KR20090013571A - 변환 부호화 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 다른 방식으로 부호화하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 소정의 밴드별로 부호화할 도메인을 선택하여 적응적으로 부호화함으로써 보다 효율적으로 부호화하여 송수신할 수 있으며 호환성을 제공할 수 있다.

Description

변환 부호화 방법 및 장치{Method and apparatus for transcoding}
본 발명은 트렌스코딩(transcoding)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 다른 방식으로 부호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
음성 신호 또는 음악 신호와 같은 오디오 신호는 다양한 코덱에 의하여 부호화될 수 있다. 그러나 MP3 플레이어, PC(Personal Computer)와 같은 오디오 신호를 복호화하는 디바이스가 모든 코덱 방식을 지원하여 복호화할 수 있는 것은 아니다. 그러므로 디바이스에서 지원하지 않는 코덱으로 부호화된 비트스트림을 디바이스에서 지원하는 포멧으로 변환하여 부호화하는 것이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 소정의 밴드별로 부호화할 도메인을 선택하여 적응적으로 부호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 변환 부호화 방법은, 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 복호화하는 단계, 상기 복호화된 결과를 소정의 밴드별로 분할하여 각 밴드에 대해 부호화할 도메인을 기 설정된 기준에 따라 선택하는 단계 및 상기 선택된 도메인에서 상기 복호화된 결과를 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록 매체는, 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 복호화하는 단계, 상기 복호화된 결과를 소정의 밴드별로 분할하여 각 밴드에 대해 부호화할 도메인을 기 설정된 기준에 따라 선택하는 단계 및 상기 선택된 도메인에서 상기 복호화된 결과를 부호화하는 단계를 포함한 발명을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 변환 부호화 장치는, 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 복호화하는 복호화부, 상기 복호화된 결과를 소정의 밴드별로 분할하여 각 밴드에 대해 부호화할 도메인을 기 설정된 기준에 따라 선택하는 도메인 선택부 및 상기 선택된 도메인에서 상기 복호화된 결과를 부호화하는 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 변환 부호화 방법 및 장치에 의하면, 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 소정의 밴드별로 부호화할 도메인을 선택하여 적응적으로 부호화한다.
기존의 코덱에 의해 부호화된 비트스트림도 소정의 밴드별로 부호화할 도메인을 선택하여 적응적으로 부호화함으로써 보다 효율적으로 부호화하여 송수신할 있는 효과를 거둘 수 있다. 또한, 소정의 밴드별로 부호화할 도메인을 선택하여 적응적으로 부호화한 비트스트림을 복호화하는 디바이스에서도 기존의 코덱에 의해 부호화된 비트스트림을 복호화하여 재생함으로써 호환성을 제공할 수 있는 효과를 거둘 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 변환 부호화 방법 및 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 변환 부호화 장치를 포함하는 시스템의 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 시스템은 컨텐츠 제공부(100) 및 타겟 디바이스(110)를 포함하여 이루어진다.
컨텐츠 제공부(100)는 본 발명에 의한 변환 부호화 장치의 일 실시예로서 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 소정의 밴드별로 부호화할 도메인을 선택하여 적응적으로 부호화한다. 컨텐츠 제공부(100)의 실시예로 컨텐츠 서버(contents server) 또는 퍼스털 컴퓨터(personal computer)가 있다.
타겟 디바이스(110)는 소정의 밴드별로 부호화된 도메인이 서로 상이하게 적응적으로 부호화된 비트스트림을 복호화한다.
도 2는 본 발명에 의한 변환 부호화 장치에 대한 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 변환 부호화 장치는 소스 복호화부(200), 타겟 부호화부(210) 및 부가정보 제공부(220)를 포함하여 이루어진다.
소스 복호화부(200, source decoder)는 입력단자 IN을 통해서 입력된 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 복호화하여 복호화된 결과인 신호를 출력한다. 소스 복호화부(200)에서 복호화하는 비트스트림을 부호화하는 방식으로 MP3(Motion Pictures Expert Group), AAC(Advanced Audio Coding), WMA(Windows Media Audio) 등이 있다.
타겟 부호화부(210, target encoder)는 소스 복호화부(200)에서 복호화된 신호를 소정의 밴드별로 부호화할 도메인을 선택하여 적응적으로 부호화한다.
부가정보 제공부(220)는 타겟 부호화부(210)에서 부호화하는 데 이용할 부가 정보를 소스 복호화부(200)에서 복호화를 수행하는 과정에서 추출하거나 입력단자 IN'을 통해 사용자로부터 입력받아 타겟 부호화부(210)에 제공한다. 그러나 본 발명에 의한 변환 부호화 장치는 부가정보 제공부(220)를 반드시 포함하여 실시해야 하는 것은 아니다.
도 3은 본 발명에 의한 변환 부호화 장치에 대한 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 변환 부호화 장치는 방식 판단부(300), 비트스트림 복호화부(305), 선택부(310), 변환부(315), 시간도메인 부호화부(320), 주파수도메인 부호화부(325), 다중화부(330)를 포함하여 이루어진다. 또한, 변환 부호화 장치는 도메인정보 추출부(335), 설정 입력부(340) 및 파라미터 추출부(345)도 포함하여 실시할 수 있다.
소스 복호화부(200)는 방식 판단부(300) 및 비트스트림 복호화부(305)를 포함하여 이루어진다.
방식 판단부(300)는 입력단자 IN을 통해 입력된 비트스트림이 부호화된 방식을 판단한다. 여기서, 부호화된 방식의 예로 MP3(Motion Pictures Expert Group), AAC(Advanced Audio Coding), WMA(Windows Media Audio) 등이 있다.
비트스트림 복호화부(305)는 방식 판단부(300)에서 판단된 방식으로 방식 판단부(300)에서 입력받은 비트스트림을 복호화한다.
그러나 소스 복호화부(200)는 방식 판단부(300)를 반드시 포함하여 실시해야 하는 것은 아니며, mp3와 같이 사용자에게 일반적으로 이용되는 특정 포멧으로 부호화된 방식을 고정하여 방식 판단부(300)를 포함하지 않고 비트스트림 복호화부(305)에서 비트스트림을 입력받아 고정된 단수의 방식으로만 복호화할 수도 있다.
타겟 부호화부(210)는 선택부(310), 변환부(315), 시간도메인 부호화부(320), 주파수도메인 부호화부(325) 및 다중화부(330)를 포함하여 이루어진다.
선택부(310)는 변환부(315)에서 분할되어 각 밴드에 마련된 신호를 시간 도메인에서 부호화할지 주파수 도메인에서 부호화할지 여부를 각 밴드 별로 선택한 다. 또한, 선택부(310)에서 각 밴드에 대하여 선택된 도메인에 관한 정보들은 부호화하여 다중화부(330)로 출력한다.
변환부(315)는 비트스트림 복호화부(305)에서 복호화된 결과에 해당하는 신호를 소정의 밴드 단위로 분할하여 각 밴드에 마련된 신호를 시간 도메인 또는 주파수 도메인으로 변환한다.
여기서 변환부(315)는 주파수 도메인으로 변환하는 밴드(들)에 마련된 신호(들)를 제1 변환 방식으로 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하고, 심리 음향 모델을 적용하기 위해서 제1 변환 방식 이외의 제2 변환 방식으로도 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다. 제1 변환 방식에 의해 변환된 스펙트럼은 주파수 도메인으로 부호화하는 밴드에 마련된 신호를 부호화하는 데 이용되며, 제2 변환 방식에 의해 변환된 신호는 주파수 도메인으로 부호화하는 밴드에 마련된 신호에 대하여 심리 음향 모델을 적용하는 데 이용된다. 여기서, 심리음향모델은 인간 청각 시스템의 차폐 작용에 대한 수학적 모델을 말한다.
예를 들어, 변환부(315)는 소정의 밴드에 마련된 신호를 제1 변환 방식에 해당하는 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform)에 의해 주파수 도메인으로 변환하여 실수부로 표현하고, 제2 변환 방식에 해당하는 MDST(Modified Discrete Sine Transform)에 의해 주파수 도메인으로도 변환하여 허수부로 표현할 수 있다. 여기서, MDCT에 의해 변환되어 실수부로 표현된 신호는 소정의 밴드에 마련된 신호를 부호화하는 데 사용되며, MDST에 의해 변환되어 허수부로 표현된 신호는 소정의 밴드에 마련된 신호에 대하여 심리 음향 모델을 적용하는 데 이용된다. 이에 의하여 신호의 위상 정보를 추가로 표현할 수 있기 때문에 시간 도메인에 해당하는 신호에 대하여 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행한 후, MDCT의 계수를 양자화함으로써 발생되는 미스 매치(miss match)를 해결할 수 있다.
이러한 변환부(315)는 시간 도메인으로 표현된 신호를 입력받아 시간 도메인과 주파수 도메인으로 동시에 표현할 수 있는 모든 변환 방식으로 구현할 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 시간 도메인으로 표현된 신호를 주파수 도메인으로 변환한 후 밴드 별로 적절히 시간 해상도(temporal resolution)를 조절하여 소정의 밴드에 대하여 주파수 도메인으로 표현할 수 있는 적응성 있는(flexible) 변환 방식이다. 이에 부가하여 허수 표현을 통하여 심리 음향 모듈을 적용하기 위한 신호도 생성한다. 이러한 변환 방식의 일 예로 FV-MLT(Frequency Varying Modulated Lapped Transform)이 있다.
시간도메인 부호화부(320)는 선택부(310)에서 시간 도메인으로 부호화하는 것으로 결정되어 변환부(315)에서 시간 도메인으로 변환된 밴드(들)에 마련된 신호(들)을 시간 도메인에서 부호화한다. 시간도메인 부호화부(320)에서 부호화하는 방식의 예로 CELP(Code Excited Linear Prediction)가 있으나 이에 한정하여 실시해야 하는 것 아니다.
주파수도메인 부호화부(325)는 선택부(310)에서 주파수 도메인으로 부호화하는 것으로 결정되어 변환부(315)에서 주파수 도메인으로 변환된 밴드(들)에 마련된 스펙트럼(들)을 주파수 도메인에서 부호화한다. 주파수도메인 부호화부(325)에서 부호화하는 일 실시예는 도 4를 설명하면서 후술하기로 한다.
다중화부(330)는 선택부(310)에서 부호화된 각 밴드가 부호화된 도메인에 대한 정보, 시간도메인 부호화부(320)에서 부호화된 밴드(들)의 신호(들) 또는 주파수도메인 부호화부(325)에서 부호화된 밴드(들)의 스펙트럼(들)를 포함하여 다중화함으로써 비트스트림을 생성하여 출력단자 OUT을 통해 출력한다.
부가정보 제공부(220)는 도메인정보 추출부(335), 설정 입력부(340) 및 파라미터 추출부(345)를 포함하여 실시할 수 있다. 그러나 본 발명에 의한 변환 부호화 장치는 부가정보 제공부(220)를 반드시 포함하여 실시해야 하는 것은 아니다. 또한, 부가정보 제공부(220)는 도메인정보 추출부(335), 설정 입력부(340) 및 파라미터 추출부(345)를 모두 포함하여 실시해야 하는 것도 아니며 적어도 하나 이상을 포함하여 선택적으로 조합함으로써 실시할 수도 있다.
도메인정보 추출부(335)는 선택부(310)에서 각 밴드에 대해 부호화할 도메인을 선택하는 데 이용할 기 설정된 정보를 비트스트림 복호화부(305)에서 복호화를 수행하는 과정에서 추출한다.
기 설정된 정보의 예로 비트스트림의 포멧(format)에 대한 정보가 있다. 도메인정보 추출부(335)는 비트스트림의 포멧이 음성 코덱으로 부호화된 포멧인지 오디오 코덱으로 부호화된 포멧인지에 대한 정보를 추출하고, 선택부(310)는 포멧에 대한 정보를 이용하여 각 밴드에 마련된 신호를 주파수 도메인으로 부호화할지 시간 도메인으로 부호화할지 여부를 선택한다.
설정 입력부(340)는 시간도메인 부호화부(320) 또는 주파수도메인 부호화부(325)에서 부호화함에 있어서 적용될 설정(들)을 사용자로부터 입력받는다. 설 정 입력부(340)에서 사용자로부터 입력받는 설정의 예로 비트율, 샘플링, 변환 음질, 변환 속도 등의 파라미터가 있다. 여기서, 시간도메인 부호화부(320) 및 주파수도메인 부호화부(325)는 설정 입력부(340)에서 사용자로부터 입력받은 설정에 따라 부호화를 수행한다.
파라미터 추출부(345)는 비트스트림 복호화부(305)에서 복호화를 수행하는 과정에서 생성되는 정보(들)을 시간도메인 부호화부(320) 또는 주파수도메인 부호화부(325)에서 이용하기 위하여 기 설정된 파라미터(들)을 비트스트림 복호화부(305)에서 복호화를 수행하는 과정에서 추출한다. 여기서, 시간도메인 부호화부(320) 및 주파수도메인 부호화부(325)는 추출한 파라미터(들)를 이용하여 부호화를 수행한다.
도 4는 본 발명에 의한 변환 부호화 장치에 포함된 주파수도메인 부호화부(325)의 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 주파수도메인 부호화부(325)는 주파수성분 선택부(400), 주파수성분 양자화부(410) 및 잔여스펙트럼 부호화부(420)를 포함하여 이루어진다.
주파수성분 선택부(400)는 선택부(310)에서 주파수 도메인으로 부호화하는 것으로 결정되어 변환부(315)에서 주파수 도메인으로 변환된 밴드(들)에 마련된 스펙트럼(들)에서 기 설정된 기준에 따라 중요한 주파수 성분(들)을 선택한다.
주파수성분 선택부(400)에서 주파수 성분을 선택하는 기 설정된 기준으로 다음과 같은 실시예들이 있다. 첫째, SMR(Signal-to-Mask Ratio) 값을 계산하여 마스킹 역치 보다 큰 신호에 해당하는 주파수 성분을 선택한다. 둘째, 소정의 가중 치를 고려하여 스펙트럼 피크를 추출하여 주파수 성분을 선택한다. 셋째, 각 밴드 별로 SNR(Signal-to-Noise Ratio) 값을 계산하여 SNR 값이 낮은 서브 밴드 중에서 소정 크기 이상의 피크 값을 갖는 주파수 성분을 선택한다. 전술된 세 가지 실시예를 각각 실시할 수 있지만, 적어도 하나 이상 실시예를 결합하여 조합함으로써 실시할 수도 있다.
주파수성분 양자화부(410)는 주파수성분 선택부(400)에서 선택된 주파수 성분(들)을 양자화하고, 양자화된 결과를 출력단자 OUT 1을 통해 출력한다.
잔여스펙트럼 부호화부(420)는 주파수성분 선택부(400)에서 선택된 주파수 성분(들)을 제외한 잔여 스펙트럼을 추출하여 주파수성분 선택부(400)에서 선택된 주파수 성분(들)과 다른 방식으로 부호화하고, 잔여 스펙트럼을 부호화한 결과는 출력단자 OUT 1을 통해 출력한다. 잔여스펙트럼 부호화부(420)에서 부호화하는 실시예로 각 밴드에 마련된 주파수 성분 선택부(400)에서 선택된 주파수 성분(들)을 제외한 잔여 스펙트럼의 각 밴드 별 에너지 값(들)을 계산하여 부호화할 수 있다.
도 5는 본 발명에 의한 변환 부호화 장치에 의해 부호화된 비트스트림을 복호화하는 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 장치는 역다중화부(500), 도메인 판단부(510), 시간도메인 복호화부(515), 주파수도메인 복호화부(520) 및 역변환부(525)를 포함하여 이루어진다.
역다중화부(500)는 변환 부호화 장치에 의해 부호화된 비트스트림을 부호화기로부터 입력단자 IN을 통해 입력받은 비트스트림을 역다중화한다. 역다중화부(500)에서는 각 밴드가 부호화된 도메인에 대한 정보, 시간 도메인에서 부호화된 밴드(들)의 신호(들) 및 주파수 도메인에서 부호화된 밴드(들)의 스펙트럼(들)를 포함하여 역다중화한다.
도메인 판단부(510)는 역다중화부(500)에서 역다중화된 각 밴드가 부호화된 도메인에 대한 정보를 입력받아 부호화기에서 각 밴드가 부호화된 도메인을 판단한다.
시간도메인 복호화부(510)는 도메인 판단부(510)에서 시간 도메인으로 부호화된 것으로 판단된 밴드에 마련된 신호(들)를 시간 도메인에서 복호화한다. 시간도메인 복호화부(510)에서 복호화하는 방식의 예로 CELP(Code Excited Linear Prediction)가 있으나 이에 한정하여 실시해야 하는 것 아니다.
주파수도메인 복호화부(520)는 도메인 판단부(510)에서 주파수 도메인으로 부호화된 것으로 판단된 밴드에 마련된 스펙트럼(들)을 주파수 도메인에서 복호화한다. 주파수도메인 복호화부(520)에서 복호화하는 일 실시예는 도 6을 설명하면서 후술하기로 한다.
역변환부(525)는 시간도메인 복호화부(510)에서 복호화된 밴드(들)에 마련된 신호(들)과 주파수도메인 복호화부(520)에서 복호화된 밴드(들)에 마련된 스펙트럼(들)을 변환부(315)에서 수행하는 변환의 역과정으로 역변환함으로써 합성하여 단수의 시간 도메인에 해당하는 신호를 생성하고, 생성된 신호를 출력단자 OUT을 통해 출력한다.
도 6은 본 발명에 의한 변환 부호화 장치에 의해 부호화된 비트스트림을 복호화하는 장치에 포함된 주파수도메인 복호화부(520)의 일 실시예를 블록도로 도시 한 것으로서, 주파수도메인 복호화부(520)는 주파수성분 역양자화부(600), 잔여스펙트럼 복호화부(610) 및 합성부(620)를 포함하여 이루어진다.
주파수성분 역양자화부(600)는 부호화기에서 선택되어 부호화된 주파수 성분(들)을 역양자화한다.
잔여스펙트럼 복호화부(610)는 부호화기에서 부호화된 잔여 스펙트럼을 복호화한다.
합성부(620)는 주파수성분 역양자화부(600)에서 역양자화된 주파수 성분(들)과 잔여스펙트럼 복호화부(610)에서 복호화된 잔여 스펙트럼을 합성하여 출력단자 OUT 1을 통해 출력한다.
도 7은 본 발명에 의한 변환 부호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 입력된 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 복호화한다(제700단계). 제700단계에서 복호화하는 비트스트림을 부호화하는 방식으로 MP3(Motion Pictures Expert Group), AAC(Advanced Audio Coding), WMA(Windows Media Audio) 등이 있다.
제720단계에서 부호화하는 데 이용할 부가 정보를 제700단계에서 복호화를 수행하는 과정에서 추출하거나 사용자로부터 입력받는다(제710단계). 그러나 본 발명에 의한 변환 부호화 방법은 제710단계를 반드시 포함하여 실시해야 하는 것은 아니다.
제710단계에서 추출되거나 입력받은 부가 정보를 이용하여 제700단계에서 복 호화된 신호를 소정의 밴드별로 부호화할 도메인을 선택하고, 각 밴드를 적응적으로 부호화한다(제720단계).
도 8은 본 발명에 의한 변환 부호화 방법에 포함된 제700단계의 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 입력된 비트스트림이 부호화된 방식을 판단한다(제800단계). 여기서, 부호화된 방식의 예로 MP3(Motion Pictures Expert Group), AAC(Advanced Audio Coding), WMA(Windows Media Audio) 등이 있다.
제800단계에서 판단된 방식으로 비트스트림을 복호화한다(제805단계).
그러나 제700단계는 제800단계를 반드시 포함하여 실시해야 하는 것은 아니며, mp3와 같이 사용자에게 일반적으로 이용되는 특정 포멧으로 부호화된 방식을 고정하여 제800단계를 포함하지 않고 제805단계에서 비트스트림을 고정된 단수의 방식으로만 복호화할 수도 있다.
도 9는 본 발명에 의한 변환 부호화 방법에 포함된 제710단계의 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다. 그러나 본 발명에 의한 변환 부호화 방법은 제710단계를 반드시 포함하여 실시해야 하는 것은 아니다. 또한, 제710단계는 제900단계 내지 제920단계를 모두 포함하여 실시해야 하는 것도 아니며 적어도 하나 이상을 포함하여 선택적으로 조합함으로써 실시할 수도 있다.
후술할 제1010단계에서 각 밴드에 대해 부호화할 도메인을 선택하는 데 이용할 기 설정된 정보를 전술한 제805단계에서 복호화를 수행하는 과정에서 추출한다(제900단계).
기 설정된 정보의 예로 비트스트림의 포멧(format)에 대한 정보가 있다. 제900단계에서는 비트스트림의 포멧이 음성 코덱으로 부호화된 포멧인지 오디오 코덱으로 부호화된 포멧인지에 대한 정보를 추출하고, 후술할 제1010단계에서는 포멧에 대한 정보를 이용하여 각 밴드에 마련된 신호를 주파수 도메인으로 부호화할지 시간 도메인으로 부호화할지 여부를 선택한다.
후술할 제1020단계 내지 제1040단계 또는 제1050단계에서 부호화함에 있어서 적용될 설정(들)을 사용자로부터 입력받는다(제910단계). 제910단계에서 사용자로부터 입력받는 설정의 예로 비트율, 샘플링, 변환 음질, 변환 속도 등의 파라미터가 있다. 여기서, 후술할 제1020단계 내지 제1040단계 및 제1050단계는 제910단계에서 사용자로부터 입력받은 설정에 따라 부호화를 수행한다.
전술한 제805단계에서 복호화를 수행하는 과정에서 생성되는 정보(들)을 후술할 제1020단계 내지 제1040단계 또는 제1050단계에서 이용하기 위하여 기 설정된 파라미터(들)을 제805단계에서 복호화를 수행하는 과정에서 추출한다(제920단계). 여기서, 후술할 제1020단계 내지 제1040단계 및 제1050단계는 추출한 파라미터(들)를 이용하여 부호화를 수행한다.
도 10은 본 발명에 의한 변환 부호화 방법에 포함된 제720단계의 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 전술한 제805단계에서 분할된 신호의 각 밴드에 마련된 신호를 시간 도메인에서 부호화할지 주파수 도메인에서 부호화할지 여부를 각 밴드 별로 선택하고, 전술한 제805단계에서 복호화된 결과에 해당하는 신호를 소정의 밴드 단위로 분할하여 각 밴드에 마련된 신호를 선택된 도메인에 따라 시간 도메인 또는 주파수 도메인으로 변환한다(제1000단계). 또한, 제1000단계에서는 각 밴드에 대하여 선택된 도메인에 관한 정보들은 부호화한다.
여기서 제1000단계에서는 주파수 도메인으로 변환하는 밴드(들)에 마련된 신호(들)를 제1 변환 방식으로 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하고, 심리 음향 모델을 적용하기 위해서 제1 변환 방식 이외의 제2 변환 방식으로도 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다. 제1 변환 방식에 의해 변환된 스펙트럼은 주파수 도메인으로 부호화하는 밴드에 마련된 신호를 부호화하는 데 이용되며, 제2 변환 방식에 의해 변환된 신호는 주파수 도메인으로 부호화하는 밴드에 마련된 신호에 대하여 심리 음향 모델을 적용하는 데 이용된다. 여기서, 심리음향모델은 인간 청각 시스템의 차폐 작용에 대한 수학적 모델을 말한다.
예를 들어, 제1000단계에서는 소정의 밴드에 마련된 신호를 제1 변환 방식에 해당하는 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform)에 의해 주파수 도메인으로 변환하여 실수부로 표현하고, 제2 변환 방식에 해당하는 MDST(Modified Discrete Sine Transform)에 의해 주파수 도메인으로도 변환하여 허수부로 표현할 수 있다. 여기서, MDCT에 의해 변환되어 실수부로 표현된 신호는 소정의 밴드에 마련된 신호를 부호화하는 데 사용되며, MDST에 의해 변환되어 허수부로 표현된 신호는 소정의 밴드에 마련된 신호에 대하여 심리 음향 모델을 적용하는 데 이용된다. 이에 의하여 신호의 위상 정보를 추가로 표현할 수 있기 때문에 시간 도메인에 해당하는 신호에 대하여 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행한 후, MDCT의 계수를 양자화 함으로써 발생되는 미스 매치(miss match)를 해결할 수 있다.
이러한 제1000단계에서는 시간 도메인으로 표현된 신호를 입력받아 시간 도메인과 주파수 도메인으로 동시에 표현할 수 있는 모든 변환 방식으로 구현할 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 시간 도메인으로 표현된 신호를 주파수 도메인으로 변환한 후 밴드 별로 적절히 시간 해상도(temporal resolution)를 조절하여 소정의 밴드에 대하여 주파수 도메인으로 표현할 수 있는 적응성 있는(flexible) 변환 방식이다. 이에 부가하여 허수 표현을 통하여 심리 음향 모듈을 적용하기 위한 신호도 생성한다. 이러한 변환 방식의 일 예로 FV-MLT(Frequency Varying Modulated Lapped Transform)이 있다.
각 밴드에 대하여 제1000단계에서 부호화할 도메인으로 선택된 도메인이 시간 도메인인지 주파수 도메인인지 여부를 판단한다(제1010단계).
제1010단계에서 주파수 도메인에서 부호화하는 것으로 판단된 밴드(들)에 마련된 스펙트럼(들)에서 기 설정된 기준에 따라 중요한 주파수 성분(들)을 선택한다(제1020단계).
제1020단계에서 주파수 성분을 선택하는 기 설정된 기준으로 다음과 같은 실시예들이 있다. 첫째, SMR(Signal-to-Mask Ratio) 값을 계산하여 마스킹 역치 보다 큰 신호에 해당하는 주파수 성분을 선택한다. 둘째, 소정의 가중치를 고려하여 스펙트럼 피크를 추출하여 주파수 성분을 선택한다. 셋째, 각 밴드 별로 SNR(Signal-to-Noise Ratio) 값을 계산하여 SNR 값이 낮은 서브 밴드 중에서 소정 크기 이상의 피크 값을 갖는 주파수 성분을 선택한다. 전술된 세 가지 실시예를 각각 실시할 수 있지만, 적어도 하나 이상 실시예를 결합하여 조합함으로써 실시할 수도 있다.
제1000단계에서 선택된 주파수 성분(들)을 양자화한다(제1030단계).
제1000단계에서 선택된 주파수 성분(들)을 제외한 잔여 스펙트럼을 추출하여 제1000단계에서 선택된 주파수 성분(들)과 다른 방식으로 부호화한다(제1040단계). 제1040단계에서 부호화하는 실시예로 각 밴드에 마련된 제1020단계에서 선택된 주파수 성분(들)을 제외한 잔여 스펙트럼의 각 밴드 별 에너지 값(들)을 계산하여 부호화할 수 있다.
제1010단계에서 시간 도메인에서 부호화하는 것으로 판단된 밴드(들)에 마련된 신호(들)을 시간 도메인에서 부호화한다(제1050단계). 제1050단계에서 부호화하는 방식의 예로 CELP(Code Excited Linear Prediction)가 있으나 이에 한정하여 실시해야 하는 것 아니다.
제1000단계에서 부호화된 각 밴드가 부호화된 도메인에 대한 정보, 제1030단계에서 양자화된 주파수 성분(들), 제1040단계에서 부호화된 잔여 스펙트럼을 포함하여 다중화함으로써 비트스트림을 생성한다(제1060단계).
도 11은 본 발명에 의한 변환 부호화 방법에 의해 부호화된 비트스트림을 복호화하는 방법의 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 변환 부호화 장치에 의해 부호화된 비트스트림을 부호화기로부터 입력받은 비트스트림을 역다중화한다(제1100단계). 제1100단계에서는 각 밴드가 부호화된 도메인에 대한 정보, 시간 도메인에서 부호화된 밴드(들)의 신호(들) 및 주파 수 도메인에서 부호화된 밴드(들)의 스펙트럼(들)를 포함하여 역다중화한다.
제1100단계에서 역다중화된 각 밴드가 부호화된 도메인에 대한 정보를 이용하여 부호화기에서 각 밴드가 부호화된 도메인을 판단한다(제1110단계).
제1110단계에서 주파수 도메인으로 부호화된 밴드(들)로 판단된 밴드(들)에 대하여는 부호화기에서 선택되어 부호화된 주파수 성분(들)을 역양자화한다(제1120단계).
제1120단계 후에, 부호화기에서 부호화된 잔여 스펙트럼을 복호화한다(제1130단계).
제1120단계에서 역양자화된 주파수 성분(들)과 제1130단계에서 복호화된 잔여 스펙트럼을 합성한다(제1140단계).
제1110단계에서 주파수 도메인으로 부호화된 밴드(들)로 판단된 신호(들)를 시간 도메인에서 복호화한다(제1150단계). 제1150단계에서 복호화하는 방식의 예로 CELP(Code Excited Linear Prediction)가 있으나 이에 한정하여 실시해야 하는 것 아니다.
제1140단계에서 합성된 스펙트럼(들)과 제1150단계에서 복호화된 밴드(들)에 마련된 신호(들)를 전술한 제1000단계에서 수행하는 변환의 역과정으로 역변환함으로써 합성하여 단수의 시간 도메인에 해당하는 신호를 생성한다(제1160단계).
이러한 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이 다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
또한, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터(정보 처리 기능을 갖는 장치를 모두 포함한다)가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장 장치 등이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 변환 부호화 장치를 포함하는 시스템의 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 변환 부호화 장치에 대한 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 변환 부호화 장치에 대한 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 변환 부호화 장치에 포함된 주파수도메인 부호화부(325)의 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 의한 변환 부호화 장치에 의해 부호화된 비트스트림을 복호화하는 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 의한 변환 부호화 장치에 의해 부호화된 비트스트림을 복호화하는 장치에 포함된 주파수도메인 복호화부(520)의 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 의한 변환 부호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 의한 변환 부호화 방법에 포함된 제700단계의 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에 의한 변환 부호화 방법에 포함된 제710단계의 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 의한 변환 부호화 방법에 포함된 제720단계의 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 11은 본 발명에 의한 변환 부호화 방법에 의해 부호화된 비트스트림을 복호화하는 방법의 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉
300: 방식 판단부 305: 비트스트림 복호화부
310: 선택부 315: 변환부
320: 시간도메인 부호화부 325: 주파수도메인 부호화부
330: 다중화부 335: 도메인정보 추출부
340: 설정 입력부 345: 파라미터 추출부

Claims (32)

  1. 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 복호화하는 단계;
    상기 복호화된 결과를 소정의 밴드별로 분할하여 각 밴드에 대해 부호화할 도메인을 기 설정된 기준에 따라 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 도메인에서 상기 복호화된 결과를 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선택하는 단계는
    시간 도메인 또는 주파수 도메인 가운데 어느 하나의 도메인을 선택하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복호화하는 단계에서 기 설정된 정보(들)을 추출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 선택하는 단계는 상기 추출된 정보(들)도 이용하여 각 밴드에 대해 부호화할 도메인을 선택하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부호화하는 단계에서 부호화함에 있어서 적용될 설정(들)을 사용자로부 터 입력받는 단계를 더 포함하고,
    상기 부호화하는 단계는 상기 복호화된 결과를 상기 입력받은 설정(들)에 따라 부호화하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복호화하는 단계는
    상기 비트스트림이 부호화된 방식을 판단하는 단계; 및
    상기 판단된 방식에 따라 상기 비트스트림을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 부호화하는 단계에서 이용할 기 설정된 파라미터(들)를 상기 복호화하는 단계에서 추출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 부호화하는 단계는 상기 추출된 파라미터(들)를 이용하여 상기 선택된 도메인에서 상기 복호화된 결과를 부호화하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 부호화하는 단계는
    상기 선택하는 단계에서 주파수 도메인으로 부호화하는 것으로 선택된 밴드(들)에 마련된 스펙트럼(들)에서 기 설정된 기준에 따라 주파수 성분(들)을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 주파수 성분(들)을 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스펙트럼(들)에서 상기 선택된 주파수 성분(들)을 제외한 나머지 스펙트럼을 부호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 나머지 스펙트럼을 부호화하는 단계는
    각 밴드에 마련된 상기 나머지 스펙트럼의 에너지값(들)을 계산하여 부호화하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 방법.
  10. 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 복호화하는 단계;
    상기 복호화된 결과를 소정의 밴드별로 분할하여 각 밴드에 대해 부호화할 도메인을 기 설정된 기준에 따라 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 도메인에서 상기 복호화된 결과를 부호화하는 단계
  11. 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 복호화하는 복호화부;
    상기 복호화된 결과를 소정의 밴드별로 분할하여 각 밴드에 대해 부호화할 도메인을 기 설정된 기준에 따라 선택하는 도메인 선택부; 및
    상기 선택된 도메인에서 상기 복호화된 결과를 부호화하는 부호화부를 포함 하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 도메인 선택부는
    시간 도메인 또는 주파수 도메인 가운데 어느 하나의 도메인을 선택하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복호화부에서 기 설정된 정보(들)을 추출하는 정보 추출부를 더 포함하고,
    상기 도메인 선택부는 상기 추출된 정보(들)도 이용하여 각 밴드에 대해 부호화할 도메인을 선택하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 부호화부에서 부호화함에 있어서 적용될 설정(들)을 사용자로부터 입력받는 설정 입력부를 더 포함하고,
    상기 부호화부는 상기 복호화된 결과를 상기 입력받은 설정(들)에 따라 부호화하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 복호화부는
    상기 비트스트림이 부호화된 방식을 판단하는 방식 판단부; 및
    상기 판단된 방식에 따라 상기 비트스트림을 복호화하는 비트스트림 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 부호화부에서 이용할 기 설정된 파라미터(들)를 상기 복호화부에서 복호화를 수행하는 과정에서 추출하는 파라미터 추출부를 더 포함하고,
    상기 부호화부는 상기 추출된 파라미터(들)를 이용하여 상기 선택된 도메인에서 상기 복호화된 결과를 부호화하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 장치.
  17. 제11항에 있어서, 상기 부호화부는
    상기 도메인 선택부에서 주파수 도메인으로 부호화하는 것으로 선택된 밴드(들)에 마련된 스펙트럼(들)에서 기 설정된 기준에 따라 주파수 성분(들)을 선택하는 주파수성분 선택부; 및
    상기 선택된 주파수 성분(들)을 부호화하는 주파수성분 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 스펙트럼(들)에서 상기 선택된 주파수 성분(들)을 제외한 나머지 스펙트럼을 부호화하는 잔여스펙트럼 부호화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 잔여스펙트럼 부호화부는
    각 밴드에 마련된 상기 나머지 스펙트럼의 에너지값(들)을 계산하여 부호화하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 장치.
  20. 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 복호화하는 단계;
    상기 복호화된 결과에서 기 설정된 기준에 따라 주파수 성분(들)을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 주파수 성분(들)을 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 복호화된 결과에서 상기 선택된 주파수 성분(들)을 제외한 나머지 스펙트럼을 부호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 나머지 스펙트럼을 부호화하는 단계는
    각 밴드에 마련된 상기 나머지 스펙트럼의 에너지값(들)을 계산하여 부호화하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 부호화하는 단계에서 부호화함에 있어서 적용될 설정(들)을 사용자로부터 입력받는 단계를 더 포함하고,
    상기 부호화하는 단계는 상기 선택된 주파수 성분(들)을 상기 입력받은 설정(들)에 따라 부호화하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 방법.
  24. 제20항에 있어서, 상기 복호화하는 단계는
    상기 비트스트림이 부호화된 방식을 판단하는 단계; 및
    상기 판단된 방식에 따라 상기 비트스트림을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 방법.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 부호화하는 단계에서 이용할 기 설정된 파라미터(들)를 상기 복호화하는 단계에서 추출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 부호화하는 단계는 상기 추출된 파라미터(들)를 이용하여 상기 선택된 주파수 성분(들)을 부호화하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 방법.
  26. 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 복호화하는 단계;
    상기 복호화된 결과에서 기 설정된 기준에 따라 주파수 성분(들)을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 주파수 성분(들)을 부호화하는 단계를 포함한 발명을 컴퓨터에 서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  27. 소정의 방식으로 부호화된 비트스트림을 복호화하는 복호화부;
    상기 복호화된 결과에서 기 설정된 기준에 따라 주파수 성분(들)을 선택하는 주파수성분 선택부; 및
    상기 선택된 주파수 성분(들)을 부호화하는 주파수성분 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 복호화된 결과에서 상기 선택된 주파수 성분(들)을 제외한 나머지 스펙트럼을 부호화하는 잔여스펙트럼 부호화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 잔여스펙트럼 부호화부는
    각 밴드에 마련된 상기 나머지 스펙트럼의 에너지값(들)을 계산하여 부호화하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 장치.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 주파수성분 부호화부에서 부호화함에 있어서 적용될 설정(들)을 사용자로부터 입력받는 설정 입력부를 더 포함하고,
    상기 주파수성분 부호화부는 상기 복호화된 결과를 상기 입력받은 설정(들)에 따라 부호화하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 장치.
  31. 제27항에 있어서, 상기 복호화부는
    상기 비트스트림이 부호화된 방식을 판단하는 방식 판단부; 및
    상기 판단된 방식에 따라 상기 비트스트림을 복호화하는 비트스트림복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 장치.
  32. 제27항에 있어서,
    상기 주파수성분 부호화부에서 이용할 기 설정된 파라미터(들)를 상기 복호화부가 복호화를 수행하는 과정에서 추출하는 파라미터 추출부를 더 포함하고,
    상기 주파수성분 부호화부는 상기 추출된 파라미터(들)를 이용하여 상기 선택된 주파수 성분(들)을 부호화하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화 장치.
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