KR101383915B1 - 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기에 대한 것이다. 본 발명에 의한 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기는, 음성과 오디오 특성신호에 대한 코딩방법을 달리하여 음원 특성에 따라 복수개의 모드에 의하여 코딩되어 논리적인 DAB프레임으로 전송되는 오디오 방송신호의 채널 디코딩을 수행하여 논리적인 DAB 프레임을 출력하는 채널 디코더와; 상기 채널 디코더의 출력의, 각 N개의 논리적인 DAB 프레임을 받아서 각각 그에 대응하는 수의 전송프레임을 복원하며, 상기 각 전송프레임에 대한 전송에러 디코딩을 포함하는 과정을 수행하여 각각 대응하는 개수의 음원 프레임으로 복원하는 제 1 외부 디코딩 수단과; 상기 음원 프레임에 대한 코딩방법을 각각의 음원 프레임마다 검출하며 검출된 코딩방법에 대응하는 디코딩 방법에 의하여 그 각 음원 프레임을 디코딩하는 통합 음원 디코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 입력되는 음원에 대하여 그 음원의 특성에 따라 실시간으로 코딩 방법을 변경하며 최적화된 음원 코딩을 수행하여 논리적인 DAB 프레임으로 나누어져 전송되는 신호를 수신하여, 각 음원 프레임의 코딩 방법에 대응하는 디코딩을 수행하여 음성과 음악 모두에 대하여 고품질의 서비스 제공 가능한 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기에 대한 것이다.
종래 디지털 오디오 서비스는 인간의 음성생성 모델을 기반으로 하는 음성 부호화 기술과, 인간의 청각모델을 기반으로 하는 각각의 오디오 부호화 기술은 각각 다른 서비스 영역에서 독립적인 발전을 이루어 왔다.
예컨대, 음성 부호화 기술은 음성통신을 중심으로 기술발전이 이루어져 최근에 AMR-WB+ 가 제안되었다. 하지만, 도 1에 도시된 바와 같이 AMR-WB+ 는 인간의 음성에 대응하는 음원에 대하여는 우수한 품질의 서비스가 가능하지만 이 영역을 벗어난 오디오신호에 대하여는 품질이 낮아지는 경향이 있다.
한편, 인간의 청각모델을 기반으로 하는 오디오 부호화 기술은 디지털 음악방송 등의 제공에 사용하는 MPEG-1 Layer ∥에 이어 HE-AAC v2 기술이 제안되었으나 HE-AAC v2 는 음악신호에 대하여는 고품질의 서비스를 제공할 수 있지만 음성영역에 대하여는 서비스 품질이 낮아지는 경향이 있다.
최근의 오디오서비스는 기존의 음성통신과 음악방송이 통합되는 방향으로 진행되는 경향에 따라 음성영역과 일반 오디오 신호에 대하여 모두 우수한 품질의 서비스 제공 가능한 융합된 오디오 코딩 방법이 제안되기에 이르렀다.
본 발명의 목적은, 입력되는 음원에 대하여 그 음원의 특성에 따라 실시간으로 코딩 방법을 변경하며 최적화된 음원 코딩을 수행하여 논리적인 DAB 프레임으로 나누어져 전송되는 신호를 수신하여 각 음원 프레임의 코딩 방법에 대응하는 디코딩을 수행하여 음성과 음악 모두에 대하여 고품질의 서비스 제공 가능한 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기를 구현하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 각 음원 프레임의 음악특성에 따른 코딩방법에 대응하는 음원 디코딩을 수행하여, 음성과 음악 모두에 대하여 우수한 품질을 제공하면서도 데이터 전송에러에 대한 강력한 복원기능을 구비하여 고품질의 서비스 제공이 가능한 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기를 구현하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기는, 음성과 오디오 특성신호에 대한 코딩방법을 달리하여 음원 특성에 따라 복수개의 모드에 의하여 코딩되어 논리적인 DAB프레임으로 전송되는 오디오 방송신호의 채널 디코딩을 수행하여 논리적인 DAB 프레임을 출력하는 채널 디코더와; 상기 채널 디코더의 출력의, 각 N개의 논리적인 DAB 프레임을 받아서 각각 그에 대응하는 수의 전송프레임을 복원하며, 상기 각 전송프레임에 대한 전송에러 디코딩을 포함하는 과정을 수행하여 각각 대응하는 개수의 음원 프레임으로 복원하는 제 1 외부 디코딩 수단과; 상기 음원 프레임에 대한 코딩방법을 각각의 음원 프레임마다 검출하며 검출된 코딩방법에 대응하는 디코딩 방법에 의하여 그 각 음원 프레임을 디코딩하는 통합 음원 디코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기는, 음성과 오디오 특성신호에 대한 코딩방법을 달리하여 음원 특성에 따라 복수개의 모드에 의하여 코딩되어 논리적인 DAB프레임으로 전송되는 오디오 방송신호의 채널 디코딩을 수행하여 논리적인 DAB 프레임을 출력하는 채널 디코더와; 상기 채널 디코더로부터 DAB 서비스 타입에 해당하는 논리적인 DAB 프레임 출력을 받아서 그 논리적인 DAB 프레임의 헤더 정보에 따라서 음원 디코딩을 하여 출력하는 DAB 디코딩부와; 상기 채널 디코더의 출력의, 각 N개의 논리적인 DAB 프레임을 받아서 각각 그에 대응하는 수의 전송프레임을 복원하며, 상기 각 전송프레임에 대한 전송에러 디코딩을 포함하는 과정을 수행하여 각각 대응하는 개수의 음원 프레임으로 복원하는 제 1 외부 디코딩 수단과; 상기 음원 프레임에 대한 코딩방법을 각각의 음원 프레임마다 검출하며 검출된 코딩방법에 대응하는 디코딩 방법에 의하여 그 각 음원 프레임을 디코딩하는 통합 음원 디코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기는, 음성과 오디오 특성신호에 대한 코딩방법을 달리하여 음원 특성에 따라 복수개의 모드에 의하여 코딩되어 논리적인 DAB프레임으로 전송되는 오디오 방송신호의 채널 디코딩을 수행하여 논리적인 DAB 프레임을 출력하는 채널 디코더와; 상기 채널 디코더로부터 DAB 서비스 타입에 해당하는 논리적인 DAB 프레임 출력을 받아서 그 논리적인 DAB 프레임의 헤더 정보에 따라서 음원 디코딩을 하여 출력하는 DAB 디코딩부와; 상기 채널 디코더의 출력의, 각 N개의 논리적인 DAB 프레임을 받아서 그에 대응하는 수의 전송프레임을 복원하며, 복원된 상기 각 전송프레임에 대한 전송에러 디코딩을 포함하는 과정을 수행하여 각각 대응하는 개수의 음원 프레임으로 복원하는 제 1 외부 디코딩 수단과; 상기 채널 디코더로부터 DAB+ 서비스 타입에 해당하는 논리적인 DAB프레임들을 받아서 원래의 DAB+ 전송프레임을 복원하며, 상기 DAB+ 전송프레임에 대하여 RS 디코딩 및 데이터 디 인터리빙을 하여 DAB 음원 프레임을 복원하는 제 2 외부 디코딩수단과; 상기 제 1 외부 디코딩 수단 또는 상기 제 2 외부 디코딩 수단으로부터 받은 음원 프레임이 DAB+ 음원프레임인 경우에는 대응하는 방법의 디코딩을 하며, 그 음원프레임이 제 1 외부 디코더의 출력인 경우에는 각 음원 프레임에 대한 코딩방법을 검출하며 검출된 코딩방법에 대응하는 디코딩 방법에 의하여 상기 각 음원 프레임에 대한 디코딩을 수행하는 통합 음원 디코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 외부 디코딩 수단에서 수행되는 전송에러 디코딩의 전 또는 후에 수직 데이터 디 인터리빙 과정을 수행하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 외부 디코딩 수단에서 수행되는 전송에러 디코딩은 LDPC 디코딩인 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 외부 디코딩 수단에서 수행되는 전송에러 디코딩은 LDPC 디코딩의 전 또는 후에 CRC 코드에 의한 에러검출을 수행하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 외부 디코딩 수단으로 입력되는 논리적인 DAB 프레임에 대하여는 각 논리적인 DAB 프레임 단위로 에러정정 또는 에러검출과정이 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 통합 음원 디코더는 음악 특성 신호에 대한 디코딩을 수행하기 위한 FD 디코더를 구비하며, 상기 FD 디코더는 DAB+의 HE-AACv2에 의해 디코딩된 특정의 비트스트림에 대한 디코딩을 하기 위한 구성요소를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기는, 입력되는 음원에 대하여 그 음원의 특성에 따라 코딩 방법을 변경하며 최적화된 음원 코딩을 수행하여 전송하는 디지털 오디오 전송시스템에서 서비스되는 오디오 신호를 수신하며, 수신한 음원 프레임의 코딩 방법에 따른 디코딩을 수행하므로 음악 또는 음성 신호 모두에 대하여 고품질의 오디오 서비스가 가능해진다.
또한, 전송에러코딩을 위해 전송 프레임에 대한 터보코드 코딩/디코딩에 의하므로, 필요한 헤더 정보가 복잡하며 전송 데이터의 양이 상대적으로 적은 오디오 전송데이터에 대하여 강력한 에러정정기능이 부여될 수 있으며, 우수한 품질의 오디오 서비스를 제공하는 것이 가능해진다.
특히, 최근의 집적회로 기술의 발달로 오디오 수신기의 칩셋은 고속의 처리속도가 구현될 수 있고, 오디오 신호와 같이 데이터량이 적은 신호에 대한 처리 속도는 매우 빠르다. 따라서 본 발명은, 비디오 송수신 시스템에서는 적용되기 곤란한 전송데이터가 비교적 많은 터보코드를 오디오 프레임의 전송에러 코딩에 적용함으로써, 데이터 유실 리스크가 큰 고도 압축 저비트율 코딩 방법을 적용하는 USAC 등의 오디오 데이터 송수신에 대한 고도의 에러정정기능으로 고품질의 오디오 서비스를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 종래 AMR-WB+ 및 HE-AACv2의 코딩방법에 의해 코딩된 음원 프레임에 대한 오디오 서비스 제공품질을 비교한 도표.
도 2는 본 발명의 실시예의 디지털 오디오 전송시스템을 예시한 개요도.
도 3은 본 발명의 실시예의 디지털 오디오 전송시스템에서 적용가능한 디지털 오디오 코더의 주요부를 예시한 개요도.
도 4는 본 발명의 실시예의 전송프레임의 구성을 예시한 개요도.
도 5는 본 발명의 실시예의 디지털 오디오 전송시스템에서 전송에러 코딩에 사용하는 코드 생성기를 예시한 개요도.
도 6은 도 5의 전송에러 코딩에 사용하는 코드 생성기의 출력 데이터를 예시한 도표.
도 7은 본 발명의 실시예의 디지털 오디오 전송시스템에서 시그널링 데이터의 구조를 예시한 개요도.
도 8은 본 발명의 실시예의 디지털 오디오 전송시스템에 의한 오디오 서비스 품질을 비교한 도표.
도 9는 본 발명의 실시예의 디지털 오디오 전송시스템의 다중화기의 구성을 예시한 개요도.
도 10은 본 발명의 실시예의 디지털 오디오 전송시스템의 전송프레임을 전송하는 DAB 전송프레임의 개요도.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예의 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기의 구성을 예시한 개요도.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예의 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기에 적용가능한 디코더를 예시한 개요도.
도 13은 본 발명의 제 2 실시예의 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기의 구성을 예시한 개요도.
도 14은 본 발명의 제 3 실시예의 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기의 구성을 예시한 개요도.
도 15는 본 발명의 실시예의 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기의 제 1 외부 디코딩 수단에 적용 가능한 LDPC 디코더의 구성을 예시한 개요도.
도 2는 본 발명의 실시예의 디지털 오디오 전송시스템을 예시한 개요도.
도 3은 본 발명의 실시예의 디지털 오디오 전송시스템에서 적용가능한 디지털 오디오 코더의 주요부를 예시한 개요도.
도 4는 본 발명의 실시예의 전송프레임의 구성을 예시한 개요도.
도 5는 본 발명의 실시예의 디지털 오디오 전송시스템에서 전송에러 코딩에 사용하는 코드 생성기를 예시한 개요도.
도 6은 도 5의 전송에러 코딩에 사용하는 코드 생성기의 출력 데이터를 예시한 도표.
도 7은 본 발명의 실시예의 디지털 오디오 전송시스템에서 시그널링 데이터의 구조를 예시한 개요도.
도 8은 본 발명의 실시예의 디지털 오디오 전송시스템에 의한 오디오 서비스 품질을 비교한 도표.
도 9는 본 발명의 실시예의 디지털 오디오 전송시스템의 다중화기의 구성을 예시한 개요도.
도 10은 본 발명의 실시예의 디지털 오디오 전송시스템의 전송프레임을 전송하는 DAB 전송프레임의 개요도.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예의 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기의 구성을 예시한 개요도.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예의 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기에 적용가능한 디코더를 예시한 개요도.
도 13은 본 발명의 제 2 실시예의 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기의 구성을 예시한 개요도.
도 14은 본 발명의 제 3 실시예의 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기의 구성을 예시한 개요도.
도 15는 본 발명의 실시예의 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기의 제 1 외부 디코딩 수단에 적용 가능한 LDPC 디코더의 구성을 예시한 개요도.
이하 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 실시예의 디지털 오디오 수신기의 바람직한 실시예의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2에서 본 발명의 실시예의 디지털 오디오 전송시스템(100)은 입력되는 음원에 대하여 그 음원의 특성에 따라 서로 다른 부호화 방식에 의하는 코어코덱 사이를 천이하며 코딩 방법을 변경하며 최적화된 음원 코딩을 수행하는 음원 코더(110)와, 상기 음원 코더(110)의 출력 데이터(예컨대, 음원 프레임 또는 AU: ACCESS UNIT)를 받아서 일정구조의 전송프레임으로 전환시키는 프레임화 수단(120)과, 상기 프레임화 수단(120)에 의해 형성된 전송프레임에 대하여 전송에러 코딩을 포함하는 절차를 수행하는 전송에러코딩 수단(130)과, 1 또는 2 이상의 상기 전송 프레임을 1 또는 2 이상의 논리적인 DAB 프레임으로 분할 생성하여 출력하는 전송 데이터 생성수단(150) 및 상기 전송 데이터 생성수단(150)의 출력을 받아서 이에 대응하는 시그널링 데이터 및 서비스 정보 데이터를 포함하는 데이터와 함께 다중화하여 출력하는 다중화 수단(200) 및 다중화된 신호를 모듈레이션하는 모듈레이터(300)를 포함한다.
본 발명의 실시예의 음원 코더(110)는 최신 오디오 기술로 제안되는 USAC(United Speech and Audio Coding)을 기반으로 한 부호화기를 포함할 수 있다.
예컨대, 도 3에 도시된 USAC의 오디오 코더는 HE-AAC V2와 AMR-WB+의 장점을 적절히 융합한 코덱으로서, 입력신호의 특성에 따라 적절한 코어 코덱을 선택하여 동작하며, 서로 다른 코어 코덱 사이를 천이하며 부호화를 수행한다.
즉, USAC은 크게 음악특성신호와 오디오특성신호에 대하여 다른 코딩방법을 채택하며, 각 코딩방법에 의하는 경우에도 음원 자체의 특성에 따라 하위 코딩방법이 변경되며 코딩이 이루어질 수 있다
예컨대, USAC은 오디오특성신호를 부호화하기 위한 기술인 AAC(Advanced Audio Coding)을 사용하며, USAC에서 사용하는 AAC 기술은 기존 AAC의 허프만 무손실 부호화 툴을 산술부호화 방식으로 변경하여 성능을 향상시켰다. 또한, 고주파 대역은 SBR을 사용하여 부호화할 수 있고, 스테레오 신호의 경우 MPEG-Surround 기술을 채택하여 부호화할 수 있다. 한편, USAC은 음성특성신호의 부호화를 위하여 3GPP의 음성 부호화 기술인 AMR-WB+의 ACELP과 TCX를 사용한다.
본 실시예의 음원 코더는 오디오특성신호와 음성특성신호를 분류하는 신호분류 수단(Signal classifier)을 구비하며, 각 부호화툴 사이 천이를 처리하기 위한 윈도우 천이 툴을 구비한다.
예컨대, 신호 분류 수단은 음원 신호를 입력받아 그 음원 신호를 분석하여 서로 다른 코딩 모드들의 선택을 촉발시키는 제어정보를 생성하며, 음원 신호의 분석은 구현된 시스템에 의존적인 것으로, 주어진 입력신호 프레임에 대하여 최적의 코어 코딩 모드를 찾게 된다. 또한, 신호 분류수단의 출력은 예컨대 MPEG Surround, enhanced SBR, time-warped filterbank 외의 다른 툴들의 동작에 영향을 주도록 구현될 수 있다.
예컨대, 신호분류 수단은 1024의 입력 샘플로 구성된 각 음원 프레임에 대하여 코딩모드를 결정하는데, 우선적으로 입력신호로부터 일련의 파라메터적인 특징점들이 추출하며, 다음으로 코딩모드 결정을 하게 된다.
예컨대, USAC의 코어코덱은 오디오특성신호의 코딩을 수행하는 모드툴로서 기존 MPEG-4 AAC를 개선하여 구현한 FD와, 음성특성신호 코딩을 수행하는 모드툴로서 기존 AMR-WB+의 LPC를 개선하여 구현한 LPD로 양분되며, 신호분류 수단에 의해 1차적으로 FD와 LPD 중 어느 것에 의할 것인지를 결정할 수 있으며, 각각 시간도메인과 주파수 도메인 양쪽의 파라메터를 추출하여 ACELP와 TCX를 결정할 수 있다. .
본 실시예의 음원 코더(110)는 신호분류수단에 의해 발생된 제어신호에 따라 다수의 부호화 툴 사이를 천이하며 최적의 코딩모드에서 코딩을 수행하므로 이에 대한 정보를 포함하는 데이터가 코딩에 의해 생성된 각 음원 프레임마다에 코딩정보로 추가될 수 있다.
본 발명의 실시예의 프레임화 수단(120)은, 음원 코더(110) 출력의 비트레이트 예시적으로 16Kbps의 비트스트림의 음원 프레임(AU: Access Unit)을 받아서, DAB 전송시스템(도 10)에 적응 가능한 전송프레임을 구성한다. 예컨대, 음원 코더의 출력인 음원 프레임의 크기가 아래의 테이블 70(Table 70 . Values of coreCoderFrameLength, sbrRatio outputFrameLength and numSlots depending on coreSbrFrameLengthIndex, Information technology, MPEG audio technologies . Part 3: Unified speech and audio coding)에서와 같이 정해진다고 할 때, 하나의 전송프레임은 K개의 음원 프레임 포함하여 구성될 수 있으며, 또한 실시예에 따라 K개의 음원 프레임이 복수의 전송프레임을 구성할 수도 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 전송프레임이 K 개의 음원 프레임에 의해 구성되는 경우 다시 그 전송프레임은 기존의 DAB 전송시스템을 통하여 전송하기 위하여 전송데이터 생성수단(150)에 의해 N의 논리적인 DAB 프레임으로 나누어져 전송될 수 있다.
예컨대, 음원 코더(110) 출력의 샘플링률이 S KHz이고 출력 프레임의 크기가 X로 정해진다고 할 때 각 음원 프레임은 (X/S)ms이며, DAB프레임은 시간도메인에서 24ms 이므로, N=(X/S)*K/24개의 논리적인 DAB 프레임으로 나누어져 DAB 전송시스템에 의해 전송될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 전송프레임을 전송하기 위한 N개의 논리적인 DAB 프레임 중 예컨대 첫번째 프레임은 전송프레임의 헤더 정보를 포함할 수 있고, 헤더정보의 보호를 위한 에러코딩 예컨대 LDPC 코딩 또는 CRC 코딩 또는 두 가지 모두가 수행되고 추가 데이터가 부가될 수 있으며, 각 논리적인 DAB 프레임에는 싱크를 맞추기 위한 정보가 포함될 수 있다.
이에 의하여 수신단의 디코딩 수단은 N개의 논리적인 DAB 프레임들로부터 전송프레임을 재구성하며, 예컨대 그 헤더 정보를 추출하여 전송프레임들에 대한 디코딩을 수행할 수 있게 된다. 또한, 이 경우 수신단에서 각 전송프레임의 헤더 정보는 예컨대 LDPC 코드 및/또는 CRC코드 등의 디코딩에 의하여 오류검출 및 에러정정이 이루어질 수 있다.
이때, 전송프레임 헤더에 대한 에러코딩에 있어서, 입력데이터에 대한 출력데이터의 비율은 서비스 정책에 따라 선택적인 사항이 될 수 있으며, 실시예에 따라서는 방송이 송출되는 지역 및 지형적인 특성에 따라 변경되도록 구성할 수도 있다. 이에 대한 사항은, DAB 프레임(도 10)의 FIC 채널을 통하여 전송될 수 있도록, 전송프레임 헤더 에러코딩과 관련된 정보가 시그널링 데이터에 포함될 수 있다.
본 실시예의 전송에러 코딩 수단(130)은 전송프레임을 구성하는 전체 바이트 데이터에 대하여 비트단위 에러코딩을 수행하며 본 실시예의 에러코딩 방법은 예컨대 도 5의 코드 생성수단에 의한 LDPC 코드를 생성하는 에러코딩 방법에 의할 수 있으며, 전송에러 코딩의 전후에 수직 데이터 인터리빙을 수행할 수도 있다.
본 발명의 실시예에서는 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 입력된 데이터에 대하여 코드화된 출력데이터를 일정비율로 생성하는 터보코드 생성수단이 사용될 수 있다. 즉, 터보코드 생성수단의 입력데이터에 대한 출력데이터의 비율 1/2, 1/4,3/4 등에 따라 생성되는 코드화된 데이터 량이 변동될 수 있다.
예컨대, 입력데이터에 대한 코드화된 출력데이터의 비율은 서비스 정책에 따라 선택적인 사항이 될 수 있으며, 방송이 송출되는 지역 및 지형적인 특성에 따라서 변경될 수도 있는 것이며 이에 대한 사항도 DAB 프레임(도 10)의 FIC 채널로 전송되는 시그널링데이터에 포함될 수 있다.
디지털 오디오 방송은 디지털 비디오 방송에 대하여 데이터량이 적으며, 특히 USAC에 의하는 디지털 오디오 전송시스템에서는 고도의 압축데이터를 전송하는 한편 헤더 정보는 기존 DAB/DAB+ 디지털 오디오 전송시스템에 비하여 복잡해지기 때문에 데이터의 유실 특히 헤더정보의 유실은 방송품질에 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 전송프레임 헤더에 대한 강력한 에러코딩이 이루어지는 한편으로 페이로드 데이터에 대하여도 LDPC 코드 등에 의한 강력한 전송에러코딩을 수행할 수 있다.
즉, LDPC 코드는 데이터량이 증폭되는 대신에 강력한 에러정정 기능이 있으므로, 데이터량이 적고 고도의 압축데이터를 전송하는 디지털 오디오 방송에는 디지털 비디오 방송과 달리 적용이 용이하므로, 전송에러 발생에 의한 방송품질 저하를 미연에 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예의 전송데이터 생성수단(150)은, 전송에러 코딩수단(130)에 의해 전송에러 코딩이 완료된 전송프레임을, MPEG Layer Ⅱ의 논리적인 DAB 프레임의 전송 소요시간인 24ms 단위로 나누어 논리적인 DAB 프레임을 생성한다. 또한, 본 발명의 실시예의 논리적인 DAB 프레임의 데이터에 대하여도 에러정정 코드 및 에러검출코드가 별도로 부여될 수 있다.
본 발명의 실시예의 전송 프레임은 N 개의 논리적인 DAB 프레임으로 나누어져 전송되는데 모듈레이터(300)에 의한 전송모듈레이션 이전에 다양한 다른 방송 서비스의 데이터(예컨대, 1 또는 2 이상의 다른 USAC 방송서비스 데이터, 1 또는 2 이상의 DAB 또는 DAB+ 방송서비스 데이터, 데이터 방송서비스 데이터 등) 및 그 방송서비스 데이터에 대한 FIC/SI 데이터 등과 함께 다중화기(200)에 의해 다중화되어 DAB 전송프레임(도 10)으로 형성되어 모듈레이터(300)로 입력될 수 있다.
이 경우, 논리적인 DAB 프레임으로 전송되는 본 발명의 실시예의 방송서비스에 대하여는, DAB 전송프레임(도 10)의 FIC 채널로 전송되는 시그널링 데이터의 오디오 컴포넌트 타입(ASCTy: Audio Service Component Type)을 별개로 지정할 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이 DAB 전송프레임의 FIC 채널은 DAB 표준(ETSI EN 300 401 V1.4.1 (2006-06))의 FIG. 24의 서비스 구성 필드 구조(Structure of the service organization field)에 오디오 서비스 컴포넌트 타입(ASCTy: Audio Service Component Type)에 대한 시그널링 데이터를 포함한다.
DAB 전송프레임(도 10)으로 전송되는 임의 서비스 k에 대하여, 예컨대 k번째의 서비스 컴포넌트 디스크립션은 TMid=00(MSC stream audio)에 대하여 b13-b8 의 6비트의 오디오 서비스 컴포넌트 타입을 지정할 수 있는데 기 지정된 사항은 아래와 같다.
000000: foreground sound (MPEG Ⅰ or Ⅱ (Layer Ⅱor reserved) coding)
000001: backgroung sound (MPEG Ⅰ or Ⅱ (Layer Ⅱor reserved) coding)
000010: multi-channel audio extension (MPEG Ⅰ or Ⅱ
(Layer Ⅱor reserved) coding)
111111: HE AAC v2
본 실시예의 전송프레임을 전송하기 위한 논리적인 DAB 프레임에 대한 시그널링 데이터는 기 지정되지 않은 값을 사용할 수 있으며, 예시적으로 오디오 서비스 컴포넌트 타입 지정 값으로 USAC에 대응하는 011111을 사용할 수 있다.
<수신기>
도 11에 도시된 본 발명의 제 1 실시예의 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기(500)는, 음성과 오디오 특성신호에 대한 코딩방법을 달리하여 음원 특성에 따라 다수의 모드에 의하여 코딩되어 논리적인 DAB프레임으로 전송되는 오디오 방송신호의 채널 디코딩을 수행하여 논리적인 DAB 프레임을 출력하는 채널 디코더(503)와, 상기 채널 디코더(503) 출력의 각 N개의 논리적인 DAB 프레임을 받아서 그에 대응하는 수의 전송프레임을 복원하며, 복원된 상기 각 전송프레임에 대한 전송에러 디코딩을 포함하는 과정을 수행하여 각각 대응하는 개수의 음원 프레임으로 복원하는 제 1 외부 디코딩 수단(510)과, 상기 음원 프레임에 대한 코딩방법을 각각의 음원 프레임마다 검출하며 검출된 코딩방법에 대응하는 디코딩 방법에 의하여 그 각 음원 프레임을 디코딩하는 통합 음원 디코더(515)를 포함한다.
본 제 1 실시예의 제 1 외부 디코딩 수단(510)은, 예컨대 논리적인 DAB 프레임의 동기를 검출하여, 유효한 N개의 논리적인 DAB 프레임에 의하여 전송프레임을 복원하는 프레임 복원수단과, 유효추정 전송프레임에 대한 전송에러 디코딩을 하는 전송에러 디코딩수단과, 전송에러 디코딩된 전송프레임의 페이로드를 통합음원디코더(515)로 입력하는 페이로드 입력수단을 포함한다.
본 실시예의 프레임 복원수단은 입력버퍼의 N개의 논리적인 DAB프레임에 있어서, 일 실시예에서는, 각 논리적인 DAB 프레임 단위의 에러검출 또는 에러정정을 수행할 수 있으며 이에 의하여 N(1 또는 2 이상)개의 논리적인 DAB 프레임에 의해 전송프레임(1 또는 2 개 이상)을 복원할 수 있다.
한편, 다른 일 실시예에서는, 입력버퍼의 N개의 논리적인 DAB 프레임 중 첫번째 프레임에 대한 유효한 헤더가 있는지 여부를 검출하여 동기를 검출할 수 있으며, 동기 검출에 의하여 전송프레임이 복원할 수도 있다. 만약 동기검출이 되지 않는 경우에는 예컨대 첫번째 프레임을 버리고 다음의 N개의 논리적인 DAB 프레임들로부터 동기검출을 시도할 수 있다.
이 경우, 본 실시예의 전송에러 디코딩 수단은 N개의 논리적인 DAB 프레임에 의해 유효한 전송프레임이 구성됨을 가정하여 에러검출 및 에러정정의 프로세스를 진행할 수 있다.
예컨대, 본 실시예의 전송에러 디코딩 수단은 LDPC 코드 복호화를 수행하는 LDPC 디코더(512)와, LDPC 디코딩의 전 또는 후에 전송프레임에 대한 수직 데이터 디 인터리빙을 수행하는 디 인터리빙 수단(511)을 구비하는 것이 가능하다.
예컨대, 본 실시예의 LDPC 디코더(512)는 도 5 및 6에 도시된 LDPC 코더의 역과정을 수행하여 전송단의 데이터를 복원할 수 있으며, 디 인터리빙 수단(511)은 전송단에서 전송에러의 분산을 위하여 수행한 수직 데이터 인터리빙의 역과정을 LDPC 디코딩의 전 또는 후에 수행하여 전송프레임을 복원할 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예에서는 전송프레임의 헤더에 대한 에러검출 및 에러정정의 절차를 각각 CRC 코드 디코딩 또는 LDPC 코드의 디코딩에 의할 수 있다.
본 발명의 실시예의 페이로드 입력수단은 전송에러 디코딩된 전송프레임의 헤더를 검출할 수 있고 페이로드를 통합음원디코더(515)로 입력할 수 있다.
예컨대, 본 실시예의 통합음원 디코더(515)는 비트스트림 페이로드 디 멀티플렉스와, FD 및 LPD의 양대 디코딩 모듈을 포함하며 LPD 디코딩 모듈은 ACELP와 TCX 디코딩 툴을 포함할 수 있다. 또한, 본 실시예의 통합음원 디코더(515)는 MPEG Surround, enhanced SBR, time-warped filterbank 등의 디코딩 툴들을 포함할 수 있다.
본 실시예의 비트스트림 페이로드 디 멀티플렉스는 페이로드를 입력받아서 상기 각 디코딩 툴에 해당하는 부분들로 분리하여 각 해당하는 디코딩 툴로 입력하며, 각 디코딩 툴로 입력되는 비트스트림에 대한 정보를 각 디코딩 툴로 전달한다.
예컨대, 본 실시예의 통합음원 디코더(515)는 도 12의 USAC의 디코더를 포함하는 구성에 의할 수 있다.
본 실시예의 통합음원 디코더의 출력은 오디오 DAC를 통하여 스피커로 출력된다.
도 13에 도시된 본 발명의 제 2 실시예의 통합 음원 디코더(515)를 구비한 디지털 오디오 수신기(500)는 기존의 DAB 방송 수신이 가능함과 동시에 본 발명의 통합음원 디코더(515)를 구비하여 고품질의 오디오 방송서비스를 제공받을 수 있으며, 이 경우 신호수신부는 기존 DAB 방송수신기의 것을 그대로 사용하는 것이 가능하므로 수신기(500)의 제조단가 절감이 될 수 있다.
예컨대, 본 발명의 제 2 실시예의 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기(500)는, RF 신호를 수신하여 튜닝하는 튜너(501)와, OFDM 디코딩을 하는 OFDM 디모듈레이터(502)와, 방송신호의 채널 디코딩을 수행하여 각 서비스별로 논리적인 DAB 프레임을 출력하는 채널 디코더(503) 및 DAB 방송서비스 데이터를 논리적인 DAB 프레임으로 받아서 디코딩하는 DAB 디코더(520)와, 제 1 외부 디코딩 수단(510)과 통합음원 디코더(515)를 포함하는 제 1 디코딩 모듈 및 데이터 패킷 디코더(525)를 포함한다.
본 실시예의 DAB 디코더(520)는 상용화된 뮤직캠디코더에 의할 수 있다. 본 실시예의 제 1 디코딩 모듈의 제 1 외부 디코딩 수단(510) 및 통합음원 디코더(515)의 구성은 상기 제 1 실시예의 것과 동일하게 구성할 수 있으며, 하나의 서비스 채널에 의해 통합음원 디코더에 의한 다수의 고품질 오디오 서비스를 제공받는 것이 가능함과 동시에 DAB 방송서비스도 제공받을 수 있는 한편 RF 수신부의 구성을 공유할 수 있어서 제조 단가의 절감을 도모할 수 있게 된다.
도 14에 도시된 본 발명의 제 3 실시예의 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기(500)는, RF 신호를 수신하여 튜닝하는 튜너(501)와, OFDM 디코딩을 하는 OFDM 디모듈레이터(502)와, 방송신호의 채널 디코딩을 수행하여 각 서비스별로 논리적인 DAB 프레임을 출력하는 채널 디코더(503) 및 DAB 방송서비스 데이터를 논리적인 DAB 프레임으로 받아서 디코딩하는 DAB 디코더(520)와, 제 1 외부 디코딩 수단(510)과, 제 2 외부 디코딩 수단(530)과 통합음원 디코더(550)를 포함하는 제 2 디코딩 모듈 및 데이터 패킷 디코더(525)를 포함한다.
본 발명의 제 3 실시예의 DAB 디코더(520)의 구성 및 제 1 외부 디코딩 수단(510)의 구성은 상기 제 2 실시예의 것과 동일하게 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예의 제 2 외부 디코딩 수단(530)은 논리적인 DAB 프레임을 받아서 구성된 DAB+ 전송프레임에 대하여 RS 디코딩을 수행하는 RS 디코더(532)와 RS 디코딩의 전 또는 후에 수직 데이터 디 인터리빙을 수행하는 디 인터리빙 수단(531)을 포함하며, 논리적인 DAB 프레임에 대한 동기를 확보 및 DAB+ 전송프레임을 복원하며, 페이로드를 통합 음원 디코더(550)로 입력한다.
본 실시예의 통합 음원 디코더(550)는 상기 제 1 외부 디코딩 수단(510) 또는 상기 제 2 외부 디코딩 수단(520)으로부터 받은 비트스트림 페이로드가 DAB+ 음원 프레임인 경우에는 대응하는 HE-AACv2의 디코딩 방법에 의한 디코딩을 하며, 그 음원 프레임이 제 1 외부 디코더(510)의 출력인 경우에는 각 음원 프레임마다 대응하는 코딩방법을 검출하며 검출된 코딩방법에 대응하는 디코딩 방법에 의하여 상기 각 음원 프레임에 대한 디코딩을 수행할 수 있다.
본 제 3 실시예에서 통합음원 디코더(550)에서 상기 제 1 외부 디코더(510) 출력에 대하여 수행되는 디코딩은 상기 제 1 실시예의 것과 동일한 과정에 의해 수행될 수 있다.
한편, 본 실시예의 통합음원 디코더(550)의 FD 디코더가 HE-AACv2에 의해 코딩된 특정의 비트스트림에 대한 디코딩을 하기 위한 구성요소를 구비한 경우 상기 제 1 외부 디코더(510) 출력에 대한 디코딩 방법과 동일한 과정에 의하여 FD 디코더에 의해 디코딩되는 것이 가능하며, 실시예에 따라서 제 2 외부 디코더(520)의 출력을 바로 FD 디코더에 의해 디코딩이 될 수 있도록 구성할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 정해지며, 특허청구범위에 기재된 사항과 균등범위에서 당업자가 행한 다양한 변형과 개작을 포함함은 자명하다.
100......디지털 오디오 전송시스템 110......음원 코더
120......프레임화 수단 130......전송에러 코딩수단
150......전송데이터 생성수단 200......다중화 수단
300......모듈레이터 500......디지털 오디오 수신기
501......튜너 502......OFDM 디모듈레이터
503......채널 디코더 510......제 1 외부 디코더
512......LDPC 디코더 512......디 인터리빙 수단
515......통합 음원 디코더 520......DAB 디코더
530.....제 2 외부 디코더
120......프레임화 수단 130......전송에러 코딩수단
150......전송데이터 생성수단 200......다중화 수단
300......모듈레이터 500......디지털 오디오 수신기
501......튜너 502......OFDM 디모듈레이터
503......채널 디코더 510......제 1 외부 디코더
512......LDPC 디코더 512......디 인터리빙 수단
515......통합 음원 디코더 520......DAB 디코더
530.....제 2 외부 디코더
Claims (8)
- 음성과 오디오 특성신호에 대한 코딩방법을 달리하여 음원 특성에 따라 복수개의 모드에 의하여 코딩되어 논리적인 DAB프레임으로 전송되는 오디오 방송신호의 채널 디코딩을 수행하여 논리적인 DAB 프레임을 출력하는 채널 디코더와;
상기 채널 디코더의 출력의, 각 N개의 논리적인 DAB 프레임을 받아서 각각 그에 대응하는 수의 전송프레임을 복원하며, 상기 각 전송프레임에 대한 전송에러 디코딩을 포함하는 과정을 수행하여 각각 대응하는 개수의 음원 프레임으로 복원하는 제 1 외부 디코딩 수단과;
상기 음원 프레임에 대한 코딩방법을 각각의 음원 프레임마다 검출하며 검출된 코딩방법에 대응하는 디코딩 방법에 의하여 그 각 음원 프레임을 디코딩하는 통합 음원 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기.
- 음성과 오디오 특성신호에 대한 코딩방법을 달리하여 음원 특성에 따라 복수개의 모드에 의하여 코딩되어 논리적인 DAB프레임으로 전송되는 오디오 방송신호의 채널 디코딩을 수행하여 논리적인 DAB 프레임을 출력하는 채널 디코더와;
상기 채널 디코더로부터 DAB 서비스 타입에 해당하는 논리적인 DAB 프레임 출력을 받아서 그 논리적인 DAB 프레임의 헤더 정보에 따라서 음원 디코딩을 하여 출력하는 DAB 디코딩부와;
상기 채널 디코더의 출력의, 각 N개의 논리적인 DAB 프레임을 받아서 각각 그에 대응하는 수의 전송프레임을 복원하며, 상기 각 전송프레임에 대한 전송에러 디코딩을 포함하는 과정을 수행하여 각각 대응하는 개수의 음원 프레임으로 복원하는 제 1 외부 디코딩 수단과;
상기 음원 프레임에 대한 코딩방법을 각각의 음원 프레임마다 검출하며 검출된 코딩방법에 대응하는 디코딩 방법에 의하여 그 각 음원 프레임을 디코딩하는 통합 음원 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기.
- 음성과 오디오 특성신호에 대한 코딩방법을 달리하여 음원 특성에 따라 복수개의 모드에 의하여 코딩되어 논리적인 DAB프레임으로 전송되는 오디오 방송신호의 채널 디코딩을 수행하여 논리적인 DAB 프레임을 출력하는 채널 디코더와;
상기 채널 디코더로부터 DAB 서비스 타입에 해당하는 논리적인 DAB 프레임 출력을 받아서 그 논리적인 DAB 프레임의 헤더 정보에 따라서 음원 디코딩을 하여 출력하는 DAB 디코딩부와;
상기 채널 디코더의 출력의, 각 N개의 논리적인 DAB 프레임을 받아서 그에 대응하는 수의 전송프레임을 복원하며, 복원된 상기 각 전송프레임에 대한 전송에러 디코딩을 포함하는 과정을 수행하여 각각 대응하는 개수의 음원 프레임으로 복원하는 제 1 외부 디코딩 수단과;
상기 채널 디코더로부터 DAB+ 서비스 타입에 해당하는 논리적인 DAB프레임들을 받아서 원래의 DAB+ 전송프레임을 복원하며, 상기 DAB+ 전송프레임에 대하여 RS 디코딩 및 데이터 디 인터리빙을 하여 DAB 음원 프레임을 복원하는 제 2 외부 디코딩수단과;
상기 제 1 외부 디코딩 수단 또는 상기 제 2 외부 디코딩 수단으로부터 받은 음원 프레임이 DAB+ 음원프레임인 경우에는 대응하는 방법의 디코딩을 하며, 그 음원프레임이 제 1 외부 디코더의 출력인 경우에는 각 음원 프레임에 대한 코딩방법을 검출하며 검출된 코딩방법에 대응하는 디코딩 방법에 의하여 상기 각 음원 프레임에 대한 디코딩을 수행하는 통합 음원 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 제 1 외부 디코딩 수단에서 수행되는 전송에러 디코딩의 전 또는 후에 수직 데이터 디 인터리빙 과정을 수행하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 제 1 외부 디코딩 수단에서 수행되는 전송에러 디코딩은 LDPC 디코딩인 것을 특징으로 하는 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기.
- 청구항 5에 있어서, 상기 제 1 외부 디코딩 수단에서 수행되는 전송에러 디코딩은 LDPC 디코딩의 전 또는 후에 CRC 코드에 의한 에러검출을 수행하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 제 1 외부 디코딩 수단으로 입력되는 논리적인 DAB 프레임에 대하여는 각 논리적인 DAB 프레임 단위로 에러정정 또는 에러검출과정이 수행되는 것을 특징으로 하는 통합음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 통합 음원 디코더는 음악 특성 신호에 대한 디코딩을 수행하기 위한 FD 디코더를 구비하며, 상기 FD 디코더는 DAB+의 HE-AACv2에 의해 디코딩된 특정의 비트스트림에 대한 디코딩을 하기 위한 구성요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 통합음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기.
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|---|---|---|---|
| KR1020130030564A KR101383915B1 (ko) | 2013-03-21 | 2013-03-21 | 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기 |
| PCT/KR2014/002368 WO2014148851A1 (ko) | 2013-03-21 | 2014-03-20 | 디지털 오디오 전송시스템 및 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130030564A KR101383915B1 (ko) | 2013-03-21 | 2013-03-21 | 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130030564A KR101383915B1 (ko) | 2013-03-21 | 2013-03-21 | 통합 음원 디코더를 구비한 디지털 오디오 수신기 |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR19980031138A (ko) * | 1996-10-31 | 1998-07-25 | 구자홍 | 디지탈 오디오 방송(dab) 수신기에서의 전송모드 판별방법 및 장치 |
| JP2005333629A (ja) | 2004-04-29 | 2005-12-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ディジタルオーディオ放送システムにおけるスーパーフレームエラーコーディング |
| KR20100007738A (ko) * | 2008-07-14 | 2010-01-22 | 한국전자통신연구원 | 음성/오디오 통합 신호의 부호화/복호화 장치 |
-
2013
- 2013-03-21 KR KR1020130030564A patent/KR101383915B1/ko active IP Right Grant
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| KR19980031138A (ko) * | 1996-10-31 | 1998-07-25 | 구자홍 | 디지탈 오디오 방송(dab) 수신기에서의 전송모드 판별방법 및 장치 |
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