KR101517406B1 - 부호화 방식 결정 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 프레임의 크기와 신호를 부호화하는 프레임의 크기가 서로 상이한 경우 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 소정의 고정된 제1 프레임의 크기를 단위로 복수의 신호를 부호화하는 방식들 가운데 제1 프레임에 마련된 신호를 부호화하는 방식을 결정하고, 가변하는 제2 프레임의 크기를 단위로 복수의 신호를 부호화하는 방식들 가운데 결정된 방식을 이용하여 제2 프레임에 마련된 신호를 부호화하는 방식을 결정한다.
Description
본 발명은 오디오 신호와 음성 신호를 부호화하거나 복호화하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적은 비트를 이용하여 오디오 신호와 음성 신호 모두에 대해 효율적으로 부호화하고 복호화할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
입력 신호의 특성을 분석함으로써 기 설정된 복수의 신호를 부호화하는 방식들 가운데 소정의 방식을 선택하여 부호화하는 방식이 있다. 예를 들어, AAC(Advanced Audio Codec)와 같은 주파수 도메인에서 부호화하는 방식과 CELP(Code Excited Linear prediction)와 같은 시간 도메인에서 부호화하는 방식 가운데 어느 하나를 선택하여 입력 신호를 해당 방식으로 부호화한다. 만일 입력 신호가 음악으로 구성된 신호의 특성에 가까우면 주파수 도메인에서 부호화하는 방식을 선택하여 부호화하고, 만일 입력 신호가 음성으로 구성된 신호의 특성에 가까우면 시간 도메인에서 부호화하는 방식을 선택하여 부호화한다.
여기서 입력 신호를 부호화하는 방식을 선택함에 있어서 보다 정확하게 부호 화하는 방식을 선택하기 위해 입력 신호를 주파수 도메인 상에서 추출한 정보 또는 파라미터 뿐만 아니라 시간 도메인 상에서 추출한 정보 또는 파라미터까지 이용하여 입력 신호를 부호화하는 방식을 선택할 수 있다.
주파수 도메인 상에서 신호를 분석하는 경우 도 1의 주파수 도메인 상에서 신호를 분석하는 프레임인 주파수 분석 프레임(120)과 같이 프레임의 크기를 입력 신호의 프레임인 입력 프레임(100)에 맞추어 변환할 수 있다. 도 1을 살펴 보면, 주파수 분석 프레임(120)이 입력 프레임(100)과 일치함을 알 수 있다.
그러나 주파수 도메인 상에서 신호를 분석하는 경우와 달리 시간 도메인 상에서 신호를 분석하는 경우 입력 프레임(100)의 크기와 상관없이 고정적인 크기로 마련된 프레임을 사용해야 한다. 도 1을 살펴 보면, 제1 시간 분석 프레임(111)의 크기는 1024로써 제1 입력 프레임(101)의 크기인 512 보다 2배 더 크다. 이에 따라 제2 입력 프레임(102)의 정보 또는 파라미터가 제1 입력 프레임(101)을 부호화하는 방식을 결정하는 데 이용되기 때문에 정확하게 부호화 방식을 결정할 수 없는 문제점을 갖는다.
또한, 제2 시간 분석 프레임(112)도 1024로써 제2 입력 프레임(102)의 크기인 2048 보다 반이 작다. 이에 따라 제2 입력 프레임(102)의 전체를 분석하여 부호화하는 방식을 결정하는 것이 아니라 제2 입력 프레임(102)의 절반만 분석할 수밖에 없기 때문에 정확하게 부호화 방식을 결정할 수 없는 문제점을 갖는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 프레임의 크기와 신호를 부호화하는 프레임의 크기가 서로 상이한 경우 정확하고 효율적으로 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 부호화 방식 결정 방법은, 소정의 고정된 제1 프레임의 크기를 단위로 복수의 신호를 부호화하는 방식들 가운데 상기 제1 프레임에 마련된 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 단계; 및 가변하는 제2 프레임의 크기를 단위로 복수의 신호를 부호화하는 방식들 가운데 상기 결정된 방식을 이용하여 상기 제2 프레임에 마련된 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 부호화 방식 결정 장치는, 소정의 고정된 제1 프레임의 크기를 단위로 복수의 신호를 부호화하는 방식들 가운데 상기 제1 프레임에 마련된 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 제1 부호화 방식 결정부; 및 가변하는 제2 프레임의 크기를 단위로 복수의 신호를 부호화하는 방식들 가운데 상기 결정된 방식을 이용하여 상기 제2 프레임에 마련된 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 제2 부호화 방식 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록 매체는, 소정의 고정된 제1 프레임의 크기를 단위로 복수의 신호를 부호화하는 방식들 가운데 상기 제1 프레임에 마련된 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 단계; 및 가변하는 제2 프레임의 크 기를 단위로 복수의 신호를 부호화하는 방식들 가운데 상기 결정된 방식을 이용하여 상기 제2 프레임에 마련된 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 단계를 포함한 발명을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 부호화 방식 결정 방법 및 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 부호화 방식 결정 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 입력 신호를 복수의 신호를 부호화하는 방식들 가운데 부호화하는 방식을 결정하는 데 이용할 제1 프레임(frame)의 크기를 결정한다(제200단계). 제200단계에서 결정된 제1 프레임의 크기는 신호를 부호화하는 데 이용할 프레임의 크기와 서로 상이할 수 있으며, 제1 프레임은 고정된 크기로 실시할 수 있다. 예를 들어, 제200단계에서는 입력 신호가 48kHz인 경우 제1 프레임의 크기로 1024 샘플(sample)을 이용할 수 있다.
여기서, 복수의 신호를 부호화하는 방식의 실시예로 시간 도메인에서 부호화하는 방식과 주파수 도메인에서 부호화하는 방식이 있다. 시간 도메인에서 부호화하는 방식의 예로 CELP(Code Excited Linear prediction)가 있으며, 주파수 도메인에서 부호화하는 방식의 예로 TCX(Transform Coded Excitation) 및 AAC(Advanced Audio Codec)가 있다. 또한, 복수의 신호를 부호화하는 방식의 실시예로 음성을 부호화하는 방식과 음악을 부호화하는 방식이 있을 수 있다. 그리고 묵음에 해당하 는 신호를 부호화하는 방식, 노이즈 여기(noise excitation)를 이용하는 무성음에 해당하는 신호를 부호화하는 방식 및 임펄스 여기(impulse excitation)를 이용하는 유성음에 해당하는 신호를 부호화하는 방식이 있을 수 있다.
제200단계에서 결정된 제1 프레임의 크기를 단위로 각 제1 프레임에 마련된 입력 신호를 부호화하는 방식을 결정한다(제210단계). 제210단계의 상세한 실시예는 도 3과 도 4에서 후술하기로 한다.
입력 신호를 부호화하는 과정에서 주파수 도메인으로 변환할 초기 윈도우(window)의 크기를 결정한다(제220단계). 제220단계에서는 입력 신호의 특성을 분석함으로써 입력 신호를 부호화할 제2 프레임의 크기를 결정하고, 제2 프레임의 크기를 이용하여 초기 윈도우 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제220단계에서는 입력 신호에 어택(attack)이 있는지 여부에 따라 제2 프레임의 크기를 결정할 수 있다. 이 경우 제220단계에서는 입력 신호에 어택이 있으면 제2 프레임의 크기를 작게 결정하고, 입력 신호에 어택이 없으면 제2 프레임의 크기를 길게 결정한다. 또한, 제1 프레임의 크기와 제2 프레임의 크기는 서로 상이할 수 있다.
제210단계에서 제1 프레임을 단위로 결정된 부호화 방식을 이용하여 실제로 신호를 분할하여 부호화하는 데 이용할 제2 프레임을 단위로 분할된 신호를 부호화할 방식을 결정한다(제230단계). 다시 말하면, 제230단계에서는 제2 프레임에 마련된 신호에 대응하는 제1 프레임에 마련된 부분의 제210단계에서 결정된 부호화 방식을 고려하여 제2 프레임에 마련된 신호를 부호화할 방식을 결정한다. 제230단계에서는 제2 프레임에 마련된 신호에 대응하는 제1 프레임에 마련된 부분들에 대 하여 제210단계에서 결정된 각 부호화 방식의 비중을 기준으로 결정한다. 예를 들어, 제230단계에서는 제2 프레임에 마련된 신호에 대응하는 제1 프레임에 마련된 부분들에 대하여 가장 비율이 높은 부호화 방식으로 제2 프레임에 마련된 신호를 부호화하는 것으로 결정한다. 또는 제230단계에서는 수학식 1을 이용하여 제2 프레임에 마련된 신호를 부호화하는 방식을 결정할 수 있다.
Mode
= 0;
else
Mode
= 1;
여기서, k는 수학식 2에 의해 계산할 수 있고, Mode는 부호화 방식이며, Mode가 0인 경우 주파수 도메인에서 부호화하는 방식으로 결정되고, Mode가 1인 경우 시간 도메인에서 부호화하는 방식으로 결정된다.
여기서, buff[]는 부호화 방식을 저장하는 버퍼의 입력 프레임과 동기된 시작 위치이며, n은 입력 프레임의 크기이다.
제230단계에서 제1 프레임을 단위로 결정된 부호화 방식을 이용하여 제2 프 레임을 단위로 분할된 신호를 부호화할 방식을 결정하는 예를 도 5를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 도 5에서는 제210단계에서 시간 도메인에서 부호화 방식을 분석하는 프레임인 시간 분석 프레임(510) 및 제210단계에서 주파수 도메인에서 부호화 방식을 분석하는 프레임인 주파수 분석 프레임(520)에 해당하는 제1 프레임의 크기가 1024로 고정되어 있으며, 제220단계에서 결정된 신호를 부호화할 프레임에 해당하는 제2 프레임인 입력 프레임(500)의 크기는 512, 2048, 1024 순으로 입력된다. 그리고 버퍼(530)는 각 제2 프레임에 대하여 제210단계에서 결정된 부호화 방식을 저장한다. 여기서, 부호화 방식을 나타내는 MD_0, MD_1, MD_2가 0인 경우 주파수 도메인에서 부호화하는 방식으로 결정되고, 부호화 방식을 나타내는 MD_0, MD_1, MD_2가 1인 경우 시간 도메인에서 부호화하는 방식으로 결정된다.
512에 해당하는 프레임 크기로 마련되는 제1 입력 프레임(501)에 대응하는 버퍼(530)에 저장된 제1 프레임에 마련된 신호의 부분이 모두 MD_0에 0이 저장되어 있으므로 제1 입력 프레임(510)은 주파수 도메인에서 부호화하는 방식으로 부호화하는 것을 결정된다.
그러나 2048에 해당하는 프레임 크기로 마련되는 제2 입력 프레임(502)에 대응하는 버퍼(530)에 저장된 제1 프레임에 마련된 신호의 부분이 처음 512에 해당하는 크기는 MD_0에 0이 저장되어 있고, 다음 1024에 해당하는 크기는 MD_1에 1이 저장되어 있으며, 마지막 512에 해당하는 크기는 MD_2에 0이 저장되어 있다. 그러므로 제2 입력 프레임(502)에 대응하는 제1 프레임에 마련된 신호의 부분은 주파수 도메인에서 부호화하는 방식과 시간 도메인에서 부호화하는 방식이 모두 존재한다. 이 경우 수학식 2를 적용하여 k을 계산하면 0.5이므로 수학식 1에 의해 Mode에 1이 할당되므로 시간 도메인에서 부호화하는 것으로 결정한다.
제230단계에서 결정된 부호화 방식을 이용하여 기 설정된 기준에 따라 제2 프레임의 크기를 조절한다(제240단계). 예를 들어, 제240단계에서는 제230단계에서 시간 도메인에서 부호화하는 방식으로 결정되면 1024 샘플로 프레임의 크기를 조절하고, 제230단계에서 주파수 도메인에서 부호화하는 방식으로 결정되면 프레임의 크기에 제한을 두지 않는다. 도 5를 이용하여 설명하면, 제240단계에서는 제2 입력 프레임의 경우 제230단계에서 시간 도메인에서 부호화하는 것으로 결정되었으므로 2048 샘플에 해당하는 프레임의 크기는 적합하지 않으므로 1024 샘플로 프레임의 크기를 조절한다.
도 3은 본 발명에 의한 부호화 방식 결정 방법에서 도 2의 제210단계에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 도 2의 제200단계에서 결정된 제1 프레임의 크기로 입력 신호를 프레이밍(framing)한다(제300단계). 제300단계에서 프레이밍하는 제1 프레임의 개수는 기 설정되어 있다. 예를 들어, 이전 프레임에서 부호화하는 데 이용한 제2 프레임의 크기를 모두 포함할 수 있는 제1 프레임의 개수로 설정할 수 있다.
제300단계에서 제1 프레임의 크기로 프레이밍된 제1 신호를 주파수 도메인으로 변환한다(제305단계). 제305단계에서 수행하는 변환의 예로 FFT(Fast Fourier Transform), MDCT(Modified Discrete Cosine Transform), MDST(Modified Discrete Sine Transform) 등이 있다.
제305단계에서 주파수 도메인으로 변환된 제1 스펙트럼(spectrum)에서 부호화할 방식을 결정하기 위한 정보(들) 또는 파라미터(들)을 추출한다(제310단계). 제310단계에서 주파수 도메인에서 추출하는 정보(들) 또는 파라미터(들)는 스펙트럼 틸트(spectrum tilt), 스펙트럼 자기 상관도(spectrum auto-correlation), 대역별 예너지 등이 있다.
제300단계에서 프레이밍된 제1 신호를 다운-샘플링(down-sampling)한다(제315단계).
제315단계에서 다운-샘플링된 제1 신호에서 부호화할 방식을 결정하기 위한 정보(들) 또는 파라미터(들)을 추출한다(제320단계). 예를 들어, 제320단계에서 시간 도메인에서 추출하는 정보(들) 또는 파라미터(들)는 LPC 정보(Linear Prediction Coding information), 피치 정보(pitch information), 영점 교차율(zero crossing rate) 등이 있다.
제300단계에서 프레이밍된 제1 신호를 버퍼링(buffering)하고, 제300단계에서 프레이밍된 제1 신호에서 어택(attack)을 감지한다(제325단계).
제300단계에서 프레이밍된 제1 신호에서 어택에 대한 정보 또는 파라미터를 추출한다(제330단계).
제310단계에서 추출된 주파수 도메인에 해당하는 제1 스펙트럼의 정보(들) 또는 파라미터(들)과 제320단계에서 추출된 시간 도메인에 해당하는 제1 신호의 정보(들) 또는 파라미터(들)를 이용하여 제300단계에서 프레이밍된 제1 프레임에 마련된 제1 신호를 부호화할 방식을 결정한다(제335단계).
도 4는 본 발명에 의한 부호화 방식 결정 방법에서 도 2의 제210단계에 대한 다른 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 기 설정된 크기에 해당하는 입력 신호를 입력받는다(제400단계). 예를 들어, 기 설정된 크기는 이전 프레임에서 부호화하는 데 이용한 제2 프레임의 크기일 수 있다.
제400단계에서 입력받은 제1 신호의 크기와 이전에 부호화할 방식을 결정하고 남은 제1 신호의 크기를 합산하여 제1 신호의 부호화 방식을 결정해야 할 잔여 크기를 계산한다(제405단계).
제405단계에서 계산된 잔여 크기가 기 설정된 단위 크기 보다 큰지 여부를 판단한다(제410단계). 기 설정된 단위 크기는 도 2의 제200단계에서 결정된 제1 프레임의 크기일 수 있으며, 예를 들어 1024 샘플(sample)이 될 수 있다.
만일 제410단계에서 잔여 크기가 단위 크기 보다 크다고 판단되면, 이전에 결정된 부호화하는 방식을 저장하는 버퍼(buffer)를 제400단계에서 입력된 크기에 따라 쉬프트(shift)한다(제415단계). 여기서, 버퍼의 해상도(resolution)를 조절할 수 있다. 예를 들어, 버퍼의 해상도는 부호화하는 데 사용하는 모든 윈도우의 최대 공약수를 이용하여 결정할 수 있다.
제415단계 후에, 전술한 도 3의 제305단계 내지 제330단계를 수행함으로써 부호화 방식을 결정한다(제420단계).
제420단계에서 부호화 방식이 결정된 크기만큼 제405단계에서 계산된 잔여 크기를 조절한다(제425단계).
제420단계에서 결정된 부호화 방식을 버퍼에 기입한다(제430단계).
만일 제410단계에서 잔여 크기가 단위 크기 보다 작다고 판단되면, 현재 결정된 부호화 방식을 그대로 유지한다(제435단계).
도 6은 본 발명에 의한 부호화 방식 결정 장치에 대한 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 부호화 방식 결정 장치는 부호화 프레임 결정부(600), 제1 부호화 방식 결정부(610), 윈도우 크기 결정부(620), 제2 부호화 방식 결정부(630) 및 프레임 조절부(640)를 포함하여 이루어진다.
부호화 프레임 결정부(600)는 입력단자 IN을 통해 입력된 입력 신호를 복수의 신호를 부호화하는 방식들 가운데 부호화하는 방식을 결정하는 데 이용할 제1 프레임(frame)의 크기를 결정한다. 부호화 프레임 결정부(600)에서 결정된 제1 프레임의 크기는 신호를 부호화하는 데 이용할 프레임의 크기와 서로 상이할 수 있으며, 제1 프레임은 고정된 크기로 실시할 수 있다. 예를 들어, 부호화 프레임 결정부(600)에서는 입력 신호가 48kHz인 경우 제1 프레임의 크기로 1024 샘플(sample)을 이용할 수 있다.
여기서, 복수의 신호를 부호화하는 방식의 실시예로 시간 도메인에서 부호화하는 방식과 주파수 도메인에서 부호화하는 방식이 있다. 시간 도메인에서 부호화하는 방식의 예로 CELP(Code Excited Linear prediction)가 있으며, 주파수 도메인에서 부호화하는 방식의 예로 TCX(Transform Coded Excitation) 및 AAC(Advanced Audio Codec)가 있다. 또한, 복수의 신호를 부호화하는 방식의 실시예로 음성을 부호화하는 방식과 음악을 부호화하는 방식이 있을 수 있다. 그리고 묵음에 해당 하는 신호를 부호화하는 방식, 노이즈 여기(noise excitation)를 이용하는 무성음에 해당하는 신호를 부호화하는 방식 및 임펄스 여기(impulse excitation)를 이용하는 유성음에 해당하는 신호를 부호화하는 방식이 있을 수 있다.
제1 부호화 방식 결정부(610)는 부호화 프레임 결정부(600)에서 결정된 제1 프레임의 크기를 단위로 각 제1 프레임에 마련된 입력 신호를 부호화하는 방식을 결정한다. 제1 부호화 방식 결정부(610)의 상세한 실시예는 도 7과 도 8에서 후술하기로 한다.
윈도우 크기 결정부(620)는 입력 신호를 부호화하는 과정에서 주파수 도메인으로 변환할 초기 윈도우(window)의 크기를 결정한다. 윈도우 크기 결정부(620)에서는 입력 신호의 특성을 분석함으로써 입력 신호를 부호화할 제2 프레임의 크기를 결정하고, 제2 프레임의 크기를 이용하여 초기 윈도우 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 윈도우 크기 결정부(620)에서는 입력 신호에 어택(attack)이 있는지 여부에 따라 제2 프레임의 크기를 결정할 수 있다. 이 경우 윈도우 크기 결정부(620)에서는 입력 신호에 어택이 있으면 제2 프레임의 크기를 작게 결정하고, 입력 신호에 어택이 없으면 제2 프레임의 크기를 길게 결정한다. 또한, 제1 프레임의 크기와 제2 프레임의 크기는 서로 상이할 수 있다.
제2 부호화 방식 결정부(630)는 제1 부호화 방식 결정부(610)에서 제1 프레임을 단위로 결정된 부호화 방식을 이용하여 실제로 신호를 분할하여 부호화하는 데 이용할 제2 프레임을 단위로 분할된 신호를 부호화할 방식을 결정하고 출력단자 OUT 1을 통해 출력한다. 다시 말하면, 제2 부호화 방식 결정부(630)에서는 제2 프 레임에 마련된 신호에 대응하는 제1 프레임에 마련된 부분의 제1 부호화 방식 결정부(610)에서 결정된 부호화 방식을 고려하여 제2 프레임에 마련된 신호를 부호화할 방식을 결정한다. 제2 부호화 방식 결정부(630)에서는 제2 프레임에 마련된 신호에 대응하는 제1 프레임에 마련된 부분들에 대하여 제1 부호화 방식 결정부(610)에서 결정된 각 부호화 방식의 비중을 기준으로 결정한다. 예를 들어, 제2 부호화 방식 결정부(630)에서는 제2 프레임에 마련된 신호에 대응하는 제1 프레임에 마련된 부분들에 대하여 가장 비율이 높은 부호화 방식으로 제2 프레임에 마련된 신호를 부호화하는 것으로 결정한다. 또는 제2 부호화 방식 결정부(630)에서는 수학식 3을 이용하여 제2 프레임에 마련된 신호를 부호화하는 방식을 결정할 수 있다.
Mode
= 0;
else
Mode
= 1;
여기서, k는 수학식 4에 의해 계산할 수 있고, Mode는 부호화 방식이며, Mode가 0인 경우 주파수 도메인에서 부호화하는 방식으로 결정되고, Mode가 1인 경우 시간 도메인에서 부호화하는 방식으로 결정된다.
여기서, buff[]는 부호화 방식을 저장하는 버퍼의 입력 프레임과 동기된 시작 위치이며, n은 입력 프레임의 크기이다.
제2 부호화 방식 결정부(630)에서 제1 프레임을 단위로 결정된 부호화 방식을 이용하여 제2 프레임을 단위로 분할된 신호를 부호화할 방식을 결정하는 예를 도 5를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 도 5에서는 제1 부호화 방식 결정부(610)에서 시간 도메인에서 부호화 방식을 분석하는 프레임인 시간 분석 프레임(510) 및 제1 부호화 방식 결정부(610)에서 주파수 도메인에서 부호화 방식을 분석하는 프레임인 주파수 분석 프레임(520)에 해당하는 제1 프레임의 크기가 1024로 고정되어 있으며, 윈도우 크기 결정부(620)에서 결정된 신호를 부호화할 프레임에 해당하는 제2 프레임인 입력 프레임(500)의 크기는 512, 2048, 1024 순으로 입력된다. 그리고 버퍼(530)는 각 제2 프레임에 대하여 제1 부호화 방식 결정부(610)에서 결정된 부호화 방식을 저장한다. 여기서, 부호화 방식을 나타내는 MD_0, MD_1, MD_2가 0인 경우 주파수 도메인에서 부호화하는 방식으로 결정되고, 부호화 방식을 나타내는 MD_0, MD_1, MD_2가 1인 경우 시간 도메인에서 부호화하는 방식으로 결정된다.
512에 해당하는 프레임 크기로 마련되는 제1 입력 프레임(501)에 대응하는 버퍼(530)에 저장된 제1 프레임에 마련된 신호의 부분이 모두 MD_0에 0이 저장되어 있으므로 제1 입력 프레임(510)은 주파수 도메인에서 부호화하는 방식으로 부호화하는 것을 결정된다.
그러나 2048에 해당하는 프레임 크기로 마련되는 제2 입력 프레임(502)에 대응하는 버퍼(530)에 저장된 제1 프레임에 마련된 신호의 부분이 처음 512에 해당하는 크기는 MD_0에 0이 저장되어 있고, 다음 1024에 해당하는 크기는 MD_1에 1이 저장되어 있으며, 마지막 512에 해당하는 크기는 MD_2에 0이 저장되어 있다. 그러므로 제2 입력 프레임(502)에 대응하는 제1 프레임에 마련된 신호의 부분은 주파수 도메인에서 부호화하는 방식과 시간 도메인에서 부호화하는 방식이 모두 존재한다. 이 경우 수학식 4를 적용하여 k을 계산하면 0.5이므로 수학식 3에 의해 Mode에 1이 할당되므로 시간 도메인에서 부호화하는 것으로 결정한다.
프레임 조절부(640)는 제2 부호화 방식 결정부(630)에서 결정된 부호화 방식을 이용하여 기 설정된 기준에 따라 제2 프레임의 크기를 조절하고, 출력단자 OUT 2를 통해 출력한다. 예를 들어, 프레임 조절부(640)에서는 제2 부호화 방식 결정부(630)에서 시간 도메인에서 부호화하는 방식으로 결정되면 1024 샘플로 프레임의 크기를 조절하고, 제2 부호화 방식 결정부(630)에서 주파수 도메인에서 부호화하는 방식으로 결정되면 프레임의 크기에 제한을 두지 않는다. 도 5를 이용하여 설명하면, 프레임 조절부(640)에서는 제2 입력 프레임의 경우 제2 부호화 방식 결정부(630)에서 시간 도메인에서 부호화하는 것으로 결정되었으므로 2048 샘플에 해당하는 프레임의 크기는 적합하지 않으므로 1024 샘플로 프레임의 크기를 조절한다.
도 7은 본 발명에 의한 부호화 방식 결정 장치에서 도 6의 제1 부호화 방식 결정부(610)에 대한 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 제1 부호화 방식 결정부(610)는 프레이밍부(700), 변환부(705), 주파수 정보 추출부(710), 다운-샘플링(715), 시간 정보 추출부(720), 어택 감지부(725), 어택 정보 검출부(730) 및 부호화 방식 결정부(735)를 포함하여 이루어진다.
프레이밍부(700, framing unit)는 도 6의 부호화 프레임 결정부(600)에서 결정된 제1 프레임의 크기로 입력 신호를 프레이밍(framing)한다. 프레이밍부(700)에서 프레이밍하는 제1 프레임의 개수는 기 설정되어 있다. 예를 들어, 이전 프레임에서 부호화하는 데 이용한 제2 프레임의 크기를 모두 포함할 수 있는 제1 프레임의 개수로 설정할 수 있다.
변환부(705)는 프레이밍부(700)에서 제1 프레임의 크기로 프레이밍된 제1 신호를 주파수 도메인으로 변환한다. 변환부(705)에서 수행하는 변환의 예로 FFT(Fast Fourier Transform), MDCT(Modified Discrete Cosine Transform), MDST(Modified Discrete Sine Transform) 등이 있다.
주파수 정보 추출부(710)는 변환부(705)에서 주파수 도메인으로 변환된 제1 스펙트럼(spectrum)에서 부호화할 방식을 결정하기 위한 정보(들) 또는 파라미터(들)을 추출한다. 주파수 정보 추출부(710)에서 주파수 도메인에서 추출하는 정보(들) 또는 파라미터(들)는 스펙트럼 틸트(spectrum tilt), 스펙트럼 자기 상관도(spectrum auto-correlation), 대역별 예너지 등이 있다.
다운-샘플링부(715, down-sampling unit)에서 프레이밍된 제1 신호를 다운- 샘플링(down-sampling)한다.
시간 정보 추출부(720)는 다운-샘플링부(715)에서 다운-샘플링된 제1 신호에서 부호화할 방식을 결정하기 위한 정보(들) 또는 파라미터(들)을 추출한다. 예를 들어, 시간 정보 추출부(720)에서 시간 도메인에서 추출하는 정보(들) 또는 파라미터(들)는 LPC 정보(Linear Prediction Coding information), 피치 정보(pitch information), 영점 교차율(zero crossing rate) 등이 있다.
어택 감지부(725)는 프레이밍부(700)에서 프레이밍된 제1 신호를 버퍼링(buffering)하고, 프레이밍부(700)에서 프레이밍된 제1 신호에서 어택(attack)을 감지한다.
어택 정보 추출부(730)는 프레이밍부(700)에서 프레이밍된 제1 신호에서 어택에 대한 정보 또는 파라미터를 추출한다.
부호화 방식 결정부(735)는 주파수 정보 추출부(710)에서 추출된 주파수 도메인에 해당하는 제1 스펙트럼의 정보(들) 또는 파라미터(들)과 시간 정보 추출부(720)에서 추출된 시간 도메인에 해당하는 제1 신호의 정보(들) 또는 파라미터(들)를 이용하여 프레이밍부(700)에서 프레이밍된 제1 프레임에 마련된 제1 신호를 부호화할 방식을 결정한다.
도 8은 본 발명에 의한 부호화 방식 결정 장치에서 도 6의 제1 부호화 방식 결정부(610)에 대한 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 제1 부호화 방식 결정부(610)는 신호 입력부(800), 잔여크기 계산부(810), 버퍼 쉬프트부(815), 부호화 방식 결정부(820), 잔여크기 조절부(825), 버퍼 기입부(830) 및 부호화 방식 유지 부(835)를 포함하여 이루어진다.
신호 입력부(800)는 기 설정된 크기에 해당하는 입력 신호를 입력받는다. 예를 들어, 기 설정된 크기는 이전 프레임에서 부호화하는 데 이용한 제2 프레임의 크기일 수 있다.
잔여크기 계산부(805)는 신호 입력부(800)에서 입력받은 제1 신호의 크기와 이전에 부호화할 방식을 결정하고 남은 제1 신호의 크기를 합산하여 제1 신호의 부호화 방식을 결정해야 할 잔여 크기를 계산한다.
버퍼 쉬프트부(815)는 만일 잔여크기 계산부(805)에서 계산된 잔여 크기가 기 설정된 단위 크기 보다 크다고 판단되면, 이전에 결정된 부호화하는 방식을 저장하는 버퍼(buffer)를 신호 입력부(800)에서 입력된 크기에 따라 쉬프트(shift)한다. 버퍼의 해상도(resolution)를 조절할 수 있다. 예를 들어, 버퍼의 해상도는 부호화하는 데 사용하는 모든 윈도우의 최대 공약수를 이용하여 결정할 수 있다.
버퍼 쉬프트부(815)에서 기 설정된 단위 크기는 도 6의 부호화 프레임 결정부(600)에서 결정된 제1 프레임의 크기일 수 있으며, 예를 들어 1024 샘플(sample)이 될 수 있다.
부호화 방식 결정부(820)는 도 7의 변환부(705), 주파수 정보 추출부(710),다운-샘플링부(715) 및 시간 정보 추출부(720)과 동일하게 수행함으로써 부호화 방식을 결정한다.
잔여 크기 조절부(825)는 부호화 방식 결정부(820)에서 부호화 방식이 결정된 크기만큼 잔여크기 계산부(805)에서 계산된 잔여 크기를 조절한다.
버퍼 기입부(830)는 부호화 방식 결정부(820)에서 결정된 부호화 방식을 버퍼에 기입한다.
부호화 방식 유지부(835)는 만일 잔여크기 계산부(805)에서 계산된 잔여 크기가 단위 크기 보다 작다고 판단되면, 현재 결정된 부호화 방식을 그대로 유지한다.
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.
또한, 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.
도 1는 종래 기술에 의하여 부호화 방식을 결정하는 실시예를 개념도로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 부호화 방식 결정 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 부호화 방식 결정 방법에서 도 2의 제210단계에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 부호화 방식 결정 방법에서 도 2의 제210단계에 대한 다른 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 의한 부호화 방식 결정 방법 및 장치에 의하여 부호화 방식을 결정하는 실시예를 개념도로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 의한 부호화 방식 결정 장치에 대한 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 의한 부호화 방식 결정 장치에서 도 6의 제1 부호화 방식 결정부(610)에 대한 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 의한 부호화 방식 결정 장치에서 도 6의 제1 부호화 방식 결정부(610)에 대한 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉
600: 부호화 프레임 결정부 610: 제1 부호화 방식 결정부
620: 윈도우 크기 결정부 630: 제2 부호화 방식 결정부
640: 프레임 조절부
Claims (21)
- 소정의 고정된 크기를 갖는 제1 프레임 단위로, 신호를 부호화하는 복수의 방식들 가운데 하나를 결정하는 단계; 및상기 제1 프레임 단위로 결정된 방식에 근거하여, 가변하는 크기를 갖는 제2 프레임에 대하여 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 단계를 포함하고,상기 제1 프레임의 크기 및 상기 제2 프레임의 크기는 각 프레임에 포함되는 샘플의 개수를 나타내고, 상기 복수의 방식들은 시간도메인 부호화방식과 주파수도메인 부호화방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 프레임에 대하여 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 단계는상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임에서 시간적으로 서로 대응하는 부분에 대하여, 상기 제1 프레임 단위로 결정된 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 프레임에 대하여 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 단계는상기 제2 프레임에 대하여 상기 제1 프레임 단위로 결정된 방식이 복수개 포함되는 경우, 가장 비중이 높은 방식을 상기 제2 프레임에 대하여 신호를 부호화하는 방식으로 결정하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 프레임에 대하여 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 단계는상기 제1 프레임에 마련된 신호에서 부호화할 방식을 결정하기 위한 정보 또는 파라미터를 추출하는 단계; 및상기 제1 프레임에 마련된 신호를 주파수 도메인으로 변환하는 단계;상기 변환된 스펙트럼에서 부호화할 방식을 결정하기 위한 정보 또는 파라미터를 추출하는 단계; 및상기 신호에서 추출된 정보 또는 파라미터와 상기 변환된 스펙트럼에서 추출된 정보 또는 파라미터를 이용하여 상기 제1 프레임에 대하여 신호를 부호화할 방식을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 신호에서 부호화할 방식을 결정하기 위한 정보 또는 파라미터를 추출하는 단계는상기 제1 프레임에 마련된 신호를 다운-샘플링(down-sampling)하는 단계; 및상기 다운-샘플링된 신호에서 부호화할 방식을 결정하기 위한 정보 또는 파라미터를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 방법.
- 제1항에 있어서,상기 제1 프레임 단위로 결정된 방식을 버퍼링(buffering)하는 단계를 더 포함하고,상기 제2 프레임에 대하여 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 단계는상기 제1 프레임 단위로 버퍼링된 방식들에 근거하여 결정하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 버퍼링하는 단계는해상도(resolution)를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 버퍼링하는 단계에서 해상도는사용하는 모든 윈도우(window)의 최대 공약수를 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 방법.
- 제1항에 있어서,신호의 특성을 분석함으로써 상기 제2 프레임의 크기를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 방법.
- 제1항에 있어서,상기 제2 프레임에 대하여 결정된 방식을 이용하여 상기 제2 프레임의 크기를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 방법.
- 소정의 고정된 크기를 갖는 제1 프레임 단위로, 신호를 부호화하는 복수의 방식들 가운데 하나를 결정하는 제1 부호화 방식 결정부; 및상기 제1 프레임 단위로 결정된 방식에 근거하여, 가변하는 크기를 갖는 제2 프레임에 대하여 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 제2 부호화 방식 결정부를 포함하고,상기 제1 프레임의 크기 및 상기 제2 프레임의 크기는 각 프레임에 포함되는 샘플의 개수를 나타내고, 상기 복수의 방식들은 시간도메인 부호화방식과 주파수도메인 부호화방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 장치.
- 제11항에 있어서, 상기 제2 부호화 방식 결정부는상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임에서 시간적으로 서로 대응되는 부분에 대하여 상기 상기 제1 프레임 단위로 결정된 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 장치.
- 제11항에 있어서, 상기 제2 부호화 방식 결정부는상기 제2 프레임에 대하여 상기 제1 프레임 단위로 결정된 방식이 복수개 포함되는 경우, 가장 비중이 높은 방식을 상기 제2 프레임에 대하여 신호를 부호화하는 방식으로 결정하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 장치.
- 제11항에 있어서, 상기 제1 부호화 방식 결정부는상기 제1 프레임에 마련된 신호에서 부호화할 방식을 결정하기 위한 정보 또는 파라미터를 추출하는 시간 정보 추출부; 및상기 제1 프레임에 마련된 신호를 주파수 도메인으로 변환하는 변환부;상기 변환된 스펙트럼에서 부호화할 방식을 결정하기 위한 정보 또는 파라미터를 추출하는 주파수 정보 추출부; 및상기 신호에서 추출된 정보 또는 파라미터와 상기 변환된 스펙트럼에서 추출된 정보 또는 파라미터를 이용하여 상기 제1 프레임에 대하여 신호를 부호화할 방식을 결정하는 부호화 방식 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 장치.
- 제14항에 있어서, 상기 시간 정보 추출부는상기 제1 프레임에 마련된 신호를 다운-샘플링하는 다운-샘플링부; 및상기 다운-샘플링된 신호에서 부호화할 방식을 결정하기 위한 정보 또는 파라미터를 추출하는 제1 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 장치.
- 제11항에 있어서,상기 제1 프레임 단위로 결정된 방식을 버퍼링(buffering)하는 버퍼를 더 포함하고,상기 제2 부호화 방식 결정부는 상기 제1 프레임 단위로 버퍼링된 방식들에 근거하여, 상기 제2 프레임에 대하여 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 장치.
- 제16항에 있어서, 상기 버퍼는해상도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 장치.
- 제17항에 있어서, 상기 버퍼의 해상도는사용하는 모든 윈도우의 최대 공약수를 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 장치.
- 제11항에 있어서,신호의 특성을 분석함으로써 상기 제2 프레임의 크기를 결정하는 프레임 결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 장치.
- 제11항에 있어서,상기 제2 프레임에 대하여 결정된 방식을 이용하여 상기 제2 프레임의 크기를 조절하는 프레임 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 방식 결정 장치.
- 소정의 고정된 크기를 갖는 제1 프레임 단위로, 신호를 부호화하는 복수의 방식들 가운데 하나를 결정하는 단계; 및상기 제1 프레임 단위로 결정된 방식에 근거하여, 가변하는 크기를 갖는 제2 프레임에 대하여 신호를 부호화하는 방식을 결정하는 단계를 포함하고,상기 제1 프레임의 크기 및 상기 제2 프레임의 크기는 각 프레임에 포함되는 샘플의 개수를 나타내고, 상기 복수의 방식들은 시간도메인 부호화방식과 주파수도메인 부호화방식을 포함하는 발명을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록 매체.
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JP2000312363A (ja) | 1999-02-25 | 2000-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 動画像符号化方式の変換方法及びその装置 |
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