KR20090007395A - 손실 엔코드된 데이터 스트림과 무손실 확장 데이터 스트림을 이용한 소스 신호의 무손실 엔코딩을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

손실 엔코드된 데이터 스트림과 무손실 확장 데이터 스트림을 이용한 소스 신호의 무손실 엔코딩을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

손실 기반 무손실 코딩시, PCM 오디오 신호는 손실 엔코더(41)를 통해 손실 디코더(42)로 통과한다. 손실 엔코더는 손실 비트 스트림을 제공한다. PCM 신호와 손실 디코더 출력 간의 차이 신호 SDiff는 무손실 엔코드되어(52), 확장 비트 스트림을 제공한다. 본 발명은 증진된 비상관을 이용하여 원래의 파형을 수학적으로 정확하게 재생하는 것을 가능하게 하고 중간 품질의 오디오 신호를 디코더측에서 재구성하기 위해 부가의 데이터를 제공하는 확장에 의한 손실 인지 오디오 엔코딩/디코딩을 증진하는 것을 용이하게 한다. 무손실 확장은 광범위하게 이용되는 mp3 엔코딩/디코딩을 무손실 엔코딩/디코딩 및 우수한 품질의 mp3 엔코딩/디코딩으로 확장하는 데에 이용될 수 있다.
손실 비트 스트림, 무손실 확장, 무손실 엔코딩/디코딩, 엔트로피 코딩, 확장 데이터 스트림

Description

손실 엔코드된 데이터 스트림과 무손실 확장 데이터 스트림을 이용한 소스 신호의 무손실 엔코딩을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR LOSSLESS ENCODING OF A SOURCE SIGNAL USING A LOSSY ENCODED DATA STREAM AND A LOSSLESS EXTENSION DATA STREAM}
본 발명은 소스 신호의 무손실 엔코드된 데이터 스트림을 함께 형성하는 손실 엔코드된 데이터 스트림과 무손실 확장 데이터 스트림을 이용한 소스 신호의 무손실 엔코딩을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 손실 인지 오디오 코딩 데이터는 원래의 오디오 신호 파형을 수학적으로 정확하게 (무손실) 재생하는 것을 가능하게 하는 확장 데이터로 증진된다.
무손실 오디오 코딩의 기본 원리를 도 1에 도시한다. 디지털 PCM 오디오 신호 샘플은 서로 독립적이지가 않다. 신호 비상관(11)은 엔토로피 코딩(12) 전에 이 의존성을 줄이기 위해 사용된다. 이 프로세스는 원래의 신호를 복구할 수 있도록 가역적일 필요가 있다. 공지의 비상관 기술은 선형 예측 필터링 (또는 선형 예측 코딩 LPC으로 알려짐), 정수 필터 뱅크 및 손실 기반 접근법을 이용하고 있다.
손실 기반의 무손실 코딩의 기본 원리를 도 2 및 도 3에 도시한다. 도 2의 엔코딩 부분 (좌측)에서, PCM 오디오 입력 신호 SPCM은 손실 엔코더(21)를 통해 손실 디코더(22)로 전달되고 디코딩 부분 (우측)에서 손실 디코더(25)에 손실 비트 스트림으로 전달된다. 손실 엔코딩 및 디코딩은 신호를 비상관하는 데에 이용된다. 디코더(22)의 출력 신호는 감산기(23)에서 입력 신호 SPCM으로부터 제거되어, 최종 차이 신호가 확장 비트 스트림으로서 무손실 엔코더(24)를 통해 무손실 디코더(27)에 전달된다. 디코더(25 및 27)의 출력 신호는 원 신호 SPCM를 다시 얻기 위해서 조합된다(26).
이 기본 원리는 EP-B-0756386 및 US-B-6498811에서 오디오 코딩을 위해 기재되고 또한 1996년 9월, J.Audio Eng. Soc., Vol.44, No.9, P.Craven, M.Gerzon의 "오디오 디스크를 위한 무손실 코딩", 및 1997년 8월, AES 103번째 컨밴션, 프리프린트 4621, J.Koller, Th.Sporer, K.H.Brandenburg의 "고품질 오디오 신호의 강성 코딩"에 기재되어 있다.
도 3의 손실 엔코더에서, PCM 오디오 입력 신호 SPCM은 부대역 샘플의 분석 필터 뱅크(31) 및 양자화(32)를 통해 코딩 및 비트 스트림 패킹(33)으로 전달된다. 양자화는 신호 SPCM 및 대응하는 정보를 분석 필터 뱅크(31)로부터 수신하는 인지 모델 연산기(34)에 의해 제어된다. 디코더측에서, 엔코드된 손실 비트 스트림은 비트 스트림을 디패킹하기 위한 수단(35) 및 이에 이어 부대역 샘플을 디코딩하기 위한 수단(36) 및 디코드된 손실 PCM 신호 SDec를 출력하는 합성 필터 뱅크(37)에 들어간다. 손실 엔코딩과 디코딩의 예를 표준 ISO/IEC 11172-3 (MPEG-1 Audio)에 상세히 기재한다.
손실 엔코더가 주파수 도메인의 마스킹 임계치에 비례하는 에러 신호 SDiff를 형성하기 때문에, 신호는 매우 잘 비상관되지가 않고 따라서 엔트로피 코딩에 대해 준최적이 된다. 결과적으로, 다음의 기재는 에러 신호 SDiff의 특수한 처리에 집중된다. 공통의 방법은 에러 신호 SDiff에 다양한 LPC 비상관 체계를 적용하는 것이다:WO-A-9953677, US-A-20040044520, WO-A-2005098823. EP-A-0905918에서 에러 신호 SDiff의 크기는 손실 엔코더의 양자화를 제어하고 이에 따라 에러 신호 SDiff의 양호한 비상관을 형성하기 위해 손실 엔코더 부분의 양자화 단계로의 피드백 루프가 이용된다.
손실 코딩에 대해 무손실 코딩 확장을 제공할 때 이를 측정 가능한 방식으로 원할하게 하는 것이 요망된다.
본 발명에 의해 해결하려는 문제는 측정 가능한 방법으로 손실 코딩/디코딩을 위한 개선된 무손실 코딩/디코딩 확장을 제공하는 것으로, 손실 코딩/디코딩은 예를 들어 mp3 (MPEG-1 오디오 레이어 3)에 기초한다. 이 문제는 청구범위 1항에 기재된 엔코딩 방법과 청구범위 3항 및 5항의 디코딩 방법에 의해 해결된다. 이들 방법을 이용하는 장치는 청구범위 제2, 4 및 6항에 각각 기재되어 있다.
본 발명은 원래의 파형을 수학적으로 정확하게 재생 (즉, 무손실 엔코딩/디코딩)하는 것을 가능하게 하는 확장에 의한 손실 인지 오디오 엔코딩/디코딩의 개선을 용이하게 한다. 손실 기반의 무손실 코딩은 손실 엔코더-디코더 내에 구축된 스펙트럼 비상관 및 부가의 임시 LPC 비상관을 이용하여 개선된 비상관을 이용하고, 이 때 LPC 필터 변수는 전송될 필요가 없다. 바람직하게, 본 발명의 무손실 확장은 광범위하게 이용되는 mp3의 엔코딩/디코딩을 무손실 엔코딩/디코딩으로 확장하는 데에 이용될 수 있다.
원리상, 본 발명의 엔코딩 방법은 소스 신호에 대한 무손실 엔코드된 데이터 스트림을 함께 형성하는 손실 엔코드된 데이터 스트림 및 무손실 확장 데이터 스트림를 이용하여, 소스 신호를 무손실 엔코딩하는 데에 적합하며, 이 방법은:
- 상기 소스 신호를 손실 엔코딩하는 단계 - 상기 손실 엔코딩은 상기 손실 엔코드된 데이터 스트림 뿐만 아니라 스펙트럼 백색 데이터를 제공함 -;
- 상기 손실 엔코드된 데이터를 대응하여 손실 디코딩하는 단계 - 이에 의해 표준 디코드된 신호를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 상기 표준 디코드된 신호로부터 우수한 품질의 디코드된 신호를 구성함 - ;
- 상기 소스 신호와 상기 우수한 품질의 디코드된 신호 간의 차이 신호를 형성하고 상기 차이 신호를 무손실 엔코딩 하는 단계;
- 상기 무손실 확장 데이터 스트림을 형성하기 위해 상기 스펙트럼 백색 데이터와 함께 상기 엔코드된 차이 신호를 패킹하는 단계를 포함한다.
원리상, 상기 본 발명의 엔코딩 장치는 소스 신호에 대한 무손실 엔코드된 데이터 스트림을 함께 형성하는 손실 엔코드된 데이터 스트림 및 무손실 확장 데이터 스트림을 이용하여, 소스 신호를 무손실 엔코딩하는 데에 적합하며, 이 장치는
- 상기 소스 신호를 손실 엔코딩하기 위한 수단 - 상기 손실 엔코딩은 상기 손실 엔코드된 데이터 스트림 뿐만 아니라 스펙트럼 백색 데이터를 제공함 -;
- 상기 손실 엔코드된 데이터를 대응하여 손실 디코딩하기 위한 수단 - 이에 의해 표준 디코드된 신호를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 상기 표준 디코드된 신호로부터 우수한 품질의 디코드된 신호를 구성함 -;
- 상기 소스 신호와 상기 우수한 품질의 디코드된 신호 간의 차이 신호를 형성하고 상기 차이 신호를 무손실 엔코딩하는 데에 적합하며, 상기 무손실 확장 데이터 스트림을 형성하기 위해 상기 스펙트럼 백색 데이터와 함께 상기 엔코드된 차이 신호를 패킹하기 위한 수단을 포함한다.
원리상, 본 발명의 디코딩 방법은 무손실 엔코드된 소스 신호 데이터 스트림을 디코드하는 방법에 관한 것으로, 상기 데이터 스트림은 상기 소스 신호에 대한 무손실 엔코드된 데이터 스트림을 함께 형성하는 손실 엔코드된 데이터 스트림 및 무손실 확장 데이터 스트림으로부터 유도되고, 상기 소스 신호는 손실 엔코드되고, 상기 손실 엔코딩은 상기 손실 엔코드된 데이터 스트림 뿐만 아니라 스펙트럼 백색 데이터를 제공하고, 상기 손실 엔코드된 데이터는 대응하여 손실 디코드되고, 이에 의해 표준 디코드된 신호를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 우수한 품질의 디코드된 신호가 상기 표준 디코드된 신호로부터 재구성되고, 상기 소스 신호와 상기 우수한 품질의 디코드된 신호 간의 차이 신호가 형성되어 및 무손실 엔코드되고,
상기 무손실 엔코드된 차이 신호는 상기 스펙트럼 백색 데이터와 함께 패킹되어 상기 무손실 확장 데이터 스트림을 형성하고,
상기 방법은:
- 상기 무손실 확장 데이터 스트림을 디패킹하고 상기 차이 신호와 상기 스펙트럼 백색 데이터를 제공하기 위해 상기 무손실 엔코드된 차이 신호를 디코딩하는 단계;
- 상기 손실 엔코드된 데이터 스트림을 손실 디코딩하여, 이에 의해 상기 표준 디코드된 신호를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 상기 우수한 품질 디코드된 신호를 상기 표준 디코드된 신호로부터 재구성하는 단계;
상기 디코드된 무손실 엔코드된 차이 신호 및 상기 우수한 품질의 디코드된 신호로부터 재구성된 소스 신호를 형성하는 단계를 포함한다.
원리상, 본 발명의 디코딩 장치는 무손실 엔코드된 소스 신호 데이터 스트림을 디코드하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 데이터 스트림은 상기 소스 신호에 대한 무손실 엔코드된 데이터 스트림을 함께 형성하는 손실 엔코드된 데이터 스트림 및 무손실 확장 데이터 스트림으로부터 유도되고, 상기 소스 신호는 손실 엔코드되고, 상기 손실 엔코딩은 상기 손실 엔코드된 데이터 스트림 뿐만 아니라 스펙트럼 백색 데이터를 제공하고, 상기 손실 엔코드된 데이터는 대응하여 손실 디코드되고, 이에 의해 표준 디코드된 신호를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 우수한 품질의 디코드된 신호가 상기 표준 디코드된 신호로부터 구성되고, 상기 소스 신호와 상기 우수한 품질의 디코드된 신호 간의 차이 신호가 형성되어 무손실 엔코드되고,
상기 무손실 엔코드된 차이 신호는 상기 스펙트럼 백색 데이터와 함께 패킹되어 상기 무손실 확장 데이터 스트림을 형성하고,
상기 장치는:
- 상기 무손실 확장 데이터 스트림을 디패킹하고 상기 차이 신호와 상기 스펙트럼 백색 데이터를 제공하기 위해 상기 무손실 엔코드된 차이 신호를 디코딩하기 위한 수단;
- 상기 손실 엔코드된 데이터 스트림을 손실 디코딩하여, 이에 의해 상기 표준 디코드된 신호를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 상기 우수한 품질 디코드된 신호를 상기 표준 디코드된 신호로부터 재구성하기 위한 수단;
상기 디코드된 무손실 엔코드된 차이 신호 및 상기 우수한 품질의 디코드된 신호로부터 재구성된 소스 신호를 형성하기 위한 수단을 포함한다.
원리상, 본 발명의 다른 디코딩 방법은 무손실 엔코드된 소스 신호 데이터 스트림을 디코드하는 방법에 관한 것으로, 상기 데이터 스트림은 상기 소스 신호에 대한 무손실 엔코드된 데이터 스트림을 함께 형성하는 손실 엔코드된 데이터 스트림 및 무손실 확장 데이터 스트림으로부터 유도되고, 상기 소스 신호는 손실 엔코드되고, 상기 손실 엔코딩은 상기 손실 엔코드된 데이터 스트림 뿐만 아니라 스펙트럼 백색 데이터를 제공하고, 상기 손실 엔코드된 데이터는 대응하여 손실 디코드되고, 이에 의해 표준 디코드된 신호를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여, 우수한 품질의 디코드된 신호가 상기 표준 디코드된 신호로부터 구성되고, 상기 소스 신호와 상기 우수한 품질의 디코드된 신호 간의 차이 신호가 형성되어 무손실 엔코드되고,
상기 무손실 엔코드된 차이 신호는 상기 스펙트럼 백색 데이터와 함께 패킹되어 상기 무손실 확장 데이터 스트림을 형성하고,
상기 방법은:
- 상기 스펙트럼 백색 데이터를 제공하기 위해서 상기 무손실 확장 데이터 스트림을 디패킹하는 단계;
상기 손실 엔코드된 데이터 스트림을 손실 디코딩하여, 상기 표준 디코드된 신호를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 상기 표준 디코드된 신호로부터 상기 우수한 품질의 디코드된 신호를 재구성하는 단계를 포함한다.
원리상, 본 발명의 다른 디코딩 장치는 무손실 엔코드된 소스 신호 데이터 스트림을 디코드하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 데이터 스트림은 상기 소스 신호에 대한 무손실 엔코드된 데이터 스트림을 함께 형성하는 손실 엔코드된 데이터 스트림 및 무손실 확장 데이터 스트림으로부터 유도되고, 상기 소스 신호는 손실 엔코드되고, 상기 손실 엔코딩은 상기 손실 엔코드된 데이터 스트림 뿐만 아니라 스펙트럼 백색 데이터를 제공하고, 상기 손실 엔코드된 데이터는 대응하여 손실 디코드되고, 이에 의해 표준 디코드된 신호를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 우수한 품질의 디코드된 신호가 상기 표준 디코드된 신호로부터 구성되고, 상기 소스 신호와 상기 우수한 품질의 디코드된 신호 간의 차이 신호가 형성되어 무손실 엔코드되고,
상기 무손실 엔코드된 차이 신호는 상기 스펙트럼 백색 데이터와 함께 패킹되어 상기 무손실 확장 데이터 스트림을 형성하고,
상기 장치는:
- 상기 스펙트럼 백색 데이터를 제공하기 위해서 상기 무손실 확장 데이터 스트림을 디패킹하기 위한 수단;
- 상기 손실 엔코드된 데이터 스트림을 손실 디코딩하여, 상기 표준 디코드된 신호를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 상기 표준 디코드된 신호로부터 상기 우수한 품질의 디코드된 신호를 재구성하기 위한 수단을 포함한다.
본 발명의 부가의 바람직한 실시예는 각 종속항에서 기재된다.
본 발명의 예시의 실시예는 첨부한 도면을 참조하여 설명된다:
도 1은 무손실 오디오 신호 압축의 공지된 원리도;
도 2는 공지된 손실 기반의 무손실 엔코더 및 디코더의 기본 블럭도;
도 3은 손실 엔코더와 손실 디코더의 공지의 원리 동작도;
도 4는 본 발명의 손실 기반의 무손실 엔코딩의 블럭도;
도 5는 본 발명의 손실 기반의 무손실 디코딩의 블럭도;
도 6은 도 4의 손실 엔코더의 더욱 상세한 블럭도;
도 7은 a) 손실 엔코더 부대역 도메인의 이산 신호 스펙트럼,
b) 인지적으로 제어되는 양자화에 이은 에러 신호,
c) 백색화에 이은 에러 신호,
d) 임의의 LPC 필터 신호에 적용하도록 스펙트럼 노이즈 셰이핑의 예시 신호;
도 8은 도 5의 손실 디코더의 더 상세한 블럭도;
도 9는 도 4의 무손실 엔코더 및 패커의 더 상세한 블럭도;
도 10은 LPC 비상관기;
도 11은 도 5의 무손실 디패커 및 디코더의 더욱 상세한 블럭도;
도 12는 확장 파일 구조물;
도 13은 비트 스트림 포매팅.
본 발명은 도 4에 나타낸 변형된 손실 엔코더형 엔코더(41)를 이용하여 손실 기반의 무손실 코딩의 준최적의 비상관의 문제를 해결한다. 원 입력 신호 SPCM으로부터 호환 손실 비트 스트림(411)을 형성하는 것 외에, 이 엔코더는 다른 정보 외에 부가 정보(412)로서, 대응하는 변형된 손실 디코더(42) 및 무손실 확장 비트 스트림을 출력하는 무손실 엔코더 및 패커(45)에 보내지는 특수 스펙트럼 백색 데이터를 형성한다. 손실 엔코더(41)를 도 6에서 더욱 상세히 나타낸다. 스펙트럼 백색 데이터는 도 6 및 도 7에 관련하여 설명한 바와 같이 형성된다. 변형된 손실 디코더(42)에서 손실 비트 스트림(411)이 디코드되고 입력 신호의 현재 프레임의 주파수 스펙트럼이 회복되고 이로 인해 신호(412)로부터의 스펙트럼 백색 데이터가 스펙트럼에 부가된다. 그후 디코더(42)에서 합성 필터 뱅크가 적용되고, 엔코더(41) 및 디코더(42)에서 필요한 처리 시간을 보상하기 위해서 시간 도메인 에러 신호 SDiff는 감산기(44)에서 대응하는 디코더(42) 출력 신호 S'Dec를 버퍼(43)에 의해 대응하여 지연되는 입력 신호 SPCM로부터 감산함으로써 연산된다. 에러 신호 SDiff는 이제 백색 (즉, 플랫) 주파수 파워 스펙트럼을 가지며, 이는 고 비상관을 갖는 것과 동일하므로, 따라서 효율적인 엔트로피 코딩에 적합하다. 신호 SDiff는 엔트로피 엔코더를 포함하는 무손실 엔코더 및 패커(45)에 보내지고 그 무손실 확장 스트림(451)에 엔코더(41)로부터 제공된 출력 손실 엔코더측 정보 데이터(412) 및 디코더(42)에 의해 제공되는 손실 디코더측 정보 데이터(421)를 포함한다.
무손실 코딩 효율을 증가시키기 위해, 변형된 손실 엔코더(41)는 무손실 엔코더 및 패커(45) 내측에 위치된 부가의 LPC 필터에 이롭게 백색 데이터의 양 (및 이에 따라 관련 비트 레이트)을 줄일 수 있다. LPC 필터 계수는 바람직한 실시예에서 스케일 팩터나 디코더(42)의 블럭 스펙트럼과 같은 손실 비트 스트림 요소를 이용하여 결정되고, 매우 적은 양의 추가 데이터만이 디코더측에서 필터 계수의 연산을 가능하게 하기 위해 전송될 필요가 있다.
도 5의 손실 기반의 무손실 디코딩에서 손실 비트 스트림(411)은 (공지의) 손실 엔코드 및 디코드된 출력 신호 SDec, 예를 들어 디코드된 mp3 신호를 출력하는 변형된 손실 디코더(51)에서 디코드되고, 이는 손실 모드 1로 표기될 수 있다.
무손실 확장 스트림(451)를 수신할 때, 여러 모드에 대한 디코딩을 허용하도록 손실 비트 스트림(411)과 허가 체크를 매칭하려는 컨시스턴시 (consistency)가 예를 들어, 무손실 디패커 및 디코더(52)에서 행해진다. 여러 모드는 손실 모드 1, 손실 모드 2 및 무손실 모드 3일 수 있다.
모드 1에서만 동작하지 않으면, 수신된 스펙트럼 백색 데이터는 수단(52)에서 디팩트되고 손실 디코더(51)에 부가 정보(521)로 보내지고, (다른 정보 중에서), 여기에서 스펙트럼 백색 데이터는 회복된 스펙트럼에 부가되고 합성 필터 뱅크는 출력 신호 S'Dec를 형성하도록 적용된다. 손실 모드 2에서 S'Dec는 출력 신호이다. 이것은 인지 품질 면에서 신호 SDec 보다 우수한 손실 신호로서 다음 설명에서 '중간 품질'로 불린다. 무손실 엔코드된 차이 신호 SDiff를 디코드하는 것은 필요하지 않다.
무손실 모드 3에서 무손실 확장 스트림(451)은 수단(52)에서 더욱 디팩되고 엔트로피 디코딩이 내부에 적용되고, 선택적인 LPC 합성은 무손실 확장 비트 스트림(451)에서 대응하여 신호 보내지는 경우 적용될 수 있다. 바람직한 실시예에서 LPC 합성 필터 계수는 스케일 팩터나 손실 디코더(51)의 부대역 도메인의 관련 손실 계수 블럭의 스펙트럼과 같은 손실 비트 스트림(411) 데이터 요소로부터의 대응 정보 항목, 뿐만 아니라 무손실 확장 스트림(451) 내측에 전송되는 선택적인 헬퍼 정보 항목을 이용하여 결정된다. 에러 신호 SDiff는 수단(52)에서 복구되어 신호 S'Dec에 동기화된다. 에러 신호 SDiff 및 신호 S'Dec (즉, 중간 품질 신호)는 원래의 신호 SPCM의 수학적 무손실 재구성을 다시 얻기 위해서 가산기(53)에서 조합된다.
손실 디코더(51)는 신호 S'Dec의 연산 면에서 엔코딩 부분의 손실 디코더(42)와 똑같이 동작한다. 디코딩 부분의 신호 S'Dec 및 엔코딩 부분의 신호 S'Dec 뿐만 아니라, 디코딩 부분의 신호 SDiff 및 엔코딩 부분의 SDiff는 수학적으로 동일하다.
바람직하게, 손실 디코더 구현(51 및 42) 및 수단(52 및 45)에서의 선택적 LPC 소자는 정수 산술을 이용하여 플랫폼이 독립적으로 실현될 수 있다.
도 4의 손실 엔코더(41)는 도 6을 참조하여 더욱 상세히 설명된다. 도 5의 손실 디코더(51)는 도 8과 관련하여 더욱 상세히 설명된다. 도 4의 손실 엔코더(41)와 손실 디코더(42)를 조합함으로써 간략화가 가능하다.
손실 엔코더
손실 엔코더(41)는 분석 필터 뱅크(61) 및 인지 모델 연산기(64)를 포함하고 이 둘다는 원래의 입력 신호 SPCM를 수신한다. 필터 뱅크(61)의 출력 신호는 감산기(65)의 제1 입력 및 제1 양자화 수단(62)를 통해 제1 감산기(65)의 제2 입력으로 그리고 손실 비트 스트림(411)을 제공하는 엔코딩 및 비트 스트림 패킹 수단(63)으로 보내진다. 분석 필터 뱅크(61)는 신호 SPCM를 부대역 도메인으로 변환한다.
신호(611)의 예시의 스펙트럼은 도 7a에서 도시되고, 스펙트럼의 크기 A 대주파수 f를 나타낸다.
신호(611)는 연산기(64)에 의해 제공되는 인지 모델의 제어에 따라 제1 양자화기(62)에서 양자화된다. 에러 신호(651)는 원래의 부대역 샘플(611)로부터 양자화된 부대역 샘플(621)을 감산하여 연산된다. 보통 이 에러 신호의 크기는 인지 모델에서 결정된 마스킹 임계치에 비례한다. 예시의 에러 신호(651)는 신호(611)와 비교하여 도 7b에서 도시된다.
에러 신호(651)는 다른 에러 신호(681)가 제2 감산기(68) 및 적응성 제어기(67)에 의해 형성된 적응성 제어 루프 내에서 연산되는 식으로 제2 양자화 수단(66)에서 양자화되고, 이 다른 에러 신호(68)은 신호(651)와 제2 양자화기(66)의 출력 신호 간의 차이로서, 신호(611 및 651)와 함께 도 7c에서 도시한 바와 같이, 백색 스펙트럼에 접근한다. 제2 양자화기(66)의 출력 신호는 측정보(412)의 일부로서 손실 디코더(42) 및무손실 디코더 및 팩(45)에 보내지는 스펙트럼 백색 데이터(661)를 나타낸다. 적응성 제어기(67)는 제2 양자화기(66)를 제어하며 신호(661)의 올바른 양자화와 올바른 비트 레이트를 찾으려고 한다. 비트 레이트가 미리 결정된 임계치를 초과하고 이에 따라 에러 스펙트럼(681)이 '백색'이 예측되지 않으면, 무손실 엔코더 및 패커(45)가 부가의 LPC 비상관을 이용한다는 것을 나타내는 부가 정보(412) 내의 이스케이프 신호(671)가 보내진다. 적응성 제어기(67)는 플랫 노이즈 플로어 (flat noise floor)를 가능하게 하기 위해 양자화기(66)에 대한 최적의 양자화 단계를 설정하는데, 도 7c의 신호(681)를 참고하면 된다. 이 제어는 신호(651)의 파워 분석을 포함할 수 있다. 반복적 프로세스는 필요하지 않다.
적응성 제어기(67)의 제2 임무는 엔트로피 엔코드된 신호(661)의 비트레이트의 예측을 관찰하는 것이다. 신호(661)는 단계(93)에서 나중에 엔트로피 코드된다. 엔트로피 코드된 신호(661)의 비트 레이트는 '무손실' 비트 스트림(451)의 전체 레이트에 주요하게 기여한다. 비트 레이트 예상치가 임계치를 초과하는 경우, 시간 도메인에서 부가의 LPC 비상관을 이용하도록 이스케이프 신호(671)가 보내진다.
다른 실시예에서, 적응성 제어기(67)는 신호(681)가 더 이상 백색이 아니도록 신호(661)를 최적화할 수 있다 (즉, 주파수 빈(bin) 축에 대해 다른 양자화 단계를 이용함). 노이즈 플로어(681)는 다음에 여러 LPC 필터의 딕셔너리 중에서 임의의 LPC 비상관기 필터의 특성에 일치하도록 형성된다. 적응성 제어기 프로세스는 최저의 비용 (즉, 비트 레이트의 공유)으로 신호(681)와 가장 일치하는 것을 찾기 위해 반복되게 된다. 이 실시예는 도 7d에 도시된다.
손실 디코더
도 8에 나타낸 손실 디코더(42)는 손실 엔코더에서 신호(621)와 동일한 부대역 샘플 신호(821)를 형성하도록 비트 스트림 디팩커(81)에서 디팩되고 도 6의 부대역 샘플 디코더(82)에서 디코드되는 (적용 가능하다면 역양자화기 스케일 팩터 처리를 포함) 손실 비트 스트림(411)를 수신한다. 신호(821)은 신호 SDec의 데이터 값의 블럭을 각 경우에서 복구하는 합성 필터 뱅크(83)에서 시간 도메인으로 다시 변환된다. 스펙트럼 백색 데이터(661)(디패킹에 이어 무손실 확장 스트림로부터 수신됨)는 도 6 및 7c에서 신호(681)의 양자화 에러와 동일한 부대역 도메인에서 양자화 에러를 갖는 신호(841)를 형성하기 위해서, 조합기(84)에서 신호(821)에 부가된다. 합성 필터 뱅크(85)는 시간 도메인으로 다시 신호(841)를 변형하여 각 경우 신호 S'Dec의 데이터 값의 블럭을 복구한다. 통상 신호 SDec 또는 신호 S'Dec가 출력되기 때문에, 각각 신호(821) 또는 신호(841)에 접속되는 하나의 합성 필터가 이용될 수 있다.
손실 디코더는 특수 정수 산술 연산을 이용하여 플랫폼 독립적인 방법으로 실현되어야 한다. 엔코딩이나 디코딩측의 무손실 디코더 내에서 임의의 비트 스트림을 신호 S'Dec로 디코딩하는 것은 ARM 기반, 인텔 펜티엄 기반, 또는 DSP 기반의 플랫폼과 같은 모든 플랫폼에서 수치적으로 등가의 결과를 형성할 필요가 있다.
버퍼 및 동기화
손실 엔코딩 및 디코딩은 도 4에서 신호 SPCM 및 S'Dec 간의 지연을 유도한다. 스트리밍 실시간 적용시 무손실 엔코딩을 동작할 때 손실 엔코더는 이 지연을 인지하고 버퍼(43)에서의 선입 선출 버퍼링을 제어하여 도 4의 감산기(44)에서 샘플에 정확한 (즉 동기화된) 연산을 보장하게 된다. 파일 대 파일 연산을 위해 무손실 엔코더를 동작할 때, 예를 들어, PCM오디오 파일을 무손실 엔코드된 파일로 변환할 때, 버퍼(43)는 US-B-6903664에서 설명한 바와 같은 동기화 수단을 이용하여 교체될 수 있다.
바람직한 실시예에서 손실 엔코더는 코딩 딜레이와 원래의 파일 길이를 나타 내는 정보 항목을 제1의 하나나 두개의 오디오 프레임의 손실 비트 스트림의 보조 데이터 부분 뿐만 아니라 무손실 확장의 제1 프레임에 삽입하게 된다. 손실 디코더(42 및 51)는 이 정보를 읽고 딜레이 정보에 의해 나타낸 제1 디코드된 (제로) 샘플을 스킵하게 된다.
무손실 엔코더 및 패커
도 4의 무손실 엔코더 및 패커(45)를 도 9에 더 상세히 나타내었다. 정규의 동작 동안 에러 신호 SDiff는 크게 비상관되어 엔트로피 엔코더(93)에서 엔트로피 코드될 수 있고, 이 코딩을 위해 바람직한 실시예는 골룸 라이스 (Golomb-Rice) 코딩을 이용한다. (버스(412)로부터의) 스펙트럼 백색 데이터(661)는 또한 여러 엔트로피 코딩법, 예를 들어, 후프만 코딩을 이용하여 엔코더(93)에서 엔트로피 코딩된다. 패커(94)는 엔트로피 코드 데이터(931) 및 손실 엔코더(41)로부터의 이스케이프 신호(671)와 같은 부가의 정보 항목(412)을 이용하여 프레임 기반의 비트 스트림을 형성하고, 무손실 확장 스트림(451)를 출력한다. 이스케이프 신호(671)로 손실 엔코더(41)에 의해 나타내면 에러 신호 SDiff는 LPC 비상관기(91)에서의 선형 예측을 이용하여 더욱 비상관될 수 있고, 이는 도 10에서 더 상세히 나타낸다. LPC 비상관기(91)는 버스(421)로부터 헬퍼 정보를 수신한다. 이스케이프 신호(671) (버스(412)로부터의)에 따른 스위칭은 스위치(92)에 의해 실행된다.
LPC 비상관기
도 10의 LPC 비상관기에서, 예측기(102)를 통과한 버전이 감산기(101)에서 입력 신호 SDiff로부터 감산된다. 그 출력 신호는 스우치(92)에 공급된다. 예측기(102)는 필터 판정기(103)를 기용하여 연산되는 필터를 이용하고, 이의 필터 계수는 버스(421)로부터의 헬퍼 정보 신호로부터 유도된다. 필터 판정기(103)는 다음과 같이 동작할 수 있다:
모드 1
디코더의 스케일 팩터는 필터 판정기(103)에 신호(421)로서 전송된다. 이들 스케일 팩터 si는 변형 도메인에서 나머지의 스펙트럼 파워를 예측하는 데에 이용된다.
See(i)=2-3/8si, i=0,...,Nband-1 (빈의 수),
이에 의해 단계형 파워 예측이 원활해질 수 있다.
이들 스펙트럼 파워 값은 이븐 시퀀스 S'ee(i) (i=0,..., Nband-1, ..., 2Nband-1)를 형성하도록 중복된다. 이는 실제 값의 역 FFT 시퀀스를 가능하게 하도록 행해진다. 그 후 자동 상관이 iFFT(S'ee(i))에 의해 연산된다. 레비슨-더빈 (Levison-Durbin) 알고리즘은 LPC 계수를 결정하기 위해 이용될 수 있다.
이 과정은 무손실 디코더에서 이용될 수 있다. 고 주파수 스펙트럼의 관련 부분이 손실 엔코더 비트 스트림(411) 내측에서 전송되지 않으면, 이 손실 정보(631)는 손실 엔코더의 단차(63)로부터 전송을 위해 패커(94)에 보내지고, 또한 디패커(111)로부터 필터 판정기(103)으로 보내진다.
모드 2
LPC 필터 계수의 세트는 적응성 제어기(67)에 의해 LPS 필터 계수 세트의 디렉토리로부터 선택된다. 다음에 신호(631)는 선택된 계수의 세트에 대한 디렉토리 인덱스가 되어 전송을 위해 패커(94)로 보내진된다.
부가 정보 (side information)
부가 정보 버스(412 및 421)는 손실 엔코더(41)로부터 손실 디코더(42)에 데이터 그리고 어느 한쪽으로부터 무손실 엔커 및 패커(45)로 데이터를 이송하고, 이들 버스는 다음의 데이터 요소를 포함한다:
- 엔코드된 스펙트럼 백색 데이터(661) (엔코더(41)로부터 디코더(42) 및 엔코더/패커(45)로 버스(412)를 통해 보내짐);
- 부가의 LPC 비상관을 나타내기 위한, 즉 LPC 비상관과 LPC 동기가 활성인 것을 나타내는 이스케이프 신호(671) (엔코더(41)로부터 엔코더/패커로 버스(412)를 통해 보내짐);
- 헬퍼 정보 신호 (버스(421)를 통해 디코더(42)로부터 엔코더/패커(45 또는 94)로 각각 보내짐), 즉 LPC 필터 판정을 위한 스케일 팩터;
- 고 주파수 대역에 대한 유실 스케일 팩터나 미리 정해진 LPC 필터 계수의 세트에 대한 인덱스를 전송하기 위해, 무손실 엔코더(41)로부터 엔코더 패커(45/94)로 보내진 헬퍼 정보(631);
- 파일 투 파일 적용을 위해, 손실 코더 지연값 및/또는 원래의 파일 길이 값 (엔코더(41)로부터 디코더(42) 및 엔코더/패커(45)로 버스(412)를 통해 보내짐 ).
손실 기반의 무손실 디코딩
도 2와 관련하여 이미 기술된 바와 같이, 디코딩은 손실 디코더(25) 및 무손실 디코더(27)를 이용하여 실행되고, 이들의 출력 신호는 조합되어 원래의 입력 신호 샘플 SPCM를 다시 얻게 된다. 바람직하게, 디코딩은 여러 모드에서 실행될 수 있다.
모드 1
디코더는 무손실 확장 스트림(451)이 존재하지 않고, 어느 호환성 손실 비트 스트림(411)이나 디코드할 수 있으며, 신호 SDec를 제공한다. 이 모드는 무손실 확장 스트림(451)이 존재하지만, 다른 모드의 이용 허가가 주어지지 않을 때 또한 활성이다. 바람직하게, 디코더는 그 우측 데이터 베이스의 매칭 허가 ID에 대한 무손실 확장 스트림을 체크하게 된다.
모드 2
이 중간 품질의 모드는 또한 무손실 확장 스트림 데이터를 조사할 때 디코더에서의 허가 체크에 의해 인에이블된다. 백색 데이터(661)만이 디패킹되어 손실 디코더에 의해 이용되어 신호 S'Dec를 제공한다.
모드 3
무손실 모드 디코딩은 양의 허가 체크 결과에 이어 시작되고, 신호 SPCM이 출력된다.
대응하는 손실 디코더(51)가 더욱 상세히 도 8에서 도시된다. 동작 모드는 무손실 디패커 및 디코더(52)로부터 부가정보(521) 내에서 시그널링된다. 기본적으로, 동일한 상세 사항이 손실 디코더(42)에 대해 설명되는 바와 같이 적용된다. 엔코드된 손실 비트 스트림(411)은 비트 스트림을 디패킹하기 위한 수단(81), 이어서 부대역 샘플을 디코딩하기 위한 수단(82) 및 디코드된 손실 PCM 신호 SDec를 출력하는 합성 필터 뱅크(83)에 들어간다. 수단(82)으로부터의 출력 신호(821)는 대응하는 스펙트럼 백색 데이터(661)와 가산기(84)에서 조합된다. 조합된 신호(841)는 디코드된 손실 PCM 신호 S'Dec를 출력하는 제2 합성 필터 뱅크(85)에 들어간다.
무손실 디패커 및 디코더
도 11은 무손실 디패커 및 디코더(52)를 더욱 상세히 나타낸다. 무손실 디패커(111)는 파스(parse) 및 디팩된 무손실 확장 스트림(451)을 수신한다. 제어 정보는 동작 제어기(115)로 경로 보내지고 여기에서 파일 투 파일 적용의 경우, 컨시스턴시 체크가 손실 비트 스트림(411)과 관련한 일관성을 식별하기 위해 실행될 수 있다. 옵션으로, 기준 핑거 프린트(예를 들어, CRC 데이터)가 무손실 확장 스트림(451)로부터 감산되고 현재의 핑거프린트는 손실 비트 스트림(411)의 특정 데이터 블럭에 대해 연산된다. 두 핑거 프린트가 동일하면 정상의 연산이 진행된다. 허가 체크는 허가된 연산 모드나 모드들을 식별하도록 다음 단계로 실행될 수 있다. 외부 데이터베이스로부터 수신된 대응하는 정보 항목(1151)은 수신된 비트 스트림의 허가 식별자의 비교를 위해 이용된다. 현재 모드가 결정되고 대응하는 신 호(1152)는 부가 정보 채널(521)를 이용하여 손실 디코더(51)에 관련 정보를 보내는 데에 이용된다. 특별한 실시예에서, 암호화된 무손실 확장 스트림을 해독하기 위한 수단이 또한 이용된다. 디패킹에 이어, 오디오 확장 신호 데이터(1111)는 엔트로피 디코더(112)에서 엔트로피 디코드된다. 엔트로피 엔코드된 스펙트럼 백색 데이터 항목은 예를 들어, 엔코더(112)에서 대응하여 엔트로피 디코드된다. 디코드된 백색 데이터(661)는 손실 디코더(51)에 보내지고 차이 신호 데이터 SDiff는 조합기 또는 합산 유닛(53)에 보내진다. 부가의 LPC 합성을 적용하기 위한 이스케이프 정보가 디팩커(111) 및 동작 제어기(115)에 의해 비트 스트림(451)에서 식별되면, 이 제어기는 신호(1153)를 이용하여 스위치(113)를 LPC 합성 경로로 전환하도록 한다. LPC 합성 필터(114)의 계수는 디패커(111)로부터 제공되거나, 손실 비트 스트림 스케일 팩터로부터 또는 디코더 부대역 신호(841)로부터 결정될 수 있는 헬퍼 정보(1141) 및 유실 스케일 팩터와 같이 무손실 확장 비트 스트림(451)에서 전송되는 부가의 정보 또는 손실 비트 스트림(411)에서 전송되지 않는 고주파수 대역의 스펙트럼 파워 정보, 또는 미리 정해진 LPC 계수의 세트를 가리키는 인덱스 값을 이용하여 연산된다.
부가 정보
손실 검출기(51)과 무손실 디패커 및 디코더(52) 사이에서 교환되는 부가 정보(521)는 다음의 정보와 데이터 요소를 포함한다:
- 모드 표시자 신호(1152) (디코더(52)로 보내짐);
- 스펙트럼 백색 데이터(66) (디코더(52)로 보내짐);
- LPC 필터 계수를 결정하기 위한 손실 디코더(42)로부터의 헬퍼 정보(1141) (무손실 디패커 및 디코더(52)에 보내짐);
- 파일 대 파일 적용을 위한 손실 코더 딜레이 값 및/또는 원래의 파일 길이 값 (디코더(52)로 보내짐).
무손실 확장 비트 스트림
다음 데이터 요소는 헤더 데이터 요소로서 무손실 확장 비트 스트림 내에 제공될 수 있다:
- 대응하는 손실 비트 스트림을 명백하게 식별하도록 하는 핑거프린트. 이 요소는 두 개의 파일 적용에 특히 필요하며 컨테이너 (일 파일)와 스트리밍 적용에 대해서는 무시될 수 있다:
- 모드 표시자 및 대응 DRM 정보;
- 동기화 정보 (손실 코딩 딜레이, 원래의 파일 길이, 파일 종단 표시자);
- 원래의 신호의 PCM 워드 크기 (16, 20 또는 24비트);
- 일정한 프레임 간격 포인터의 테이블과 프레임 간격 길이 표시자로 이루어진, (가변 비트 레이트) 스트림 내의 무손실 데이터 프레임의 고속 어드레싱을 가능하게 하는 큐 포인트 정보.
파일 대 파일 적용시 이들 정보 항목은 무손실 비트 스트림의 초기시 오직 한번만 제공될 필요가 있다. 스트리밍 적용시 큐 포인트 데이터를 배제한, 이들 정보 항목은 매 N개의 프레임마다 보내질 필요가 있다.
무손실 확장 비트 스트림 비트의 프레임 데이터 요소는:
- 손실 비트 스트림에 대한 프레임 동기성 연산을 가능하게 하는 프레임 경계 표시자;
- 코드된 스펙트럼 에러 (즉, 백색) 데이터;
- 부가의 LPC 합성의 이용을 나타내는 이스케이프 정보, 및 LPC 헬퍼 정보;
- 엔코드된 시간 에러 신호 데이터.
무손실 확장 스트림 파일 포맷이 도 12에 나타난다. 파일 헤더는 디코딩의 프로세스를 시작하도록 부가 정보를 제공한다. 헤더 데이터에 이어서, 중간 품질 오디오 신호를 재구성하고 무손실 품질 오디오 신호를 재구성하기 위한 데이터를 포함하는 가변 길이의 데이터프레임이 구성된다.
파일 헤더 데이터:
- 헤더 ID;
- 헤더 길이;
- 핑거프린트 (예를 들어, CRC32 데이터);
- 모드 표시 정보 블럭;
- 부가 정보: 코덱 딜레이, 원 파일 길이, PCM 워드 크기, 샘플 레이트;
- 큐 포인트 테이블 데이터 블럭: 블럭 길이 값, 프레임의 간격 정보, 테이블 엔트리의 수, 포인터 테이블.
프레임 데이터:
- 동기 워드 (선택) 및 프레임 길이;
- 코드된 스펙트럼 에러 (즉, 백색) 데이터: 블럭 길이, 코드된 데이터. 이것은 중간 품질로 디코드하는 데에 필요한 데이터이다. (모드 2). 모드 2에서 동작하는 디코더는 이 데이터가 미리 보내진 경우 나머지 프레임 데이터를 스킵하게 된다.
- LPC 헬퍼 정보: 블러거 길이 값, LPC 모드 표시자, 코드 데이터;
비트 스트림 포맷 및 권리 관리
손실 비트 스트림(411) 및 무손실 확장 스트림(451)은 여러 저장 또는 스트리밍 적용을 위해 포매트될 수 있으며, 도 13을 참조하라. 손실 기반의 무손실 엔코딩(131)의 출력 신호(411 및 451)는 비트 스트림 포매터(132)에 보내진다. 최종 출력 신호(1322)는 하나의 스트림이나 파일일 수 있거나 두 스트림이나 두 파일로 이루어질 수 있다. 권리 관리 처리는 대응하는 권리 관리 데이터(1321)를 포매터(132)에 공급함으로써 적용될 수 있다.
디코딩 측에서, 대응하는 비트 스트림 디포매터가 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 소스 신호 (SPCM)에 대한 무손실 엔코드된 데이터 스트림(1322)를 함께 형성하는 손실 엔코드된 데이터 스트림(411) 및 무손실 확장 데이터 스트림(451)을 이용하여, 상기 소스 신호를 무손실 엔코딩하는 방법에 있어서,
    상기 소스 신호를 손실 엔코딩하는 단계(41) - 상기 손실 엔코딩은 상기 손실 엔코드된 데이터 스트림(411) 뿐만 아니라 스펙트럼 백색 데이터(661)를 제공함 -;
    상기 손실 엔코드된 데이터를 대응하여 손실 디코딩하는 단계(42) - 이에 의해 표준 디코드된 신호 (SDec)를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 상기 표준 디코드된 신호로부터 우수한 품질의 디코드된 신호 (S'Dec)를 구성함 - ;
    상기 소스 신호 (SPCM)와 상기 우수한 품질의 디코드된 신호 (S'Dec) 간의 차이 신호 (SDiff)를 형성하고 (43, 44) 상기 차이 신호를 무손실 엔코딩 하는 단계 (45);
    상기 무손실 확장 데이터 스트림(451)를 형성하기 위해 상기 스펙트럼 백색 데이터(661)와 함께 상기 엔코드된 차이 신호를 패킹하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 소스 신호 (SPCM)에 대한 무손실 엔코드된 데이터 스트림(1322)를 함께 형성하는 손실 엔코드된 데이터 스트림(411) 및 무손실 확장 데이터 스트림(451)를 이용하여, 상기 소스 신호를 무손실 엔코딩하는 장치에 있어서,
    상기 소스 신호를 손실 엔코딩하기 위한 수단(41) - 상기 손실 엔코딩은 상기 손실 엔코드된 데이터 스트림(411) 뿐만 아니라 스펙트럼 백색 데이터(661)를 제공함 -;
    상기 손실 엔코드된 데이터를 대응하여 손실 디코딩하기 위한 수단(42) - 이에 의해 표준 디코드된 신호 (SDec)를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 상기 표준 디코드된 신호로부터 우수한 품질의 디코드된 신호 (S'Dec)를 구성함 -;
    상기 소스 신호 (SPCM)와 상기 우수한 품질의 디코드된 신호 (S'Dec) 간의 차이 신호 (SDiff)를 형성하고 상기 차이 신호를 무손실 엔코딩하며, 상기 스펙트럼 백색 데이터(661)와 함께 상기 엔코드된 차이 신호를 패킹하여 상기 무손실 확장 데이터 스트림(451)를 형성하기 위한 수단(43, 44, 45)
    을 포함하는 장치.
  3. 무손실 엔코드된 소스 신호 (SPCM) 데이터 스트림을 디코드하는 방법에 있어 서, 상기 데이터 스트림은 상기 소스 신호에 대한 무손실 엔코드된 데이터 스트림(1322)를 함께 형성하는 손실 엔코드된 데이터 스트림(411) 및 무손실 확장 데이터 스트림(451)으로부터 유도되고, 상기 소스 신호는 손실 엔코드되고(41), 상기 손실 엔코딩은 상기 손실 엔코드된 데이터 스트림(411) 뿐만 아니라 스펙트럼 백색 데이터(661)를 제공하고, 상기 손실 엔코드된 데이터는 대응하여 손실 디코드되고(42), 이에 의해 표준 디코드된 신호(SDec)를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 우수한 품질의 디코드된 신호 (S'Dec)가 상기 표준 디코드된 신호로부터 구성되고, 상기 소스 신호(SPCM)와 상기 우수한 품질의 디코드된 신호 (S'Dec) 간의 차이 신호 (SDiff)가 형성(43, 44) 및 무손실 엔코드되고(45), 상기 무손실 엔코드된 차이 신호는 상기 스펙트럼 백색 데이터(661)과 함께 패킹되어 상기 무손실 확장 데이터 스트림(451)를 형성하고,
    상기 방법은:
    상기 무손실 확장 데이터 스트림(451)를 디패킹하고(52) 상기 무손실 엔코드된 차이 신호를 디코딩하여 상기 차이 신호(SDiff)와 상기 스펙트럼 백색 데이터(661)를 제공하는 단계(52);
    상기 손실 엔코드된 데이터 스트림(411)을 손실 디코딩하고(51), 이에 의해 상기 표준 디코드된 신호(SDec)를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 상기 우수한 품질 디코드된 신호(S'Dec)를 상기 표준 디코드된 신호로부터 재구 성하는 단계(51);
    상기 디코드된 무손실 엔코드된 차이 신호(SDiff) 및 상기 우수한 품질의 디코드된 신호(S'Dec)로부터 재구성된 소스 신호(SPCM)를 형성하는 단계(53)
    를 포함하는 방법.
  4. 무손실 엔코드된 소스 신호(SPCM) 데이터 스트림을 디코드하기 위한 장치에 있어서, 상기 데이터 스트림은 상기 소스 신호에 대한 무손실 엔코드된 데이터 스트림(1322)를 함께 형성하는 손실 엔코드된 데이터 스트림(411) 및 무손실 확장 데이터 스트림(451)으로부터 유도되고, 상기 소스 신호는 손실 엔코드되고(41), 상기 손실 엔코딩은 상기 손실 엔코드된 데이터 스트림(411) 뿐만 아니라 스펙트럼 백색 데이터(661)를 제공하고, 상기 손실 엔코드된 데이터는 대응하여 손실 디코드되고(42), 이에 의해 표준 디코드된 신호(SDec)를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 우수한 품질의 디코드된 신호 (S'Dec)가 상기 표준 디코드된 신호로부터 구성되고, 상기 소스 신호(SPCM)와 상기 우수한 품질의 디코드된 신호 (S'Dec) 간의 차이 신호 (SDiff)가 형성(43, 44) 및 무손실 엔코드되고(45), 상기 무손실 엔코드된 차이 신호는 상기 스펙트럼 백색 데이터(661)과 함께 패킹되어 상기 무손실 확장 데이터 스트림(451)을 형성하고,
    상기 장치는:
    상기 무손실 확장 데이터 스트림(451)를 디패킹하고 상기 무손실 엔코드된 차이 신호를 디코딩하여 상기 차이 신호(SDiff)와 상기 스펙트럼 백색 데이터(661)를 제공하기 위한 수단(52);
    상기 손실 엔코드된 데이터 스트림(411)을 손실 디코딩하고(51), 이에 의해 상기 표준 디코드된 신호(SDec)를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 상기 우수한 품질 디코드된 신호(S'Dec)를 상기 표준 디코드된 신호로부터 재구성하기 위한 수단(51);
    상기 디코드된 무손실 엔코드된 차이 신호(SDiff) 및 상기 우수한 품질의 디코드된 신호(S'Dec)로부터 재구성된 소스 신호(SPCM)를 형성하기 위한 수단(53)
    를 포함하는 장치.
  5. 무손실 엔코드된 소스 신호 (SPCM) 데이터 스트림을 디코드하는 방법에 있어서, 상기 데이터 스트림은 상기 소스 신호에 대한 무손실 엔코드된 데이터 스트림(1322)를 함께 형성하는 손실 엔코드된 데이터 스트림(411) 및 무손실 확장 데이터 스트림(451)으로부터 유도되고, 상기 소스 신호는 손실 엔코드되고(41), 상기 손실 엔코딩은 상기 손실 엔코드된 데이터 스트림(411) 뿐만 아니라 스펙트럼 백색 데이터(661)를 제공하고, 상기 손실 엔코드된 데이터는 대응하여 손실 디코드되고(42), 이에 의해 표준 디코드된 신호(SDec)를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데 이터를 이용하여, 우수한 품질의 디코드된 신호 (S'Dec)가 상기 표준 디코드된 신호로부터 구성되고, 상기 소스 신호(SPCM)와 상기 우수한 품질의 디코드된 신호 (S'Dec) 간의 차이 신호 (SDiff)가 형성(43, 44) 및 무손실 엔코드되고(45), 상기 무손실 엔코드된 차이 신호는 상기 스펙트럼 백색 데이터(661)와 함께 패킹되어 상기 무손실 확장 데이터 스트림(451)을 형성하고,
    상기 방법은:
    상기 무손실 확장 데이터 스트림(451)를 디패킹하여 상기 스펙트럼 백색 데이터(661)를 제공하는 단계(52);
    상기 손실 엔코드된 데이터 스트림(411)을 손실 디코딩하여(51), 상기 표준 디코드된 신호(SDec)를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 상기 표준 디코드된 신호로부터 상기 우수한 품질의 디코드된 신호(S'Dec)를 재구성하는 단계(51)
    를 포함하는 방법.
  6. 무손실 엔코드된 소스 신호(SPCM) 데이터 스트림을 디코드하기 위한 장치에 있어서, 상기 데이터 스트림은 상기 소스 신호에 대한 무손실 엔코드된 데이터 스트림(1322)를 함께 형성하는 손실 엔코드된 데이터 스트림(411) 및 무손실 확장 데이터 스트림(451)으로부터 유도되고, 상기 소스 신호는 손실 엔코드되고(41), 상기 손실 엔코딩은 상기 손실 엔코드된 데이터 스트림(411) 뿐만 아니라 스펙트럼 백색 데이터(661)를 제공하고, 상기 손실 엔코드된 데이터는 대응하여 손실 디코드되고, 이에 의해 표준 디코드된 신호(SDec)를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 우수한 품질의 디코드된 신호 (S'Dec)가 상기 표준 디코드된 신호로부터 구성되고, 상기 소스 신호(SPCM)와 상기 우수한 품질의 디코드된 신호 (S'Dec) 간의 차이 신호 (SDiff)가 형성(43, 44) 및 무손실 엔코드되고(45), 상기 무손실 엔코드된 차이 신호는 상기 스펙트럼 백색 데이터(661)와 함께 패킹되어 상기 무손실 확장 데이터 스트림(451)을 형성하고,
    상기 장치는:
    상기 무손실 확장 데이터 스트림(451)을 디패킹하여 상기 스펙트럼 백색 데이터(661)를 제공하기 위한 수단(52);
    상기 손실 엔코드된 데이터 스트림(411)을 손실 디코딩하여, 상기 표준 디코드된 신호(SDec)를 재구성하고, 상기 스펙트럼 백색 데이터를 이용하여 상기 표준 디코드된 신호로부터 상기 우수한 품질의 디코드된 신호(S'Dec)를 재구성하기 위한 수단(51)
    을 포함하는 장치.
  7. 제1, 3 및 5항 중 한 항에 따른 방법 또는 제2, 4 및 6항 중 한 항에 따른 장치에 있어서, 상기 스펙트럼 백색 데이터(661)은 각각:
    분석 필터 뱅크(61)에서 상기 소스 신호(SPCM)를 처리하고 그 출력 신호를 양자화하고(62) 분석 필터 뱅크 출력 신호(611)와 양자화 출력 신호(621) 간의 차이 신호(651)를 형성하고(65) - 상기 양자화는 인지 모델 연산기(64)에 의해 제어됨 - ;
    상기 차이 신호(651)를 양자화하고(66) 이에 의해 이 추가의 양자화의 입력과 출력 간의 차이 신호(681)가 백색 스펙트럼에 접근하도록 상기 추가의 양자화를 제어함으로써(67) - 이로 인해 상기 다른 양자화의 상기 출력 신호는 상기 스펙트럼 백색 데이터(661)를 형성함 -
    형성되는 방법 또는 장치.
  8. 제7항에 따른 방법 또는 장치에 있어서,
    상기 추가의 양자화(66)는 상기 스펙트럼 백색화 데이터(661)의 상기 현재 비트 레이트를 체크하는 적응성 제어기(67)에 의해 제어되고, 상기 현재 비트 레이트가 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우, 이스케이프(escape) 신호(671)를 설정하고;
    상기 차이 신호(SDiff)의 상기 무손실 엔코딩은 엔트로피 엔코더(93)를 이용하고, 이의 입력 신호는 상기 이스케이프 신호가 설정된 경우 LPC 비상관기를 통과하고,
    상기 무손실 엔코드된 차이 신호(SDiff)의 상기 무손실 디코딩은 엔트로피 디코더(112)를 사용하고 이의 출력 신호는 상기 이스케이프 신호가 엔코딩 측에서 설정된 경우 LPC 합성(114)을 통과하는 방법 또는 장치.
  9. 제1, 3, 5, 7 및 8항 중 한 항에 따른 방법 또는 제2, 4 및 6 내지 8항 중 한 항에 따른 장치에 있어서, 상기 스펙트럼 백색화 데이터(661)는 각각 엔코딩측에서 엔트로피 엔코드되고(93) 디코딩측에서 엔트로피 디코드되는(112) 방법 또는 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 따른 방법 또는 장치에 있어서, 상기 LPC 비상관기 및 상기 LPC 합성은 LPC 필터이고, 이의 필터 계수는 스케일 팩터 및/또는 상기 손실 비트 스트림(411)의 부대역 도메인의 관련 계수 블럭의 스펙트럼과 같은 정보 항목 및/또는 헬퍼(helper) 정보 항목을 이용하여 결정되는 방법 또는 장치.
  11. 제1, 3, 5, 7 내지 10항 중 한 항에 따른 방법 또는 제2, 4 및 6 내지 10항 중 한 항에 따른 장치에 있어서, 상기 무손실 확장 데이터 스트림(451)은
    엔코드된 스펙트럼 백색 데이터(661);
    LPC 비상관이 활성인 것을 나타내는 이스케이프 신호(671);
    헬퍼 정보 신호;
    파일 대 파일(file to file) 적용을 위해, 손실 코더 딜레이 값 및/또는 원래의 파일 길이 값
    을 포함하는 방법 또는 장치.
  12. 무손실 확장 비트 스트림(451)에 있어서:
    엔트로피 엔코드된 차이 신호 (SDiff) 데이터;
    엔코드된 스펙트럼 백색화 데이터(661);
    LPC 비상관이 활성인 것을 나타내는 이스케이프 신호(671);
    헬퍼 정보 신호;
    파일 대 파일 적용을 위해, 손실 코더 딜레이 값 및/또는 원래의 파일 길이 값을 포함하고, 데이터 항목과 신호는 제3항 또는 제5항에 따른 방법을 실행하는 것을 용이하게 하는 방법 또는 장치.
  13. 손실 엔코드된 신호 데이터(411), 예를 들어 mp3 데이터 및 상기 데이터 항목과 신호, 및 선택적으로 제12항에서 정의된 값을 포함하는 무손실 엔코드된 비트 스트림(1322).
  14. 예를 들어, 광 디스크 상에 제1항 및 제7항 내지 11항 중 한 항의 방법에 따라 엔코드된 디지털 비디오 신호를 포함 또는 저장하거나, 기록하고 있는 저장 매 체.
  15. 예를 들어, 광 디스크 상에 제12항 또는 제13항에 따른 비트 스트림을 포함 또는 저장하거나, 기록하고 있는 저장 매체.
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