호를 시간 도메인으로 역변환하는 주파수도메인 복호화부;
    상기 신호가 상기 시간 도메인에서 부호화된 것으로 판단된 경우, 상기 신호를 CELP 방식에 의해 복호화하는 시간도메인 복호화부;
    상기 시간 도메인으로 역변환된 신호 혹은 상기 CELP 방식에 의해 복호화된 신호를 QMF(Quadrature Mirror Filter)를 이용하여 변환하는 변환부;
    상기 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성하는 대역폭확장 복호화부; 및
    상기 생성된 고주파수 밴드 신호와 상기 변환된 신호를 역QMF를 이용하여 역변환하는 역변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 확장 복호화 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 주파수 도메인 복호화부는 상기 역양자화된 신호에 대하여 노이즈를 조절하고, 노이즈가 조절된 신호를 상기 시간 도메인으로 역변환하는 것을 특징으로 하는 대역폭 확장 복호화 장치.
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  31. 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 신호가 부호화된 도메인을 판단하는 단계;
    상기 신호가 상기 주파수 도메인에서 부호화된 것으로 판단된 경우, 상기 신호를 무손실 복호화 및 역양자화하고, 역양자화된 신호를 시간 도메인으로 역변환하는 단계;
    상기 신호가 상기 시간 도메인에서 부호화된 것으로 판단된 경우, 상기 신호를 CELP 방식에 의해 복호화하는 단계;
    상기 시간 도메인으로 역변환된 신호 혹은 상기 CELP 방식에 의해 복호화된 신호를 QMF(Quadrature Mirror Filter)를 이용하여 변환하는 단계;
    상기 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 고주파수 밴드 신호와 상기 변환된 신호를 역QMF를 이용하여 역변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 확장 복호화 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 역양자화된 신호에 대하여 노이즈를 조절하고, 노이즈가 조절된 신호를 상기 시간 도메인으로 역변환하는 것을 특징으로 하는 대역폭 확장 복호화 방법.
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  40. 주파수 도메인 및 시간 도메인 가운데 신호가 부호화된 도메인을 판단하는 단계;
    상기 신호가 상기 주파수 도메인에서 부호화된 것으로 판단된 경우, 상기 신호를 무손실 복호화 및 역양자화하고, 역양자화된 신호를 시간 도메인으로 역변환하는 단계;
    상기 신호가 상기 시간 도메인에서 부호화된 것으로 판단된 경우, 상기 신호를 CELP 방식에 의해 복호화하는 단계;
    상기 시간 도메인으로 역변환된 신호 혹은 상기 CELP 방식에 의해 복호화된 신호를 QMF(Quadrature Mirror Filter)를 이용하여 변환하는 단계;
    상기 변환된 신호를 이용하여 고주파수 밴드 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 고주파수 밴드 신호와 상기 변환된 신호를 역QMF를 이용하여 역변환하는 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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