KR101525207B1 - 오디오 스트림 사이의 신호 동기화 방법 - Google Patents

오디오 스트림 사이의 신호 동기화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오디오 스트림 사이의 신호 동기화 방법으로서, 필터뱅크에 의해 임의로 구성되어 오디오 신호처리 제어부에 내장된 멀티 오디오 스트림을 토폴로지와 링커로 분석하고, 필터뱅크를 이루는 각각의 디지털 필터들에 대한 입출력 링커의 경로 누적값을 더미 필터를 통해 동일하게 조정함과 동시에 오디오 신호의 경로 시간을 동일하게 맞춰서, 오디오 스트림을 형성하는 디지털 필터들 사이의 신호를 동기화함으로써, 디지털 스피커 컨트롤러, 범용 오디오 신호 처리기, 디지털 오디오 믹서, 디지털 오디오 프리앰프 및 리시버 등과 같은 기기에 대하여 다수의 입력 경로를 통해 여러 가지의 오디오 신호가 입력되더라도 해당 음질의 저하 없이 오디오 신호를 출력할 수 있다.

Description

오디오 스트림 사이의 신호 동기화 방법{Method for synchronizing a signal between audio streams}
본 발명은 오디오 스트림 사이의 신호 동기화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필터뱅크에 의해 임의로 구성되는 오디오 스트림을 토폴로지와 링커로 분석하고, 오디오 스트림을 형성하는 디지털 필터들에 대한 링커의 경로 누적값을 동일하게 조정함으로써, 오디오 스트림을 형성하는 복수개의 디지털 필터들 사이의 신호를 동기화하는 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.
상기 디지털 오디오 방송에 사용되는 오디오 신호는 복수개의 디지털 필터가 링커로 연결되어 구성된 오디오 스트림을 내장하고 있는 디지털 오디오 신호처리기에서 처리되며, 그 처리된 데이터는 디지털 오디오 기기를 통해 전송 및 출력된다.
일예로서, 종래기술에 따른 오디오 신호의 음질을 향상시키는 장치가 대한민국 특허등록 제10-0775239호에 개시되어 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 종래기술에 개시된 오디오 신호의 음질을 향상시키는 장치는, 제 1측 입력 오디오 신호(XL)를 고역통과처리하는 고역통과필터(41)와, 고역통과필터(41)를 통과한 오디오 신호를 지연처리하는 지연소자(42)와, 제 2측 입력 오디오 신호(XR)를 고역통과처리하는 고역통과필터(61)와, 고역통과필터(61)를 통과한 오디오 신호를 지연처리하는 지연소자(62)와, 제 1측 및 제 2측 입력 오디오 신호를 가산하는 입력 가산기(10)와, 상기 가산된 입력 오디오 신호를 저역통과처리하는 저역통과필터(51)와, 상기 저역통과 필터링된 오디오 신호를 다운 샘플링(down sampling)하는 다운 샘플링부(52)와, 상기 다운 샘플링된 오디오 신호의 기본 주파수를 구하는 적응나치필터(adaptive notchfilter)(53)와, 상기 적응나치필터(53)에서 구해진 기본 주파수의 고조파 성분을 생성하는 고조파 생성부(54)와, 상기 생성된 고조파 성분의 디코릴레이션(decorrelation) 처리를 수행하는 디코릴레이터(decorrelator)(55)와, 상기 디코릴레이션된 오디오 신호의 보간을 위한 보간부(56)와, 상기 보간부(56)에서 출력된 고조파 성분을 지연소자(42)를 통과한 제 1측 오디오 신호에 가산하여 제 1측 오디오 신호(YL)를 출력하는 출력가산기(20) 및 상기 보간부(56)에서 출력된 고조파 성분을 지연소자(62)를 통과한 제 2측 오디오 신호에 가산하여 제 2측 오디오 신호(YR)를 출력하는 가산기(30)를 포함하여 이루어진다.
그러나, 상술한 바와 같이 구성된 종래기술에 따른 오디오 신호의 음질을 향상시키는 장치는, 제 1측 입력 오디오 신호(XL)가 고역통과필터(41), 지연소자(42) 및 저역통과필터(51)를 통과하고, 제 2측 입력 오디오 신호(XR)가 고역통과필터(61), 지연소자(62) 및 저역통과필터(51)를 통과하는 경우, 복수개의 필터 통과로 인한 지연시간이 발생하기 때문에, 다수의 입력 경로를 통해 필터로 여러 가지의 오디오 신호가 입력되면 오디오 신호 간의 동기가 맞지 않아 음질이 저하되는 문제점이 있다.
대한민국 특허등록 제10-0775239호(등록일 : 2007년11월02일, 출원인 : 엘지전자 주식회사)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 필터뱅크에 의해 임의로 구성되어 오디오 신호처리 제어부에 내장된 오디오 스트림을 토폴로지와 링커로 분석하고, 필터뱅크를 이루는 각각의 디지털 필터들에 대한 입출력 링커의 경로 누적값을 더미 필터를 통해 동일하게 조정함과 동시에 오디오 신호의 경로 시간을 동일하게 맞춤으로써, 오디오 스트림을 형성하는 복수개의 디지털 필터들 사이의 신호를 동기화하는 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 발명에 따른 오디오 스트림 사이의 신호 동기화 방법은, (a) 오디오 신호처리 제어부(420)가 토폴로지 형태의 필터뱅크로 구성된 멀티 오디오 스트림(422)에서, 각 디지털 필터 하나를 통과할 때마다 링커 경로 누적값을 생성하는 단계(S510); (b) 상기 오디오 신호처리 제어부(420)가 각각의 디지털 필터에 연결된 각 링커에 부가된 경로 누적값들과 이 경로 누적값들 중 최대값을 추출하는 단계(S520); (c) 상기 오디오 신호처리 제어부(420)가 동기화 알고리즘(425)을 이용하여, 오디오 스트림 경로를 형성하는 각 디지털 필터에 연결된 각 링커의 경로 누적값이 동일한지의 여부를 판단하는 단계(S530); (d) 상기 (c) 단계의 판단 결과, 각 디지털 필터에 대한 링커가 상이한 경로 누적값을 가지면, 오디오 신호처리 제어부(420)가 동기화 알고리즘(425)을 이용하여, 전체의 디지털 필터에 대하여 동기화할 것인지 선택적인 특정 디지털 필터에 대하여 동기화할 것인지의 여부를 판단하는 단계(S540); 및 (e) 상기 (d) 단계의 판단 결과, 오디오 신호 처리 제어부(420)는 각 디지털 필터에 대한 링커의 입력단 경로 누적값이 상이하면서 전체의 디지털 필터에 대한 동기화이면, 상이한 경로 누적값을 갖는 링커에 더미 필터(D)를 연결하고 링커의 경로 누적값들이 서로 동일하도록 조정하여 링커 경로들에 대한 시간을 동기화하는 단계(S550)를 포함한다.
바람직하게, 상기 (d) 단계의 판단 결과, 특정 디지털 필터에 대한 선택적인 동기화(A)인 것으로 판단하면, (d11) 상기 오디오 신호 처리 제어부(420)는 특정 선택 디지털 필터의 링커가 경로 누적값 1을 초과하여(S610), 동일한 오디오 스트림을 형성하는 디지털 필터에 위치하는지를 검사하는 단계(S620); (d12) 상기 (d11) 단계의 검사 결과, 특정 선택 디지털 필터가 동일한 오디오 스트림에 위치하지 않으면, 선택된 디지털 필터의 링커에 대한 최대 경로 누적값을 추출하고(S630), 추출된 최대 경로 누적값에 대응되게 특정 선택된 디지털 필터의 링커에 더미 필터(D)를 연결한 후. 특정 선택된 디지털 필터에 대한 링커의 최대 경로 누적값들이 서로 동일하도록 조정하여 링커 경로들에 대한 시간을 동기화하는 단계(S640); 및 (d13) 상기 오디오 신호 처리 제어부(420)는 특정 선택된 디지털 필터의 최종 링커 경로값이 다른 디지털 필터의 링커에 더미 필터(D)를 추가로 연결한 후, 특정 선택된 디지털 필터에 대한 링커의 최종 경로 누적값들이 서로 동일하도록 조정하여 링커 경로들에 대한 시간을 동기화하는 단계(S650)를 수행한다.
더 바람직하게, 상기 (d11) 단계의 검사 결과, 상기 특정 선택 디지털 필터가 동일한 오디오 스트림을 형성하는 디지털 필터에 위치하면 오류(S660)로 판단하고, 오디오 신호를 동기화하지 않는다.
본 발명에 따른 오디오 스트림 사이의 신호 동기화 방법에 따르면, 필터뱅크에 의해 임의로 구성되어 오디오 신호처리 제어부에 내장된 오디오 스트림을 토폴로지와 링커로 분석하고, 필터뱅크를 이루는 각각의 디지털 필터들에 대한 입출력 링커의 경로 누적값을 더미 필터를 통해 동일하게 조정함과 동시에 오디오 신호의 경로 시간을 동일하게 맞춰서, 오디오 스트림을 형성하는 디지털 필터들 사이의 신호를 동기화함으로써, 디지털 스피커 컨트롤러, 범용 오디오 신호 처리기, 디지털 오디오 믹서, 디지털 오디오 프리앰프 및 리시버 등과 같은 기기에 대하여 다수의 입력 경로를 통해 여러 가지의 오디오 신호가 입력되더라도 해당 음질의 저하 없이 오디오 신호를 출력할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 이하의 설명을 통해 더욱 명확히 될 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 오디오 신호의 음질을 향상시키는 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 적용되는 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치의 일예의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 적용되는 토폴로지 생성부를 통해 생성된 토폴로지 구성의 일예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 적용되는 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성방법을 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.
도 8은 본 발명에 적용되는 오디오 스트림 사이의 오디오 신호 동기화 장치의 일예의 구성을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명에 적용되는 멀티 오디오 스트림의 일예의 구성을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명에 따른 오디오 스트림 사이의 오디오 신호 동기화 방법을 나타내는 순서도.
도 11은 본 발명에 적용되는 임의의 디지털 필터에 대한 링커에 더미 필터를 연결하여 동기화하는 방법의 일예를 나타내는 도면.
도 12는 본 발명에 적용되는 디지털 필터에 대한 링커에 더미 필터를 적용한 일예의 구성을 나타내는 도면.
도 13은 본 발명에 적용되는 특정 디지털 필터에 대한 선택적인 동기화대한 알고리즘을 나타내는 도면.
도 14는 본 발명에 적용되는 특정 선택 디지털 필터가 동일한 오디오 스트림에 위치할 때의 일예를 나타내는 도면.
도 15는 본 발명에 적용되는 선택된 디지털 필터의 링커 경로 누적값에 대하여 더미 필터(D)를 사용하여 동기화한 일예의 구성을 나타내는 도면.
도 16은 도 15에 도시된 오디오 스트림에서 추가적으로 링커에 더미 필터(D)를 연결하여 최종의 오디오 신호를 최적으로 동기화한 구성을 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 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.
참고로, 본 출원인에 의해 출원된 특허출원 제2014-0164277호(토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치 및 방법)는 본 발명의 이해를 돕기 위해 본 명세서에서 참조되어 진다.
즉, 본 발명에 적용되는 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 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.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 장치를 통하여 이루어지는 토폴로지를 이용한 오디오 스트림 형성 방법은, 도 2 내지 도 7을 참조하여 이하에 설명한다.
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 누적 경로값을 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 112014113270250-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,
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 112014113270250-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, 경로 누적값이 중복된 디지털 필터를 추적하고(S371), 추적된 디지털 필터(f7, f10, f11 및 fo) 명을 경로 누적값과 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).
그러므로, 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 오디오 신호를 출력할 수 있게 된다.
한편, 이하에서는 상술한 바와 같이 토폴로지를 이용하여 형성된 오디오 스트림에 의한 오디오 신호를 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 동기화하는 방법을 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오디오 스트림 사이의 신호 동기화 방법에 적용되는 장치를 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명에 적용되는 오디오 스트림 사이의 오디오 신호 동기화 장치의 일예의 구성을 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명에 적용되는 멀티 오디오 스트림의 일예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 오디오 스트림 사이의 오디오 신호 동기화 장치는, 입력부(410), 오디오 신호처리 제어부(420), 동기화 알고리즘(425) 및 출력부(430)를 포함한다.
구체적으로, 상기 입력부(410)는 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 오디오 소스로부터 다채널의 입력 필터를 통해 들어오는 아날로그/디지털 오디오 신호를 입력받아 후술하는 오디오 신호처리 제어부(420)로 전송한다.
상기 오디오 신호처리 제어부(420)는 입력부(410)에서 전송되는 다채널의 오디오 신호를 변환 및 동기화하여 출력하는 디지털 신호 처리기로서, 예를 들어 도 9에 도시된 바와 같이, 입력 필터(fi)와 출력 필터(fo) 사이에 배치된 복수개의 디지털 필터(f1 ~ f11)를 복수개의 링커(L1 ~ L6)로 연결하여 토폴로지 형태의 필터뱅크로 구성된 멀티 오디오 스트림(422)을 내장하고 있으며, 각각의 링커(L1 ~ L6)에 구비되는 더미 필터(D)의 연결 및 해제를 제어한다.
상기 동기화 알고리즘(425)은 오디오 신호처리 제어부(420) 내부에 형성된 멀티 오디오 스트림(422)에서 임의의 디지털 필터 및 링커 사이에서 입출력되는 신호의 순서를 모두 동일하게 동기화할 수 있도록 데이터베이스(DB)화 되어 있으며, 상기 입력부(410) 및 출력부(430) 사이에 배치된 복수개의 디지털 필터 및 링커의 경로 누적값에 대하여 전체적으로 동기화하거나 소정의 특정 디지털 필터를 선택적으로 동기화할 수 있도록 설계되어 있다.
상기 출력부(430)는 오디오 신호처리 제어부(420)로부터 동기화되어 출력되는 다채널의 오디오 신호를 수신하여 다채널의 아날로그 또는 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
이어서, 이하에서는 상술한 바와 같이 구성된 장치를 통하여 이루어지는 오디오 스트림 사이의 오디오 신호 동기화 방법을 상술한 도면들, 그리고 도 10 내지 도 16을 참조하여 설명한다.
도 10은 본 발명에 따른 오디오 스트림 사이의 오디오 신호 동기화 방법을 나타내는 순서도이고, 도 11은 본 발명에 적용되는 임의의 디지털 필터에 대한 링커에 더미 필터를 연결하여 동기화하는 방법의 일예를 나타내는 도면이며, 도 12는 본 발명에 적용되는 디지털 필터에 대한 링커에 더미 필터를 적용한 일예의 구성을 나타내는 도면이다.
또한, 도 13은 본 발명에 적용되는 특정 디지털 필터에 대한 선택적인 동기화대한 알고리즘을 나타내는 도면이고, 도 14는 본 발명에 적용되는 특정 선택 디지털 필터가 동일한 오디오 스트림에 위치할 때의 일예를 나타내는 도면이다.
먼저, 오디오 신호처리 제어부(420)는, 예를 들어 도 9에 도시된 바와 같이, 다채널의 오디오 신호를 입출력하는 입력 필터(fi)와 출력 필터(fo) 사이에 배치된 복수개의 디지털 필터(f1 ~ f11) 사이를 복수개의 링커(L1 ~ L6)로 연결하여 토폴로지 형태의 필터뱅크로 구성된 멀티 오디오 스트림(422)에서, 각 디지털 필터 경로에 연결된 링커에 대하여 디지털 필터 하나를 통과할 때마다 예를 들어 1이 가산된 경로 누적값을 생성한다(S510).
다음에, 오디오 신호처리 제어부(420)는 각각의 디지털 필터에 연결된 각 링커의 입력단에 부가된 경로 누적값들과, 이 경로 누적값들 중 최대값을 추출한다(S520).
그 다음, 오디오 신호처리 제어부(420)는 동기화 알고리즘(425)을 이용하여 각 디지털 필터에 연결된 각 링커의 입력단 경로 누적값이 동일한지의 여부를 판단하고(S530), 각 디지털 필터에 대한 링커의 입력단 경로 누적값이 동일하면 각 디지털 필터 단위로 오디오 신호의 경로가 최적화되었다고 판단한다.
한편, 상기 S530 단계의 판단 결과, 각 디지털 필터에 대한 링커의 입력단이 상이한 경로 누적값을 가지면, 오디오 신호처리 제어부(420)는 동기화 알고리즘(425)을 이용하여, 전체의 디지털 필터에 대하여 동기화할 것인지 사용자 설정에 따라 선택적인 디지털 필터에 대하여 동기화할 것인지의 여부를 판단한다(S540).
이후, 오디오 신호 처리 제어부(420)는 상기 S530 단계 및 S540 단계의 판단 결과, 각 디지털 필터에 대한 링커의 입력단 경로 누적값이 상이하면서 전체의 디지털 필터에 대한 동기화이면, 상이한 경로 누적값을 갖는 해당 링커의 입력단에 더미 필터(D)를 연결하여 오디오 신호를 최적으로 동기화한다(S550).
즉, 상기 더미 필터(D)는 각 디지털 필터(f1 ~ f11)에 대한 시간 특성을 지연시켜주는 딜레이(delay)로서, 도 11에 도시된 바와 같이, 임의의 디지털 필터(fi)에 대하여 최대 경로 누적값(n)이 동일하도록 더미 필터(D)를 연결하여도, 임의의 필터(fi)에 대한 링커 경로의 출력값(n+1)은 변화가 없으며, 입력단의 링커에 연결된 디지털 필터에 아무런 영향을 주지 않는다.
예를 들어, 도 9에 도시된 멀티 오디오 스트림을 구성하는 복수개의 디지털 필터(f1 ~ f11)에 대한 링커에 복수개의 더미 필터(D)를 적용하여 오디오 스트림을 구성하면, 도 12에 도시된 바와 같이. 각 디지털 필터 f3, f8, f11로부터 출력되는 경로 출력값은 모두 동일하게 형성될 수 있다.
한편, 상기 S540 단계의 판단 결과, 사용자 설정에 따른 특정 디지털 필터에 대한 선택적인 동기화(A)이면, 도 13에 도시된 바와 같은 알고리즘을 수행한다.
즉, 도 13에 도시된 바와 같이, 오디오 신호 처리 제어부(420)는 특정 선택 디지털 필터가 예를 들어 링커의 경로 누적값 1을 초과하여(S610), 동일한 오디오 스트림에 위치하는지를 검사한다(S620).
상기 S620 단계의 검사 결과, 특정 선택 디지털 필터가 동일한 오디오 스트림에 위치하지 않으면, 선택된 디지털 필터의 링커에 대한 최대 경로 누적값을 추출하고(S630), 특정 선택된 디지털 필터의 링커에 더미 필터(D)를 연결한 후 경로 누적값을 일차적으로 동기화한다(S640).
이후, 특정 선택된 디지털 필터의 최종 링커 경로값이 다른 디지털 필터의 링커에 더미 필터(D)를 추가로 연결한 후 오디오 신호를 이차적으로 최적 동기화한다(S650).
한편, 상기 S620 단계의 검사 결과, 특정 선택 디지털 필터가 동일한 오디오 스트림에 위치하면 오류(S660)로 판단하고, 오디오 스트림의 신호를 동기화하지 않는다.
예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 특정 선택 디지털 필터인 fm 및 fm'가 동일한 오디오 스트림 즉 제 2번째 행의 디지털 필터 fi, f4, f6 및 fo의 사이에 동시에 위치하는 경우에는 오류로 판단하게 된다.
즉, 상술한 S610 단계 내지 S650 단계를 수행하여, 특정 선택 디지털 필터에 오류가 없으면, 도 15에 도시된 바와 같이, 선택된 디지털 필터의 링커에 대한 최대 경로 누적값을 추출하고, 선택된 디지털 필터의 링커에 더미 필터(D)를 연결한 후, 경로 누적값이 최대값이 되도록 변경한 후, 도 16에 도시된 바와 같이, 최종 경로 누적값이 상이한 링커에 더미 필터(D)를 추가로 연결하여 오디오 신호를 최적으로 동기화한다.
참고로, 도 15는 도 9에 도시된 오디오 스트림에서 3개의 선택된 디지털 필터(f3, f7 및 f9)의 링커 경로 누적값에 대하여 더미 필터(D)를 사용하여 동기화한 일예의 구성을 나타내고, 도 16은 도 15에 도시된 오디오 스트림에서 추가적으로 링커에 더미 필터(D)를 연결하여 최종의 오디오 신호를 최적으로 동기화한 구성을 나타낸다.
따라서, 출력부(430)는 상기 오디오 신호처리 제어부(420)를 통해 최적으로 동기화된 오디오 스트림 신호를 수신함으로써, 다수의 입력 경로를 통해 여러 가지의 오디오 신호가 입력부(410)에 입력되더라도, 특정 채널에 대한 음질의 저하 없이 고품질의 오디오 신호를 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 410 : 입력부
420 : 오디오 신호처리 제어부 422 : 멀티 오디오 스트림
425 : 동기화 알고리즘 430 : 출력부

Claims (5)

  1. (a) 오디오 신호처리 제어부(420)가 토폴로지 형태의 필터뱅크로 구성된 멀티 오디오 스트림(422)에서, 각 디지털 필터 하나를 통과할 때마다 링커 경로 누적값을 생성하는 단계(S510);
    (b) 상기 오디오 신호처리 제어부(420)가 각각의 디지털 필터에 연결된 각 링커에 부가된 경로 누적값들과 이 경로 누적값들 중 최대값을 추출하는 단계(S520);
    (c) 상기 오디오 신호처리 제어부(420)가 동기화 알고리즘(425)을 이용하여, 오디오 스트림 경로를 형성하는 각 디지털 필터에 연결된 각 링커의 경로 누적값이 동일한지의 여부를 판단하는 단계(S530);
    (d) 상기 (c) 단계의 판단 결과, 각 디지털 필터에 대한 링커가 상이한 경로 누적값을 가지면, 오디오 신호처리 제어부(420)가 동기화 알고리즘(425)을 이용하여, 전체의 디지털 필터에 대하여 동기화할 것인지 선택적인 특정 디지털 필터에 대하여 동기화할 것인지의 여부를 판단하는 단계(S540); 및
    (e) 상기 (d) 단계의 판단 결과, 오디오 신호 처리 제어부(420)는 각 디지털 필터에 대한 링커의 입력단 경로 누적값이 상이하면서 전체의 디지털 필터에 대한 동기화이면, 상이한 경로 누적값을 갖는 링커에 더미 필터(D)를 연결하고 링커의 경로 누적값들이 서로 동일하도록 조정하여 링커 경로들에 대한 시간을 동기화하는 단계(S550)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 스트림 사이의 신호 동기화 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서,
    상기 오디오 신호처리 제어부(420)는 각 디지털 필터에 대한 링커의 경로 누적값이 동일하면, 각 디지털 필터 단위로 오디오 신호의 경로가 최적화되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 오디오 스트림 사이의 신호 동기화 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 (d) 단계의 판단 결과, 특정 디지털 필터에 대한 선택적인 동기화(A)인 것으로 판단하면,
    (d11) 상기 오디오 신호 처리 제어부(420)는 특정 선택 디지털 필터의 링커가 경로 누적값 1을 초과하여(S610), 동일한 오디오 스트림을 형성하는 디지털 필터에 위치하는지를 검사하는 단계(S620);
    (d12) 상기 (d11) 단계의 검사 결과, 특정 선택 디지털 필터가 동일한 오디오 스트림에 위치하지 않으면, 선택된 디지털 필터의 링커에 대한 최대 경로 누적값을 추출하고(S630), 추출된 최대 경로 누적값에 대응되게 특정 선택된 디지털 필터의 링커에 더미 필터(D)를 연결한 후. 특정 선택된 디지털 필터에 대한 링커의 최대 경로 누적값들이 서로 동일하도록 조정하여 링커 경로들에 대한 시간을 동기화하는 단계(S640); 및
    (d13) 상기 오디오 신호 처리 제어부(420)는 특정 선택된 디지털 필터의 최종 링커 경로값이 다른 디지털 필터의 링커에 더미 필터(D)를 추가로 연결한 후, 특정 선택된 디지털 필터에 대한 링커의 최종 경로 누적값들이 서로 동일하도록 조정하여 링커 경로들에 대한 시간을 동기화하는 단계(S650)를 수행하는 것을 특징으로 하는 오디오 스트림 사이의 신호 동기화 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 (d11) 단계의 검사 결과,
    상기 특정 선택 디지털 필터(fm, fm')가 동일한 오디오 스트림을 형성하는 디지털 필터에 위치하면 오류(S660)로 판단하고, 오디오 신호를 동기화하지 않는 것을 특징으로 하는 오디오 스트림 사이의 신호 동기화 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 더미 필터(D)는 각 디지털 필터에 연결된 링커의 경로 누적값을 동일하게 조정하여 링커 경로들에 대한 시간을 동기화하는 딜레이(delay)로서 작용하는 것을 특징으로 하는 오디오 스트림 사이의 신호 동기화 방법.
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