KR20070046911A - 인코딩을 위한 텔레비전 오디오 신호의 업샘플링 - Google Patents

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Abstract

텔레비전 오디오 신호 인코더(58)는 대응하는 신호(들)의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 합신호, 차신호 및/또는 SAP 신호에 추가의 샘플을 삽입하는 업샘플러(70, 72, 74)를 포함한다. 합신호는 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합을 나타내고, 차신호는 좌측 오디오 신호와 우측 오디오 신호 사이의 차를 나타낸다.
인코딩, 업샘플링, 텔레비전 오디오 신호, 샘플 레이트, 합신호, 차신호, SAP 신호

Description

인코딩을 위한 텔레비전 오디오 신호의 업샘플링{UP-SAMPLING TELEVISION AUDIO SIGNALS FOR ENCODING}
본 발명은 동일한 양수인의 하기 미국출원과 관련되어 있으며, 이것으로부터 우선권이 주장되고, 이것의 전체 내용이 여기에 참조로서 포함되어 있다: "Digital Interpolating BTSC Stereo Encoder with SAP", 미국 가출원 제60/598,303호, 2004년 8월 3일 출원됨.
본 발명은 텔레비전 오디오 신호를 처리하는 것에 관한 것이며, 보다 특히, 송신을 위하여 텔레비전 오디오 신호를 인코딩하는 것에 관한 것이다.
1984년, 미국은 연방 통신 위원회(Federal Communications Commission)의 후원으로 텔레비전용 스테레오 오디오의 송수신을 위한 표준을 채택하였다. 이 표준은 FCC's Bulletin OET-60에서 체계화되어 있고, 종종 BTSC(Broadcast Television System Committee)(위원회에서 이를 제안함) 시스템 또는 MTS(Muti-channel Television Sound) 시스템으로 불린다.
BTSC 시스템 이전에, 방송 텔레비전 오디오는 단일 "채널" 또는 오디오 신호 로 구성된 모노(monophonic)였다. 스테레오 오디오는 2개의 독립적인 오디오 채널의 송신 및 이 2개의 채널을 검출하여 정확히 복구할 수 있는 수신기를 요구한다. 송신 표준이 현재의 모노 텔레비전 세트와 "호환성"이 있어야 한다(즉, 모노 수신기가 새로운 종류의 스테레오 방송으로부터 적절한 모노 오디오 신호를 재생할 수 있어야 한다)는 FCC의 요건을 만족시키기 위하여, BTSC 위원회는 FM 라디오에서 이용되었던 접근법을 채택하였다. 이는 좌측 스테레오 오디오 신호와 우측 스테레오 오디오 신호가 2개의 새로운 신호인 합신호(Sum signal)와 차신호(Difference signal)를 형성하도록 조합되는 것이며, 이 2개의 신호는 방송을 위해 변조된다.
모노 텔레비전 수신기는 좌측과 우측의 스테레오 신호의 합으로 구성된 합신호만을 검출하여 복조한다. 스테레오가능한 수신기는 합신호와 차신호를 둘 다 검출 및 복조하고, 원래의 좌측 신호와 우측 신호를 끌어내기 위해 이들을 재결합하게 된다.
송신을 위하여, 합신호는 모노 오디오 신호인 경우에만 음향 FM 반송파(aural FM carrier)를 직접 변조한다. 그러나, 차신호는 우선 음향 반송파의 중심 주파수 이상인 31.768kHz에 위치한 AM 부반송파(subcarrier) 상으로 변조된다. FM 변조 특성에 있어서, 배경 노이즈가 3dB/octave 만큼 증가되고, 그 결과, 새로운 부반송파가 합신호 또는 모노 신호보다 음향 반송파의 중심 주파수로부터 멀리 위치하게 되기 때문에, 추가의 노이즈가 차동 채널(Difference channel)에 유입되고, 그에 따라 복구된 스테레오 신호에 유입되게 된다. 실제로, 많은 환경에 있어서, 이러한 증가하는 노이즈 특성은 스테레오 신호에 너무 많은 노이즈를 가하여 FCC에 의해 요구되는 요건을 만족시키지 못하게 하고, 그에 따라, BTSC 시스템은 차동 채널 신호 경로에서의 노이즈 감소 시스템을 요구하게 된다.
때때로 dbx-TV 노이즈 감소(이 기술을 개발한 회사의 이름을 땀)로 언급되는 이러한 시스템은 컴팬딩형(companding type)이며, 인코더 및 디코더를 포함한다. 인코더는 송신 전에 차신호를 필터링하여(filter), 그 결과, 디코딩시에, 그 진폭 및 주파수 콘텐츠가 송신 프로세스 동안 얻은 노이즈를 숨기게 된다("마스킹(mask)"). 디코더는 차신호를 그 원래의 형태로 복원하고, 그에 따라, 노이즈가 신호 콘텐츠에 의해 음향적으로 마스킹되었음을 보장함으로써 프로세스를 완료한다.
또한, BTSC 시스템은 SAP(Secondary Audio Programming) 신호를 규정하고, 대안적 언어로의 프로그래밍, 시각 장애인을 위한 읽기 서비스 또는 다른 서비스를 수행하기 위해, 종종 추가의 모노 정보 채널이 이용된다. 또한, SAP 채널은 방송 동안 추가된 노이즈의 영향을 받기 쉽고, 따라서, 전술된 스테레오 신호뿐만 아니라 SAP 채널을 인코딩 및 디코딩하기 위하여, dbx-TV 노이즈 감소 시스템이 이용된다.
BTSC 시스템은 꽤 높은 충실도의 오디오 신호를 제공하도록 설계되어 있고, 이러한 성능은 오디오 전달 시스템의 품질을 측정하기 위해 전통적으로 이용되는 파라피터에 의해 정량화될 수 있다. 특히, 스테리오 오디오의 전달이 BTSC 시스템의 개발의 주요한 이유인 경우에는, 스테레오 분리도(stereo separation)가 가장 중요하다.
전술된 바와 같이, 현재의 모노 TV 신호와 역으로 호환성을 유지하기 위하여, BTSC 시스템은 각각 원래의 좌측 및 우측 오디오 신호로부터 끌어낸 합신호 및 차신호를 실제로 방송한다. 수신기에서, 합신호 및 차신호는 재조합되어 좌측 신호 및 우측 신호를 복구 및 재생하게 된다. 방송 장비 및 수신 장비 - 특히 dbx-TV 인코더 및 디코더를 포함하는 장비 - 둘 다에서의 여러 필터가 ETSC 표준 자료인 OET-60에 규정된 이상적인 송신 함수에 가깝게 따라가면, 수신기에 의한 정확한 복구, 특히 우수한 스테레오 분리도를 갖는 복구가 발생한다. 이러한 필터에서의 부정확성은 열악한 스테레오 분리도 뿐만 아니라, 주파수 응답, 왜곡 및 동적 진폭 정확도(dynamic amplitude accuracy)를 포함하여 여러 중요한 오디오 파라미터의 열화를 초래한다.
복구된 SAP 신호의 품질도 BTSC 표준에 의해 규정되고 특히 dbx-TV 인코더 및 디코더 내에 있는 여러 필터의 정확도에 의존한다. SAP 신호가 모노 신호이기 때문에, 스테레오 분리도는 물론 논쟁점이 아니다. 그러나, 다른 오디오 특성이 필터 부정확성의 결과로서, 좌측 스테레오 신호 및 우측 스테레오 신호에 대해서처럼 열화를 초래하게 된다.
BTSC 신호는 아날로그 필터 송신 함수의 관점에서 모든 크리티컬 필터(critical filters)를 규정한다. 일반적으로 디지털 필터의 크기 또는 위상 응답(magnitude or phase response) 중 하나가 아날로그 필터의 크기 또는 위상 응답과 매칭되도록(match) 설계하는 것이 가능하지만, 잘 알려진 바와 같이 크기 응답과 위상 응답 둘 다를 동시에 매칭하는 것은 터무니 없이 복잡한(또한 비싼) 필터 토폴로지(filter topologies)를 요구할 수 있다.
보상 필터 없이, 복구된 신호의 오디오 성능은 매우 나빠질 수도 있다. 따라서, 지금까지는 보다 간단한 디지털 필터를 이용하는 것과, 감소된 오디오 성능을 받아들이거나 추가의 보상 네트워크를 추가하는 것 중 하나를 선택해왔으며, 여기서 보상 네트워크는 적어도 일부의 불가피한 위성 부정확성을 보정하도록 시도하기 위하여, 보통 올-패스 필터의 형태이다. 보상 네트워크는 복잡도 및 비용을 증가시킨다. 또한, 사실상 dbx-TV 인코더 및 디코더에서 이용되는 특정 크리티컬 필터가 신호 컨텐츠에 의존하여 순간적으로 변화하는 송신 함수에 의해 동적이기 때문에, 고정된 보상 네트워크는 반드시 절충안이 되어야 하며, 여러 신호가 시간에 따라 변화함에 따라 필터 에러를 적절히 트래킹하지 않아야 한다.
본 발명의 일양태에 따르면, 텔레비전 오디오 신호 인코더는 업샘플러(up-sampler)를 포함하며, 이 업샘플러는 합신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 합신호에 추가의 샘플을 삽입한다. 합신호는 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디로 신호의 합을 나타낸다.
일실시예에 있어서, 텔레비전 오디오 신호 인코더는 다른 업샘플러를 더 포함하며, 이 업샘플러는 차신호의 샘플 레이트(sample rate)를 증가시키기 위하여 차신호에 추가의 샘플을 삽입한다. 차신호는 우측 디지털 오디오 신호로부터 좌측 디지털 오디오 신호의 감산 또는 좌측 디지털 오디오 신호로부터 우측 디지털 오디오 신호의 감산 중 하나를 나타낸다. 또한, 인코더는 합신호를 생성하기 위하여 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호를 합산하는 매트릭스를 포함할 수도 있다. 또한, 매트릭스는 차신호를 생성하기 위하여 좌측 오디오 신호 및 우측 오디오 신호로부터 서로를 감산할 수도 있다. 또한, 업샘플링된 합신호를 수신하기 위하여, 디지털 필터가 인코더에 포함될 수도 있다. 증가된 샘플 레이트는 디지털 필터의 특성에 기초하여 선택될 수도 있다. 또한, 인코더는 업샘플링된 차신호를 수신하는 압축기를 포함할 수도 있으며, 이 업샘플링된 차신호에서 증가된 샘플링 레이트는 압축기의 특성에 기초하여 선택된다. 텔레비전 오디오 신호는 BTSC 표준, A2/Zweiton 표준, EIA-J 표준(Electronics Industry Association of Japan standard) 또는 다른 유사한 표준과 같은 여러 텔레비전 표준에 따를 수도 있다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 텔레비전 오디오 신호 인코더는 업샘플러를 포함하며, 이 업샘플러는 차신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 차신호에 추가의 샘플을 삽입한다. 차신호는 우측 디지털 오디오 신호로부터 좌측 디지털 오디오 신호의 감산 또는 좌측 디지털 오디오 신호로부터 우측 디지털 오디오 신호의 감산 중 하나를 나타낸다.
일실시예에 있어서, 텔레비전 오디오 신호 인코더는 다른 업샘플러를 포함할 수도 있으며, 이 업샘플러는 합신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 합신호에 추가의 샘플을 삽입한다. 합신호는 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디로 신호의 합을 나타낸다. 또한, 텔레비전 오디오 신호 인코더는 업샘플링된 차신호를 수신하는 압축기를 포함할 수도 있으며, 이 업샘플링된 차신호에서 증가된 샘플링 레이트는 압축기의 특성에 기초하여 선택된다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 텔레비전 오디오 신호 인코더는 업샘플러를 포함하며, 이 업샘플러는 SAP 신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 SAP 신호에 추가의 샘플을 삽입한다.
일실시예에 있어서도, 텔레비전 오디오 신호 인코더는 다른 업샘플러를 포함할 수 있으며, 이 업샘플러는 압축된 SAP 신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 압축된 버전의 SAP 신호에 추가의 샘플을 삽입할 수도 있다.
본 발명의 또다른 양태에 따라, 텔레비전 오디오 신호는 합산기를 포함하며, 이 합산기는 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합과 연관된 신호와, 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 디지털 오디오 신호들 사이의 차와 연관된 신호를 합산한다. 또한, 인코더는 업샘플러를 포함하고, 이 업샘플러는 출력 신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 합산기의 출력 신호에 추가의 샘플을 삽입한다.
텔레비전 오디오 신호 인코더의 일실시예에 있어서, 좌측 디지털 오디오 신호와 우측 디지털 오디오 신호 사이의 차와 연관된 신호는, 진폭 변조될 수도 있다.
본 발명의 또다른 양태에 따라, 텔레비전 오디오 신호 인코더는 합산기를 포함한다. 이 합산기는, 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합과 연관되어 있고 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 디지털 오디오 신호들 사이의 차와 연관된 신호와, SAP 채널과 연관된 신호를 합산한다. 또한, 인코더는 업샘플러를 포함하며, 이 업샘플러는 합산기로 입력되는 신호와 연관된 샘플 레이트를 증가시기키 위하여 합산기의 출력 신호에 추가의 샘플을 삽입한다.
텔레비전 오디오 신호 인코더의 일실시예에 있어서, SAP 채널과 연관된 신호는 주파수 변조될 수도 있다. 또한, 업샘플링된 합산기의 출력 신호는 송신기에 결합될 수도 있다. 또한, 텔레비전 오디오 신호 인코더는 다른 업샘플러를 포함할 수도 있으며, 이 업샘플러는 합산기의 출력 신호와 연관된 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 제1 업샘플러의 출력 신호에 추가의 샘플을 삽입할 수도 있다.
본 발명의 또다른 양태에 따라, 컴퓨터 판독가능 매체 상에 상주하는 컴퓨터 프로그램 제품에는 명령어가 저장되어 있으며, 프로세서에 의해 실행될 때, 이 명령어는 프로세서로 하여금 SAP 신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 SAP 채널과 연관된 신호에 추가의 샘플을 삽입하도록 야기한다.
일실시예에 있어서, 컴퓨터 프로그램 제품에는 합신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 합신호에 추가의 샘플을 삽입하는 명령어가 더 저장되어 있을 수도 있다. 합신호는 텔레비전의 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 텔레비전의 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합을 나타낼 수도 있다. 차신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 차신호에 추가의 샘플을 삽입하는, 또다른 명령어가 포함될 수도 있다. 차신호는 텔레비전의 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 텔레비전의 우측 채널 디지털 오디오 신호로부터 서로를 감산한 신호들 중 하나를 나타낼 수도 있다. 합산기의 출력 신호에 추가의 샘플을 삽입하는 또다른 명령어가 포함될 수도 있으며, 여기서 합산기는 텔레비전의 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 텔레비전의 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합과 연관된 신호와, 좌측 디지털 오디오 신호와 우측 디지털 오디오 신호 사이의 차와 연관된 신호를 합산한다. 합산기의 출력 신호에 추가의 샘플을 삽입하는 또다른 명령어가 포함될 수도 있다. 이 합산기는 텔레비전의 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 텔레비전의 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합과 연관되어 있고 좌측 디지털 오디오 신호와 우측 디지털 오디오 신호 사이의 차와 연관된 신호와, SAP 채널과 연관된 신호를 합산한다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 컴퓨터 프로그램 제품에는 명령어가 더 저장되어 있으며, 프로세서에 의해 실행될 때, 이 명령어는 프로세서로 하여금 합신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 합신호에 추가의 샘플을 삽입하도록 야기한다. 합신호는 텔레비전의 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 텔레비전의 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합을 나타낸다.
일실시예에 있어서, 컴퓨터 프로그램 제품에는 SAP 신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 SAP 채널과 연관된 신호에 추가의 샘플을 삽입하는 명령어가 더 저장되어 있을 수도 있다. 또한, 컴퓨터 프로그램에는 차신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 차신호에 추가의 샘플을 삽입하는 명령어가 저장되어 있을 수도 있다. 차신호는 텔레비전의 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 텔레비전의 우측 채널 디지털 오디오 신호로부터 서로를 감산한 신호들 중 하나를 나타낸다.
본 발명의 또다른 양태에 따라, 텔레비전 오디오 신호를 인코딩하는 방법은 SAP 프로그램 신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 SAP 채널과 연관된 신호에 추가의 샘플을 삽입하는 단계를 포함한다.
일실시예에 있어서, 방법은 합신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 합신호에 추가의 샘플을 삽입하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 합신호는 좌측 채널 오디오 신호와 우측 채널 오디오 신호의 합을 나타낼 수도 있다. 또한, 방법은 차신호의 샘플 레이트을 증가시키기 위하여 차신호에 추가의 샘플을 삽입하는 단계를 포함할 수도 있다. 차신호는 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호로부터 서로를 감산한 신호들 중 하나를 나타낼 수도 있다. 또한, 방법은 합산기의 출력 신호에 추가의 샘플을 삽입하는 단계를 포함할 수도 있으며, 여기서 합산기는 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합과 연관된 신호와, 좌측 디지털 오디오 신호와 우측 디지털 오디오 신호 사이의 차와 연관된 신호를 합산한다. 또한, 방법은 합산기의 출력 신호에 추가의 샘플을 삽입하는 단계를 포함할 수도 있다. 여기서 합산기는 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합과 연관되어 있고 좌측 디지털 오디오 신호와 우측 디지털 오디오 신호 사이의 차와 연관된 신호와 연관된 신호와, SAP 채널과 연관된 신호를 합산한다.
본 발명의 또다른 양태에 따라, 텔레비전 오디오 신호를 인코딩하는 방법은 합신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위해 합신호에 추가의 샘플을 삽입하는 단계를 포함한다. 합신호는 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합을 나타낸다.
일실시예에 있어서, 방법은 SAP 신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 SAP 채널과 연관된 신호에 추가의 샘플을 삽입하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 또한, 방법은 차신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 차신호에 추가의 샘플을 삽입하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 차신호는 텔레비전의 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 텔레비전의 우측 채널 디지털 오디오 신호로부터 서로를 감산한 신호들 중 하나를 나타낸다.
본 발명의 추가적인 장점 및 양태들은 후술되는 상세한 설명으로부터 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 쉽게 명백해질 것이며, 여기서 본 발명의 실시예들은 간단히 본 발명을 실시하기 위하여 심사숙고된 최상의 모드의 일례로서 설명 및 도시되어 있다. 후술되는 바와 같이, 본 발명은 다른 상이한 실시예들이 가능하고, 그 몇몇의 세부사항은 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 여러 명백한 관점에서 변형예를 허용한다. 따라서, 도면 및 설명은 사실상 예시적인 것으로 간주되며 제한적인 것으로 간주되지 않는다.
도1은 BTSC 텔레비전 오디오 신호 표준을 따르도록 구성된 텔레비전 신호 송신 시스템을 도시한 블록도.
도2는 도1에 도시된 텔레비전에 의해 보내지는 BTSC 텔레비전 오디오 신호를 수신 및 디코딩하도록 구성된 텔레비전 수신기 시스템을 도시한 블록도.
도3은 송신 전의 인코딩 및 변조를 위하여 오디오 신호를 업샘플링하는, 도1에 도시된 텔레비전 신호 송신 시스템의 일부를 도시한 블록도.
도4는 송신 전에 신호를 디지털 변조하기 위하여 오디오 신호를 업샘플링하는, 도1에 도시된 텔레비전 신호 송신 시스템의 일부를 도시한 블록도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 송신 시스템 22: 송신기
24: BTSC 인코더 26: 오디오 변조기 스테이지
28: 안테나
도1을 참조하면, BTSC 호환가능 텔레비전 신호 송신기(10)가 도시되어 있으며, 이는 하나 이상의 수신 사이트로의 송신을 위하여 텔레비전 신호의 오디오 및 비디오 콘텐츠를 처리한다. 예시적인 본 설계에 있어서, 좌측 오디오 채널 및 우측 오디오 채널이 각각의 라인(예를 들어, 도전성 와이어(conductive wires), 케이블, 버스 등)(12 및 14) 상에 제공된다. 추가의 채널 정보 콘텐츠(예를 들어, 오디오 신호 또는 비디오 자막으로서의 대안적 언어 등)를 포함하는 SAP 신호가 라인(16)에 의해 제공된다. 제4 라인(18)은 방송 텔레비전 및 케이블 텔레비전 회사에 의해 통상 이용되는 전문 채널을 제공한다. 예시적인 본 설계에 있어서, 오디오 신호는 이 라인들을 통하여 디지털화된다. 마찬가지로, 전문 채널로부터의 신호 콘텐츠도 디지털 또는 대안적으로 아날로그 콘텐츠일 수 있다. 비디오 콘텐츠를 송신하기 위하여, 비디오 채널 신호가 송신기(22)로의 라인(20)에 의해 제공된다.
좌측 채널, 우측 채널 및 SAP 채널로부터의 디지털 신호가 BTSC 인코더(24)에 제공되며, BTSC 인코더(24)는 송신을 위한 오디오 신호를 준비한다. 전술된 바와 같이, 합신호 및 차신호가 BTSC 인코더(24)에 의해 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호로부터 생성된다. 그리고, SAP 채널로부터의 신호는 BTSC 인코더(24)에 의해 처리된다. 오디오 변조기 스테이지(26)는 처리된 합신호, 차신호 및 SAP 신호를 수신하고 송신을 위한 신호를 준비한다. 그리고, 오디오 변조기 스테이지(26)에 의해, 전문 채널로부터의 신호가 송신을 위해 준비된다. 예시적인 본 설계에 있어서, 오디오 변조기 스테이지(26)는 4개의 신호를 조합하고, 이를 라인(20)에 의해 제공되는 비디오 신호를 수신하는 송신기(22)에 제공한다. 비디오 신호와 함께, 4개의 오디오 신호는, 송신을 위해 조정되는 것이 바람직하고, 송신을 위해 필요하면, 예를 들어 안테나(안테나 시스템)(28)에 제공된다. 텔레비전 시스템 및 텔레커뮤니케이션 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 여러 신호 송신 기술은 송신기(22) 및 필요하다면 안테나(28)에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 송신기(22)는 케이블 텔레비전 시스템(안테나는 필요하지 않음), 방송 텔레비전 시스템 또는 다른 유사한 텔레비전 오디오 및 비디오 콘텐츠 발생 시스템 내에 통합될 수도 있다.
도2를 참조하면, 안테나(또는 안테나 시스템)(32)를 포함하는 텔레비전 수신기 시스템이 도시되어 있으며, 여기서 안테나(32)는 필요한 경우 시스템(10)(도1에 도시되어 있음)과 같은 텔레비전 송신 시스템으로부터 BTSC 호환가능 방송 신호를 수신하기 위한 것이다. 수신되는 신호는 텔레비전 송신 신호를 검출하고 분리할 수 있는 수신기(34)에 제공되는 것이 바람직하다. 그러나, 일부 구성에 있어서, 수신기(34)는 텔레비전 신호 방송 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 다른 텔레비전 신호 송신 기술로부터 BTSC 호환가능 신호를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 케이블 텔레비전 시스템 또는 위성 텔레비전 네트워크를 통하여, 텔레비전 신호가 수신기(34)에 제공될 수도 있다.
텔레비전 신호를 수신하면, 수신기(34)는 신호를 조정하고(예를 들어, 증폭, 필터링, 주파수 스케일링 등) 송신 신호로부터 비디오 신호와 오디오 신호를 분리한다. 비디오 콘텐츠는 비디오 처리 시스템(36)에 제공되는 것이 바람직하며, 이 시스템(36)은 텔레비전 수신기 시스템(30)과 연관된 스크린(예를 들어, 음극선관 등) 상에 나타내기 위한 비디오 신호에 포함되는 비디오 콘텐츠를 준비한다. 분리된 오디오 콘텐츠를 포함하는 신호는 복조기 스테이지(38)에 제공되며, 이 복조기 스테이지(38)는, 예를 들어, 텔레비전 송신 시스템(10)에 의해 오디오 신호에 적용되는 변조를 제거한다. 이러한 복조된 오디오 신호(예를 들어, SAP 채널 신호, 전문 채널 신호, 합신호, 차신호)는 각각의 신호를 적절히 디코딩하는 BTSC 디코더(40)에 제공되는 것이 바람직하다. SAP 채널 신호는 SAP 채널 디코더(42)에 제공되는 것이 바람직하고, 전문 채널 신호는 전문 채널 디코더(44)에 제공되는 것이 바람직하다. SAP 채널과 전문 채널을 분리하는 것과 함께, 복조된 합신호(즉, L+R 신호)는 디-엠퍼시스 유닛(de-emphasis unit)(46)에 제공되는 것이 바람직하며, 디-엠퍼시스 유닛(46)은 BTSC 인코더(24)(도1에 도시되어 있음)에 대하여 실질적으로 상보적인 방식으로 이 합신호를 처리한다. 합신호의 스펙트럼 콘텐츠를 디-엠퍼시 스하면, 신호는 매트릭스(48)에 제공되는 것이 바람직하며, 여기서 좌측 채널 오디오 신호와 우측 채널 오디오 신호를 분리하게 된다.
또한, 차신호(즉, L-R)도 복조 스테이지(38)에 의해 복조되고, BTSC 디코더(40)에 포함되는 BTSC 확장기(50)에 제공되는 것이 바람직하다. BTSC 확장기(50)는 BTSC 표준에 따라, 차신호를 조정하게 된다. 매트릭스(48)는 합신호와 함께, BTSC 확장기(50)로부터 차신호를 수신하고, 우측 오디오 채널과 좌측 오디오 채널을 독립적인 신호들(도면에서 "L"과 "R"로 식별됨)로 분리한다. 신호를 분리함으로써, 우측 채널 오디오 신호 및 좌측 채널 오디오 신호는 각각 조정되어 별도의 스피커에 제공될 수도 있다. 본 일례에 있어서, 좌측 오디오 채널과 우측 오디오 채널은 둘 다 증폭기 스테이지(52)에 제공되며, 증폭기 스테이지(52)는 좌측 채널 오디오 콘텐츠를 방송하기 위한 스피커(54) 및 우측 채널 오디오 콘텐츠를 방송하기 위한 다른 스피커(56)에 적정한 신호를 제공하기 전에, 각각의 채널에 대하여 동일한(또는 상이한) 이득을 적용한다.
전술된 바와 같이, 오디오 신호(예를 들어, 좌측 채널, 우측 채널, SAP 채널)는 송신을 위해 인코딩되기 전에 디지털화되는 것이 바람직하다. 이러한 디지털 구현에 있어서, 수신 후 및 송신 전에 디지털 오디오 신호를 인코딩 및 디코딩하기 위하여, FIR(finite impulse response) 필터 또는 IIR(infinite impulse response) 필터와 같은 디지털 필터가 널리 이용된다. 방송 장비 및 수신 장비 - 특히 BTSC 인코더 및 디코더를 포함하는 장비 - 둘 다에서의 여러 필터가 ETSC 표준 자료(OET-60)에 규정된 이상적인 송신 함수에 가깝게 따라가면, 수신기에 시스템에 의한 L 신호와 R 신호의 정확한 복구, 특히 우수한 스테레오 분리도를 갖는 복구가 발생할 수도 있다. 이러한 필터에서의 부정확성은 열악한 스테레오 분리도를 초래할 수도 있을 뿐만 아니라, 주파수 응답, 왜곡 및 동적 진폭 정확도를 포함하여 다른 중요한 오디오 파라미터의 열화를 야기할 수도 있다.
복구된 SAP 신호의 품질도 BTSC 표준에 의해 규정되고 특히 BTSC 인코더 및 디코더 내에 있는 여러 필터의 정확도에 의존한다. SAP 신호가 모노 신호이기 때문에, 스테레오 분리도는 물론 논쟁점이 아니다. 그러나, 다른 오디오 특성이 필터 부정확성의 결과로서, R 스테레오 신호 및 L 스테레오 신호에 대해서와 마찬가지로 열화될 수도 있다.
BTSC 표준은 아날로그 필터 송신 함수의 관점에서 많은(또는 모든) 크리티컬 필터를 규정한다. 이 기술 분야에서 잘 알려져 있는 바와 같이, 일반적으로 디지털 필터의 크기 또는 위상 응답 중 하나가 아날로그 필터의 크기 또는 위상 응답과 매칭되도록 설계하는 것이 가능하지만, 크기 응답과 위상 응답 둘 다를 동시에 매칭하는 것은 터무니 없이 복잡한(또한 비싼) 필터 토폴로지(filter topologies)를 요구하고, 결과적으로 회로의 크기, 비용 및 전력 소모를 증가시킬 수도 있다.
이러한 복잡한 필터의 요구를 회피하기 위하여, 디지털 오디오 신호가 전처리될(pre-processed) 수도 있으며, 그 결과 비교적 간단한 필터 구현예는 BTSC 표준 자료(OET-60)에 설명된 이상적인 송신 함수와 유사하게 수행하게 된다. 예를 들어, 하나 이상의 디지털 오디오 신호에 추가의 샘플을 삽입하고 이에 대응하여 샘플 레이트를 증가시킴으로써, 중요한 주파수 대역에 걸친 필터의 크기 및 위상은 이상적인 송신 함수에 대하여 보다 우수한 매칭을 제공할 수도 있다. 또한, 디지털 오디오 신호에 추가의 샘플을 삽입하고 그에 따라 이에 대응하여 샘플 레이트를 증가시킴으로써(이 기술 분야에서 업샘플링으로 알려져 있음), 결과적인 신호는 다른 종류의 구성요소에 대해서 보다 우수한 매칭을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 샘플링 레이트를 증가시킴으로써, 디지털 오디오 신호는 디지털-아날로그 변환기(DAC), 디지털 변조기, 또는 텔레비전 송신 또는 수신 시스템에 포함되는 다른 구성요소 또는 스테이지의 입력 특성들을 보다 잘 매칭할 수도 있다.
도3을 참조하면, 예시적인 BTSC 인코더(58) 및 오디오 변조기 스테이지(60)의 일부가, 적절한 샘플 레이트로 신호를 제공하도록 디지털 오디오 신호를 처리하여, BTSC 표준 자료(OET-60)에 설명된 이상적인 송신 함수를 취득할 수 있게 된다. 좌측, 우측 및 SAP 채널로부터의 디지털화된 오디오 신호는 각각의 라인(62, 64 및 66)을 통하여 BTSC 인코더(58)에 제공되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 좌측 및 우측 오디오 채널로부터의 신호는 매트릭스(68)에 제공되는 것이 바람직하며, 매트릭스(68)는 디지털 오디오 신호로부터 합신호(예를 들어, L+R) 및 차신호(예를 들어, L-R)를 연산한다. 통상, 매트릭스(68)의 동작은 디지털 신호 처리기(DSP) 또는 텔레비전 오디오 및 비디오 신호 처리 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 알려진 유사한 하드웨어 기술을 이용함으로써 수행된다. 대안적으로, 매트릭스(68)의 동작은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 소프트웨어 기술에 의해 부분적으로 또는 완전히 구현될 수도 있다. 합신호 및 차신호(즉, L+R 및 L-R)는, 일단 생성되면 송신을 위해 인코딩된다.
BTSC 인코더(58) 및 오디오 변조기 스테이지(60) 내의 필터링이 디지털 필터에 의해 제공됨에 따라, 아날로그 필터 구현을 나타내는 송신 함수는 s평면(라플라스 도메인)으로부터 z평면(이산 도메인)으로 변환된다. 양선형 변환(bilinear transformation)으로 알려진 이러한 변환은 미국특허 제6,037,993호에 개시되어 있으며, 여기에 참조로서 포함되어 있다. 아날로그 구현의 수행을 실질적으로 매칭하기 위하여, 디지털 구현의 크기 및 위상 응답은 OET-60 표준 자료에 의해 제공되는 이상적인 응답을 대략적으로 매칭하는 것이 바람직하다. 이러한 매칭을 제공하기 위하여, 디지털 오디오 신호는 각각의 디지털 오디오 신호의 샘플 레이트를 증가시키도록 업샘플링된다. 전술된 바와 같이, 업샘플링은 디지털 신호에 추가의 샘플을 삽입함으로써 수행된다. 디지털 신호 처리 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 여러 종류의 업샘플링 기술이 이용될 수도 있다. 또한, 보간 기술도 이용될 수 있다. 예를 들어, 다항식 또는 다른 유사한 측정 기술 등을 이용하여 현재의 각각의 샘플 쌍들 사이에 데이터 포인트(들)를 삽입함으로써, 하나 이상의 추가의 샘플이 결정될 수도 있다. 추가의 샘플(들)은, 일단 결정되면 디지털 오디오 신호의 적절한 샘플 쌍 사이에 삽입될 수도 있다.
예시적인 본 설계에 있어서, 합, 차 및 SAP 디지털 오디오 신호는 각각의 디지털 신호에 추가의 샘플을 삽입하도록 각각의 업샘플러(70, 72 및 74)에 의해 업샘플링된다. 하나의 시나리오에 있어서, 각각의 디지털 오디오 신호는 초기에 48KHz의 레이트로 샘플링될 수도 있다. 필터 크기 및 위상 매칭을 개선하기 위하여, 업샘플러(70 - 74)는 샘플 레이트를 4배 하여 193KHz로 증가시킬 수도 있다. 이러한 증가는 이상적인 연속 특성에 대한 개선된 디지털 필터 매칭을 제공하며, 이는 EIA(Electronic Industries Association)(EIA Television Systems Bulletin No.5, 1985년 7월)로부터의 "Multichannel Television Sound" BTSC System Recommended Practices에 개시되어 있고, 여기에 참조로서 포함되어 있다.
업샘플링된 합신호(즉, L+R)는 프리-엠퍼시스 유닛(pre-emphasis unit)(76)에 제공되는 것이 바람직하며, 프리-엠퍼시스 유닛(76)은 다른 주파수 성분에 대하여 합신호의 선택 주파수 성분의 크기를 변경한다. 변경은 선택 주파수 성분이 억압되는 네거티브 변경일 수도 있고, 또는 선택 주파수 성분의 크기가 강화되는 포지티브 변경일 수도 있다.
업샘플링된 차신호(즉, L-R)는 BTSC 압축기(78)에 제공되는 것이 바람직하며, BTSC 압축기(78)가 송신 전에 신호를 적응 방식으로 필터링하여, 그 결과 디코딩 시에 신호 진폭 및 주파수 컨텐츠는 송신 동안 가해지는 노이즈를 억압하게 된다. 본질적으로 BTSC 압축기(78)는 차신호의 다이나믹 레인지(dynamic range)를 동적으로 압축 또는 감소시킴으로써 인코딩된 차신호를 발생시키며, 그 결과 인코딩된 신호는 한정된 다이나믹 레인지 송신 경로를 통하여 송신될 수 있게 되고, 또한 상보적인 방식으로 압축된 차신호를 확장함으로써, 인코딩된 신호를 수신하는 디코더는 원래의 차신호에서의 다이나믹 레인지 전체를 실질적으로 복구할 수 있게 된다. 일부 구성에 있어서, BTSC 압축기(78)는 여기에 참조로서 포함된 미국특허 제4,539,526호에 개시된 적응방식 신호 가중 시스템의 특정한 형태이며, 이는, 비교적 작고 주파수 의존성의 다이나믹 레인지를 갖는 송신 경로 또는 매체를 통하여, 비교적 큰 다이나믹 레인지를 갖는 신호를 송신하는데 유리한 것으로 알려져 있다. 엄샘플링된 차신호와 마찬가지로, 업샘플링된 SAP 신호도 BTSC 압축기(80)에 제공되는 것이 바람직하다. BTSC 표준은 프리-엠퍼시스 유닛(76) 및 BTSC 압축기(78 및 80)의 원하는 동작을 엄격하게 규정한다. 구체적으로, BTSC 표준은 예를 들어 BTSC 압축기(78)에 포함되는 각각의 구성요소에 대한 가이드라인 및/또는 송신 함수를 제공하고, 송신 함수는 이상화된 아날로그 필터의 수학적 표현으로 설명된다. BTSC 압축기(78 및 80)(및 연관된 구성요소들)의 이러한 특성은 이들의 입력 신호를 업샘플링을 규정하기 위하여 이용될 수도 있다. 프리-엠퍼시스(76) 및 BTSC 압축기(78 및 80)에 의해 처리한 후, 업샘플링된 신호는 송신 전에 조합하기 위하여 오디오 변조기 스테이지(60)에 제공되는 것이 바람직하다.
오디오 변조기 스테이지(60)는 업샘플링 처리된 합신호, 차신호 및 SAP 신호를 수신한다. 그리고, 일부 구성에 있어서(여기에는 도시되어 있지 않음), 전문 채널로부터의 신호도 오디오 변조기 스테이지(60)에 제공되는 것이 바람직하다. 본 일례에 있어서, 업샘플링된 합신호는 오디오 변조기 스테이지(60)에 의해 수신되고 업샘플링된 차신호와 합산된다. 합산하기 전에, 차신호는 차신호를 진폭 변조하는 진폭 변조기(AM)(82)에 제공되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 차신호는 송신 시스템(10)에 의해 이용되는 수평 동기 주파수(FH)를 2배한 주파수(예를 들어, 2*15.734KHz)를 갖는 반송파 파형에 대하여 변조될 수도 있다. 진폭 변조된 차신호는, BTSC 인코더(58)로부터의 합신호와 이 신호를 합산하는 합산기(84)에 제공되는 것이 바람직하다. 또한, 합산기(84)는, 이 2개의 신호를, 시스템에 의해 이용되는 수평 동기 주파수(FH)와 동일한 주파수를 갖는 신호와 합산한다. 합산기(84)의 출력 신호를 식별하기 위하여 출력 신호는 복합 신호로 언급된다.
또한, 오디오 변조기 스테이지(60)는 BTSC 압축기(80)로부터의 업샘플링된 SAP 신호도 수신한다. 다음으로, 오디오 변조기 스테이지(60)는 주파수 변조를 위한 신호를 준비하기 위하여 보다 높은 샘플 레이트로 신호를 업샘플링한다(추가의 샘플을 삽입함). 일부 구성에 있어서, 업샘플러(86)는 384KHz의 샘플 레이트를 제공하기 위하여 2배의 신호를 업샘플링할 수도 있다. 이러한 업샘플링된 SAP 신호는 업샘플링 SAP 신호에 의해 반송파 신호를 주파수 변조하는 주파수 변조기(FM)(90)에 대하여 적절한 샘플링 레이트를 갖는다. 예를 들어, 5FH(5*15.734KHz)의 중심 주파수를 갖는 반송파 신호는 업샘플링된 SAP 신호에 의해 주파수 변조될 수도 있다. 일부 구성에 있어서, 주파수 변조는 10KHz의 최대 편이로 한정될 수도 있다. 주파수 변조기(90)의 출력 신호는, 일단 주파수 변조되면 합산기(84)에 의해 생성되는 복합 신호 버전과 조합된다.
합산기(84)로부터 출력되는 복합 신호(즉, 조합된, 업샘플링된 합신호와 차신호)를 조합하기 전에, 복합 신호는 업샘플러(92)에 의해 업샘플링된다. 본 일례에 있어서, 업샘플러(92)는 복합 신호의 샘플 레이트를 2배 증가시킨다. 계속해서 본 일례에 있어서, 복합 신호의 샘플 레이트는 192KHz로부터 384KHz의 샘플 레이트로 증가한다. 복합 신호의 샘플 레이트를 증가시킴으로써, 신호는 주파수 변조 기(90)로부터 출력되는 주파수 변조된 SAP 신호와 직접 합산될 수도 있다. 예시적인 본 설계에 있어서, 합산기(94)는 업샘플러(92)로부터의 업샘플링된 복합 신호와 주파수 변조기(90)로부터 출력되는 주파수 변조된 SAP 신호를 합산한다.
본 구성에는 없지만, 오디오 변조기 스테이지(60)의 다른 부분도 전문 채널로부터 제공되는 신호를 적절히 변조할 수 있다. 일부 구성에 있어서, 이러한 전문 채널 신호는 송신 전에 다른 신호(예를 들어, 합신호(L+R), 차신호(L-R) 및 SAP 신호)와 조합된다. 대안적으로, 전문 채널로부터의 신호는, 신호 송수신 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 하나 이상의 방법을 이용하여, 다른 신호와 분리되어 송신될 수도 있다.
합산기(94)로부터 출력된 신호(즉, 합신호(L+R), 차신호(L-R) 및 SAP 신호의 복합 신호)를 송신기(22)로 보내기 전에, 신호는 추가로 업샘플링되어 송신기의 하나 이상의 구성요소에 적절한 복합 신호를 제공하게 될 수도 있다. 예를 들어, 송신기(22)는 비교적 작은 비트 레졸루션(bit resolution)을 갖고 비교적 높은 샘플 레이트로 동작하는 DAC를 포함할 수도 있다. 이 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이, 특정한 신호-노이즈비는, DAC가 증가된 샘플링 레이트로 동작한다면, 보다 작은 비트 레졸루션에 의해 달성 및 유지될 수도 있다. 신호-노이즈비를 개선하기 위하여, 신호의 주파수 대역은 실질적으로 샘플 레이트의 이러한 증가에 대하여 독립적으로 여전히 동일하여야 할 필요가 있다. 본 일례에 있어서, 송신기(22)에 포함되는 DAC에 증가된 샘플 레이트를 제공하기 위하여, 업샘플러(96)는 합산기(94)의 출력 신호를 업샘플링함으로써 샘플 레이트를 증가시킨다. 업샘플러(96)는 DAC에 의해 요구되는 샘플 레이트를 매칭하기 위하여 예를 들어 샘플 레이트를 3MHz까지 증가시킬 수도 있다. 합산기(94)의 출력 신호를 업샘플링하는 것과 함께, 신호-노이즈비를 개선하기 위하여, 노이즈 셰이핑 기술(noise shaping techniques)(예를 들어, 시그마-델타 등)이 업샘플링과 조합되어(또는 서로 분리되어) 구현될 수도 있다.
합산기(94)의 출력 신호에 추가의 샘플을 삽임함으로써, 업샘플러(96)는 송신기(22)에서의 낮은 레졸루션의 DAC에 복합 디지털 신호(디지털 오디오 신호를 포함함)를 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 10 - 12 비트 레졸루션를 갖고 비교적 높은 샘플 레이트(예를 들어, 192KHz 이상)로 동작하는 저렴한 DAC가 송신기에 의해 이용될 수도 있다. 또한, 낮은 레졸루션, 높은 샘플 레이트의 상당수의 DAC(비디오 애플리케이션용)는 ASIC(applcation specific integrated circuit) 시장에서 이용가능하다. 그리고, 높은 샘플 레이트의 DAC를 이용함으로써, 추가의 스펙트럼 콘텐츠(다중 주파수 옥타브)가 유지됨에 따라 변환후 필터링은 개선된다. 송신기(22)에 포함되는 하나 이상의 DAC에 대하여 디지털 오디오 신호를 준비하기 위하여 합산기(94)의 출력을 업샘플링하는 것과 함께, 송신기의 일부 및 다른 종류의 구성요소를 위하여 추가의 처리가 수행될 수도 있다.
도4를 참조하면, 예시적인 오디오 변조기 스테이지(98)의 일부가 도시되어 있고, 오디오 변조기 스테이지(60)에서와 동일한 BTSC 인코더(58)로부터의 신호가 제공되는 것이 바람직하다. 스테이지(60)와 마찬가지로, 오디오 변조기 스테이지(98)는 업샘플러 및 합산기를 포함하는 것이 바람직하며, 합신호(L+R), 차신 호(L-R), SAP 신호 및 합산기에 의해 생성되는 대응하는 복합 신호의 샘플 레이트를 증가시키게 된다. 샘플 레이트를 증가시킴으로써, 적절한 크기 및 위상 콘텐츠를 포함하는 디지털 신호가 디지털 필터링 및 디지털-아날로그 변환과 같은 다른 처리 기능을 위해 제공되는 것이 바람직하다. 또한, 업샘플러는 송신을 위한 복합 신호를 처리하는 디지털 변조기를 위하여 복합 디지털 오디오 신호(예를 들어, 합, 차 및 SAP 채널 신호를 포함함)를 준비할 수도 있다. 예를 들어, 중심 주파수 4.5MHz를 갖는 주파수 변조된 음향 신호(즉, 음향 정보를 포함하는 텔레비전 채널 신호의 일부)가 제공된다면, 송신기(22)는 효율적으로 동작하는 디지털 변조기를 포함할 수도 있다.
디지털 변조기에 적절한 복합 신호를 제공하기 위하여, 오디오 변조기 스테이지(98)는 유사한 방식으로 BTSC 인코더(58)로부터의 신호를 처리하는 것이 바람직하다. 적절한 신호가 업샘플링 및 변조된다(오디오 변조기 스테이지(60)에서와 유사함). 그리고 나서, 이 적절한 신호는 합산기(100)(도3에 도시된 합산기(94)와 유사함)에 의해 복합 신호로 조합된다. 합산기(100)로부터의 복합 출력 신호는 업샘플러(102)에 제공되는 것이 바람직하며, 업샘플러(102)는 디지털 신호에 추가의 샘플을 삽입함으로써 신호의 샘플 레이트를 증가시킨다. 전술된 바와 같이, 이 삽입된 샘플은 현재의 신호 샘플을 보간함으로써, 또는 다른 샘플값(예를 들어, 제로값 샘플)을 삽임함으로써, 또는 이 기술 분야에서 알려진 다른 유사한 방법에 의해 결정될 수도 있다. 예시적인 본 설계에 있어서, 업샘플러(102)는 샘플 레이트를 3MHz까지 증가시킨다(도3에 도시된 업샘플러(96)에서와 유사함). 디지털 변조기를 위한 복합 디지털 오디오 신호를 준비하기 위하여, 업샘플러(102)의 업샘플링된 출력은 신호 샘츨 레이트를 더 증가시키도록 다른 업샘플러(104)에 제공되는 것이 바람직하다. 특정한 본 일례에 있어서, 업샘플러(104)는 샘플 레이트를 증가시키며(예를 들어, 10MHz까지), 이는 송신기에 포함되는 디지털 변조기의 특성(예를 들어, 레졸루션, 대역폭 등)에 의해 지시된다. 샘플링 레이트를 적절한 주파수까지 증가시킨 후, 복합 신호는 복합 신호에 의해 4.5MHz의 음향 반송파를 주파수 변조하는 주파수 변조기(106)에 제공되는 것이 바람직하다.
신호 처리 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 바와 같이, 전술된 BTSC 인코더 및 오디오 변조기 스테이지에서, 여러 보간 스킴이 구현될 수도 있다. 예를 들어, 오디오 신호는 초기에 192KHz로 샘플링될 수 있으며, 그에 따라 업샘플러(70, 72 및 74)(도3에 도시되어 있음)가 필요 없어지게 된다. 대안적으로, 초기 샘플 레이트 384KHz는 다른 일부 업샘플러를 더 필요없게 한다. 또한, 샘플 레이트 조정은 많은 요인에 기초할 수도 있다. 이러한 요인으로는, 구현 매체의 처리 대역폭, 이용가능한 입력 샘플 레이트, 전력 소비, 성능 요건, 비용 및 DAC 이용가능성 등이 있다. 그리고, 전술된 업샘플러 및 합산기는 BTSC 인코더 및 오디오 변조기 스테이지에 분배되지만, 이러한 동작을 수행하는 상기 장치 또는 다른 유사한 장치가 상이한 방식으로 분배되거나 인코더 또는 오디오 변조기 스테이지 중 하나에 전체적으로 위치할 수도 있다.
본 일례에 있어서, BTSC 인코더 및 오디오 변조기 스테이지는 하드웨어 구성요소에 의해 구현되지만, 일부 구성에 있어서, BTSC 인코더 및/또는 오디오 변조기 스테이지의 하나 이상의 동작 부분이 소프트웨어 또는 이 둘의 조합으로 구현될 수도 있다. BTSC 인코더 및 오디오 변조기 스테이지의 일부 동작을 수행하는 하나의 예시적인 코드 리스트가 appendix A에 제시되어 있다. 예시적인 코드는 베리로그(Verilog)로 제공되는 것이 바람직하며, 이는 일반적으로 전자공학 설계자들이 제조 전에 칩 및 시스템을 기술 및 설계하기 위하여 이용하는 하드웨어 기술 언어이다. 이 코드는 저장 장치(예를 들어, RAM, ROM, 하드드라이브, CD-ROM 등) 상에 저장되고 저장 장치로부터 검색되며 하나 이상의 범용 처리기 및/또는 전용 DSP와 같은 특수한 처리기 상에서 실행될 수도 있다.
상기 예들이 BTSC 표준과 호환가능한 인코더 및 디코더를 이용하여 설명되었지만, 업샘플링 디지털 오디오 신호는 다른 텔레비전 오디오 표준을 따르는 인코더 및 디코더에서 구현될 수도 있다. 예를 들어, A2/Zweiton과 연관된 표준(현재 아시아 및 유럽 일부에서 이용됨)에 대하여 설계된 인코더 및/또는 디코더는 디지털 오디오 신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 업샘플링을 포함할 수도 있다. 이와 마찬가지로, EIA-J와 연관된 표준을 구현하는 인코더 및 디코더도 전술된 업샘플링 방법을 구현할 수 있다.
많은 구현예들이 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 여러 변형예가 만들어질 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 다른 구현예들도 후술되는 청구범위의 범위 내에 있다.
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Claims (37)

  1. 합신호(sum signal)의 샘플 레이트(sample rate)를 증가시키기 위하여 상기 합신호에 추가의 샘플을 삽입하도록 구성된 제1 업샘플러(up-sampler) - 여기서, 상기 합신호는 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합을 나타냄 -
    를 포함하는 텔레비전 오디오 신호 인코더.
  2. 제1항에 있어서,
    차신호(difference signal)의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 상기 차신호에 추가의 샘플을 삽입하도록 구성된 제2 업샘플러 - 여기서, 상기 차신호는 상기 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호 중 하나로부터의 다른 하나의 감산을 나타냄 -
    를 더 포함하는 텔레비전 오디오 신호 인코더.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 합신호를 생성하기 위하여 상기 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호를 합산하고, 상기 차신호를 생성하기 위하여 상기 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호 중 하나로부터 다른 하나를 감산하도록 구성된 매트릭스
    를 더 포함하는 텔레비전 오디오 신호 인코더.
  4. 제1항에 있어서,
    업샘플링된 상기 합신호를 수신하도록 구성된 디지털 필터
    를 더 포함하고,
    여기서, 상기 증가된 샘플 레이트는 상기 디지털 필터의 특성에 기초하여 선택되는
    텔레비전 오디오 신호 인코더.
  5. 제2항에 있어서,
    업샘플링된 상기 차신호를 수신하도록 구성된 압축기
    를 더 포함하고,
    여기서, 상기 증가된 샘플 레이트는 상기 압축기의 특성에 기초하여 선택되는
    텔레비전 오디오 신호 인코더.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 텔레비전 오디오 신호는 BTSC(Broadcast Television System Committee) 표준을 따르는
    텔레비전 오디오 신호 인코더.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 텔레비전 오디오 신호는 A2/Zweiton 표준을 따르는
    텔레비전 오디오 신호 인코더.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 텔레비전 오디오 신호는 EIA-J(Electronics Industry Association of Japan) 표준을 따르는
    텔레비전 오디오 신호 인코더.
  9. 차신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 상기 차신호에 추가의 샘플을 삽입하도록 구성된 제1 업샘플러 - 여기서, 상기 차신호는 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호 중 하나로부터의 다른 하나의 감산을 나타냄 -
    를 포함하는 텔레비전 오디오 신호 인코더.
  10. 제9항에 있어서,
    합신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 상기 합신호에 추가의 샘플을 삽입하도록 구성된 제2 업샘플러 - 여기서, 상기 합신호는 상기 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합을 나타냄 -
    를 더 포함하는 텔레비전 오디오 신호 인코더.
  11. 제9항에 있어서,
    업샘플링된 상기 차신호를 수신하도록 구성된 압축기
    를 더 포함하고,
    여기서, 상기 증가된 샘플 레이트는 상기 압축기의 특성에 기초하여 선택되는
    텔레비전 오디오 신호 인코더.
  12. SAP(secondary audio program) 신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 SAP 신호에 추가의 샘플을 삽입하도록 구성된 제1 업샘플러
    를 포함하는 텔레비전 오디오 신호 인코더.
  13. 제12항에 있어서,
    압축된 SAP 신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여, 압축된 버전의 SAP 신호에 추가의 샘플을 삽입하도록 구성된 제2 업샘플러
    를 더 포함하는 텔레비전 오디오 신호 인코더.
  14. 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합과 연관된 신호와, 상기 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호 사이의 차와 연관된 신호를 합산하도록 구성된 합산기; 및
    출력 신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 상기 합산기의 출력 신호에 추가의 샘플을 삽입하도록 구성된 제1 업샘플러
    를 포함하는 텔레비전 오디오 신호 인코더.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호 사이의 차와 연관된 신호는 진폭 변조되는
    텔레비전 오디오 신호 인코더.
  16. 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합과 연관되어 있고 상기 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호 사이의 차와 연관된 신호와, SAP 채널과 연관된 신호를 합산하도록 구성된 합산기; 및
    출력 신호와 연관된 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 상기 합산기의 출력 신호에 추가의 샘플을 삽입하도록 구성된 제1 업샘플러
    를 포함하는 텔레비전 오디오 신호 인코더.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 SAP 채널과 연관된 신호는 주파수 변조되는
    텔레비전 오디오 신호 인코더.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 업샘플러의 출력과 연관된 신호를 변조하도록 구성된 주파수 변조기
    를 더 포함하는 텔레비전 오디오 신호 인코더.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 합산기의 업샘플링된 출력 신호는 송신기에 제공되는
    텔레비전 오디오 신호 인코더.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 합산기의 출력 신호와 연관된 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 상기 제1 업샘플러의 출력 신호에 추가의 샘플을 삽입하도록 구성된 제2 업샙플러
    를 더 포함하는 텔레비전 오디오 신호 인코더.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제2 업샘플러의 출력 신호를 변조하도록 구성된 주파수 변조기
    를 더 포함하는 텔레비전 오디오 신호 인코더.
  22. 복수의 명령어가 저장되어 있는 컴퓨터 판독가능 매체 상에 상주하는 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서,
    상기 명령어는, 프로세서에 의해 실행될 때,
    상기 프로세서로 하여금 SAP 신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 SAP 채널과 연관된 신호에 추가의 샘플을 삽입하도록 야기하는
    컴퓨터 프로그램 제품.
  23. 제22항에 있어서,
    합신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 상기 합신호에 추가의 샘플을 삽입하는 명령어 - 여기서, 상기 합신호는 텔레비전의 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 텔레비전의 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합을 나타냄 -
    를 더 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  24. 제22항에 있어서,
    차신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 상기 차신호에 추가의 샘플을 삽 입하는 명령어 - 여기서, 상기 차신호는 텔레비전의 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 텔레비전의 우측 채널 디지털 오디오 신호 중 하나로부터의 다른 하나의 감산을 나타냄 -
    를 더 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  25. 제22항에 있어서,
    텔레비전의 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 텔레비전의 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합과 연관된 신호와, 상기 텔레비전의 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 텔레비전의 우측 채널 디지털 오디오 신호 사이의 차와 연관된 신호를 합산하도록 구성된 합산기의 출력 신호에, 추가의 샘플을 삽입하는 명령어
    를 더 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  26. 제22항에 있어서,
    합산기의 출력 신호에 추가의 샘플을 삽입하는 명령어
    를 더 포함하고,
    여기서 상기 합산기는,
    텔레비전의 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 텔레비전의 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합과 연관되어 있고 상기 텔레비전의 좌측 채널 디지털 오디오 신호 와 텔레비전의 우측 채널 디지털 오디오 신호 사이의 차와 연관된 신호와, 상기 SAP 채널과 연관된 신호를 합산하도록 구성된
    컴퓨터 프로그램 제품.
  27. 복수의 명령어가 저장되어 있는 컴퓨터 판독가능 매체 상에 상주하는 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서,
    상기 명령어는, 프로세서에 의해 실행될 때,
    상기 프로세서로 하여금 합신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 상기 합신호에 추가의 샘플을 삽입하도록 야기하는 - 여기서, 상기 합신호는 텔레비전의 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 텔레비전의 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합을 나타냄 -
    컴퓨터 프로그램 제품.
  28. 제27항에 있어서,
    SAP 신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 SAP 채널과 연관된 신호에 추가의 샘플을 삽입하는 명령어
    를 더 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  29. 제27항에 있어서,
    차신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 상기 차신호에 추가의 샘플을 삽입하는 명령어 - 여기서, 상기 차신호는 텔레비전의 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 텔레비전의 우측 채널 디지털 오디오 신호 중 하나로부터의 다른 하나의 감산을 나타냄 -
    를 더 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품
  30. 텔레비전 오디오 신호를 인코딩하는 방법에 있어서,
    SAP 신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 SAP 채널과 연관된 신호에 추가의 샘플을 삽입하는 단계
    를 포함하는 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    합신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 상기 합신호에 추가의 샘플을 삽입하는 단계 - 여기서, 상기 합신호는 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합을 나타냄 -
    를 더 포함하는 방법.
  32. 제30항에 있어서,
    차신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 상기 차신호에 추가의 샘플을 삽입하는 단계 - 여기서, 상기 차신호는 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호 중 하나로부터의 다른 하나의 감산을 나타냄 -
    를 더 포함하는 방법.
  33. 제30항에 있어서,
    좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합과 연관된 신호와, 상기 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호 사이의 차와 연관된 신호를 합산하도록 구성된 합산기의 출력 신호에, 추가의 샘플을 삽입하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  34. 제30항에 있어서,
    합산기의 출력 신호에 추가의 샘플을 삽입하는 단계
    를 더 포함하고,
    여기서 상기 합산기는,
    좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합과 연관되어 있고 상기 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호 사이의 차와 연관된 신호와, 상기 SAP 채널과 연관된 신호를 합산하도록 구성된
    방법.
  35. 텔레비전 오디오 신호를 인코딩하는 방법에 있어서,
    합신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 상기 합신호에 추가의 샘플을 삽입하는 단계 - 여기서, 상기 합신호는 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호의 합을 나타냄 -
    를 포함하는 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    SAP 신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 SAP 채널과 연관된 신호에 추가의 샘플을 삽입하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  37. 제35항에 있어서,
    차신호의 샘플 레이트를 증가시키기 위하여 상기 차신호에 추가의 샘플을 삽입하는 단계 - 여기서, 상기 차신호는 좌측 채널 디지털 오디오 신호와 우측 채널 디지털 오디오 신호 중 하나로부터의 다른 하나의 감산을 나타냄 -
    를 더 포함하는 방법.
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