KR20000044777A - Ac-3 오디오의 디코더에서의 디커플링 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 AC-3의 AC-3의 디코딩시에 커플링된 채널을 양자화 비트와 가수를 검출하는 디커플링 방법에 관한 것이다. 본 발명은 AC-3 오디오에서 동기 신호와 비트 스트림 정보와 오디오 블록 그리고, 에러 체크 비트로 이루어진 오디오 신호의 비트 스트림을 받아 디코딩하는 디코더에서의 디커플링 방법에 있어서, 오디오 블록은 5개의 채널과 이산 시간 변환된 값을 가지는 오디오 데이터로 변환된 채널 신호 중, 5개의 채널의 맨앞에 삽입된 유니크 파라미터와 각각의 채널에 삽입된 파라미터를 추출하는 단계와, 유니크 파라미터들을 참조하여 5개의 채널중 맨앞의 채널에 몇 비트가 할당되었는지를 알아내는 단계와, 할당된 비트 수에 따라 유니크 파라미터와 디코딩된 오디오 데이터를 가지고 cplmant 값을 계산하여 추출하여 내는 제 1 추출 단계와, 맨 앞의 채널을 제외한 각각의 채널, 즉 채널 1에서 채널 4까지에서 각각의 채널 1의 앞부분에 있는 파라미터를 가지고 cplco 값을 추출하여 내는 제 2 추출 단계와, cplmant 값과 cplco 값을 가지고 각 채널의 chmant 값을 구하는 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명은 AC-3 오디오 디코딩에 있어서 디코딩 과정을 단순화시키고 프로세서의 부하로 또는 DSP(digital signal processor)에 부하로 걸리는 연산과정을 감소시킨 효과가 있다.

Description

ＡＣ-3 오디오의 디코더에서의 디커플링 방법

본 발명은 AC-3 오디오에서의 디코딩시의 디커플링 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는, AC-3의 디코딩시에 커플링된 채널을 양자화 비트와 가수를 검출하는 디커플링 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 음악이나 영화를 재생하는 AV(audio-visual) 기기에 있어서 원음에 충실한 음질과 음장의 추구라고 하는 것은 음향 재생에 있어선 영원한 목적이다. 음질에 대해서는 이미 디지털 신호의 기록 기술과 전송 기술의 진보로 큰 개선을 보이고 있다. 또한 음장의 재생이라는 점에서는 영화관에서 볼 수 있는 멀티 채널에 의한 재생이 이전부터 그 해답으로 지적되어 오고 있다.

일반 가정용으로 1970년 무렵 4 채널 재생 방식이 각 세트 메이커에서 제안되어 발매되었지만, 4 스피커의 배치가 번거롭고 가격이 높다는 문제점으로 인하여 시장에서 사라져갔다.

이에 대해 전방의 2 스피커를 이용하여 청취자의 주변 임의의 방향으로 음상을 만들고자하는 생각은 이전부터 있었는데 원리는 1963년 벨(bell) 연구소의 슈레이더 박사에 의해 발표되었다. 2개의 스피커를 이용한 방식은 임의의 방향에서 청취자의 양 귀에 대한 전달 특성을 측정하여 상술한 전달 특성을 전방의 두 스피커로 재생하여 실현한다고 하는 것이다.

70년대 중반에는 두 개의 스피커를 이용하여 청취자의 주변 임의의 방향으로 음상을 만들고자한 이 원리에 의하여 제품이 출시되었지만, 아날로그 기술에 의해 만들어졌기 때문에 복잡한 반사음을 실현할 수가 없었으므로 현재에 요구되는 충분한 성능을 달성할 수 없었다.

따라서, 현재의 기술에서는 이와 같은 기능들의 문제점을 극복하기 위하여 많은 방식들이 제안되었으며, 그중 가장 널리 보급되었으며, 음질의 우수성을 인정 받고 있는 것이 돌비(dolby)사의 AC-3 방식이다.

돌비 AC-3는 원래 영화관에서 재생을 목적으로 만들어진 멀티 채널 방식이다. 영화관은 전방 좌측, 전방 우측, 채널과 대사를 중심으로 한 전방 센터 채널, 후방의 좌우채널 및 서라운드 채널에 각각 연결되는 스피커를 배치하고 이를 통하여 음향을 출력한다.

그리고, AC-3 방식은 디지털 TV, HDTV 및 DVD 등에 채용 예정 또는 채용되어 있다. 이러한 돌비 AC-3 방식은 지금까지 개발된 디지털 압축 방식 중에서 효율, 음질, 다양성이 가장 뛰어난 기술로 평가받고 있다. 이 방식은 5.1 채널(5채널은 중앙(Center), 전면우측(FR), 전면좌측(FL), 후면우측(RR) 및 후면좌측(RL)이며, 나머지의 0.1 채널은 서브 우퍼)의 멀티 채널 디지털 서라운드 시스템을 무기로 1992년부터 영화산업에 제공되기 시작하였으며, 최근에는 가정용 LD(laser disk)에 이 방식을 탑재한 홈 THX(Tominson Holman's eXperiment : 루카스 필름의 등록 상표) 시스템을 통해서 전세계에 소개되고 있다.

이러한 돌비 AC-3 규격의 오디오 시스템은 고품격의 오디오의 표준으로 자리잡아 가고 있다.

통상적인 디코딩에 대하여 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하면, 도 1은 통상적인 AC-3 오디오에서의 디코더의 연결 관계를 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 도 1은 디코더(100), 제어부(110) 및 전력 증폭기(120)를 포함한다.

디코더(100)는 인코딩된 비트스트림을 수신하여 이를 5.1 채널의 전기적 신호로 디코딩한다. 디코딩된 채널 중 하나는 커플링 채널이며, 나머지의 4개의 채널은 커플링된 채널이다. 여기서 남는 하나의 채널은 0.1 채널을 의미하며, 이 0.1 채널은 커플링과는 무관하다.

각각의 디코딩된 채널를 통하여 전송되는 전기적인 신호는 제어부(110)의 제어에 따라 전력 증폭기(120)로 송신되고 전력 증폭기(120)를 통과하면서 전기적인 신호가 음향 신호로 변환되어 각각의 도시되지 않은 스피커들을 통하여 음향으로 출력된다.

도 2는 통상적으로 오디오 신호의 비트 스트림중 하나의 프레임이 디코딩된 후의 내부 구성을 차례대로 도시한 포맷도이다. 비트 스트림은 동기 신호와 비트 스트림 정보와 오디오 블록 그리고, 에러 체크 비트로 이루어 진다.

하나의 프레임이 32ms 마다 나타나서 오디오 프레임을 형성하며, 하나의 비트스트림은 6개의 오디오 블록(230, 232, 234, 236, 238, 240)을 가진다. 이와 같은 프레임 내의 각각의 오디오 블록은 디코더(100)에 의하여 5.1개의 채널(여기서는 본 발명에 관련된 5개의 채널만을 도시함)로 변환된다. 그리고 다섯 개의 채널 앞에는 cplabsexp, cplexps, cplfsnroffst, cplgaincod, cplfleak, cplsleak 등의 유니크 파라미터(unique parameter)가 삽입되며, 그리고 각각의 채널에는 cplcomant, cplcoexp, mstrcplco 등의 파라미터들이 삽입된다.

채널 0의 시작 채널 주파수 앞의 영역(230-1)은 유니크 파라미터와 파라미터를 포함하고, 채널 0의 시작 채널 주파수와 종료 채널 주파수의 영역(230-2)은 253개의 이산 연산된 값을 포함하며, 채널 0의 종료 채널 주파수 뒤의 영역(230-3)은 3개의 이산 연산된 값을 포함한다.

그리고, 채널 1 내지 채널 4는 구성이 동일하므로 이중 채널 3에 대하여 설명한다. 각 채널에 포함된 정보들 중, 채널 3의 시작 채널 주파수 앞의 영역(230-4)은 파라미터를 포함하고, 채널 3의 시작 채널 주파수와 종료 채널 주파수의 영역(230-2)은 253개의 이산 연산된 값을 포함하며, 채널 3의 종료 채널 주파수 뒤의 영역(230-3)은 3개의 이산 연산된 값을 포함한다.

그러나, 디코딩시에 인코딩된 5개의 채널에 포함된 파라미터들은 실질적으로 동일한 경우가 대부분이며, 이와 같은 파라미터를 계산하여 추출한 결과 대부분의 파라미터가 동일한 값을 가지는 것이 실험적으로 확인되었으며, 비트할당하는 계산 또한 거의 동일한 것으로 판명되었지만, 디코딩의 대부분을 차지하는 파라미터의 계산, 추출 및 비트 할당은 한 오디오 블록의 5개의 채널에 동일하게 반복된다. 이와 같은 복잡한 디코딩 계산 과정이 반복되므로, 이로 인하여 빠른 처리 능력의 DSP(digital signal processor)와 빠른 속도의 연산 장치를 필요로하게 되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 AC-3 디코딩시의 디코딩 과정을 단순화시킨 디커플링 방법을 제공하는 데에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 AC-3 오디오에서 동기 신호와 비트 스트림 정보와 오디오 블록 그리고, 에러 체크 비트로 이루어진 오디오 신호의 비트 스트림을 받아 디코딩하는 디코더에서의 디커플링 방법에 있어서, 오디오 블록은 5개의 채널과 이산 시간 변환된 값을 가지는 오디오 데이터로 변환된 채널 신호 중, 5개의 채널의 맨앞에 삽입된 유니크 파라미터와 각각의 채널에 삽입된 파라미터를 추출하는 단계와, 유니크 파라미터들을 참조하여 5개의 채널중 맨앞의 채널에 몇 비트가 할당되었는지를 알아내는 단계와, 할당된 비트 수에 따라 유니크 파라미터와 디코딩된 오디오 데이터를 가지고 cplmant 값을 계산하여 추출하여 내는 제 1 추출 단계와, 맨 앞의 채널을 제외한 각각의 채널, 즉 채널 1에서 채널 4까지에서 각각의 채널 1의 앞부분에 있는 파라미터를 가지고 cplco 값을 추출하여 내는 제 2 추출 단계와, cplmant 값과 cplco 값을 가지고 각 채널의 chmant 값을 구하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 통상적인 AC-3 오디오에서의 디코더의 연결 관계를 도시한 블록도,

도 2는 통상적으로 커플링이 적용된 오디오 신호의 비트 스트림중 하나의 프레임이 디코딩된 후의 내부의 구성을 차례대로 도시한 포맷도,

도 3은 본 발명에 따른 AC-3 오디오에서 디코딩시의 디커플링을 구현하는 과정을 도시한 플로우챠드.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 디코더 110 : 제어부

120 : 전력 증폭기

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 플로우챠트로서, 본 발명에 따른 AC-3 오디오에서 디코딩시의 디커플링을 구현하는 과정을 도시한다. 도 3을 참조하여 설명하면, 맨 앞의 채널인 채널 0에는 이산 시간 변환하여 얻어진 주파수 축상의 오디오 데이터는 이산적인 256개의 값으로 존재하며, cplabsexp, cplexp, cplfsnroffst, cplgaincod, cplfleak, cplsleak 등의 유니크 파라미터 및 cplcomant, cplcoexp, mstrcplco 등의 파라미터가 존재한다. 제어부(110)는 이중 채널 0의 앞부분에 있는 유니크 파라미터 및 모든 채널에 공통으로 포함되어 있는 파라미터를 추출하여 낸다(단계 302). 제어부(110)는 상술한 유니크 파라미터들을 참조하여 해당 채널의 오디오 데이터에 몇 비트가 할당되었는지를 알아낸다(단계 304). 단계 (306)에서, 제어부(110)는 할당된 비트 수에 따라 오디오 데이터, 즉 이산 시간 변환된 채널 0의 256개의 이산적인 값중 253개의 이산 시간값을 가지고 cplmant 값을 계산하여 추출하여 낸다. 256개의 값중 253개의 데이터만을 사용하는 이유는 나머지 뒤의 3개의 데이터는 매우 고주파의 데이터이므로 사람 청각의 특성상 매우 인지하기 힘든 고주파 신호이기 때문이다.

단계 (308)에서, 채널 0를 포함하는 채널 1에서 마지막 채널인 채널 4(0.1 채널이 실질적인 마지막 채널임)까지에서 각 채널의 앞부분에 있는 파라미터와 오디오 데이터를 가지고 cplco 값을 추출하여 낸다.

단계 (306) 및 단계 (308)에서 계산된 cplmant 값과 cplco 값을 가지고 각 채널의 chmant 값을 구한다(단계 310).

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명은 AC-3 오디오 디코딩에 있어서 디코딩 과정을 단순화시키고 프로세서의 부하로 또는 DSP에 부하로 걸리는 연산 과정을 감소시킨 효과가 있다.

Claims (1)

1. AC-3 오디오에서 동기 신호와 비트 스트림 정보와 오디오 블록 그리고, 에러 체크 비트로 이루어진 오디오 신호의 비트 스트림을 받아 디코딩하는 디코더에서의 디커플링 방법에 있어서,

   상기 오디오 블록은 5개의 채널과 이산 시간 변환된 값을 가지는 오디오 데이터로 변환된 채널 신호 중, 상기 5개의 채널의 맨앞에 삽입된 유니크 파라미터와 각각의 채널에 삽입된 파라미터를 추출하는 단계;

   상기 유니크 파라미터들을 참조하여 상기 5개의 채널중 맨앞의 채널에 몇 비트가 할당되었는지를 알아내는 단계;

   상기 할당된 비트 수에 따라 상기 유니크 파라미터와 디코딩된 오디오 데이터를 가지고 cplmant 값을 계산하여 추출하여 내는 제 1 추출 단계;

   맨 앞의 채널을 제외한 각각의 채널, 즉 채널 1에서 채널 4까지에서 각각의 채널 1의 앞부분에 있는 파라미터를 가지고 cplco 값을 추출하여 내는 제 2 추출 단계;

   상기 cplmant 값과 상기 cplco 값을 가지고 각 채널의 chmant 값을 구하는 단계를 포함하는 AC-3 오디오의 디코더에서의 디커플링 방법.