KR101381513B1 - 음성/음악 통합 신호의 부호화/복호화 장치 - Google Patents

음성/음악 통합 신호의 부호화/복호화 장치 Download PDF

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Abstract

음성/음악 통합 신호의 부호화/복호화 장치가 개시된다. 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치는, 입력 신호의 특성을 분석하는 입력 신호 분석부, 상기 입력 신호가 스트레오 신호인 경우 모노 신호로 다운믹스하고, 스테레오 음상 정보를 추출하는 스테레오 부호화부, 상기 입력 신호를 고주파 대역신호로 확장하는 주파수 대역 확장부, 상기 주파수 대역 확장부의 출력 신호에 대한 샘플링율을 변환하는 샘플링율 변환부, 상기 입력 신호가 음성 특성을 가지는 신호인 경우, 음성 부호화 모듈을 사용하여 상기 입력 신호를 부호화하는 음성 신호 부호화부, 상기 입력 신호가 음악 특성을 가지는 신호인 경우, 음악 부호화 모듈을 사용하여 상기 입력 신호를 부호화하는 음악 신호 부호화부 및 상기 음성 신호 부호화부의 출력 신호 및 상기 음악 신호 부호화부의 출력 신호를 이용하여 비트스트림을 생성하는 비트스트림 생성부를 포함한다.
음성, 음악, 복호화, 부호화, 샘플링율 변환

Description

음성/음악 통합 신호의 부호화/복호화 장치{APPARATUS FOR ENCODING AND DECODING OF INTEGRATED VOICE AND MUSIC}
음성/음악 통합 신호의 부호화/복호화 장치에 관한 것으로 특히, 음성과 음악 신호에 대해 서로 다른 구조로 동작하는 부/복호화 모듈을 가지고 입력 신호의 특성에 따라 내부 모듈을 효과적으로 선택하여, 음성/음악 모든 신호에 대해 효과적으로 부호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-F-011-01, 과제명: 차세대 DTV 핵심기술개발].
음성 신호와 음악 신호는 서로 다른 특성을 가지며, 각 신호의 고유 특성을 활용하여 각 신호에 특화된 음성 코덱과 음악 코덱이 독립적으로 연구되고 각각의 표준 코덱이 개발되었다. 현재 널리 사용되는 음성 코덱(AMR-WB+)은 CELP 구조를 가지며, 음성의 발성 모델에 따라 LPC 기반으로 음성 파라미터를 추출하고 양자화 하는 구조를 가진다. 반면, 현재 널리 사용되는 음악 코덱(HE-AAC V2)은 주파수 영역에서 인간의 청각 특성을 고려하여 심리음향 측면에서 최적으로 주파수 계수를 양자화 하는 구조를 가지고 있다.
따라서, 음악 신호 부호화기 및 음성 신호 부호화기를 통합함과 동시에 신호의 특성 및 비트율에 따라 적절한 부호화 방식을 선택하여 보다 효과적으로 부호화/복호화를 수행할 수 있는 코덱이 요구된다.
본 발명은 입력 신호의 특성에 따라 내부 모듈을 효과적으로 선택함으로써, 다양한 비트율에서 음성 신호 및 음악 신호 모두에 대해 우수한 음질을 제공하는 부호화/복호화 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 샘플링율 변환 이전에 주파수 대역을 확장함으로써, 더 넓은 대역으로 주파수 확장 가능한 부호화/복호화 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치는, 입력 신호의 특성을 분석하는 입력 신호 분석부, 상기 입력 신호가 스트레오 신호인 경우 모노 신호로 다운믹스하고, 스테레오 음상 정보를 추출하는 스테레오 부호화부, 상기 입력 신호를 고주파 대역신호로 확장하는 주파수 대역 확장부, 상기 주파수 대역 확장부의 출력 신호에 대한 샘플링율을 변환하는 샘플링율 변환부, 상기 입력 신호가 음성 특성을 가지는 신호인 경우, 음성 부호화 모듈을 사용하여 상기 입력 신호를 부호화하는 음성 신호 부호화부, 상기 입력 신호가 음악 특성을 가지는 신호인 경우, 음악 부호화 모듈을 사용하여 상기 입력 신호를 부호화하는 음악 신호 부호화부 및 상기 음성 신호 부호화부의 출력 신호 및 상기 음악 신호 부호화부의 출력 신호를 이용하여 비트스트림을 생성하는 비트스트림 생성부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 입력 신호 분석부는, 상기 입력 신호의 ZCR(Zero Crossing Rate), 상관관계, 및 프레임 단위의 에너지 중 적어도 하나를 이용하여 상기 입력 신호를 분석할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 스테레오 음상 정보는, 좌/우 채널의 상관관계 및 좌/우 채널의 레벨 차이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 주파수 대역 확장부는, 상기 샘플링율의 변환에 앞서 상기 입력 신호를 고주파 대역신호로 확장할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 샘플링율 변환부는, 상기 음성 신호 부호화부 또는 음악 신호 부호화부에서 요구하는 샘플링율로 상기 입력 신호의 샘플링율을 변환할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 샘플링율 변환부는, 입력 신호를 1/2로 다운 샘플링하는 제1 다운샘플링부, 상기 제1 다운샘플링부의 출력 신호를 1/2로 다운 샘플링하는 제2 다운샘플링부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 비트스트림 생성부는, 상기 입력 신호가 음성 특성 신호와 음악 특성 신호 사이에서 변화하는 경우, 프레임 단위의 변화를 보상하는 정보를 비트스트림에 저장할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 프레임 단위의 변화를 보상하는 정보는, 입력 신호의 특성에 따른 시간/주파수 변환 방법 및 시간/주파수 변환 크기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 음성/음악 통합 신호의 복호화 장치는, 입력된 비트스트림 신호를 분석하는 비트스트림 분석부, 상기 비트스트림 신호가 음성 특 성 신호에 대한 비트스트림인 경우, 음성 복호화 모듈을 사용하여 상기 비트스트림 신호를 복호화하는 음성 신호 복호화부, 상기 비트스트림 신호가 음악 특성 신호에 대한 비트스트림인 경우, 음악 복호화 모듈을 사용하여 상기 비트스트림 신호를 복호화하는 음악 신호 복호화부, 상기 음악 특성 신호와 상기 음성 특성 신호 사이의 변환시 변환 처리를 수행하는 신호 보상부, 상기 비트스트림 신호의 샘플링율을 변환하는 샘플링율 변환부, 복호화된 저주파 대역 신호를 이용하여 고주파 대역 신호를 생성하는 주파수 대역 확장부 및 스트레오 확장 파라미터를 이용하여 스트레오 신호를 생성하는 스테레오 복호화부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 입력 신호의 특성에 따라 내부 모듈을 효과적으로 선택함으로써, 다양한 비트율에서 음성 신호 및 음악 신호 모두에 대해 우수한 음질을 제공하는 부호화/복호화 장치 및 방법이 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 샘플링율 변환 이전에 주파수 대역을 확장함으로써, 더 넓은 대역으로 주파수 확장 가능한 부호화/복호화 장치 및 방법이 제공된다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치 를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치(100)는 입력 신호 분석부(110), 스테레오 부호화부(120), 주파수 대역 확장부(130), 샘플링율 변환부(140), 음성 신호 부호화부(150), 음악 신호 부호화부(160), 및 비트스트림 생성부(170)를 포함할 수 있다.
입력 신호 분석부(110)는 입력 신호의 특성을 분석할 수 있다. 즉, 입력 신호 분석부(110)는 입력 신호의 특성을 분석하여 음성 특성을 갖는 신호인지, 음악 특성을 갖는 신호인지를 분리할 수 있다. 이때, 입력신호 분석을 위해 입력 신호의 ZCR(Zero Crossing Rate), 상관관계, 및 프레임 단위의 에너지 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
스테레오 부호화부(120)는 입력 신호를 모노 신호로 다운믹스하고, 스테레오 음상 정보를 추출할 수 있다. 이때, 스테레오 음상 정보는, 좌/우 채널의 상관관계 및 좌/우 채널의 레벨 차이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
주파수 대역 확장부(130)는 입력 신호를 고주파 대역신호로 확장할 수 있다. 이때, 샘플링율의 변환에 앞서 상기 입력 신호를 고주파 대역신호로 확장할 수 있다. 여기서, 주파수 대역 확장부(130)의 동작은 도 3을 참고하여 이하에서 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 주파수 대역 확장부의 시작 및 끝 주파수 대역을 도시한 도면이다.
도 3의 표(300)를 참고하면, 주파수 대역 확장부(130)는 모노 다운믹스 신 호가 음악 특성 신호인 경우, 도 3에 예시된 바와 같이, 비트율에 따른 고주파 대역신호를 생성하기 위한 정보를 추출할 수 있다. 한편, 음성 특성 신호는 일예로, 입력 오디오 신호의 샘플링 율이 48kHz인 경우, start 주파수 대역을 6kHz로 고정하고, Stop 주파수 대역은 음악 특성 신호와 동일한 값을 이용하도록 할 수 있다. 여기서, 음성 특성 신호의 start 주파수 대역은 음성 특성 신호 부호화 모듈에서 사용하는 부호화 모듈의 설정에 따라 다양한 값을 가질 수 있다. 또한, 주파수 대역 확장부(130)에서 사용하는 Stop 주파수 대역은 입력 신호의 샘플링 율이나 설정한 비트율에 따라 다양한 값으로 설정될 수 있다. 주파수 대역 확장부(130)는 조성(tonality), 블록 단위의 에너지 값 등의 정보를 사용하여 동작될 수 있다. 또한, 음성 특성 신호와 음악 특성 신호에 따라 주파수 대역 확장에 관한 정보가 달라지는데, 상기 주파수 대역 확장에 관한 정보를 음성 특성 신호와 음악 특성 신호 사이에 변환이 발생할 때 비트스트림에 저장하도록 할 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 샘플링율 변환부(140)는 입력 신호의 샘플링율을 변환할 수 있다. 여기서, 샘플링율 변환부(140)는 입력신호를 부호화하기 전에 입력신호를 전처리하는 과정에 해당한다. 따라서, 샘플링율 변환부(140)는 입력 비트율에 따라 코어(core) 대역의 주파수대역을 변경하기 위해, 입력 오디오 신호의 샘플링 율을 변환할 수 있다. 이때, 샘플링 율 변환을 주파수 대역 확장 다음에 수행함으로써, 주파수 대역 확장에서의 주파수 대역 설정이 코어 대역에서 사용하는 샘플링 율에 고정되지 않고 더 넓은 대역으로 확장이 가능할 수 있다.
여기서, 샘플링율 변환부(140)는 도 2를 참고하여 이하에서 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 도 2에 도시된 샘플링율 변환부의 일례를 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 샘플링율 변환부(140)는 제1 다운샘플링부(210) 및 제2 다운샘플링부(220)를 포함할 수 있다.
제1 다운샘플링부(210)는 입력 신호를 1/2로 다운 샘플링할 수 있다. 예를 들어, 제1 다운샘플링부(210)는 음악 부호화 모듈이 AAC(advanced audio coding) 기반의 부호화 모듈을 사용하는 경우, 1/2 다운샘플링을 수행할 수 있다.
제2 다운샘플링부(220)는 제1 다운샘플링부의 출력 신호를 1/2로 다운 샘플링할 수 있다. 예를 들어, 제2 다운샘플링부(220)는 음성 부호화 모듈이 AMR-WB+(Adaptive Multi-Rate Wideband Plus) 기반의 부호화 모듈을 사용하는 경우, 상기 제1 다운샘플링부의 출력 신호를 1/2 다운샘플링할 수 있다.
따라서, 음악 신호 부호화부(160)에서 AAC 기반의 부호화 모듈을 사용하는 경우, 샘플링 율 변환부(140)에서는 1/2로 다운 샘플링 한 신호를 생성하고, 음성 신호 부호화부(150)에서 AMR-WB+ 기반의 부호화 모듈을 사용하는 경우 1/4로 다운 샘플링을 수행할 수 있다. 따라서, 샘플링 변환부(140)를 음성 신호 부호화부(150) 및 음악 신호 부호화부(160) 앞에 두어, 음성/음악 신호 부호화 모듈이 처리하는 샘플링 율이 다를 때, 이를 미리 고려하여, 샘플링 변환부(140)에서 처리한 후 음성 신호 부호화 모듈 또는 음악 신호 부호화 모듈에 입력할 수 있도록 한다.
또한, 샘플링율 변환부(140)는 상기 음성 신호 부호화부 또는 음악 신호 부호화부에서 요구하는 샘플링율로 상기 입력 신호의 샘플링율을 변환할 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 음성 신호 부호화부(150)는 입력 신호가 음성 특성을 가지는 신호인 경우, 음성 부호화 모듈을 사용하여 상기 입력 신호를 부호화할 수 있다. 여기서, 입력 신호가 음성 특성을 가지는 신호인 경우, 주파수 대역 확장을 하지 않는 코어(core) 대역에 대해 음성 특성 신호 부호화 모듈에서 부호화를 수행할 수 있다. 한편, 음성 신호 부호화부(150)는 CELP(Code Excitation Linear Prediction) 기반의 음성 부호화 모듈을 사용할 수 있다.
음악 신호 부호화부(160)는 입력 신호가 음악 특성을 가지는 신호인 경우, 음악 부호화 모듈을 사용하여 상기 입력 신호를 부호화할 수 있다. 여기서, 입력 신호가 음악 특성을 가지는 신호인 경우, 주파수 대역 확장을 하지 않는 코어 대역에 대해 음악 특성 신호 부호화 모듈에서 부호화를 수행할 수 있다.
한편, 음악 신호 부호화부(160)는 시간/주파수 기반의 음성 부호화 모듈을 사용할 수 있다.
비트스트림 생성부(170)는 음성 신호 부호화부의 출력 신호 및 음악 신호 부호화부의 출력 신호를 이용하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 이때, 비트스트림 생성부(170)는 상기 입력 신호가 음성 특성 신호와 음악 특성 신호 사이에서 변화하는 경우, 프레임 단위의 변화를 보상하는 정보를 비트스트림에 저장할 수 있다. 여기서, 상기 프레임 단위의 변화를 보상하는 정보는, 입력 신호의 특성에 따른 시간/주파수 변환 방법 및 시간/주파수 변환 크기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 프레임 단위의 변화를 보상하는 정보를 이용하여 복호화기에서 음성 특성 신호 프레임과 음악 특성 신호 프레임 사이의 변환을 수행하도록 할 수 있다.
한편, 타겟(target) 비트율에 따른 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치(100)의 동작은 도 4를 참고하여 이하에서 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 비트율에 따른 모듈 별 동작을 도시한 도면이다.
도 4의 표(400)를 참고하면, 입력 신호가 모노인 경우, 스테레오 부호화 모듈을 모두 OFF로 하고, 비트율이 12kbps, 16kbps인 경우 음악 특성 신호 부호화 모듈을 OFF로 할 수 있다. 여기서, 비트율 12kbps, 16kbps에서 음악 특성 신호 부호화 모듈을 OFF 하는 이유는 낮은 비트율에서는 CELP 기반의 음성 부호화 모듈을 이용하여 음악 특성 신호를 부호화 하는 것이 음악 부호화 모듈을 이용하여 부호화하는 것보다 우수한 음질을 보여주기 때문이다. 따라서, 비트율 12kbps, 16kbps에서 모노 입력 신호에 대한 부호화는 음악 부호화 모듈, 스테레오 부호화 모듈, 입력 신호 분석 모듈을 OFF한 다음, 음성 신호 부호화 모듈과 주파수 대역 확장 모듈만을 이용할 수 있다.
비트율 20kbps, 24kbps, 32kbps에서는 음성 특성 신호와 음악 특성 신호에 따라 음성 신호 부호화 모듈과 음악 신호 부호화 모듈을 번갈아 가면서 사용할 수 있다. 즉, 입력 신호 분석 모듈에서 입력 신호를 분석하여 음성 특성 신호인 경우, 음성 부호화 모듈을 통해 부호화 하고, 음악 특성 신호인 경우, 음악 부호화 모듈을 이용하여 부호화할 수 있다.
비트율 64kbps에서는 사용 가능한 비트가 충분하기 때문에, 시간/주파수 변환 기반의 음악 부호화 모듈의 성능이 향상된다. 따라서 64kbps에서는 음성 부호 화 모듈과 입력 신호 분석 모듈을 OFF하고, 입력 신호를 모두 음악 부호화 모듈 및 주파수 대역 확장 모듈을 이용하여 부호화 할 수 있다.
입력 신호가 스테레오인 경우, 스테레오 부호화 모듈을 동작 시킬 수 있다. 비트율 12kbps, 16kbps, 20kbps로 부호화 하는 경우, 음악 부호화 모듈과 입력 신호 분석 모듈을 모두 OFF로 한 후, 모든 입력 신호를 스테레오 부호화 모듈, 주파수 대역 확장 모듈 및 음성 부호화 모듈을 통해 부호화 할 수 있다. 일반적으로 스테레오 부호화 모듈에서 사용하는 비트는 4kbps 이하이기 때문에, 20kbps로 스테레오 입력 신호를 부호화하는 경우, 16kbps로 다운믹스한 모노 신호를 부호화 해야 한다. 이 대역은 음성 부호화 모듈이 음악 부호화 모듈 보다 우수한 성능을 보이므로, 입력 신호 분석 모듈을 OFF 하고 모든 입력 신호에 대해 음성 부호화 모듈을 이용하여 부호화를 수행할 수 있다.
입력 스테레오 신호에 대해 비트율 24kbps, 32kbps로 부호화 하는 경우, 입력 신호 분석 모듈의 결과에 따라 음성 특성 신호는 음성 부호화 모듈을 이용하여 부호화 하고, 음악 특성 신호는 음악 부호화 모듈을 이용하여 부호화를 수행할 수 있다.
스테레오 신호를 비트율 64kbps로 부호화 하는 경우, 가용 비트가 많기 때문에, 음악 특성 신호 부호화 모듈만을 이용하여 입력 신호를 부호화 할 수 있다.
예를 들면, 음성 부호화기인 AMR-WB+와 음악 부호화기인 HE-AAC V2(High-Efficiency Advanced Audio Coding version 2)를 이용하여 통합 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치(100)를 구성하는 경우, AMR-WB+의 스테레오 모듈과 주파수 대역 확장 모듈의 성능이 우수하지 않기 때문에, HE-AAC V2의 PS(Parametric Stereo) 모듈과 SBR(Spectral Band Replication) 모듈을 이용하여 스테레오 신호에 대한 처리와 주파수 대역 확장을 수행할 수 있다.
12kbps, 16kbps 모노 신호에 대해서는 CELP 기반의 AMR-WB+의 성능이 우수하기 때문에, 코어 대역의 부호화는 AMR-WB+의 ACELP(Algebraic Code Excited Linear Prediction)/TCX(Transform Coded Excitation) 모듈을 이용하고, 주파수 대역의 확장에는 HE-AAC V2의 SBR(Spectral Band Replication) 모듈을 이용할 수 있다.
20kbps, 24kbps, 32kbps에서는 입력 신호를 분석하여 음성 특성 신호인 경우, AMR-WB+의 ACELP/TCX 모듈, 음악 특성 신호인 경우, HE-AAC V2의 AAC 모듈을 이용하여 코어 대역을 부호화 하고, HE-AAC V2의 SBR을 이용하여 주파수 대역 확장을 수행할 수 있다.
64kbps에서는 코어 대역의 부호화에 HE-AAC V2의 AAC 모듈만을 이용하여 부호화를 수행할 수 있다.
스테레오 입력에 대해서는 HE-AAC V2의 PS모듈을 이용하여 스테레오 부호화를 수행하고, 모드에 따라 적절하게 ARM-WB+의 ACELP/TCX 모듈과 HE-AAC V2의 AAC 모듈을 선택하여 코어 대역에 대한 부호화를 수행할 수 있다.
상기와 같이, 입력 신호의 특성에 따라 내부 모듈을 효과적으로 선택함으로써, 다양한 비트율에서 음성 신호 및 음악 신호 모두에 대해 우수한 음질을 제공하고, 샘플링율 변환 이전에 주파수 대역을 확장함으로써, 더 넓은 대역으로 주파수 확장이 가능할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 음성/음악 통합 신호의 복호화 장치를 도시한 도면이다.
도 5를 참고하면, 음성/음악 통합 신호의 복호화 장치(500)는 비트스트림 분석부(510), 음성 신호 복호화부(520), 음악 신호 복호화부(530), 신호 보상부(540), 샘플링율 변환부(550), 주파수 대역 확장부(560), 및 스테레오 복호화부(570)를 포함할 수 있다.
비트스트림 분석부(510)는 입력된 비트스트림 신호를 분석할 수 있다.
음성 신호 복호화부(520)는 비트스트림 신호가 음성 특성 신호에 대한 비트스트림인 경우, 음성 복호화 모듈을 사용하여 상기 비트스트림 신호를 복호화할 수 있다.
음악 신호 복호화부(530)는 비트스트림 신호가 음악 특성 신호에 대한 비트스트림인 경우, 음악 복호화 모듈을 사용하여 상기 비트스트림 신호를 복호화할 수 있다.
신호 보상부(540)는 음악 특성 신호와 음성 특성 신호 사이의 변환시 변환 처리를 수행할 수 있다. 즉, 음성 특성 신호와 음악 특성 신호 사이의 변환 시, artifact가 발생하지 않도록 각각의 특성에 따른 변환 정보를 이용하여 부드럽게 음성 특성 신호와 음악 특성 신호 사이를 변환하도록 처리할 수 있다.
샘플링율 변환부(550)는 비트스트림 신호의 샘플링율을 변환할 수 있다. 따라서, 샘플링율 변환부(550)는 코어 대역에서 사용한 샘플링 율을 원 샘플링 율 로 변환하여 주파수 대역 확장 모듈이나 스테레오 부호화 모듈에서 사용하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 즉, 코어 대역에서 변환하여 사용한 샘플링 율을 변환전 샘플링 율로 재변환하여 주파수 대역 확장 모듈이나 스테레오 부호화 모듈에서 사용하기 위한 신호를 생성할 수 있다.
주파수 대역 확장부(560)는 복호화된 저주파 대역 신호를 이용하여 고주파 대역 신호를 생성할 수 있다.
스테레오 복호화부(570)는 스트레오 확장 파라미터를 이용하여 스트레오 신호를 생성할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 샘플링율 변환부의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 주파수 대역 확장부의 시작 및 끝 주파수 대역을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 비트율에 따른 모듈 별 동작을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 음성/음악 통합 신호의 복호화 장치를 도시한 도면이다.

Claims (14)

  1. 입력 신호의 특성을 분석하는 입력 신호 분석부;
    상기 입력 신호가 스테레오 신호인 경우 모노 신호로 다운믹스하고, 스테레오 음상 정보를 추출하는 스테레오 부호화부;
    상기 입력 신호의 주파수 대역을 확장하는 주파수 대역 확장부;
    상기 주파수 대역 확장부의 출력 신호에 대한 샘플링율을 변환하는 샘플링율 변환부;
    상기 입력 신호가 음성 특성 신호인 경우, 음성 부호화 모듈을 사용하여 상기 입력 신호의 주파수 대역이 확장되지 않은 코어 대역을 부호화하는 음성 신호 부호화부;
    상기 입력 신호가 음악 특성 신호인 경우, 음악 부호화 모듈을 사용하여 상기 입력 신호의 주파수 대역이 확장되지 않은 코어 대역을 부호화하는 음악 신호 부호화부; 및
    상기 음성 신호 부호화부의 출력 신호 및 상기 음악 신호 부호화부의 출력 신호를 이용하여 비트스트림을 생성하는 비트스트림 생성부
    를 포함하고,
    상기 주파수 대역 확장부의 출력 결과는, 입력 신호의 특성에 따라 음성 신호 부호화부 및 음악 신호 부호화부 중 어느 하나로 입력되고,
    상기 샘플링율 변환부는,
    상기 입력 신호의 입력 비트율에 따라 상기 입력 신호의 주파수 대역이 확장되지 않은 코어(core) 대역의 주파수대역을 변경하기 위해 입력 신호의 샘플링율을 가변적으로 변환하고,
    상기 샘플링율 변환부는,
    상기 입력 신호를 1/2로 다운 샘플링하는 제1 다운샘플링부; 및
    상기 제1 다운샘플링부의 출력 신호를 1/2로 다운 샘플링하는 제2 다운샘플링부
    를 포함하고,
    상기 샘플링율 변환부는,
    상기 제1 다운샘플링부를 이용하여 입력 신호를 1/2 다운샘플링하거나, 또는 상기 제1 다운샘플링부 및 제2 다운샘플링부를 이용하여 입력 신호를 1/4 다운샘플링하는 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력 신호 분석부는,
    상기 입력 신호의 ZCR(Zero Crossing Rate), 상관관계, 및 프레임 단위의 에너지 중 적어도 하나를 이용하여 상기 입력 신호를 분석하는 것을 특징으로 하는 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스테레오 음상 정보는,
    좌/우 채널의 상관관계 및 좌/우 채널의 레벨 차이 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 대역 확장부는,
    상기 샘플링율의 변환에 앞서 상기 입력 신호를 고주파 대역신호로 확장하는 것을 특징으로 하는 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 샘플링율 변환부는,
    상기 음성 신호 부호화부 또는 음악 신호 부호화부에서 요구하는 샘플링율로 상기 입력 신호의 샘플링율을 변환하는 것을 특징으로 하는 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 다운샘플링부는,
    상기 음악 부호화 모듈이 AAC(advanced audio coding) 기반의 부호화 모듈인 경우, 1/2 다운샘플링을 수행하는 것을 특징으로 하는 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 다운샘플링부는,
    상기 음성 부호화 모듈이 AMR-WB+(Adaptive Multi-Rate Wideband Plus) 기반의 부호화 모듈인 경우, 상기 제1 다운샘플링부의 출력 신호를 1/2 다운샘플링하는 것을 특징으로 하는 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 음성 신호 부호화부는,
    CELP(Code Excitation Linear Prediction) 기반의 음성 부호화 모듈을 사용 하는 것을 특징으로 하는 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 음악 신호 부호화부는,
    시간/주파수 기반의 음성 부호화 모듈을 사용하는 것을 특징으로 하는 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 비트스트림 생성부는,
    상기 입력 신호가 음성 특성 신호와 음악 특성 신호 사이에서 변화하는 경우, 프레임 단위의 변화를 보상하는 정보를 비트스트림에 저장하는 것을 특징으로 하는 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프레임 단위의 변화를 보상하는 정보는,
    입력 신호의 특성에 따른 시간/주파수 변환 방법 및 시간/주파수 변환 크기 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성/음악 통합 신호의 부호화 장치.
  13. 입력된 비트스트림에 포함된 입력 신호를 분석하는 비트스트림 분석부;
    상기 입력 신호가 음성 특성 신호인 경우, 음성 복호화 모듈을 사용하여 상기 입력 신호의 주파수 대역이 확장되지 않은 코어 대역을 복호화하는 음성 신호 복호화부;
    상기 입력 신호가 음악 특성 신호인 경우, 음악 복호화 모듈을 사용하여 상기 입력 신호의 주파수 대역이 확장되지 않은 코어 대역을 복호화하는 음악 신호 복호화부;
    상기 음악 특성 신호와 상기 음성 특성 신호 사이의 변환시 변환 처리를 수행하는 신호 보상부;
    상기 입력 신호의 샘플링율을 변환하는 샘플링율 변환부;
    복호화된 저주파 대역인 코어 대역의 입력 신호를 이용하여 고주파 대역의 입력 신호를 생성하는 주파수 대역 확장부; 및
    스테레오 확장 파라미터를 이용하여 스테레오 신호를 생성하는 스테레오 복호화부
    를 포함하고,
    상기 비트스트림 분석부의 출력 결과는, 상기 입력 신호의 특성에 따라 음성 신호 복호화부 및 음악 신호 복호화부 중 어느 하나로 입력되고,
    상기 샘플링율 변환부는,
    상기 입력 신호의 입력 비트율에 따라 상기 입력 신호의 주파수 대역이 확장되지 않은 코어(core) 대역의 주파수대역을 변경하기 위해 입력 신호의 샘플링율을 가변적으로 변환하고,
    1/2로 다운샘플링된 코어 대역이나, 1/2로 다운샘플링된 결과에 대해 추가적으로 1/2로 다운샘플링된 코어 대역에서 사용된 샘플링율을 변환전 샘플링율로 재변환하는 음성/음악 통합 신호의 복호화 장치.
  14. 삭제
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