KR101416305B1 - 휴대용 단말기의 대역 확장 기법을 이용한 부호화 장치 및방법 - Google Patents

휴대용 단말기의 대역 확장 기법을 이용한 부호화 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대용 단말기의 부호화 효율을 높이기 위하여 상위 대역 신호와 하위 대역 신호 간의 상호 정보량을 이용하여 부호화 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 상위 대역 신호로부터 상위 대역 정보를 획득하는 상위 대역 정보 확인부와, 입력 신호의 하위 대역 신호를 부호화하는 하위 대역 부호화기와, 상기 부호화된 하위 대역 신호로부터 상위 대역 정보를 확인하는 대역폭 확장부와, 상기 상위 대역 정보 확인부로부터 획득한 상위 대역 정보에서 상기 대역폭 확장부로부터 확인한 상위 대역 정보를 차감하는 차감기를 포함하여 기존의 부호화 장치보다 향상된 부호화 성능을 얻을 수 있다.
복호화기, 부호화기, 대역폭 확장법, BWE, 상위 대역 신호, 하위 대역 신호

Description

휴대용 단말기의 대역 확장 기법을 이용한 부호화 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ENCODING/DECODING USING BANDWIDTH EXTENSION IN PORTABLE TERMINAL}
본 발명은 휴대용 단말기의 부호화 및 복호화 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대역 확장 기법을 이용하는 휴대용 단말기의 부호화 장치에서 부호화 효율을 높이기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 디지털 신호처리 기술의 발달에 의해 오디오 신호는 디지털 데이터로 저장되고 재생되는 경우가 대부분이다. 디지털 오디오 저장/재생 장치는 아날로그 오디오 신호를 샘플링하고 양자화하여 디지털 신호인 PCM(Pulse Code Modulation) 오디오 데이터로 변환하여 CD, DVD와 같은 정보저장매체에 저장해둔 다음 사용자가 필요로 할 때 이를 재생해서 들을 수 있도록 해준다.
상기 디지털 방식은 인공적인 대역폭 확장법(BWE ; Artificial Bandwidth Extension)을 이용하여 수신측에서 하위대역 신호 혹은 그 신호로부터 추출된 특징 벡터로부터 상위대역 신호를 추정 및 복원하여 하위대역 신호만 재생하는 경우에 비해 음질을 크게 향상시킨다는 장점이 있다.
예를 들어, 상기 대역폭 확장법은 입력 신호의 샘플링 주파수(Fs)를 16kHz라 할 때 0 ~ 4kHz의 하위대역 신호로부터 4k ~ 8kHz의 상위 대역 신호를 복원하여 최종적으로 원래의 입력 신호와 같은 16kHz의 신호를 출력하도록 하는 방법으로 음성 혹은 오디오 신호의 주파수 대역(상위대역 및 하위대역) 사이의 상관관계와 밀접한 관련이 있다.
즉, 한 프레임의 오디오 신호 및 음성 신호를 주파수 대역별로 하위대역 및 상위대역으로 나누었을 때, 두 대역의 신호 모두 동일한 인간의 발성구조로부터 생성된 신호이므로 서로 밀접한 상관관계가 있어 두 대역 간의 상관관계가 크다면 혹은, 상호 정보량(mutual information)이 크다면 상기 대역폭 확장법에 의해 복원된 상위대역 신호는 원음에 가까운 좋은 음질이 될 것이다.
하지만, 상기와 같은 두 대역 간의 상호 정보량이 많지 않아 상위대역 신호에 대한 정보가 없을 경우, 상기 대역폭 확장법으로 상위대역 신호를 완벽하게 복원할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 휴대용 단말기의 대역 확장 기법을 이용한 부호화 장치의 성능을 향상시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 휴대용 단말기의 대역 확장 기법을 이용한 부호화 장치에서 하위 대역 신호와 중복되는 상위 대역 정보를 제거하여 부호화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 휴대용 단말기의 대역 확장 기법을 이용한 부호화 장치에서 프레임간의 상관관계를 제거하여 부호화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 대역 확장 기법을 이용한 부호화 장치는 상위 대역 신호로부터 상위 대역 정보를 획득하는 상위 대역 정보 확인부와, 하위 대역 신호로 상위 대역 정보를 확인하는 대역폭 확장부와, 상기 상위 대역 신호로부터 획득한 상위 대역 정보인 제 1 상위 대역 정보에서 상기 하위 대역 신호로부터 획득한 상위 대역 정보인 제 2 상위 대역 정보를 차감한 제 1 상위 대역 신호인 잔차 상위 대역 정보를 부호화하는 부호화기를 포함는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 대역 확장 기법을 이용한 복호화 장치는 부호화한 잔차 상위 대역 정보로부터 상위 대역 정보를 확인하는 복호화기와, 부호화한 하위 대역 신호로부터 상위 대역 정보를 확인하는 하위 대역 복호화기와, 상기 부호화한 잔차 상위 대역 정보를 통해 확인한 상위 대역 정보와 상기 하위 대역 신호를 통해 확인한 상위 대역 정보를 합산하여 본래의 상위 대역 신호를 출력하도록 하는 합산기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 대역 확장 기법을 이용한 부호화 방법은 상위 대역 신호와 하위 대역 신호로부터 상위 대역 정보를 획득하는 과정과, 상기 상위 대역 신호로부터 획득한 상위 대역 정보인 제 1 상위 대역 정보에서 상기 하위 대역 신호로부터 획득한 상위 대역 정보인 제 2 상위 대역 정보를 차감하는 과정과, 상기 제 2 상위 대역 정보를 차감한 제 1 상위 대역 신호인 잔차 상위 대역 정보를 부호화하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 대역 확장 기법을 이용한 복호화 방법은 부호화한 잔차 상위 대역 정보 및 하위 대역 신호로부터 상위 대역 정보를 확인하는 과정과, 상기 부호화한 잔차 상위 대역 정보를 통해 확인한 상위 대역 정보인 제 1 상위 대역 정보인 제 1 상위 대역 정보와 상기 하위 대역 신호를 통해 확인한 제 2 상위 대역 정보를 합산하는 과정과, 상기 합산한 상위 대역 정보를 이용하여 본래의 상위 대역 신호를 출력하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 대역폭 확장법(BWE ; Artificial Bandwidth Extension)을 이용하여 음성 및 오디오 신호를 부호화하도록 하는 휴대용 단말기에서 부호화하고자 하는 신호의 상위 대역 신호의 특징을 나타내는 정보를 제거하여 부호화함으로써, 기존의 대역폭 확장법을 이용하는 부호화 장치보다 향상된 부호화 성능을 얻을 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 설명에서는 대역 확장 기법을 이용하는 휴대용 단말기의 부호화 장치에서 부호화 성능을 높이기 위한 장치 및 방법에 관하여 설명할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 부호화 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 부호화 장치는 부호화기(100)와 복호화기(110)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 부호화 장치의 부호화기(100)는 상위 대역 정보 확인부(101), 부호화 기(103), 대역폭 확장부(105) 및, 하위 대역 부호화기(107)를 포함하여 구성할 수 있으며, 상기 복호화기(110)는 상위 대역 신호 복호화기(110), 대역폭 확장부(113) 및 하위 대역 복호화기(115)를 포함하여 구성할 수 있다.
먼저, 상기 부호화기(100)의 상위 대역 정보 확인부(101)는 상위 대역 신호로부터 상위 대역 정보를 확인한다. 여기에서, 상기 상위 대역 정보는 부호화 과정을 통해 전송되는 상위 대역 신호의 특징과 관련된 정보로 상위대역 주파수의 포락선의 형태를 나타내는 선형예측계수(linear prediction coefficient, LPC) 혹은 비슷한 종류의 MFCC 계수(Mel-frequency cepstral coefficient), 상위대역의 에너지, 기 예측한 상위 대역 신호 등이 될 수 있다.
상기 하위 대역 복호화기(107)는 상위 대역 신호를 부호화하여 상기 대역폭 확장부(105)로 제공하며, 상기 대역폭 확장부(105)는 상기 부호화된 하위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 정보를 확인한다.
이에 따라, 상기 부호화 장치(100)는 차감기로 하여금 상기 상위 대역 신호에서 상기 상위 대역 정보를 차감하도록 처리한 후, 상기 부호화기(103)로 하여금 상기 신호를 부호화하도록 처리한다.
상기 복호화기(110)의 하위 대역 복호화기(115)는 상기 부호화기(103)로부터 수신한 하위 대역 신호를 복호화하여 상기 대역폭 확장부(113)로 제공하고, 상기 대역폭 확장부(113)는 상기 하위 대역 복호화기(115)에 의해 복호화된 하위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 정보를 확인한다.
이에 따라 복호화기(110)는 상기 부호화기(100)에 의해 부호화된 상위 대역 신호를 복호화한 후, 합산기로 하여금 상기 하위 대역 신호를 이용하여 확인한 상위 대역 정보를 합산하여 원래의 상위 대역 신호를 출력하도록 처리한다.
도 2는 본 발명에 따른 부호화기의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 부호화기(100)는 201단계에서 상위 대역 신호로부터 상위 대역 정보(이하 설명에서 "제 1 상위 대역 정보"라 칭함)를 확인한 후, 203단계로 진행하여 하위 대역 신호로부터 상위 대역 정보(이하 설명에서 "제 2 상위 대역 정보"라 칭함)를 확인한다.
이후, 상기 부호화기(100)는 205단계로 진행하여 상기 확인한 제 1 상위 대역 정보에서 상기 제 2 상위 대역 정보를 차감한 잔차 상위 대역 정보를 생성한 후, 207단계로 진행하여 상기 생성한 잔차 상위 대역 정보를 부호화하여 복호화기로 전송하도록 처리한다.
여기에서, 상기 상위 대역 정보는 부호화 과정을 통해 전송되는 상위 대역 신호의 특징과 관련된 정보로 상위대역 주파수의 포락선의 형태를 나타내는 선형예측계수(linear prediction coefficient, LPC) 혹은 비슷한 종류의 MFCC 계수(Mel-frequency cepstral coefficient), 상위대역의 에너지, 기 예측한 상위 대역 신호 등이 될 수 있으며, 상기 잔차 상위 대역 신호는 입력받은 상위 대역 신호에서 상기 제 2 상위 대역 정보를 제거한 신호를 말한다.
이후, 상기 부호화기(100)는 본 알고리즘을 종료한다.
도 3은 본 발명에 따른 복호화기의 동작 과정을 도시한 도면이다.
상기 복호화기(110)의 동작 설명에 앞서 상기 복호화기(110)는 부호화기(100)로부터 수신한 하위 대역 신호를 복호화하여 출력하고 있음을 가정하여 설명한다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 복호화기(110)는 먼저 301단계에서 부호화기(100)로부터 부호화된 잔차 상위 대역 신호를 수신한 후, 303단계로 진행하여 상기 수신한 잔차 상위 대역 신호를 복호화한다.
이후, 상기 복호화기(110)는 305단계로 진행하여 상기 복호화한 상위 대역 신호로부터 상위 대역 정보(이하 설명에서 "제 1 상위 대역 정보"라 칭함)를 확인한 후, 307단계로 진행하여 하위 대역 신호로부터 상위 대역 정보(이하 설명에서 "제 2 상위 대역 정보"라 칭함)를 확인한다.
이후, 상기 복호화기(110)는 309단계로 진행하여 상기 제 1 상위 대역 정보에 상기 제 2 상위 대역 정보를 합산한 후, 311단계로 진행하여 상기 합산한 상위 대역 정보를 이용하여 원래의 상위 대역 신호를 출력한 후, 본 알고리즘을 종료한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 부호화 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 부호화 장치는 상위 대역 신호의 특징과 관련된 정보를 추출하여 부호화하여 하위 대역 신호를 이용한 상위 대역 정보의 중복을 방지하기 위한 장치로, 부호화기(400)와 복호화기(410)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 부호화 장치는 상위 대역 신호와 하위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 신호의 특징과 관련된 보조 정보를 추출한다. 이후, 상기 부호화 장치는 차감기로 하여금 상위 대역 신호를 이용하여 추출한 보조 정보에서 상기 하위 대역 신호를 이용하여 추출한 보조 정보를 차감하여 생성한 잔차 상위 대역 보조 정보를 부호화하도록 처리한다.
또한, 상기 부호화 장치는 상기 잔차 상위 대역 보조 정보를 수신할 경우, 상기 수신한 보조 정보를 복호한 후, 복호화한 하위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 보조 정보를 확인한다. 이후, 상기 부호화 장치는 합산기로 하여금 상기 확인한 보조 정보를 합산하여 원래의 상위 대역 신호를 출력하도록 처리한다.
이상은 상기 부호화 장치의 전체적인 동작에 대하여 설명하였으나 이하 설명에서는 상기 부호화 장치의 상세한 동작에 대하여 설명할 것이다.
상기 부호화 장치의 부호화기(400)는 상위 대역 보조 정보 추출기(400), 잔차 상위 대역 보조 정보 부호화기(403), 대역폭 확장부(405), 하위 대역 부호화기(407)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 상위 대역 보조 정보 추출기(401)는 상위 대역과 하위 대역 사이의 상관관계를 이용하여 원래의 입력 신호를 출력시키기 위한 상위대역 신호의 특징과 관련된 정보인 보조 정보를 추출하도록 처리한다. 여기에서, 상기 보조 정보는 상위 대역 주파수의 포락선의 형태를 나타내는 선형 예측 계수(linear prediction coefficient, LPC) 혹은 비슷한 종류의 MFCC 계수(Mel-frequency cepstral coefficient), 상위 대역의 에너지 등과 같이 상위 대역 신호의 특징을 나타내는 정보를 말한다.
상기 하위 대역 부호화기(407)는 대역 통과 필터(미도시)를 통한 입력 신호의 하위 대역 신호를 부호화하여 상기 대역폭 확장부(405)로 제공한다.
상기 대역폭 확장부(405)는 상기 하위 대역 부호화기(407)에 의해 부호화된 하위 대역 신호를 입력받아 상위 대역 보조 정보를 추정한다.
상기 잔차 상위 대역 보조 정보 부호화기(403)는 상기 부호화 장치의 차감기에 의하여 하위 대역 신호를 이용하여 추출된 보조 정보가 차감된 상위 대역의 보조 정보인 잔차 상위 대역 보조 정보를 부호화하도록 처리한다. 여기에서, 상기 잔차 상위 대역 보조 정보는 일반적인 대역폭 확장법에서 하위 대역과 상위 대역에서 보조정보를 추출하여 부호화시 하위 대역의 정보로부터 추정 가능한 상위 대역의 일부 정보를 중복하여(redundant) 부호화하는 것을 방지하기 위하여 상위 대역의 보조 정보를 부호화함에 있어 하위 대역을 이용하여 추출한 보조 정보와 중복되는 부분을 제거한 보조 정보를 말한다.
상기 부호화 장치의 복호화기(410)는 부호화된 잔차 상위 대역 보조 정보와 부호화된 하위 대역 보조 정보를 복호화하여 상위 대역 보조 정보를 추출한 후, 상기 추출한 보조 정보를 합산하여 원래의 상위 대역 신호를 출력하도록 처리하는 장치로 보조 정보 복호화기(411), 대역폭 확장부(413), 하위 대역 복호화기(415)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 하위 대역 복호화기(415)는 통신 채널을 통하여 수신하는 부호화된 하위 대역 정보를 복호화하여 하위대역 신호를 재생한다.
상기 대역폭 확장부(413)는 상기 하위 대역 복호화기(415)에 의해 복호화된 하위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 보조 정보를 추정하며, 상기 보조 정보 복호화기(411)는 부호화된 잔차 상위 대역 보조 정보를 복호화하여 잔차 상위 대역 보조 정보를 생성한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 부호화 장치의 대역폭 확장부의 구성을 도시한 블록도이다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 대역폭 확장부는 부호화기의 대역폭 확장부(500)와 복호화기의 대역폭 확장부(510)로 구성할 수 있다.
먼저, 상기 부호화기의 대역폭 확장부(500)는 부호화된 하위 대역 신호를 이용하여 상위 대역의 보조 정보를 추출하는 장치로 통계적 모델(501), 대역폭 확장 추정기(503), 특정벡터 추출기(505) 및 하위 대역 복호화기(507)를 포함한다.
상기 부호화기의 대역폭 확장부(500)의 구성에 대하여 설명하면, 먼저 상기 대역폭 확장부(500)는 상기 부호화된 하위 대역 신호를 하위 대역 복호화기(507)를 통하여 복호화한 후, 상기 복호화한 하위 대역 신호를 특징 벡터 추출기(505)로 입력한다. 이에 따라 상기 특징 벡터 추출기(505)는 상기 입력받은 하위 대역 신호에 대해 특징 벡터를 생성하여 상기 대역폭 확장 추정기(503)로 전달한다.
상기 대역폭 확장 추정기(503)는 상기 입력받은 하위 대역 특징 벡터와 통 계적 모델(501)을 이용하여 상위 대역 보조 정보를 추정하고, 상기 추정한 상위 대역 보조 정보를 출력하도록 한다. 여기에서, 상기 통계적 모델(501)은 대역폭 확장 추정에 필요한 정보로 미리 학습되어 있는 정보를 말한다.
여기에서, 상기 상위대역 보조 정보가 스칼라(scalar)의 형태라면, 추정된 상위 대역 보조 정보 및 잔차 상위 대역 보조 정보 역시 스칼라 형태가 될 것이다. 이에 따라, 상기 잔차 상위 대역 보조 정보 부호화기는 스칼라 양자화기(scalar quantizer, SQ)로 구성되며 이와 달리 벡터의 형태라면, 잔차 상위대역 보조정보 부호화기는 벡터 양자화기(vector quantizer, VQ)로 구성된다.
상기 부호화 장치는 상기와 같은 대역폭 확장부(500)에 의해 추정된 보조 정보와 상위 대역 신호를 이용하여 추출한 보조 정보를 차감한 잔차 상위 대역 보조 정보를 생성한다.
상기 복호화기의 대역폭 확장부(510)는 입력받은 하위 대역 신호로부터 상위 대역 보조 정보를 추정하기 위한 장치로 통계적 모델(511), 대역폭 확장 추정기(513) 및, 특정벡터 추출기(515)를 포함하며, 상기 부호화기의 대역폭 확장부(500)의 하위 대역 복호화기를 제외한 구성과 그 역할이 동일하다.
즉, 상기 복호화기의 대역폭 확장부(510)는 하위 대역 신호를 특징 벡터 추출기(515)로 입력한다. 이에 따라 상기 특징 벡터 추출기(515)는 상기 입력받은 하위 대역 신호에 대해 특징 벡터를 생성하여 상기 대역폭 확장 추정기(513)로 전달한다.
상기 대역폭 확장 추정기(513)는 상기 입력받은 하위 대역 특징 벡터와 통 계적 모델(511)을 이용하여 상위 대역 보조 정보를 추정하고, 상기 추정한 상위 대역 보조 정보를 출력하도록 한다. 여기에서, 상기 통계적 모델(511)은 대역폭 확장 추정에 필요한 정보로 미리 학습되어 있는 정보를 말한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 부호화기에서 상위 대역 신호의 특징을 나타내는 보조 정보를 이용하여 부호화 효율을 높이기 위한 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 부호화기(400)는 먼저 601단계에서 입력 신호로부터 상위 대역 보조 정보(이하 설명에서 "제 1 보조 정보"라 칭함)를 추출한 후, 603단계로 진행하여 하위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 보조 정보(이하 설명에서 "제 2 보조 정보"라 칭함)를 추출하도록 처리한다. 여기에서, 상기 상위 대역 보조 정보는 상위 대역과 하위 대역 사이의 상관관계를 이용하여 원래의 입력 신호를 출력시키기 위한 상위대역 신호의 특징과 관련된 정보인 보조 정보로 상위대역 주파수의 포락선의 형태를 나타내는 선형 예측 계수(linear prediction coefficient, LPC) 혹은 비슷한 종류의 MFCC 계수(Mel-frequency cepstral coefficient), 상위대역의 에너지 등이 될 수 있다.
이후, 상기 부호화기(400)는 605단계로 진행하여 상기 단계에서 추출한 제 1 보조 정보에서 제 2 보조 정보를 차감한 잔차 상위 대역 보조 정보를 생성한 후, 607단계로 진행하여 상기 생성한 잔차 상위 대역 보조 정보를 부호화하여 송신하도록 처리한다. 여기에서, 상기 잔차 상위 대역 정보는 입력받은 상위 대역 보조 정 보에서 상기 제 2 보조 정보를 제거한 정보를 말한다.
이후, 상기 부호하기(400)는 본 알고리즘을 종료한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 복호화기에서 상위 대역 신호의 특징을 나타내는 보조 정보를 이용하여 부호화 효율을 높이기 위한 과정을 도시한 도면이다.
상기 보호화기의 동작 설명에 앞서 상기 복호화기는 부호화기로부터 수신한 하위 대역 신호를 복호화하여 출력하고 있음을 가정하여 설명한다.
상기 도 7을 참조하면, 상기 복호화기(410)는 먼저 701단계에서 부호화기로부터 부호화된 잔차 상위 대역 신호를 수신한 후, 303단계로 진행하여 상기 수신한 잔차 상위 대역 신호를 복호화하여 제 1 보조 정보를 생성한다.
이후, 상기 복호화기(410)는 705단계로 진행하여 하위 대역 신호로부터 상위 대역 정보(이하 설명에서 "제 2 보조 정보"라 칭함)를 확인한다.
이후, 상기 복호화기(410)는 307단계로 진행하여 상기 제 1 보조 정보에 상기 제 2 보조 정보를 합산한 후, 709단계로 진행하여 상기 합산한 상위 대역 정보를 이용하여 원래의 상위 대역 신호를 출력한 후, 본 알고리즘을 종료한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 부호화 장치의 다른 구성을 도시한 블록도이다.
상기 도 8을 참조하면, 상기 부호화 장치는 상기 도 4에서 설명한 상위 대 역 신호의 특징과 관련된 정보를 추출하여 부호화하여 하위 대역 신호를 이용한 상위 대역 정보의 중복을 방지하기 위한 장치를 기반으로 부호화 장치로 상위 대역 보조 정보를 추정함에 있어서 하위 대역 신호뿐만 아니라 기 부호화한 과거의 상기 상위 대역 보조 정보를 되먹임하여 이용하는 장치이다.
상기 부호화 장치는 상위 대역 신호와 하위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 신호의 특징과 관련된 보조 정보를 추출한다. 이때 상기 부호화 장치는 기 부호화한 과거의 상기 상위 대역 보조 정보를 되먹임(801)하여 상기 보조 정보를 추출한다.
이후, 상기 부호화 장치는 상위 대역 신호를 이용하여 추출한 보조 정보에서 상기 하위 대역 신호를 이용하여 추출한 보조 정보를 차감하여 생성한 잔차 상위 대역 보조 정보를 부호화한다.
또한, 상기 부호화 장치는 상기 잔차 상위 대역 보조 정보를 수신할 경우, 상기 수신한 보조 정보를 복호한 후, 복호화한 하위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 보조 정보를 확인한다. 이때 상기 부호화 장치는 하위 대역 신호뿐만 아니라 되먹임된 상위 대역 보조 정보를 활용한 보조 정보(810)를 이용하여 원래의 상위 대역 신호를 출력하도록 처리한다.
이상은 상기 부호화 장치의 전체적인 동작에 대하여 설명하였으나 이하 설명에서는 상기 부호화 장치의 상세한 동작에 대하여 설명할 것이다.
상기 부호화 장치의 부호화기는 상기 도 4에서 설명한 바와 같이 상위 대역 보조 정보 추출기, 잔차 상위 대역 보조 정보 부호화기, 대역폭 확장부, 하위 대역 부호화기를 포함하여 구성할 수 있으며, 상기 상위 대역 보조 정보 추출기, 잔차 상위 대역 보조 정보 부호화기와 하위 대역 부호화기의 동작은 상기 도 4와 동일함으로 이하 설명에서 생략한다.
상기 대역폭 확장부는 상기 하위 대역 부호화기에 의해 부호화된 하위 대역 신호와 기 부호화한 과거의 상기 상위 대역 보조 정보를 되먹임하여 상기 보조 정보를 추출한다.
이에 따라 상기 부호화기는 상기 부호화 장치의 차감기에 의하여 하위 대역 신호와 기 부호화한 상위 대역 보조 정보를 이용하여 추출한 보조 정보가 차감된 상위 대역의 보조 정보인 잔차 상위 대역 보조 정보를 부호화하도록 처리한다.
상기 부호화 장치의 복호화기는 부호화된 잔차 상위 대역 보조 정보와 부호화된 하위 대역 보조 정보를 복호화하여 상위 대역 보조 정보를 추출한 후, 상기 추출한 보조 정보를 합산하여 원래의 상위 대역 신호를 출력하도록 처리하는 장치로 보조 정보 복호화기, 대역폭 확장부, 하위 대역 복호화기를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 하위 대역 복호화기는 통신 채널을 통하여 수신하는 부호화된 하위 대역 정보를 복호화하여 하위대역 신호를 재생한다.
상기 대역폭 확장부는 상기 하위 대역 복호화기에 의해 복호화된 하위 대역 신호와 되먹임된 상위 대역 보조 정보를 활용한 보조 정보를 이용하여 상위 대역 보조 정보를 추정하며, 상기 보조 정보 복호화기는 부호화된 잔차 상위 대역 보조 정보를 복호화하여 잔차 상위 대역 보조 정보를 생성한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 부호화 장치의 성능을 도시한 그래프이다.
상기 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 부호화 장치는 하위 대역의 신호와 하위 대역의 신호 사이의 상호 정보량에 의해 성능이 결정된다.
상기 하위 대역 신호와 상위 대역 신호 간의 상호 정보량은 하기 <수학식 1>과 같이 구할 수 있다.
Figure 112008020631712-pat00001
여기에서 X는 하위대역 신호의 특징벡터, Y는 상위대역 신호의 특징 벡터를 나타낸다. 또한 f X (x)는 X의 확률밀도함수, f Y (y)는 Y의 확률밀도함수, f XY (x,y)는 X 와 Y의 결합 확률밀도함수를 나타낸다.
상기와 같은 부호화 장치에서 하위 대역 신호에 대해 특징 벡터로서 10차의 MFCC 계수 즉, X={X1,..., X10}를 이용하고, 상위 대역 신호에 대한 특징 벡터로서 8차의 MFCC 계수 Y={Y1,..., Y8}를 이용한다고 가정하여 설명한다. 이때 상기 MFCC 계수 대신 응용 목적에 따라 다른 특징 벡터 가령, LPC 계수 등을 선택할 수도 있다.
상기와 같은 부호화 장치는 하기 <표 1>과 같이 상위 대역 하위 대역 벡터 X와 상위 대역 벡터 Y의 각 성분 간의 상호 정보량을 정의할 수 있고, 하위 대역 벡터 X와 상위 대역 벡터 Y의 부분 벡터 간의 상호 정보량은 하기 <표 2>와 같이 정의할 수 있다.
[X; Y 성분] MI (bit)
[X; Y1] 　　1.214624121
[X; Y2] 　　0.442184563
[X; Y3] 　　0.403603817
[X; Y4] 　　0.301242604
[X; Y5] 　　0.197981724
[X; Y6] 　　0.160667332
[X; Y7] 　　0.150365385
[X; Y8] 　　0.124140187
여기에서 CD는 Cepstral Distance 값을 의미한다.
[X; Y 부분벡터] MI (bit)
　　[X; Y1] 　　1.214624121
　　[X; Y1,Y2] 　　1.553642011
　　[X; Y1,... ,Y3] 　　1.863667033
　　[X; Y1,... ,Y4] 　　2.078319061
　　[X; Y1,... ,Y5] 　　2.21684601
　　[X; Y1,... ,Y6] 　　2.340196486
　　[X; Y1,... ,Y7] 　　2.437012574
　　[X; Y] 　　2.513291974
여기에서 CD는 Cepstral Distance 값을 의미한다.
상기와 같은 상호 정보량은 도 9(a)와 같이 나타낼 수 있으며, 상기 도 9(a)에서 보듯이 본 발명에서 제시한 부호화 장치에서 상위 대역 8차의 MFCC 계수를 부호화할 경우, 스칼라 양자화 방식은 프레임 당 약 4.5 비트(표1의 2번째 열의 합산 값)의 부호화 효율이 기대되며, 벡터 양자화 방식은 프레임 당 약 2.5 비트(표2의 [X; Y] 구성의 MI 값)의 부호화 효율을 기대할 수 있다. 이들 프레임 당 비트효율은 프레임 크기를 20ms로 가정하면 초당 각각 225 비트, 125 비트의 비트효율에 해당한다.
상기와 같은 부호화 장치는 하기 <표 3> 및 <표 4>와 같은 부호화 성능을 얻을 수 있다.
양자화 비트수 BWE+SQ (CD 값) SQ (CD 값)
0 0.22716 0.998309
1 0.103151 0.332132
2 0.036519 0.085834
3 0.011267 0.022771
4 0.003119 0.006094
5 0.000827 0.001615
6 0.000213 0.000419
7 5.4E-05 0.000107
8 1.34E-05 2.72E-05
여기에서 CD는 Cepstral Distance 값을 의미한다.
양자화 비트수 BWE+VQ (CD 값) VQ (CD 값)
0 0.759873 1.000935
1 0.692462 0.886891
2 0.608997 0.766667
3 0.528997 0.651902
4 0.453339 0.55646
5 0.389293 0.472844
6 0.33218 0.400793
7 0.283245 0.34054
8 0.24111 0.288309
여기에서 CD는 Cepstral Distance 값을 의미한다.
상기 <표 3>은 상위 대역 벡터 성분 Y1를 부호화 함에 있어 단순히 스칼라 양자화기를 이용하여 부호화하는 방법(SQ로 표기)과 BWE 기반 부호화기를 이용하여 부호화하는 방법(BWE+SQ로 표기)의 부호화 효율을 비교한 결과이고, 상기 <표 4>는 상위 대역 벡터 Y를 부호화함에 있어 단순한 벡터 양자화기를 이용하는 방법(VQ로 표기)과 BWE 기반 부호화기를 이용하는 방법(BWE+VQ로 표기)의 부호화 효율을 비교한 것이다. 상기와 같은 부호화 장치의 부호화 효율을 그래프로 도시하면, 도 9(b)와 도 9(c)와 같은 그래프가 나타난다.
상기와 같은 그래프를 참조하여 설명하면, 낮은 비트로 부호화하는 조건에서 그 효과가 상대적으로 두드러지며 또한, 스칼라 양자화 방식의 경우 프레임 당 최대 약 1.5 비트, 벡터 양자화 방식의 경우 프레임 당 최대 약 2 비트의 부호화 효율이 증가함을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 부호화 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
상기 도 10을 참조하면, 상기 부호화 장치는 상위 대역의 신호를 예측하는 정보인 예측 정보를 이용하여 부호화 성능을 향상시키는 장치로써, 부호화기(1000)와 복호화기(1010)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 부호화 장치는 기 복호화한 상위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 신호를 예측하여 입력받는 상위 대역 신호에서 상기 예측한 상위 대역 신호(프레임 간의 상관관계)를 차감한 잔차 상위 대역 신호를 생성한다. 이후, 상기 부호화기는 부호화된 하위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 신호를 예측(프레임내의 상관관계)하고, 상기 잔차 상위 대역 신호에서 상기 예측한 상위 대역 신호를 차감하여 부호화하도록 처리한다.
또한, 상기 부호화 장치에 대응되는 복호화 장치는 상기 수신한 신호를 복호한 후, 복호화한 하위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 신호를 확인한다. 이후, 상기 부호화 장치는 상기 확인한 상위 대역 신호를 합산하여 원래의 상위 대역 신호를 출력하도록 처리한다.
이상은 상기 부호화 장치의 전체적인 동작에 대하여 설명하였으나 이하 설명에서는 상기 부호화 장치의 상세한 동작에 대하여 설명할 것이다.
상기 부호화 장치의 부호화기(1000)는 예측기(1001), 부호화기(1003), 대역폭 확장부(1005) 및 하위 대역 부호화기(1007)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 부호화(1000)기의 예측기(1001)는 기 복호화한 상위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 신호를 추정한다.
상기 하위 대역 부호화기(1007)는 입력 신호의 하위 대역 신호를 부호화하여 상기 대역폭 확장부(1005)로 제공한다.
상기 대역폭 확장부(1005)는 상기 하위 대역 부호화기(1007)에 의해 부호화된 하위 대역 신호를 입력받아 상위 대역 신호를 추정한다.
상기 부호화기(1003)는 상기 부호화 장치의 차감기에 의하여 하위 대역 신호를 이용하여 추정한 상위 대역 신호가 차감된 상위 대역 신호인 잔차 상위 대역 신호를 부호화하도록 처리한다.
도 11은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 부호화 장치의 대역폭 확장부의 구성을 도시한 블록도이다.
상기 도 11을 참조하면, 상기 부호화 장치의 대역폭 확장부(1100)는 부호화된 하위 대역 신호를 이용하여 상위 대역의 보조 정보를 추출하는 장치로 통계적 모델(1101), 대역폭 확장 추정기(1103), 특정벡터 추출기(1105)를 포함한다.
상기 대역폭 확장부(1100)의 동작을 살펴보면, 먼저 입력받는 하위 대역 신호는 특징 벡터 추출기(1105)에 입력된다. 이에 따라 상기 특징벡터 추출기(1105)는 입력된 하위대역 신호에 대해 특징벡터를 생성하여 대역폭 확장 추정기(1103)에 전달한다. 상기 대역폭 확장 추정기(1103)는 미리 학습된 BWE 추정에 필요한 통계적 모델(1101) 및 입력된 하위대역 특징벡터를 이용하여 추정된 상위대역 신호를 출력한다.
도 12는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 부호화기에서 상위 대역 신호를 예측하여 부호화 효율을 높이기 위한 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 12를 참조하면, 상기 부호화기(1000)는 먼저 1201단계에서 기 부호화한 상위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 신호(이하 "제 1 예측 신호"라 칭함)를 예측한 후, 1203단계로 진행하여 하위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 신호(이하 "제 2 예측 신호"라 칭함)를 예측한다.
이후, 상기 부호화기(1000)는 1205단계로 진행하여 상기 제 1 예측 신호에서 상기 제 2 예측 신호를 차감한 잔차 상위 대역 신호를 생성한 후, 1207단계로 진행하여 상기 생성한 잔차 상위 대역 신호를 부호화하여 송신한다.
이후, 상기 부호화기(1000)는 본 알고리즘을 종료한다.
도 13은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 복호화기에서 상위 대역 신호를 예측하여 부호화 효율을 높이기 위한 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 13을 참조하면, 상기 복호화기(1010)는 먼저 1301단계에서 부호화기로부터 부호화된 잔차 상위 대역 신호를 수신한 후, 1303단계로 진행하여 상기 수신한 잔차 상위 대역 신호를 복호화한다.
이후, 상기 복호화기(1010)는 1305단계로 진행하여 기 복호화한 상위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 신호(제 1 예측 신호)를 예측하고, 1307단계로 진행하여 하위 대역 신호를 이용하여 상위 대역 신호(제 2 예측 신호)를 예측한다.
이후, 상기 복호화기(1010)는 상기 제 1 예측 신호와 제 2 예측 신호를 합산하여 원래의 신호를 출력한 후, 본 알고리즘을 종료한다.
이상은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 부호화 장치에서 부호화 효율을 높이기 예측기를 사용하여 상위 대역 신호를 예측하는 장치 및 방법에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상기 예측기를 구성함에 있어 앞서 설명한 바와 같이 직렬 연결하거나 또는 병렬하여 부호화 효율을 높일 수 있다.
도 14는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 부호화 장치의 성능을 도시한 그래프이다.
상기 도 14를 참조하면, 상기와 같은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 부호화 장치에서 하위대역 신호는 PCM 신호 대신 총 15차의 MFCC(Mel Frequency Cepstral Coefficient) 특징 벡터 즉, X={X1,..., X18}로 변환하였고, 상위 대역 신호는 총 4차의 MFCC 계수 Y={Y1,..., Y4}로 변환하였다고 가정한다.
하기 <표 5>는 2차원 상위대역 벡터 {Y1,Y2}를 부호화하기 위해 상위 대역 신호를 예측하는 예측기를 직렬 연결한 부호화 장치(직렬 PVQ+BWE로 표기)와 일반적인 부호화 장치(PVQ로 표기)의 부호화 성능을 비교한 표이고, 도 14(a)는 상기 <표 5>의 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
양자화 비트수 PVQ (CD 값) 직렬 BWE+PVQ (CD 값)
0 0.999994657 0.676158151
1 0.558172709 0.345071924
2 0.256129702 0.150522626
3 0.096594486 0.069829431
4 0.04251647 0.033419306
5 0.021238896 0.016838908
6 0.010677779 0.008480092
7 0.0053574 0.004279931
8 0.002699052 0.002155239
여기에서 CD는 Cepstral Distance 값을 의미한다.
상기 도 14(a)에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에서 제시한 부호화 장치는 낮은 비트율에서 20ms 프레임 당 약 0.5비트, 초당 약 25비트의 부호화 효율을 보여 주고 있다.
하기 <표 6>은 2차원 상위대역 벡터 {Y1,Y2}를 부호화하기 위해 상위 대역 신호를 예측하는 예측기를 병렬 연결한 부호화 장치(병렬 PVQ+BWE로 표기)와 일반적인 부호화 장치(PVQ로 표기)의 부호화 성능을 비교한 표이고, 도 14(b)는 상기 <표 6>의 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
양자화 비트수 PVQ (CD 값) 병렬 BWE+PVQ (CD 값)
0 0.999994657 0.553803491
1 0.558172709 0.239484191
2 0.256129702 0.116304886
3 0.096594486 0.058068495
4 0.04251647 0.029213927
5 0.021238896 0.014755009
6 0.010677779 0.00754634
7 0.0053574 0.003828885
8 0.002699052 0.001913953
여기에서 CD는 Cepstral Distance 값을 의미한다.
상기 도 14(b)에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에서 제시한 부호화 장치는 낮은 비트율에서 20ms 프레임 당 약 1비트, 초당 약 50비트의 부호화 효율을 보여 주고 있다.
상기와 같이 본 발명에서 제시한 부호화 장치는 응용 목적에 따라 스칼라 방식 또는 벡터 방식을 사용하여 상위 대역 신호를 예측하여 부호화할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 부호화 장치의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 부호화기의 동작 과정을 도시한 흐름도,
도 3은 본 발명에 따른 복호화기의 동작 과정을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 부호화 장치의 구성을 도시한 블록도,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 부호화 장치의 대역폭 확장부의 구성을 도시한 블록도,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 부호화기에서 상위 대역 신호의 특징을 나타내는 보조 정보를 이용하여 부호화 효율을 높이기 위한 과정을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 복호화기에서 상위 대역 신호의 특징을 나타내는 보조 정보를 이용하여 부호화 효율을 높이기 위한 과정을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 부호화 장치의 다른 구성을 도시한 블록도,
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 부호화 장치의 성능을 도시한 그래프,
도 10은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 부호화 장치의 구성을 도시한 블록도,
도 11은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 부호화 장치의 대역폭 확장부의 구성을 도시한 블록도,
도 12는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 부호화기에서 상위 대역 신호를 예측하여 부호화 효율을 높이기 위한 과정을 도시한 흐름도,
도 13은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 복호화기에서 상위 대역 신호를 예측하여 부호화 효율을 높이기 위한 과정을 도시한 흐름도 및,
도 14는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 부호화 장치의 성능을 도시한 그래프.

Claims (18)

  1. 대역 확장 기법을 이용한 부호화 장치에 있어서,
    상위 대역 신호로부터 상위 대역 정보를 획득하는 상위 대역 정보 확인부와,
    하위 대역 신호로 상위 대역 정보를 확인하는 대역폭 확장부와,
    상기 상위 대역 신호로부터 획득한 상위 대역 정보인 제 1 상위 대역 정보에서 상기 하위 대역 신호로부터 획득한 상위 대역 정보인 제 2 상위 대역 정보를 차감한 제 1 상위 대역 신호인 잔차 상위 대역 정보를 부호화하는 부호화기를 포함하고,
    상기 상위 대역 정보는, 상기 상위 대역 신호의 특징과 관련된 정보로 상위 대역 주파수의 포락선의 형태를 나타내는 선형 예측 계수(linear prediction coefficient, LPC), MFCC 계수(Mel-frequency cepstral coefficient), 상위 대역의 에너지를 포함하는 상위 대역 보조 정보와, 기 부호화한 상위 대역 보조 정보로부터 예측한 잔차 상위 대역 보조 정보 가운데 적어도 어느 한 가지를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 대역폭 확장부는,
    부호화된 하위 대역 신호를 복호화하는 하위 대역 복호화기와,
    상기 복호화한 하위 대역 신호의 특징 벡터를 생성하는 특징 벡터 추출기와,
    상기 제 2 상위 대역 정보를 출력하기 위한 기학습된 통계적 모델을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 대역폭 확장부는,
    기 부호화한 과거의 상기 상위 대역 보조 정보와 상기 하위 대역 신호를 통해 획득한 상위 대역 보조 정보를 이용한 상기 제 2 상위 대역 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 부호화기는,
    스칼라 형태, 벡터 형태의 부호화기 가운데 적어도 어느 한 가지를 이용하여 상기 잔차 상위 대역 정보를 부호화하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 대역 확장 기법을 이용한 복호화 장치에 있어서,
    부호화한 잔차 상위 대역 정보로부터 상위 대역 정보를 확인하는 복호화기와,
    부호화한 하위 대역 신호로부터 상위 대역 정보를 확인하는 하위 대역 복호화기와,
    상기 부호화한 잔차 상위 대역 정보를 통해 확인한 상위 대역 정보와 상기 하위 대역 신호를 통해 확인한 상위 대역 정보를 합산하여 본래의 상위 대역 신호를 출력하도록 하는 합산기를 포함하고,
    상기 상위 대역 정보는, 상기 상위 대역 신호의 특징과 관련된 정보로 상위 대역 주파수의 포락선의 형태를 나타내는 선형 예측 계수(linear prediction coefficient, LPC), MFCC 계수(Mel-frequency cepstral coefficient), 상위 대역의 에너지를 포함하는 상위 대역 보조 정보와, 기 부호화한 상위 대역 보조 정보로부터 예측한 잔차 상위 대역 보조 정보 가운데 적어도 어느 한 가지를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 삭제
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 하위 대역 복호화기는,
    기 부호화한 과거의 상기 상위 대역 보조 정보와 상기 하위 대역 신호를 통해 획득한 상위 대역 보조 정보를 이용한 상기 제 2 상위 대역 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 복호화기는,
    스칼라 형태, 벡터 형태의 복호화기 가운데 적어도 어느 한 가지를 이용하여 상기 부호화한 잔차 상위 대역 정보를 복호화하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 대역 확장 기법을 이용한 부호화 방법에 있어서,
    상위 대역 신호와 하위 대역 신호로부터 상위 대역 정보를 획득하는 과정과,
    상기 상위 대역 신호로부터 획득한 상위 대역 정보인 제 1 상위 대역 정보에서 상기 하위 대역 신호로부터 획득한 상위 대역 정보인 제 2 상위 대역 정보를 차감하는 과정과,
    상기 제 2 상위 대역 정보를 차감한 제 1 상위 대역 신호인 잔차 상위 대역 정보를 부호화하는 과정을 포함하고,
    상기 상위 대역 정보는, 상기 상위 대역 신호의 특징과 관련된 정보로 상위 대역 주파수의 포락선의 형태를 나타내는 선형 예측 계수(linear prediction coefficient, LPC), MFCC 계수(Mel-frequency cepstral coefficient), 상위 대역의 에너지를 포함하는 상위 대역 보조 정보와, 기 부호화한 상위 대역 보조 정보로부터 예측한 잔차 상위 대역 보조 정보 가운데 적어도 어느 한 가지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 삭제
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제 2 상위 대역 정보는,
    부호화된 하위 대역 신호를 복호화하여 하위 대역 신호를 특징 벡터를 생성하고, 상기 생성한 특징 벡터와 기 학습한 통계적 모델을 이용하여 출력하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 대역 확장 기법을 이용한 부호화 방법은,
    기 부호화한 과거의 상기 상위 대역 보조 정보와 상기 하위 대역 신호를 통해 획득한 상위 대역 보조 정보를 이용한 상기 제 2 상위 대역 정보를 획득하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 잔차 상위 대역 정보는,
    스칼라 형태, 벡터 형태의 부호화기 가운데 적어도 어느 한 가지를 이용하여 부호화하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 대역 확장 기법을 이용한 복호화 방법에 있어서,
    부호화한 잔차 상위 대역 정보 및 하위 대역 신호로부터 상위 대역 정보를 확인하는 과정과,
    상기 부호화한 잔차 상위 대역 정보를 통해 확인한 상위 대역 정보인 제 1 상위 대역 정보인 제 1 상위 대역 정보와 상기 하위 대역 신호를 통해 확인한 제 2 상위 대역 정보를 합산하는 과정과,
    상기 합산한 상위 대역 정보를 이용하여 본래의 상위 대역 신호를 출력하는 과정을 포함하고,
    상기 상위 대역 정보는, 상기 상위 대역 신호의 특징과 관련된 정보로 상위 대역 주파수의 포락선의 형태를 나타내는 선형 예측 계수(linear prediction coefficient, LPC), MFCC 계수(Mel-frequency cepstral coefficient), 상위 대역의 에너지를 포함하는 상위 대역 보조 정보와, 기 부호화한 상위 대역 보조 정보로부터 예측한 잔차 상위 대역 보조 정보 가운데 적어도 어느 한 가지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 삭제
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 대역 확장 기법을 이용한 복호화 방법은,
    기 부호화한 과거의 상기 상위 대역 보조 정보와 상기 하위 대역 신호를 통해 획득한 상위 대역 보조 정보를 이용한 상기 제 2 상위 대역 정보를 획득하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 잔차 상위 대역 정보는,
    스칼라 형태, 벡터 형태의 부호화기 가운데 적어도 어느 한 가지를 이용하여 복호화하는 것을 특징으로 하는 방법.
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