KR101523559B1 - 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치 및 방법에 관한 것으로서, 입력 필터와 출력 필터 사이에서 오디오 스트림을 형성하는 복수개의 디지털 필터들을 복수개의 링커로 연결하여 토폴로지 형태로 구성하고, 사용자가 원하는 오디오 스트림을 형성하는 필터뱅크를 행렬 방식으로 생성함으로써, 산업용 오디오 신호처리기, 가정용 음향신호 처리기, 디지털 신호 처리기, 디지털 오디오 믹서, 디지털 오디오 프리앰프 및 리시버 등과 같은 기기의 특성에 따라 간편하게 적용하여 최적의 음향 효과를 구현할 수 있다.

Description

토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치 및 방법{Method and apparatus for formating the audio stream using a topology}
본 발명은 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수개의 디지털 필터를 링커로 연결하여 토폴로지 형태로 구성하고, 사용자가 원하는 오디오 스트림을 형성하는 필터뱅크를 행렬 방식으로 생성하여, 간편하게 최적의 음향 효과를 구현할 수 있도록 한 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, MP3, 스마트폰, CD 및 DVD 플레이어와 같이 고품질의 음향을 출력하는 디지털 오디오 기기가 급격히 보급 및 보편화되면서, 디지털 오디오 방송 청취자의 음질 향상에 대한 요구가 갈수록 증가하고 있다.
또한, 일부 국가에서는 기존의 FM 및 AM 방송이 제공할 수 있는 음질의 한계를 극복하기 위해 오디오 스트림을 이용한 디지털 오디오 방송을 시행하고 있다.
이러한 디지털 오디오 방송은 기존의 AM 및 FM 방송과는 전혀 다른 기술을 이용하여 고품질의 음질을 제공할 뿐만 아니라 비디오나 문자와 같은 디지털 데이터도 고속으로 송신할 수 있다.
한편, 상술한 디지털 오디오 방송에 사용되는 오디오 스트림은 복수개의 디지털 필터의 입출력을 서로 연결하여 신호를 처리하고, 그 처리된 데이터를 디지털 오디오 기기를 통해 전송 및 출력하는 방식이 이용된다.
일예로서, 상기 오디오 스트림을 생성 및 처리하기 위한 종래기술에 따른 장치가 대한민국 특허공개 제2011-0023878호에 개시되어 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 종래기술에 개시된 오디오 스트림 생성 및 처리 장치(100)는, 오디오/비주얼 데이터 스트림을 샷 검출기(110)로 입력하기 위한 입력단자(102)를 포함하며, 상기 샷 검출기(110)의 출력은 결정수단(112)의 입력단에 연결되고, 상기 결정수단(112)의 출력은 제 1 선택기(113)의 입력단에 연결되며, 상기 제 1 선택기(113)의 출력은 추출기(114)의 입력단에 연결되고, 상기 추출기(114)의 출력은 제 2 선택기(116)의 입력단에 연결되며, 상기 제 2 선택기(116)의 출력은 요약 생성기(118)의 입력단에 연결되고, 상기 요약 생성기(118)는 출력단자(120)를 통해 오디오 출력용 기기로 오디오 신호를 출력하도록 구성되어 있다.
상술한 바와 같이, 종래기술에 따른 오디오 스트림 생성 및 처리 장치(100)는, 입력단자(102)와 출력단자(120) 사이에 구비된 샷 검출기(110), 결정수단(112), 제 1 선택기(113), 추출기(114), 제 2 선택기(116) 및 요약 생성기(118)와 같은 각 디지털 필터의 입출력이 고정되어 있고, 그 종류 및 수량이 한정되어 있다.
즉, 상술한 종래기술은 오디오 스트림을 형성하는 복수개의 디지털 필터를 사용자가 필요에 따라 임의로 구성하기가 어려운 문제점이 있을 뿐만 아니라, 산업용 또는 가정용 오디오 신호 처리기, 디지털 신호 처리기, 디지털 오디오 믹서, 디지털 오디오 프리앰프 및 리시버 등과 같은 다양한 기기의 특성에 따라 디지털 필터를 적절히 조합해서 사용해야 하는 디지털 오디오 스트림용 필터를 구성하는데 있어서 부적합한 방식이다.
대한민국 특허공개 제2011-0023878호(공개일 : 2011년03월08일, 출원인 : 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 입력부와 출력부 사이에서 오디오 스트림을 형성하는 복수개의 디지털 필터를 노드로 하고 이 노드를 링커로 연결하여 토폴로지 형태로 구성하고, 사용자가 원하는 오디오 스트림용 필터뱅크를 행렬 방식으로 생성하여, 최적의 음향 효과를 간편하게 구현할 수 있는 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
즉, 본 발명의 목적은 오디오 스트림을 형성하는 복수개의 디지털 필터가 링커로 연결된 토폴로지 구성에서, 각 디지털 필터와 연결된 링커의 경로를 추적할 수 있게 하여 신호처리용 오디오 스트림을 자동으로 코딩하도록 지원하는 필터뱅크를 행렬 방식으로 간편하게 형성할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
이상의 목적 및 다른 추가적인 목적들이, 첨부되는 청구항들에 의해 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 당업자들에게 명백히 인식될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치는, 오디오 소스로부터 아날로그/디지털 오디오 신호를 입력받아 전송하는 입력부(210, fi); 오디오 스트림을 형성하는 복수개의 디지털 필터를 복수개의 링커로 연결한 후 토폴로지 형태로 구성하여 필터뱅크 데이터를 생성하는 토폴로지 생성부(220); 상기 토폴로지 생성부(220)에서 생성되는 필터뱅크 데이터의 유효성을 검사하고, 필터뱅크 데이터를 변환 및 전송하는 컴파일부(230); 상기 컴파일부(230)로부터 전달되는 컴파일 결과를 수신한 후, 오디오 스트림을 형성하기 위해 복수개의 디지털 필터 및 링커로 구성된 필터뱅크(245)를 신호 처리부(260) 내에 생성하는 제어부(240); 상기 제어부(240)를 통해 신호 처리부(260)에 생성된 필터뱅크(245)를 행렬로 생성하여, 복수개의 디지털 필터 및 링커에 의해 임의로 형성되는 오디오 스트림을 연산하는 필터뱅크 생성 알고리즘(250); 상기 토폴로지 생성부(220), 컴파일부(230), 필터뱅크 생성 알고리즘(250) 및 제어부(240)를 통해 토폴로지 형태로 구성된 필터뱅크(245) 데이터에 따라 입력부(210)를 통해 출력되는 신호를 변환하여 출력하는 신호 처리부(260); 및 상기 신호 처리부(260)로부터 출력되는 오디오 신호를 수신하여 아날로그 또는 디지털 신호로 변환하여 출력하는 출력부(270)를 포함한다.
바람직하게, 상기 컴파일부(230)는, 상기 토폴로지 생성부(220)에서 생성되는 필터뱅크 데이터가 오디오 스트림 형성에 적합한지 여부의 유효성을 검사하는 프로파일러(232)와, 상기 필터뱅크 데이터를 제어부(240)가 사용할 수 있는 형식으로 변환하는 컴파일러(234)와, 상기 컴파일러(234)를 통해 변환된 컴파일 결과를 제어부(240)에 전달하는 통신기(236)로 구성된다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 방법은, (A) 토폴로지 생성부(220)가 입력부(210, fi) 및 출력부(270, fo) 사이에 오디오 스트림을 형성하는 복수개의 디지털 필터(f1 ~ f11)를 배치하는 단계(S310); (B) 상기 토폴로지 생성부(220)가 복수개의 디지털 필터(f1 ~ f11)들을 복수개의 링커(L1 ~ L6)로 연결하여 토폴로지로 형성된 필터뱅크를 구성하는 단계(S320); (C) 상기 토폴로지 생성부(220)를 통해 생성된 필터뱅크가 오디오 스트림 형성에 적합한지의 여부를 컴파일부(230)를 통해 검사하는 단계(S330); (D) 상기 (C) 단계를 통해, 상기 필터뱅크가 오디오 스트림 형성에 적합(S340)하면, 제어부(240)가 필터뱅크 생성 알고리즘(250)을 이용하여, 상기 컴파일부(230)로부터 수신된 필터뱅크를 제어하고, 입력부(210, fi)에서 복수개의 디지털 필터(f1 ~ f11)를 거쳐 출력부(270, fo)까지 오디오 신호가 이동하면서 사용된 디지털 필터의 수에 대응되는 링커(L1 ~ L6)에 경로 누적값을 적용하여 링커 정보를 생성하는 단계(S350); (E) 상기 (D) 단계를 통해 생성된 링커 정보와 필터뱅크 생성 알고리즘(250)을 이용하여, 제어부(240)가 토폴로지에 의해 형성된 필터뱅크의 초기 행렬을 생성하는 단계(S360); (F) 상기 (E) 단계를 통해 생성된 필터뱅크의 초기 행렬에서 중복 사용된 이전 열(row)에 존재하는 디지털 필터를 제거하고, 각 열(row)에서 모두 0이 존재하는 행 제거한 후 디지털 필터를 재정렬하여 토폴로지에 의한 필터뱅크(245) 행렬을 구하는 단계(S370); 및 (G) 신호 처리부(260)가 상기 (F) 단계를 통해 구해진 필터뱅크(245) 행렬에 따라 입력부(210)로부터 출력되는 오디오 신호를 변환하여 출력부(270)에 전송한 후 출력하게 하는 단계(S380)를 포함한다.
바람직하게, 상기 (C) 단계에서는, 상기 컴파일부(230)가 각 디지털 필터(f1 ~ f11)에 연결된 링커(L1 ~ L6)가 하나도 없거나(S332), 어느 하나의 디지털 필터의 입력 또는 출력에 연결된 링커가 다른 하나의 디지털 필터의 입력 또는 출력과 연결되거나(S334), 어느 하나의 디지털 필터의 입력에서 시작한 링커가 다른 디지털 필터의 출력에 연결된 순환 연결(S336)인 것 중의 하나이면, 필터뱅크가 오디오 스트림 형성에 적합하지 않은 오류인 것으로 판단한다.
더 바람직하게, 상기 (F) 단계는, (F11) 제어부(240)가 상기 필터뱅크의 초기 행렬에서, 누적 경로값이 중복된 디지털 필터를 추적하는 단계(S371); (F12) 추적된 디지털 필터(f7, f10, f11 및 fo) 명을 누적 경로값과 같은 값의 열(row)에 기록하는 단계(S372); (F13) 상기 필터뱅크의 초기 행렬에서 좌측 열과 우측 열의 디지털 필터 명을 비교하는 단계(S373); (F14) 상기 좌우측 열의 디지털 필터 중 동일한 디지털 필터 명이 있으면(S375), 동일한 디지털 필터 명 중 좌측 열에 존재하는 디지털 필터를 0으로 변환하는 단계(S376); 및 (F15) 상기 좌우측 열의 디지털 필터 중 동일한 디지털 필터 명이 없으면, 각 열(row)에서 모두 0으로 기록된 내용을 삭제하고 전 행에 0이 존재하는 위치로 각 디지털 필터를 배치 및 재정렬하는 단계(S377)를 포함하여, 토폴로지에 의한 필터뱅크 행렬을 구한다.
본 발명에 따른 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치 및 방법에 따르면, 입력 필터와 출력 필터 사이에서 오디오 스트림을 형성하는 복수개의 디지털 필터(노드)를 링커로 연결하여 토폴로지 형태로 구성하고, 사용자가 원하는 오디오 스트림용 필터뱅크를 행렬 방식으로 생성함으로써, 산업용 오디오 신호처리기, 가정용 음향신호 처리기, 디지털 신호 처리기, 디지털 오디오 믹서, 디지털 오디오 프리앰프 및 리시버 등과 같은 기기의 특성에 따라 간편하게 적용하여 최적의 음향 효과를 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 이하의 설명을 통해 더욱 명확히 될 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 오디오 스트림 생성 장치의 일예를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 적용되는 토폴로지 생성부를 통해 생성된 토폴로지 구성의 일예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 방법을 나타내는 순서도.
도 5는 본 발명에 적용되는 토폴로지로 형성된 필터뱅크의 일예를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 적용되는 필터뱅크 데이터가 오디오 스트림 형성에 적합한지의 여부를 검사하는 서브루틴을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 적용되는 토폴로지에 의한 최적의 필터뱅크 행렬을 구하는 서브루틴을 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 도면들 중 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하며, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에서, 후술하는 실시예 및 실시 형태들은 예시로서 제한적이지 않은 것으로 고려되어야 하며, 본 발명은 여기에 주어진 상세로 제한되는 것이 아니라 첨부된 청구항의 범위 및 동등물 내에서 치환 및 균등한 다른 실시예로 변경될 수 있다.
먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치를 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치의 일예의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 적용되는 토폴로지 생성부를 통해 생성된 토폴로지 구성의 일예를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치는, 입력부(210), 토폴로지 생성부(220), 컴파일부(230), 제어부(240), 필터뱅크 생성 알고리즘(250), 신호 처리부(260) 및 출력부(270)를 포함한다.
구체적으로, 상기 입력부(210, fi)는 오디오 소스로부터 아날로그(Analog)/디지털(Digital) 오디오 신호를 입력받아 후술하는 신호 처리부(260)로 전송한다.
상기 토폴로지 생성부(220)는 오디오 스트림을 형성하는 복수개의 디지털 필터를 복수개의 링커로 연결한 후 토폴로지 형태로 구성하여 필터뱅크 데이터를 생성한다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 토폴로지 생성부(220)는 입력 필터인 입력부(210)와 출력 필터인 출력부(270) 사이에 노드로서 작용하는 복수개의 디지털 필터(f1 ~ fn)를 배치하고, 이 디지털 필터(f1 ~ fn)들 사이를 복수개의 링커(L1 ~ Ln)로 연결하여 토폴로지 네트워크를 구성한다.
상기 컴파일부(230)는 토폴로지 생성부(220)에서 생성되는 필터뱅크 데이터의 유효성을 검사하고, 필터뱅크 데이터를 변환 및 전송한다.
여기서, 상기 컴파일부(230)는 토폴로지 생성부(220)에서 생성되는 필터뱅크 데이터가 오디오 스트림 형성에 적합한지 여부의 유효성을 검사하는 프로파일러(232)와, 상기 필터뱅크 데이터를 후술하는 제어부(240)가 사용할 수 있는 형식으로 변환하는 컴파일러(234)와, 상기 컴파일러(234)를 통해 변환된 컴파일 결과를 제어부(240)에 전달하는 통신기(236)로 구성된다.
상기 제어부(240)는 컴파일부(230)와 통신으로 연결되어 상기 컴파일부(230)로부터 전달되는 컴파일 결과를 수신한 후, 오디오 스트림을 형성하기 위해 복수개의 디지털 필터로 구성된 필터뱅크(245)를 신호 처리부(260) 내에 생성하는 마이크로 프로세서이다.
상기 필터뱅크 생성 알고리즘(250)은 제어부(240)를 통해 신호 처리부(260)에 생성된 필터뱅크(245)를 행렬로 생성하고 최적화하여, 복수개의 디지털 필터 및 링커에 의해 임의로 형성되는 오디오 스트림을 별도의 코드 변경 없이 연산할 수 있도록 데이터베이스(DB)화 되어 있다.
상기 신호 처리부(260)는 토폴로지 생성부(220), 컴파일부(230), 필터뱅크 생성 알고리즘(250) 및 제어부(240)를 통해 토폴로지 형태로 구성된 필터뱅크(245) 데이터에 따라 입력부(210)를 통해 출력되는 신호를 변환하여 출력하는 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor)이다.
상기 출력부(270)는 신호 처리부(260)로부터 출력되는 오디오 신호를 수신하여 아날로그 또는 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
한편, 이하에서는 상술한 바와 같이 구성된 장치를 통하여 이루어지는 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 방법을 상술한 도 2 및 도 3, 그리고 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성방법을 나타내는 순서도이고, 도 5는 본 발명에 적용되는 토폴로지로 형성된 필터뱅크의 일예를 나타내는 도면이다.
또한, 도 6은 본 발명에 적용되는 필터뱅크 데이터가 오디오 스트림 형성에 적합한지의 여부를 검사하는 서브루틴을 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명에 적용되는 토폴로지에 의한 최적의 필터뱅크 행렬을 구하는 서브루틴을 나타내는 도면이다.
먼저, 토폴로지 생성부(220)는 입력부(210, fi) 및 출력부(270, fo) 사이에 오디오 스트림을 형성하는 복수개의 디지털 필터(f1 ~ f11)를 배치한다(S310).
다음에, 토폴로지 생성부(220)는 복수개의 디지털 필터(f1 ~ f11)들 사이를 복수개의 링커(L1 ~ L6)로 연결하여 토폴로지로 형성된 필터뱅크를 구성한다(S320).
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 입력 필터(fi)인 입력부(210)와 출력 필터(fo)인 출력부(270)를 노드로서 작용하도록 배치하고, 상기 입력부(210, fi)로부터의 출력신호를 하나 이상의 디지털 필터(f1 ~ f11)에 하나 이상의 링커(L1 ~ L6)로 연결하여, 상기 디지털 필터(f1 ~ f11)를 거친 출력신호를 링커(L4, L5 및 L6)를 통해 출력부(270, fo)와 연결하여 토폴로지 형태로 구성된 필터뱅크를 형성한다.
그 다음, 컴파일부(230)는 토폴로지 생성부(220)를 통해 생성된 필터뱅크 데이터가 오디오 스트림 형성에 적합한지의 여부를 검사한다(S330).
즉, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 컴파일부(230)는 각 디지털 필터(f1 ~ f11)에 연결된 링커(L1 ~ L6)가 하나도 없거나(S332), 다른 디지털 필터와 연결된 링커가 같은 종류의 특성 즉 임의의 디지털 필터의 입력(또는 출력)이 다른 디지털 필터의 입력(또는 출력)과 연결되거나(S334), 어느 한 디지털 필터의 입력에서 시작한 링커가 다른 디지털 필터의 출력까지 연결된 순환연결(S336)이면, 필터뱅크 데이터가 오디오 스트림 형성에 적합하지 않은 오류인 것으로 판단함과 동시에 오류를 표시한다.
이후, 상기 S330 단계를 통해, 상기 필터뱅크 데이터가 오디오 스트림 형성에 적합(S340)하면, 제어부(240)는 필터뱅크 생성 알고리즘(250)을 이용하여, 상기 컴파일부(230)로부터 수신한 필터뱅크 데이터를 제어하고, 입력부(210, fi)에서 복수개의 디지털 필터(f1 ~ f11)를 거쳐 출력부(270, fo)까지 오디오 신호가 이동하면서 사용된 필터의 수와 같은 링커(L1 ~ L6)에 경로 누적값을 적용하여 링커 정보를 생성한다(S350).
즉, 도 5는 입력부(210, fi)와 출력부(270, fo) 사이에 연결된 복수개의 디지털 필터(f1 ~ f11)를 연결하는 링커(L1 ~ L6)에 경로 누적값을 적용한 결과의 일예로서, 상기 경로 누적값이란 입력부(210, fi)에서 출력부(270, fo)까지 오디오 신호가 이동하면서 사용된 디지털 필터의 개수를 의미한다.
이후, 상기 S350 단계를 통해 생성된 링커 정보와 필터뱅크 생성 알고리즘(250)을 이용하여, 제어부(240)는 토폴로지에 의해 형성된 필터뱅크의 초기 행렬을 생성한다(S360).
참고로, 하기 수학식 1은 도 5에 도시된 토폴로지에 의해 형성된 필터뱅크 행렬의 일예이다.
예를 들어, 링커 경로의 최대 누적값에서 1을 더한 수가 행렬의 열(row)의 숫자가 되고, 각 누적값을 기준으로 행렬에 필터 번호를 입력하면, 아래의 수학식 1과 같은 행렬이 생성된다.
즉, 제 1열(L1)에 디지털 필터 f1, f4 및 f7이 존재하고, 제 2열(L2)에 f2, f5, f7 및 f10이 존재하며, 제 3열(L3)에 f3, f6 및 f10이 존재하고, 제 4열(L4)에 f8, f9 및 f11이 존재하고, 제 5열(L5)에 f11이 존재하게 되어, 결국 수학식 1의 행렬이 이루어지며, 수학식 1을 행 기준으로 신호처리를 하면 사용자가 원하는 오디오 스트림이 생성된다.
Figure 112014113128151-pat00001
그러나, 상기 수학식 1에 포함된 디지털 필터(fi ~ fo)들 중에는 중복 사용된 디지털 필터인 f7, f10, f11 및 fo이 존재한다.
따라서, 다음 단계에서는 상기 수학식 1의 필터뱅크 행렬에서 중복 사용된 이전 열(row)에 존재하는 디지털 필터를 제거하기 위해 임의의 우측 열(row)을 기준으로 좌측에 위치한 열에 중복된 디지털 필터가 존재하면 제거하여, 아래의 수학식 2와 같은 행렬을 생성한 후,
Figure 112014113128151-pat00002
각 열(row)에서 모두 0이 존재하는 행을 제거하고 이전 행에 존재하는 0의 위치로 각 디지털 필터를 배치시켜 재정렬하면, 아래의 수학식 3과 같이 행렬의 행의 수가 결정되고, 임의의 토폴로지에 의한 최적의 필터뱅크(245) 행렬을 구할 수 있다(S370).
Figure 112014113128151-pat00003
즉, 상술한 S370 단계를 통해, 제어부(240)가 토폴로지에 의한 최적의 필터뱅크(245) 행렬을 구하여 신호 처리부(260) 내에 생성하는 서브루틴은 도 7과 같다.
즉, 제어부(240)는 상기 수학식 1과 같이 생성된 필터뱅크의 초기 행렬에서, 누적 경로값이 중복된 디지털 필터를 추적하고(S371), 추적된 디지털 필터(f7, f10, f11 및 fo) 명을 누적 경로값과 같은 값의 열(row)에 기록하며(S372), 좌측 열과 우측 열의 디지털 필터 명을 비교한 후(S373), 좌우측 열의 디지털 필터 중 동일한 디지털 필터 명이 있으면(S375), 동일한 디지털 필터명 중 좌측 열에 존재하는 디지털 필터를 0으로 변환(S376)하는 한편, 좌우측 열의 디지털 필터 중 동일한 디지털 필터 명이 없으면, 각 열(row)에서 모두 0으로 기록된 내용을 삭제하고 전 행에 존재하는 0의 위치로 각 디지털 필터를 배치시켜 재정렬하여(S377), 토폴로지에 의한 최적의 필터뱅크 행렬을 구한다.
이후, 신호 처리부(260)는 상기 S370 단계를 통해 생성된 최적의 필터뱅크(245) 행렬 데이터에 따라 입력부(210)로부터 출력되는 오디오 신호를 변환하여 출력부(270)에 전송한다(S380).
따라서, 출력부(270)는 최적의 필터뱅크(245) 행렬을 갖는 신호 처리부(260)로부터 출력되는 오디오 스트림 신호를 수신하고 아날로그 또는 디지털 신호로 변환한 후 고품질의 음질을 갖는 음향을 출력할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 일실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
210, fi : 입력부 220 : 토폴로지 생성부
230 : 컴파일부 232 : 프로파일러
234 : 컴파일러 236 : 통신기
240 : 제어부 245 : 필터뱅크
250 : 필터뱅크 생성 알고리즘 260 : 신호 처리부
270, fo : 출력부 f1 ~ f11 : 디지털 필터
L1 ~ L6 : 링커

Claims (5)

  1. 오디오 소스로부터 아날로그/디지털 오디오 신호를 입력받아 전송하는 입력부(210, fi);
    오디오 스트림을 형성하는 복수개의 디지털 필터를 복수개의 링커로 연결한 후 토폴로지 형태로 구성하여 필터뱅크 데이터를 생성하는 토폴로지 생성부(220);
    상기 토폴로지 생성부(220)에서 생성되는 필터뱅크 데이터의 유효성을 검사하고, 필터뱅크 데이터를 변환 및 전송하는 컴파일부(230);
    상기 컴파일부(230)로부터 전달되는 컴파일 결과를 수신한 후, 오디오 스트림을 형성하기 위해 복수개의 디지털 필터 및 링커로 구성된 필터뱅크(245)를 신호 처리부(260) 내에 생성하는 제어부(240);
    상기 제어부(240)를 통해 신호 처리부(260)에 생성된 필터뱅크(245)를 행렬로 생성하여, 복수개의 디지털 필터 및 링커에 의해 임의로 형성되는 오디오 스트림을 연산하는 필터뱅크 생성 알고리즘(250);
    상기 토폴로지 생성부(220), 컴파일부(230), 필터뱅크 생성 알고리즘(250) 및 제어부(240)를 통해 토폴로지 형태로 구성된 필터뱅크(245) 데이터에 따라 입력부(210)를 통해 출력되는 신호를 변환하여 출력하는 신호 처리부(260); 및
    상기 신호 처리부(260)로부터 출력되는 오디오 신호를 수신하여 아날로그 또는 디지털 신호로 변환하여 출력하는 출력부(270)를 포함하는 것을 특징으로 하는 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 컴파일부(230)는,
    상기 토폴로지 생성부(220)에서 생성되는 필터뱅크 데이터가 오디오 스트림 형성에 적합한지 여부의 유효성을 검사하는 프로파일러(232)와,
    상기 필터뱅크 데이터를 제어부(240)가 사용할 수 있는 형식으로 변환하는 컴파일러(234)와,
    상기 컴파일러(234)를 통해 변환된 컴파일 결과를 제어부(240)에 전달하는 통신기(236)로 구성된 것을 특징으로 하는 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성장치.
  3. (A) 토폴로지 생성부(220)가 입력부(210, fi) 및 출력부(270, fo) 사이에 오디오 스트림을 형성하는 복수개의 디지털 필터(f1 ~ f11)를 배치하는 단계(S310);
    (B) 상기 토폴로지 생성부(220)가 복수개의 디지털 필터(f1 ~ f11)들을 복수개의 링커(L1 ~ L6)로 연결하여 토폴로지로 형성된 필터뱅크를 구성하는 단계(S320);
    (C) 상기 토폴로지 생성부(220)를 통해 생성된 필터뱅크가 오디오 스트림 형성에 적합한지의 여부를 컴파일부(230)를 통해 검사하는 단계(S330);
    (D) 상기 (C) 단계를 통해, 상기 필터뱅크가 오디오 스트림 형성에 적합(S340)하면, 제어부(240)가 필터뱅크 생성 알고리즘(250)을 이용하여, 상기 컴파일부(230)로부터 수신된 필터뱅크를 제어하고, 입력부(210, fi)에서 복수개의 디지털 필터(f1 ~ f11)를 거쳐 출력부(270, fo)까지 오디오 신호가 이동하면서 사용된 디지털 필터의 수에 대응되는 링커(L1 ~ L6)에 경로 누적값을 적용하여 링커 정보를 생성하는 단계(S350);
    (E) 상기 (D) 단계를 통해 생성된 링커 정보와 필터뱅크 생성 알고리즘(250)을 이용하여, 제어부(240)가 토폴로지에 의해 형성된 필터뱅크의 초기 행렬을 생성하는 단계(S360);
    (F) 상기 (E) 단계를 통해 생성된 필터뱅크의 초기 행렬에서 중복 사용된 이전 열(row)에 존재하는 디지털 필터를 제거하고, 각 열(row)에서 모두 0이 존재하는 행을 제거한 후 디지털 필터를 재정렬하여 토폴로지에 의한 필터뱅크(245) 행렬을 구하는 단계(S370); 및
    (G) 신호 처리부(260)가 상기 (F) 단계를 통해 구해진 필터뱅크(245) 행렬에 따라 입력부(210)로부터 출력되는 오디오 신호를 변환하여 출력부(270)에 전송한 후 출력하게 하는 단계(S380)를 포함하는 것을 특징으로 하는 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 (C) 단계에서는,
    상기 컴파일부(230)가 각 디지털 필터(f1 ~ f11)에 연결된 링커(L1 ~ L6)가 하나도 없거나(S332), 어느 하나의 디지털 필터의 입력 또는 출력에 연결된 링커가 다른 하나의 디지털 필터의 입력 또는 출력과 연결되거나(S334), 어느 하나의 디지털 필터의 입력에서 시작한 링커가 다른 디지털 필터의 출력에 연결된 순환 연결(S336)인 것 중의 하나이면, 필터뱅크가 오디오 스트림 형성에 적합하지 않은 오류인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성방법.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 (F) 단계는,
    (F11) 제어부(240)가 상기 필터뱅크의 초기 행렬에서, 누적 경로값이 중복된 디지털 필터를 추적하는 단계(S371);
    (F12) 추적된 디지털 필터(f7, f10, f11 및 fo) 명을 누적 경로값과 같은 값의 열(row)에 기록하는 단계(S372);
    (F13) 상기 필터뱅크의 초기 행렬에서 좌측 열과 우측 열의 디지털 필터 명을 비교하는 단계(S373);
    (F14) 상기 좌우측 열의 디지털 필터 중 동일한 디지털 필터 명이 있으면(S375), 동일한 디지털 필터 명 중 좌측 열에 존재하는 디지털 필터를 0으로 변환하는 단계(S376); 및
    (F15) 상기 좌우측 열의 디지털 필터 중 동일한 디지털 필터 명이 없으면, 각 열(row)에서 모두 0으로 기록된 내용을 삭제하고 전 행에 0이 존재하는 위치로 각 디지털 필터를 배치 및 재정렬하는 단계(S377)를 포함하여, 토폴로지에 의한 필터뱅크 행렬을 구하는 것을 특징으로 하는 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성방법.
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