KR101467159B1 - 멀티 스테이지 구조 기반의 ｕｈｄ 다채널 오디오 변환 방법 및 시스템 - Google Patents

멀티 스테이지 구조 기반의 ｕｈｄ 다채널 오디오 변환 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

멀티 스테이지 구조 기반의 UHD 다채널 오디오 변환 방법 및 시스템이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 다채널 오디오 변환 방법은, 다채널 오디오를 멀티 스테이지로 변환한다. 이에 의해, 현존하는 다양한 채널 구조를 동시에 지원할 수 있게 되고, 데이터량이 많은 오디오 채널의 전송시에 채널 수를 줄여 데이터량을 감소시킬 수 있게 된다.

Description

멀티 스테이지 구조 기반의 ＵＨＤ 다채널 오디오 변환 방법 및 시스템{Method for UHD Multi Channel Audio Conversion based on Multi Stages}
본 발명은 다채널 오디오에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 UHD(Ultra High Definition) 다채널 오디오를 변환하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
UHD 영상에 대한 오디오 채널 표준은, 국가별로 상이하게 채택되고 있다. 구체적으로, 일본은 22.2 채널을 한국은 10.2 채널을 각각 채택하였다. 유럽은 확정되지는 않았지만 5.1 채널을 채택할 것이 유력하다.
이와 같이, UHD 영상의 오디오 채널이 국가별/지역별로 상이해지게 되면, 이를 재생하기 위한 영상 시스템이 각 국가별/지역별로 상이해지게 됨은 물론, 타국가/타지역의 영상은 시청할 수 없다는 불편을 야기할 수 있다.
이에, 각기 다른 오디오 채널 구조를 갖는 UHD 영상들을 호환할 수 있도록 하기 위한 방법과 시스템이 요청된다. 이를 위한 방법과 시스템은 다양한 많은 채널들 상호 간의 변환을 지원할 것이 특히 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 현존하는 다양한 채널 구조를 동시에 지원하면서, 채널 수가 적은 다채널 오디오로부터 채널 수가 더 많은 다채널 오디오를 복원할 수 있도록 함으로서, 데이터량이 많은 오디오 채널의 전송시에 데이터량을 감소시킬 수 있는 멀티 스테이지 구조 기반의 UHD 다채널 오디오 변환 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 다채널 오디오 변환 방법은, 다채널 오디오-1을 다채널 오디오-2로 변환하는 제1 변환 단계; 및 상기 다채널 오디오-2를 다채널 오디오-3로 변환하는 제2 변환 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 다채널 오디오-1를 구성하는 오디오 채널들 중 일부를 m개씩 그룹핑하는 단계;를 더 포함하고, 상기 제1 변환단계는, 상기 m개로 그룹핑된 오디오 채널들을 n개의 오디오 채널로 부호화하여 상기 다채널 오디오-2를 생성할 수 있다.
또한, 상기 제1 그룹핑 단계는, 상기 m개로 그룹핑된 오디오 채널 그룹 중 일부의 오디오 채널은 의미없는 데이터가 수록된 오디오 채널일 수 있다.
그리고, 상기 다채널 오디오-1은 22.2 채널의 오디오이고, 상기 다채널 오디오-2는 10.2 채널의 오디오이며, 상기 m은 6이고, 상기 n은 2일 수 있다.
또한, 상기 제1 변환단계는, 상기 6개로 그룹핑된 오디오 채널들 중 제1 오디오 채널과 제2 오디오 채널을 부호화하여 제7 오디오 채널을 생성하고, 제5 오디오 채널과 제6 오디오 채널을 부호화하여 제8 오디오 채널을 생성하고, 상기 제7 오디오 채널과 제3 오디오 채널을 부호화하여 제9 오디오 채널을 생성하고, 제4 오디오 채널과 상기 제8 오디오 채널을 부호화하여 제10 오디오 채널을 생성하는 방식으로, 상기 다채널 오디오-2를 생성할 수 있다.
그리고, 상기 제1 변환단계는, 상기 6개로 그룹핑된 오디오 채널들 중 제1 오디오 채널, 제2 오디오 채널 및 제3 오디오 채널을 부호화하여 제7 오디오 채널 및 제8 오디오 채널을 생성하고, 제4 오디오 채널, 제5 오디오 채널 및 제6 오디오 채널을 부호화하여 제9 오디오 채널 및 제10 오디오 채널을 생성하고, 상기 제7 오디오 채널과 제8 오디오 채널을 부호화하여 제11 오디오 채널을 생성하고, 제9 오디오 채널과 상기 제10 오디오 채널을 부호화하여 제12 오디오 채널을 생성하는 방식으로, 상기 다채널 오디오-2를 생성할 수 있다.
또한, 상기 다채널 오디오-2를 구성하는 오디오 채널들을 p개씩 그룹핑하는 단계;를 더 포함하고, 상기 제2 변환단계는, 상기 p개로 그룹핑된 오디오 채널들을 q개의 오디오 채널로 부호화하여 상기 다채널 오디오-3을 생성할 수 있다.
그리고, 상기 다채널 오디오-2는 10.2 채널의 오디오이고, 상기 다채널 오디오-3은 5.1 채널의 오디오이며, 상기 p는 2이고, 상기 q는 1일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 다채널 오디오 변환 방법은, 다채널 오디오-3을 다채널 오디오-2로 변환하는 제1 변환 단계; 및 상기 다채널 오디오-2를 다채널 오디오-1로 변환하는 제2 변환 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 제1 변환단계는, 상기 다채널 오디오-3를 구성하는 q개의 오디오 채널을 p개의 오디오 채널들로 디코딩하는 방식으로 상기 다채널 오디오-2를 생성하고, 상기 제2 변환단계는, 상기 다채널 오디오-2를 구성하는 n개의 오디오 채널을 m개의 오디오 채널들로 디코딩하는 방식으로 상기 다채널 오디오-1을 생성할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 현존하는 다양한 채널 구조를 동시에 지원할 수 있게 된다. 특히, 다채널 오디오 변환을 2단계 구조로 설계하여, 22.2 채널을 10.2 채널로 변환하고, 10.2 채널을 5.1 채널로 변환함은 물론 그 역변환까지 가능하게 해준다.
아울러, 역변환에 의해 채널 수가 적은 다채널 오디오로부터 채널 수가 더 많은 다채널 오디오를 복원할 수 있으므로, 데이터량이 많은 오디오 채널의 전송시에 채널 수를 줄여 데이터량을 감소시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 스테이지 기반 UHD 다채널 오디오 부호화 시스템의 블럭도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 스테이지 기반 UHD 다채널 오디오 복호화 시스템의 블럭도,
도 3은 22.2 오디오 채널의 구조를 나타낸 도면,
도 4는 10.2 오디오 채널의 구조를 나타낸 도면,
도 5 및 도 6은 그룹핑과 공간 부호화 과정이 상세히 도시된 도면들, 그리고,
도 7은 STT 변환을 위한 2가지 방법을 예시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 스테이지 기반 UHD 다채널 오디오 부호화 시스템의 블럭도이다. 도시된 본 실시예에 따른 UHD 다채널 오디오 부호화 시스템(100)은, 2단 구조의 시스템으로, 22.2 채널의 오디오(10)를 10.2 채널의 오디오(20)로 부호화한 후, 10.2 채널의 오디오(20)를 5.1 채널의 오디오(30)로 부호화할 수 있는 오디오 시스템이다.
이에 의해, 본 실시예에 따른 UHD 다채널 오디오 부호화 시스템(100)은, 22.2 채널의 오디오(10)를 입력받아, 5.1 채널의 오디오(30)는 물론 10.2 채널의 오디오(20)도 출력가능하다. 더 나아가, 본 실시예에 따른 UHD 다채널 오디오 부호화 시스템(100)은, 10.2 채널의 오디오(20)를 입력받아, 5.1 채널의 오디오(30)를 출력할 수도 있다.
22.2 채널의 오디오(10)는 현존하는 최대 오디오 채널 수로 일본의 J-UHD 규격에서 채택된 것이다. 22.2 오디오 채널의 구조는 도 3에 도시되어 있다. 10.2 채널의 오디오(20)는 한국의 K-UHD 규격에서 채택된 것으로 그 구조는 도 4에 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 UHD 다채널 오디오 부호화 시스템(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 스테이지#1 채널 그룹핑부(110), 스테이지#1 공간 부호화부(120), 스테이지#2 채널 그룹핑부(130) 및 스테이지#2 공간 부호화부(140)를 포함한다.
스테이지#1 채널 그룹핑부(110)는 22.2 채널 오디오(10)를 구성하는 오디오 채널들을 다수의 그룹들로 그룹핑하고, 스테이지#1 공간 부호화부(120)는 그룹핑된 오디오 채널들을 부호화하여 10.2 채널 오디오(20)를 생성한다.
도 5와 도 6의 좌측에는 스테이지#1 채널 그룹핑부(110)의 그룹핑과 스테이지#1 공간 부호화부(120)의 공간 부호화 과정이 상세히 도시되어 있다.
도 5의 좌측에 도시된 바와 같이, 스테이지#1 공간 부호화부(120)는 바이패스되는 2개의 오디오 채널(LEF1, LEF2)을 제외한 나머지 오디오 채널들에 대해, 6개의 오디오 채널을 공간 부호화하여 2개의 오디오 채널로 STT(Six To Two) 변환한다.
이를 위한 사전 조치로, 스테이지#1 채널 그룹핑부(110)는 22.2 채널을 구성하는 오디오 채널들 중 LEF1와 LEF2를 제외한 나머지 오디오 채널들을 6개씩 그룹핑한다.
도 6의 좌측에는 22.2 채널 오디오(10)에 대해 오디오 채널들을 6개씩 5그룹으로 그룹핑한 결과가 나타나 있고, 해당 그룹에 포함된 6개의 오디오 채널을 공간 부호화하여 생성하는 2개의 오디오 채널이 각각 명시되어 있다. 예를 들어, "FL", "FLc", "BtFL", "FR", "FRc", "BtFR"을 공간 부호화하여 "L" 채널과 "R" 채널을 생성함을 알 수 있다.
도 6의 좌측에 도시된 바와 같이, 스테이지#1 채널 그룹핑부(110)에 의해 그룹핑된 그룹들에는 실제 오디오 채널만 포함되는 것은 아니며, None 채널(의미 없는 null(zero) 데이터가 수록된 채널)이 1개 또는 2개 포함될 수 있다. 일부의 그룹에 대해 None 채널을 포함시킨 것은, 모든 그룹에 대해 STT(Six To Two) 변환을 일괄적으로 적용하기 위함이다.
도 7에는 STT(Six To Two) 변환을 위한 2가지 방법을 예시하였다.
좌측에 도시된 방법은, 그룹핑된 6개의 오디오 채널들에 대해,
1) 오디오 채널-1과 오디오 채널-2을 공간 부호화(Two To One 변환)하여 하나의 오디오 채널을 생성하고,
2) 오디오 채널-5와 오디오 채널-6을 공간 부호화(Two To One 변환)하여 하나의 오디오 채널을 생성하며,
3) "1)"에서 생성된 오디오 채널과 오디오 채널-3을 공간 부호화(Two To One 변환)하여 하나의 오디오 채널을 생성하고,
4) 오디오 채널-4와 "2)"에서 생성된 오디오 채널과을 공간 부호화(Two To One 변환)하여 하나의 오디오 채널을 생성하고,
5) "3)"에서 생성된 오디오 채널과 "4)"에서 생성된 오디오 채널을 공간 부호화(Two To One 변환)하여 하나의 오디오 채널을 생성하여,
2개의 오디오 채널을 생성하는 방식이다.
한편, 우측에 도시된 방법은, 그룹핑된 6개의 오디오 채널들에 대해,
1) 오디오 채널-1, 오디오 채널-2 및 오디오 채널-3을 공간 부호화(Three To Two 변환)하여 2개의 오디오 채널을 생성하고,
2) 오디오 채널-4, 오디오 채널-5 및 오디오 채널-6을 공간 부호화(Three To Two 변환)하여 2개의 오디오 채널을 생성하며,
3) "1)"에서 생성된 2개의 오디오 채널을 공간 부호화(Two To One 변환)하여 하나의 오디오 채널을 생성하고,
4) "2)"에서 생성된 2개의 오디오 채널을 공간 부호화(Two To One 변환)하여 하나의 오디오 채널을 생성하고,
5) "3)"에서 생성된 오디오 채널과 "4)"에서 생성된 오디오 채널을 공간 부호화(Two To One 변환)하여 하나의 오디오 채널을 생성하여,
2개의 오디오 채널을 생성하는 방식이다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 스테이지#1 공간 부호화부(120)에 의해 22.2 채널 오디오(10)가 10.2 채널 오디오(20)로 공간 부호화되는 과정에서 스테이지#1 공간 파라미터(25)가 생성된다.
스테이지#1 공간 파라미터(25)는 오디오 채널의 개수를 줄이는 과정에서 변환 전의 오디오 채널들에 대한 ITD(Inter-aural Time Difference), ILD(Inter-aural Level Difference), ICC(Inter-aural Cross Correlation)의 전부 또는 일부를 말한다. 스테이지#1 공간 파라미터(25)는 10.2 채널 오디오(20)을 22.2 채널 오디오(10)로 공간 복호화하는데 이용된다.
스테이지#2 채널 그룹핑부(130)는 10.2 채널 오디오(20)를 구성하는 오디오 채널들을 다수의 그룹으로 그룹핑하고, 스테이지#2 공간 부호화부(140)는 그룹핑된 오디오 채널들을 부호화하여 5.1 채널 오디오(30)를 생성한다.
도 5와 도 6의 우측에는 스테이지#2 채널 그룹핑부(130)의 그룹핑과 스테이지#2 공간 부호화부(140)의 공간 부호화에 대한 상세한 설명이 나타나 있다.
도 5의 우측에 도시된 바와 같이, 스테이지#2 공간 부호화부(140)는 2개의 오디오 채널을 공간 부호화하여 1개의 오디오 채널을 생성(Two To One 변환)한다. 이를 위한 사전 조치로, 스테이지#2 채널 그룹핑부(130)는 10.2 채널을 구성하는 오디오 채널들을 2개씩 그룹핑한다.
도 6의 우측에는 10.2 채널 오디오(20)에 대해 오디오 채널들을 2개씩 6그룹으로 그룹핑한 결과가 나타나 있고, 2개의 오디오 채널을 가지고 공간 부호화하여 생성하는 1개의 오디오 채널이 각각 명시되어 있다. 예를 들어, "L"과 "LH"을 공간 부호화하여 "L" 채널을 생성함을 알 수 있다.
스테이지#1에서의 그룹핑과 달리 스테이지#2에서의 그룹핑에는 None 채널이 사용되지 않는다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 스테이지#2 공간 부호화부(140)에 의해 10.2 채널 오디오(20)가 5.1 채널 오디오(30)로 공간 부호화되는 과정에서 스테이지#2 공간 파라미터(35)가 생성된다.
스테이지#2 공간 파라미터(35)는 오디오 채널의 개수를 줄이는 과정에서 변환전의 오디오 채널들에 대한 ITD, ILD, ICC의 전부 또는 일부를 말한다. 스테이지#2 공간 파라미터(35)는 5.1 채널 오디오(30)을 10.2 채널 오디오(20)로 공간 복호화하는데 이용된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 스테이지 기반 UHD 다채널 오디오 복호화 시스템의 블럭도이다. 도시된 본 실시예에 따른 UHD 다채널 오디오 복호화 시스템(100)은, 2단 구조의 시스템으로, 5.1 채널의 오디오(30)를 10.2 채널의 오디오(20)로 복호화한 후, 10.2 채널의 오디오(20)를 22.2 채널의 오디오(10)로 복호화할 수 있는 오디오 시스템이다.
이에 의해, 본 실시예에 따른 UHD 다채널 오디오 복호화 시스템(200)은, 5.1 채널의 오디오(30)를 입력받아, 22.2 채널의 오디오(10)는 물론 10.2 채널의 오디오(20)도 출력가능하다. 더 나아가, 본 실시예에 따른 UHD 다채널 오디오 복호화 시스템(100)은, 10.2 채널의 오디오(20)를 입력받아, 22.2 채널의 오디오(10)를 출력할 수도 있다.
본 실시예에 따른 UHD 다채널 오디오 복호화 시스템(200)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 스테이지#2 공간 복호화부(210) 및 스테이지#1 공간 복호화부(220)를 포함한다.
스테이지#2 공간 복호화부(210)는 5.1 채널의 오디오(30)를 10.2 채널의 오디오(20)로 복호화한다. 이는, 전술한 부호화의 역변환으로, 스테이지#2 공간 복호화부(210)는 부호화시에 생성된 스테이지#2 공간 파라미터(35)를 함께 입력받아 복호화에 참조한다.
스테이지#1 공간 복호화부(220)는 10.2 채널의 오디오(20)를 22.2 채널의 오디오(10)로 복호화한다. 이는, 전술한 부호화의 역변환으로, 스테이지#1 공간 복호화부(220)는 부호화시 생성된 스테이지#1 공간 파라미터(25)를 함께 입력받아 복호화에 참조한다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : UHD 다채널 오디오 부호화 시스템
110 : 스테이지#1 채널 그룹핑부
120 : 스테이지#1 공간 부호화부
130 : 스테이지#2 채널 그룹핑부
140 : 스테이지#2 공간 부호화부
200 : UHD 다채널 오디오 복호화 시스템
210 : 스테이지#2 공간 복호화부
220 : 스테이지#1 공간 복호화부

Claims (10)

  1. 다채널 오디오-1를 구성하는 오디오 채널들 중 일부를 m개씩 그룹핑하는 단계;
    상기 m개로 그룹핑된 오디오 채널들을 n개의 오디오 채널로 부호화하여, 다채널 오디오-1을 다채널 오디오-2로 변환하는 제1 변환 단계; 및
    상기 다채널 오디오-2를 다채널 오디오-3로 변환하는 제2 변환 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 오디오 변환 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 그룹핑 단계는,
    상기 m개로 그룹핑된 오디오 채널 그룹 중 일부의 오디오 채널은 의미없는 데이터가 수록된 오디오 채널인 것을 특징으로 하는 다채널 오디오 변환 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 다채널 오디오-1은 22.2 채널의 오디오이고,
    상기 다채널 오디오-2는 10.2 채널의 오디오이며,
    상기 m은 6이고,
    상기 n은 2인 것을 특징으로 하는 다채널 오디오 변환 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 변환단계는,
    상기 6개로 그룹핑된 오디오 채널들 중 제1 오디오 채널과 제2 오디오 채널을 부호화하여 제7 오디오 채널을 생성하고, 제5 오디오 채널과 제6 오디오 채널을 부호화하여 제8 오디오 채널을 생성하고, 상기 제7 오디오 채널과 제3 오디오 채널을 부호화하여 제9 오디오 채널을 생성하고, 제4 오디오 채널과 상기 제8 오디오 채널을 부호화하여 제10 오디오 채널을 생성하는 방식으로, 상기 다채널 오디오-2를 생성하는 것을 특징으로 하는 다채널 오디오 변환 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 변환단계는,
    상기 6개로 그룹핑된 오디오 채널들 중 제1 오디오 채널, 제2 오디오 채널 및 제3 오디오 채널을 부호화하여 제7 오디오 채널 및 제8 오디오 채널을 생성하고, 제4 오디오 채널, 제5 오디오 채널 및 제6 오디오 채널을 부호화하여 제9 오디오 채널 및 제10 오디오 채널을 생성하고, 상기 제7 오디오 채널과 제8 오디오 채널을 부호화하여 제11 오디오 채널을 생성하고, 제9 오디오 채널과 상기 제10 오디오 채널을 부호화하여 제12 오디오 채널을 생성하는 방식으로, 상기 다채널 오디오-2를 생성하는 것을 특징으로 하는 다채널 오디오 변환 방법.
  7. 다채널 오디오-1을 다채널 오디오-2로 변환하는 제1 변환 단계;
    상기 다채널 오디오-2를 구성하는 오디오 채널들을 p개씩 그룹핑하는 단계; 및
    상기 p개로 그룹핑된 오디오 채널들을 q개의 오디오 채널로 부호화하여, 상기 다채널 오디오-2를 다채널 오디오-3으로 변환하는 제2 변환 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 오디오 변환 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 다채널 오디오-2는 10.2 채널의 오디오이고,
    상기 다채널 오디오-3은 5.1 채널의 오디오이며,
    상기 p는 2이고,
    상기 q는 1인 것을 특징으로 하는 다채널 오디오 변환 방법.
  9. 다채널 오디오-3을 구성하는 q개의 오디오 채널을 p개의 오디오 채널들로 디코딩하여, 다채널 오디오-2로 변환하는 제1 변환 단계; 및
    상기 다채널 오디오-2를 다채널 오디오-1로 변환하는 제2 변환 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 오디오 변환 방법.
  10. 다채널 오디오-3을 다채널 오디오-2로 변환하는 제1 변환 단계; 및
    상기 다채널 오디오-2를 구성하는 n개의 오디오 채널을 m개의 오디오 채널들로 디코딩하여, 다채널 오디오-1로 변환하는 제2 변환 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 오디오 변환 방법.
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CN110493702A (zh) * 2019-08-13 2019-11-22 广州飞达音响股份有限公司 六面声影院还音系统

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KR20120016981A (ko) * 2010-08-17 2012-02-27 한국전자통신연구원 멀티 채널 오디오 호환 시스템 및 방법

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