KR20040022014A - 오디오 데이터 재생 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디지털 오디오 데이터 재생 장치 및 방법에 관한 것으로, 그 재생장치는, 디지털 오디오 데이터를 복호화하는 오디오 복호부; 상기 오디오 복호부로부터 복호된 디지털 데이터를 입력받아 아날로그 신호로 변환하는 컨버터; 상기 컨버터로부터 상기 아날로그 신호를 입력받아 인간의 가청주파수 범위에 해당하는 신호를 통과시키고 그 외 주파수영역의 신호는 제거하는 포스트 필터부; 및 상기 포스트 필터부로부터의 출력신호를 입력받아, 주파수별 인간의 최소가청한계 레벨을 참조하여 상기 인간의 최소 가청 한계 레벨이 상대적으로 작은 소정 주파수 범위의 신호는 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 신호는 감쇄시키는 사이코어쿠스틱 필터부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 오디오 데이터 재생장치를 이용하여 오디오 데이터를 재생함으로써 인간이 민감하게 반응하는 주파수 범위의 음향은 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 음향은 감쇄시켜 보다 좋은 품질의 음향을 제공하는 효과를 가진다.

Description

오디오 데이터 재생 장치 및 방법{Apparatus and method for reproducing audio data}
본 발명은 디지털 오디오 데이터 재생장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 인간의 주파수별 최소가청한계 레벨을 고려한 디지털 오디오 데이터 재생장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 디지털 오디오 데이터를 재생하는 기능을 가지는 각종 기기들 예컨대, DVD 플레이어, DVD-RW, DVD-AUDIO 및 CD 플레이어 등은 복호된 오디오 데이터를 아날로그 신호로 컨버팅한 후에 인간의 가청주파수 범위에 해당하는 신호는 통과시키고 그 외 주파수영역의 신호 즉 잡음은 제거하는 포스트 필터링이 수행된 오디오 신호를 스피커를 통해 출력한다.
인간의 귀는 가청주파수인 20헤르쯔에서 20킬로헤르쯔 사이의 소리를 감지할 수 있다고 알려져 있으며 또한 가청주파수 범위 내의 소리라 하더라도 일정 크기 이상이어야만 감지할 수 있다. 즉, 주파수별 최소 가청 한계 레벨이 존재한다. 최소 가청 한계 레벨이란 주위에 다른 잡음이 없는 조용한 상태에서 인간이 주파수별로 감지할 수 있는 소리의 레벨을 말한다.
도 1은 인간의 최소 가청 한계 레벨을 나타내는 그래프이다. 도 1에서 보는 바와 같이 인간은 1킬로헤르쯔에서 3킬로헤르쯔 사이의 소리에 가장 민감하게 반응하며 그 외 주파수 범위의 소리는 상대적으로 그 음압이 커야 감지할 수 있다.
종래의 오디오 재생장치에서의 필터는 인간의 가청주파수 범위만을 고려하였으며 인간의 주파수별 최소 가청 한계 레벨은 고려하지 않았다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 인간의 주파수별 최소 가청 한계 레벨을 고려하여, 인간의 귀가 민감하게 반응하는 주파수 범위의 음향은 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 음향은 감쇄시켜 보다 좋은 품질의 음향을 재생하는 오디오 데이터 재생장치 및 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 인간의 최소 가청 한계 레벨을 나타내는 그래프,
도 2는 본 발명에 따른 오디오 데이터 재생 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도,
도 3은 도 2에 도시된 포스트 필터부의 주파수 응답 특성의 일 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 2에 도시된 사이코어쿠스틱 필터부의 주파수 응답 특성의 일 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 오디오 데이터 재생 장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 블록도,
도 6은 본 발명에 따라 오디오 데이터를 재생한 경우의 SNR의 개선 효과를 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 2에 도시된 본 발명에 따른 오디오 데이터 재생 장치에서 실시되는 오디오 데이터 재생 방법을 설명하기 위한 흐름도이고,
도 8은 도 5에 도시된 본 발명에 따른 오디오 데이터 재생 장치에서 실시되는 오디오 데이터 재생 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 오디오 데이터 재생 장치는,
디지털 오디오 데이터를 복호화하는 오디오 복호부; 상기 오디오 복호부로부터 복호된 디지털 데이터를 입력받아 아날로그 신호로 변환하는 컨버터; 상기 컨버터로부터 상기 아날로그 신호를 입력받아 인간의 가청주파수 범위에 해당하는 신호를 통과시키고 그 외 주파수영역의 신호는 제거하는 포스트 필터부; 및 상기 포스트 필터부로부터의 출력신호를 입력받아, 주파수별 인간의 최소가청한계 레벨을 참조하여 상기 인간의 최소 가청 한계 레벨이 상대적으로 작은 소정 주파수 범위의 신호는 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 신호는 감쇄시키는 사이코어쿠스틱 필터부;를 포함한다.
상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 다른 오디오 데이터 재생 장치는,
디지털 오디오 데이터를 복호화하는 오디오 복호부; 상기 오디오 복호부로부터 복호된 디지털 데이터를 입력받아 아날로그 신호로 변환하는 컨버터; 상기 컨버터로부터 상기 아날로그 신호를 입력받아 인간의 가청주파수 범위에 해당하는 신호를 통과시키고 그 외 주파수영역의 신호는 제거하는 포스트 필터부; 주파수별 인간의 최소가청한계 레벨을 참조하여 상기 인간의 최소 가청 한계 레벨이 상대적으로 작은 소정 주파수 범위의 신호는 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 신호는 감쇄시키는 사이코어쿠스틱 필터부; 및 사용자로부터의 제어신호에 따라 상기 포스트 필터부의 출력을 그대로 출력시키거나 상기 사이코어쿠스틱 필터부의 입력으로 연결하는 스위칭부;를 포함한다.
상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 오디오 데이터 재생 방법은,
(a) 디지털 오디오 데이터를 복호화하는 단계; (b) 상기 복호된 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 단계; (c) 상기 아날로그 신호에 대하여 인간의 가청주파수 범위에 해당하는 신호는 통과시키고 그 외 주파수영역의 신호는 제거하는 포스트 필터링 단계; 및 (d) 상기 포스트 필터링된 신호에 대하여 주파수별 인간의 최소가청한계 레벨을 참조하여 상기 인간의 최소 가청 한계 레벨이 상대적으로 작은 소정 주파수 범위의 신호는 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 신호는 감쇄시키는 사이코어쿠스틱 필터링 단계;를 포함한다.
상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 다른 오디오 데이터 재생 방법은,
(a) 디지털 오디오 데이터를 복호화하는 단계; (b) 상기 복호된 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 단계; (c) 상기 아날로그 신호에 대하여 인간의 가청주파수 범위에 해당하는 신호는 통과시키고 그 외 주파수영역의 신호는 제거하는포스트 필터링 단계; (d) 사이코어쿠스틱 필터링을 수행할 것인지 여부를 판단하는 단계; 및 (e) 사이코어쿠스틱 필터링을 수행할 것으로 판단되면 주파수별 인간의 최소가청한계 레벨을 참조하여 상기 인간의 최소 가청 한계 레벨이 상대적으로 작은 소정 주파수 범위의 신호는 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 신호는 감쇄시키는 사이코어쿠스틱 필터링을 수행하는 단계;를 포함한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 오디오 데이터 재생 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도로서, 오디오 복호부(110), D/A컨버터(120), 포스트 필터부(130) 및 사이코어쿠스틱 필터부(140)를 포함한다.
오디오 복호부(110)는 소정 방식으로 부호화된 오디오 데이터를 입력받아 소정부호화 방식에 대응되는 복호화를 수행한다. DVD플레이어 등의 디스크형 기록매체를 재생하는 장치의 경우, 픽업(도시되지 않음)에 의해 디스크에 기록된 데이터를 독출하여 에러정정코드(Error Correction Code)에 따라 에러정정 등의 신호처리가 된 디지털 오디오 데이터가 오디오 복호부(110)에 입력된다. 오디오 부호화의 방식으로는 예컨대, 돌비사의 AC-3, AAC(Advanced Audio Coding)와 MPEG 오디오 부호화 등이 있다.
D/A컨버터(120)는 오디오 복호부(110)로부터 복호된 디지털 데이터를 입력받아 아날로그 신호로 컨버팅하는 기능을 수행한다.
포스트 필터부(130)는 D/A컨버터(120)로부터 컨버팅된 아날로그 신호를 입력받아 인간의 가청주파수 범위에 해당하는 신호는 통과시키고 그 외 주파수영역의 신호는 제거한 신호를 출력한다. 도 3은 포스트 필터부(130)의 주파수 응답 특성의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 96킬로헤르쯔로 샘플링된 오디오 신호인 경우, 나이퀴스트 이론에 따르면 왜곡되지 않게 필터링하기 위한 주파수 대역폭은 샘플링 주파수의 1/2 이상이어야 하므로 최소 48킬로헤르쯔가 되어야 한다.
사이코어쿠스틱 필터부(140)는 포스트 필터부(130)로부터 필터링된 신호를 입력받아, 인간의 주파수별 최소 가청 한계 레벨에 따라 최소 가청 한계 레벨이 작은 소정 주파수 범위의 신호는 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 신호는 감쇠시킨 신호를 출력한다. 도 4는 사이코어쿠스틱 필터부(140)의 주파수 응답 특성의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 인간의 최소 가청 한계 레벨이 작은 1킬로헤르쯔에서 3킬로헤르쯔 사이의 신호는 0.2dB 내지 0.3 dB만큼 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 신호는 -6dB 내지 -19dB 만큼 감쇠시킨다.
도 5는 본 발명에 따른 오디오 데이터 재생 장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 블록도로서, 오디오 복호부(110), D/A컨버터(120), 포스트 필터부(130), 스위치부(150) 및 사이코어쿠스틱 필터부(160)를 포함한다.
오디오 복호부(110), D/A컨버터(120) 및 포스트 필터부(130)는 도 2에 도시된 장치와 동일한 기능을 수행하므로 반복되는 설명을 생략한다.
스위치부(150)는 사용자의 선택에 의해 입력된 제어신호에 따라 포스트 필터부(130)의 출력을 스위치부(150)의 일 출력단자를 통해 그대로 출력시키거나 또는 다른 출력단자를 통해 사이코어쿠스틱 필터부(160)의 입력으로 연결한다. 따라서사용자는 기호에 따라 선택하여 사이코어쿠스틱 필터링된 오디오 신호를 듣거나 단지 포스트 필터부(130)만 거친 신호를 들을 수 있다.
사이코어쿠스틱 필터부(160)는 스위치부(150)를 통해 입력된 포스트 필터부(130)의 출력신호에 대해 도 2에 도시된 사이코어쿠스틱 필터부(140)와 동일한 기능을 수행한다.
도 6은 본 발명에 따른 오디오 데이터 재생 장치에 의해 데이터를 재생한 경우의 SNR의 개선효과를 설명하기 위한 도면이다.
2개의 오디오 재생장치에 대해 본 발명에 따라 사이코어쿠스틱 필터링을 수행한 경우와 사이코어쿠스틱 필터링을 수행하지 않은 경우의 레프트 및 라이트의 2개 채널의 SNR(Signal to Noise Ratio)을 나타내고 있다. 실험에 사용된 디스크는 소니사의 테스트용 디스크인 YEDS-7이며, 아무런 데이터가 기록되지 않은 23번 트랙을 재생한 경우의 출력의 SNR값이다. 도시된 바와 같이 사이코어쿠스틱 필터링을 수행한 경우의 채널별 SNR이 모두 개선되었음을 알 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오디오 데이터 재생 방법의 실시예를 설명한다.
도 7은 도 2에 도시된 본 발명에 따른 오디오 데이터 재생 장치에서 실시되는 오디오 데이터 재생 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 오디오 복호부(110)는 소정 방식으로 부호화된 오디오 데이터를 입력받아 소정부호화 방식에 대응되는 복호화를 수행한다(제210 단계).
D/A컨버터(120)는 오디오 복호부(110)로부터 복호된 디지털 데이터를 입력받아 아날로그 신호로 변환한다(제220 단계).
포스트 필터부(130)는 D/A컨버터(120)로부터 컨버팅된 아날로그 신호를 입력받아 인간의 가청주파수 범위에 해당하는 신호는 통과시키고 그 외 주파수영역의 신호는 제거한 신호를 출력하는 포스트 필터링을 수행한다(제230 단계).
사이코어쿠스틱 필터부(140)는 포스트 필터부(130)로부터 필터링된 신호를 입력받아, 인간의 주파수별 최소 가청 한계 레벨에 따라 최소 가청 한계 레벨이 작은 소정 주파수 범위의 신호는 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 신호는 감쇠시킨 신호를 출력하는 사이코어쿠스틱 필터링을 수행한다(제240 단계).
도 8은 도 5에 도시된 본 발명에 따른 오디오 데이터 재생 장치에서 실시되는 오디오 데이터 재생 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
오디오 복호부(110)는 소정 방식으로 부호화된 오디오 데이터를 입력받아 소정부호화 방식에 대응되는 복호화를 수행한다(제210 단계).
D/A컨버터(120)는 오디오 복호부(110)로부터 복호된 디지털 데이터를 입력받아 아날로그 신호로 변환한다(제220 단계).
포스트 필터부(130)는 D/A컨버터(120)로부터 컨버팅된 아날로그 신호를 입력받아 인간의 가청주파수 범위에 해당하는 신호는 통과시키고 그 외 주파수영역의 신호는 제거한 신호를 출력하는 포스트 필터링을 수행한다(제230 단계).
스위치부(150)는 사용자의 선택에 의해 입력된 제어신호에 따라 포스트 필터부(130)에서 필터링된 신호를 그대로 출력할 것인지 또는 다른 출력단자를 통해 사이코어쿠스틱 필터부(160)의 입력으로 연결하여 사이코어쿠스틱 필터링을 수행할것인지 여부를 판단하여 스위칭한다(제260 단계).
사이코어쿠스틱 필터부(160)는 스위치부(150)를 통해 입력된 포스트 필터부(130)의 출력 신호를 입력받아, 인간의 주파수별 최소 가청 한계 레벨에 따라 최소 가청 한계 레벨이 작은 소정 주파수 범위의 신호는 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 신호는 감쇠시킨 신호를 출력하는 사이코어쿠스틱 필터링을 수행한다(제270 단계).
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 오디오 데이터 재생 장치 및 방법은, 인간의 주파수별 최소 가청 한계 레벨을 고려한 사이코어쿠스틱 필터를 사용하여, 인간이 민감하게 반응하는 주파수 범위의 음향은 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 음향은 감쇠시켜 보다 좋은 품질의 음향을 제공하고 또한 사이코어쿠스틱 필터링된 음향과 그렇지 않은 음향을 선택할 수 있도록 함으로써 다양한 음향을 제공하는 효과를 가진다.

Claims (9)

  1. 디지털 오디오 데이터를 복호화하는 오디오 복호부;
    상기 오디오 복호부로부터 복호된 디지털 데이터를 입력받아 아날로그 신호로 변환하는 컨버터;
    상기 컨버터로부터 상기 아날로그 신호를 입력받아 인간의 가청주파수 범위에 해당하는 신호를 통과시키고 그 외 주파수영역의 신호는 제거하는 포스트 필터부; 및
    상기 포스트 필터부로부터의 출력신호를 입력받아, 주파수별 인간의 최소 가청 한계 레벨을 참조하여 상기 인간의 최소 가청 한계 레벨이 상대적으로 작은 소정 주파수 범위의 신호는 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 신호는 감쇄시키는 사이코어쿠스틱 필터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 데이터 재생장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 사이코어쿠스틱 필터부는 1킬로헤르쯔 이상이고 3킬로헤르쯔 이하의 주파수 범위의 신호를 증폭시키는 것을 특징으로 하는 오디오 데이터 재생장치.
  3. 디지털 오디오 데이터를 복호화하는 오디오 복호부;
    상기 오디오 복호부로부터 복호된 디지털 데이터를 입력받아 아날로그 신호로 변환하는 컨버터;
    상기 컨버터로부터 상기 아날로그 신호를 입력받아 인간의 가청주파수 범위에 해당하는 신호를 통과시키고 그 외 주파수영역의 신호는 제거하는 포스트 필터부;
    주파수별 인간의 최소가청한계 레벨을 참조하여 상기 인간의 최소 가청 한계 레벨이 상대적으로 작은 소정 주파수 범위의 신호는 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 신호는 감쇄시키는 사이코어쿠스틱 필터부; 및
    사용자로부터의 제어신호에 따라 상기 포스트 필터부의 출력을 그대로 출력시키거나 상기 사이코어쿠스틱 필터부의 입력으로 연결하는 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 데이터 재생장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 사이코어쿠스틱 필터부는 1킬로헤르쯔 이상이고 3킬로헤르쯔 이하의 주파수 범위의 신호를 증폭시키는 것을 특징으로 하는 오디오 데이터 재생장치.
  5. (a) 디지털 오디오 데이터를 복호화하는 단계;
    (b) 상기 복호된 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 단계;
    (c) 상기 아날로그 신호에 대하여 인간의 가청주파수 범위에 해당하는 신호는 통과시키고 그 외 주파수영역의 신호는 제거하는 포스트 필터링 단계; 및
    (d) 상기 포스트 필터링된 신호에 대하여 주파수별 인간의 최소가청한계 레벨을 참조하여 상기 인간의 최소 가청 한계 레벨이 상대적으로 작은 소정 주파수 범위의 신호는 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 신호는 감쇄시키는 사이코어쿠스틱 필터링 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 데이터 재생방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 (d)단계는 1킬로헤르쯔 이상이고 3킬로헤르쯔 이하의 주파수 범위의 신호를 증폭시키는 단계인 것을 특징으로 하는 오디오 데이터 재생방법.
  7. (a) 부호화된 디지털 오디오 데이터를 복호화하는 단계;
    (b) 상기 복호된 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 단계;
    (c) 상기 아날로그 신호에 대하여 인간의 가청주파수 범위에 해당하는 신호는 통과시키고 그 외 주파수영역의 신호는 제거하는 포스트 필터링 단계;
    (d) 사이코어쿠스틱 필터링을 수행할 것인지 여부를 판단하는 단계; 및
    (e) 사이코어쿠스틱 필터링을 수행할 것으로 판단되면 주파수별 인간의 최소가청한계 레벨을 참조하여 상기 인간의 최소 가청 한계 레벨이 상대적으로 작은 소정 주파수 범위의 신호는 증폭시키고 그 외 주파수 범위의 신호는 감쇄시키는 사이코어쿠스틱 필터링을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 데이터 재생방법.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 (d)단계는 1킬로헤르쯔 이상이고 3킬로헤르쯔 이하의주파수 범위의 신호를 증폭시키는 단계인 것을 특징으로 하는 오디오 데이터 재생방법.
  9. 제5 항 내지 제8 항중 어느 한 항에 기재된 방법을 실현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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Patent Citations (6)

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