KR20090018530A - 종지 정현파 신호와 일반적인 연속 정현파 신호를 다른방식으로 처리하는 오디오 신호 인코딩 방법 및 장치와오디오 신호 디코딩 방법 및 장치 - Google Patents

종지 정현파 신호와 일반적인 연속 정현파 신호를 다른방식으로 처리하는 오디오 신호 인코딩 방법 및 장치와오디오 신호 디코딩 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

종지 정현파 신호와 일반적인 연속 정현파 신호를 다른 방식으로 처리하는 오디오 신호 인코딩 방법 및 장치와 오디오 신호 디코딩 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명에서는, 종지 파셜이 이전의 파셜보다 진폭 성분이 작아지는 경향이 있다는 성질을 이용하여, 일반적인 연속 파셜과 종지 파셜을 구분하여 인코딩하는 신택스를 추가하는 방식을 제공한다. 즉, 종지 파셜의 진폭 성분에 대한 차이값 코딩을 수행할 때, 허프만 코딩에서 사용하는 테이블에서 음수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수가 양수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수보다 적도록 하였다. 이러한 방식을 적용함에 의하여, 전체 코덱에서의 비트 레이트(bit rate)가 낮아지게 된다.

Description

종지 정현파 신호와 일반적인 연속 정현파 신호를 다른 방식으로 처리하는 오디오 신호 인코딩 방법 및 장치와 오디오 신호 디코딩 방법 및 장치{Audio encoding method and apparatus, and audio decoding method and apparatus, processing death sinusoid and general continuation sinusoid in different way}
본 발명은 오디오 신호의 인코딩 및 디코딩에 관한 것으로서, 특히 종지 정현파 신호와 일반적인 연속 정현파 신호를 다른 방식으로 처리하는 오디오 신호 인코딩 방법 및 장치와 오디오 신호 디코딩 방법 및 장치에 관한 것이다.
파라메트릭 코딩(parametric coding)은 특정한 파라미터로 오디오 신호를 표현하는 코딩 방식이다. 파라메트릭 코딩은 MPEG-4(Moving Picture Experts Group 4) 표준에서 이용되고 있다.
도 1은 파라메트릭 코딩 방식을 설명하기 위한 도면이다. 파라메트릭 코딩 방식에서는 입력 신호를 분석하여 파라미터화한다. 먼저 입력된 오디오 신호에 대하여 적절한 필터링을 수행한다(Audio reading and filtering). 입력된 오디오 신호에 대하여 트랜지언트(transient) 분석, 정현파(sinusoidal) 분석 및 노이즈(noise) 분석의 세 가지 분석을 수행하여 각각의 영역에서의 오디오 성분들에 대 한 파라미터들을 추출한다. 트랜지언트 분석은 매우 역동적인(dynamic) 오디오의 변화에 대응한다. 정현파 분석은 결정적인(deterministic) 오디오의 변화에 대응한다. 노이즈 분석은 스토캐스틱(stochastic) 또는 비결정적인(non-deterministic) 오디오의 변화에 대응한다. 추출된 파라미터들은 비트 스트림으로 포맷팅한다(bit-stream formatting).
정현파 분석에 의하여 추출된 정현파 신호(sinusoid)를 파셜(partial)이라고도 부른다.
정현파 분석을 수행한 후에 정현파 신호(sinusoid)에 대하여 ADPCM(adaptive differential pulse code modulation)이나 DPCM(differential pulse code modulation) 코딩을 하기 위하여 정현파 신호에 대한 트랙킹을 수행한다. 트랙킹이란 전후의 프레임들에 포함된 정현파 신호들간에 서로 연속되는 정현파 신호를 찾아내고 대응 관계를 설정하는 것을 의미한다.
이전 프레임의 정현파 신호들로부터 트랙킹이 가능하지 않은 현재 프레임의 정현파 신호를 신생(birth) 정현파 신호 또는 신생 파셜이라고 한다. 신생이라는 명칭은, 정현파 신호가 이전 프레임의 정현파 신호로부터 연속되지 않고 현재 프레임에서 새로이 생겨난다는 의미를 가진다. 신생 정현파 신호에 대하여는 이전 프레임의 정현파 신호를 이용한 차이값 코딩(difference coding)을 수행할 수 없고 절대 코딩(absolute coding)을 수행하여야 한다. 따라서, 코딩을 위하여 많은 비트 수가 필요하게 된다.
반면, 이전 프레임의 정현파 신호로부터 트랙킹이 가능한 현재 프레임의 정 현파 성분을 연속(continuation) 정현파 신호 또는 연속 파셜이라고 한다. 연속 정현파 신호에 대하여는 대응하는 이전 프레임의 정현파 신호를 이용하여 차이값 코딩(difference coding)을 수행할 수 있으므로 효율적인 코딩이 가능하다.
연속 정현파 신호 중에서 특히 다음 프레임의 정현파 신호와 연결되지 않고 사라지는 정현파 신호를 종지(death) 정현파 신호 또는 종지 파셜이라고 한다.
도 2는 종지 정현파 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 종지 정현파 신호는 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15이다.
종지 정현파 신호 3의 예를 살펴보면, 처음 신생 정현파 신호 1로부터 트랙킹이 시작되어, 연속 정현파 신호 2로 연결되고, 종지 정현파 신호 3에서 트랙킹이 끝나게 된다.
종래의 오디오 신호 인코딩 방법에서는 이러한 종지 정현파 신호에 대하여 특별한 인식을 하고 있지 않다. 따라서, 종지 정현파 신호에 대하여는 일반적인 연속 정현파 신호와 같은 인코딩을 적용한다.
도 3은 종래 기술에 따른 오디오 신호 인코딩 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 정현파 분석(sinusoidal analysis)을 수행하여 정현파 신호를 추출하고(S10), 정현파 트랙킹(sinusoid tracking)을 수행하여 이전 프레임의 정현파 신호와 연결되었는지를 판단한다(S20). 이전 프레임의 정현파 신호와 연결되지 않는 경우 신생 정현파 신호가 되며, 이전 프레임의 정현파 신호와 연결되는 경우 연속 정현파 신호가 된다. 종지 정현파 신호에 대한 별도의 고려는 이루어지지 않는다.
정현파 신호에 대하여 양자화(quantization)를 수행하고(S30), 인코딩하고자 하는 정현파 신호가 신생 정현파 신호인지를 판단한다(S40). 신생 정현파 신호인 경우, 진폭 성분에 대하여 절대값 코딩(absolute coding)을 수행한다. 이를 신생 정현파 진폭 코딩(birth amplitude coding)이라고 한다(S50).
신생 정현파 신호가 아닌 경우, 진폭 성분에 대하여 이전 프레임의 연속되는 정현파 신호의 진폭 성분과의 차를 구하고 이를 코딩한다. 이러한 차이값 코딩(difference coding)을 연속 정현파 진폭 코딩(continuation amplitude coding)이라고 한다(S60).
이와 같이 종래의 오디오 신호 인코딩 방식에서는 종지 정현파 신호에 대한 별도의 고려가 이루어지지 않고 있다. 그런데, 종지 정현파 신호에는 고유한 성질이 있어서, 이를 이용하면 더 효율적인 오디오 코딩이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 이에 대하여 살펴보고자 한다.
언급한 바와 같이, 종지 정현파 신호, 즉 종지 파셜(death partial)에는 고유한 성질이 있어서 이를 이용하면 더 효율적인 오디오 코딩이 가능하게 된다. 본 발명에서는 이와 같은 종지 파셜의 고유한 성질에 대하여 살펴보고, 이러한 성질을 이용하여 종지 정현파 신호와 일반적인 연속 정현파 신호를 다른 방식으로 처리함에 의하여 더 효율적으로 오디오 신호를 인코딩하는 방법 및 장치, 그리고 이러한 방식으로 인코딩된 오디오 신호를 디코딩하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 발명자들은, 종지 파셜(death partial)의 고유한 성질로서, 트랙킹되는 이전의 파셜보다 그 진폭 성분이 작아지는 경향이 있음을 발견하였다. 이는 종지 파셜이 트랙킹되는 오디오 신호가 사라지는 부분의 신호이기 때문이다.
따라서, 종지 파셜의 진폭 성분과 이전의 파셜의 진폭 성분의 차이 값을 구하면, 대부분이 0보다 작은 음수 값을 가지게 된다.
본 발명에서는 이러한 특성을 이용하여, 일반적인 연속 파셜과 종지 파셜을 구분하여 인코딩하는 신택스(syntax)를 추가하는 방식을 제공한다. 즉, 종지 파셜의 진폭 성분에 대한 차이값 코딩(difference coding)을 수행할 때, 허프만 코딩에 사용하는 테이블에서 음수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수가 양수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수보다 적도록 하였다.
본 발명에 따른 오디오 신호의 인코딩 방법은, 입력 오디오 신호에 대하여 정현파 분석을 수행하여 현재 프레임의 정현파 신호들을 추출하는 단계; 상기 추출된 현재 프레임의 정현파 신호들에 대하여 정현파 트랙킹(sinusoid tracking)을 수행하여, 이전 프레임의 정현파 신호와 연결되지 않는 신생(birth) 정현파 신호, 이전 프레임의 정현파 신호 및 이후 프레임의 정현파 신호와 연결되는 연속(continuation) 정현파 신호, 및 이전 프레임의 정현파 신호와는 연결되지만 이후 프레임의 정현파 신호와는 연결되지 않는 종지(death) 정현파 신호를 구하는 단계; 상기 신생 정현파 신호의 진폭 값을 절대 코딩(absolute coding)하는 단계; 상기 연속 정현파 신호의 진폭 값과 상기 연속 정현파 신호가 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호의 진폭 값의 차이를 제1 허프만 테이블을 사용하여 허프만 코딩하는 단계; 및 상기 종지 정현파 신호의 진폭 값과 상기 종지 정현파 신호가 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호의 진폭 값과의 차이를 상기 제1 허프만 테이블과 다른 제2 허프만 테이블을 사용하여 허프만 코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 제2 테이블은 음수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수가 양수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수보다 적은 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 오디오 신호의 인코딩 장치는, 입력 오디오 신호에 대하여 정현파 분석을 수행하여 현재 프레임의 정현파 신호들을 추출하는 정현파 분석부; 상기 추출된 현재 프레임의 정현파 신호들에 대하여 정현파 트랙킹(sinusoid tracking)을 수행하여, 이전 프레임의 정현파 신호와 연결되지 않는 신생(birth) 정현파 신호, 이전 프레임의 정현파 신호 및 이후 프레임의 정현파 신호와 연결되는 연속(continuation) 정현파 신호, 및 이전 프레임의 정현파 신호와는 연결되지 만 이후 프레임의 정현파 신호와는 연결되지 않는 종지(death) 정현파 신호를 구하는 정현파 트랙킹부; 상기 신생 정현파 신호의 진폭 값을 절대 코딩(absolute coding)하는 신생 정현파 코딩부; 상기 연속 정현파 신호의 진폭 값과 상기 연속 정현파 신호가 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호의 진폭 값의 차이를 제1 허프만 테이블을 사용하여 허프만 코딩하는 연속 정현파 코딩부; 및 상기 종지 정현파 신호의 진폭 값과 상기 종지 정현파 신호가 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호의 진폭 값과의 차이를 상기 제1 허프만 테이블과 다른 제2 허프만 테이블을 사용하여 허프만 코딩하는 종지 정현파 코딩부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 제2 테이블은 음수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수가 양수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수보다 적은 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 오디오 신호의 디코딩 방법은, 디코딩하고자 하는 정현파 신호가, 이전 프레임의 정현파 신호와 연결되지 않는 신생(birth) 정현파 신호, 이전 프레임의 정현파 신호 및 이후 프레임의 정현파 신호와 연결되는 연속(continuation) 정현파 신호, 및 이전 프레임의 정현파 신호와는 연결되지만 이후 프레임의 정현파 신호와는 연결되지 않는 종지(death) 정현파 신호 중 어느 종류에 해당하는지를 결정하는 단계; 입력 비트 스트림으로부터 인코딩된 진폭 정보를 추출하는 단계; 상기 정현파 신호가 신생 정현파 신호인 경우, 상기 인코딩된 진폭 정보를 디코딩하여 상기 신생 정현파 신호의 진폭 값을 구하는 단계; 상기 정현파 신호의 종류가 연속 정현파 신호인 경우, 제1 허프만 테이블을 이용하여 상기 인코딩된 진폭 정보를 허프만 디코딩하고, 디코딩된 값을 상기 연속 정현파 신호와 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호와 더하여, 상기 연속 정현파 신호의 진폭 값을 구하는 단계; 및 상기 정현파 신호의 종류가 종지 정현파 신호인 경우, 상기 제1 허프만 테이블과 다른 제2 허프만 테이블을 사용하여 상기 인코딩된 진폭 정보를 허프만 디코딩하고, 디코딩된 값을 상기 종지 정현파 신호와 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호와 더하여, 상기 종지 정현파 신호의 진폭 값을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 제2 테이블은 음수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수가 양수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수보다 적은 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 오디오 신호의 디코딩 장치는, 디코딩하고자 하는 정현파 신호가, 이전 프레임의 정현파 신호와 연결되지 않는 신생(birth) 정현파 신호, 이전 프레임의 정현파 신호 및 이후 프레임의 정현파 신호와 연결되는 연속(continuation) 정현파 신호, 및 이전 프레임의 정현파 신호와는 연결되지만 이후 프레임의 정현파 신호와는 연결되지 않는 종지(death) 정현파 신호 중 어느 종류에 해당하는지를 결정하는 정현파 종류 결정부; 입력 비트 스트림으로부터 인코딩된 진폭 정보를 추출하는 진폭 정보 추출부; 상기 정현파 신호가 신생 정현파 신호인 경우, 상기 인코딩된 진폭 정보를 디코딩하여 상기 신생 정현파 신호의 진폭 값을 구하는 신생 정현파 디코딩부; 상기 정현파 신호의 종류가 연속 정현파 신호인 경우, 제1 허프만 테이블을 이용하여 상기 인코딩된 진폭 정보를 허프만 디코딩하고, 디코딩된 값을 상기 연속 정현파 신호와 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호와 더하여, 상기 연속 정현파 신호의 진폭 값을 구하는 연속 정현파 디코딩부; 및 상기 정현파 신호의 종류가 종지 정현파 신호인 경우, 상기 제1 허프만 테이블 과 다른 제2 허프만 테이블을 사용하여 상기 인코딩된 진폭 정보를 허프만 디코딩하고, 디코딩된 값을 상기 종지 정현파 신호와 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호와 더하여, 상기 종지 정현파 신호의 진폭 값을 구하는 종지 정현파 디코딩부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 제2 테이블은 음수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수가 양수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수보다 적은 것이 바람직하다.
본 발명에 따라서 오디오 신호를 인코딩하거나 디코딩하는 경우, 종지 파셜의 차이값 코딩에서 자주 나타나는 음수 값에 대하여 적은 수의 비트가 할당되므로, 전체 코덱에서의 비트 레이트(bit rate)가 낮아지는 효과가 있다.
본 발명에 따른 오디오 신호의 인코딩 방식을 적용하는 경우에 관련 기술과 비교하여 어느 정도의 비트 수 감소의 효과가 있는지에 대하여는, 도 7을 참조하여 더 상세히 설명할 것이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 오디오 신호의 인코딩 방법 및 장치, 그리고 오디오 신호의 디코딩 방법 및 장치에 대하여 상세히 살펴본다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 인코딩 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 인코딩 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 오디오 신호의 인코딩 장치(100)는 정현파 분석부(110), 정현파 트랙킹부(120), 신생 정현파 코딩부(130), 연속 정현파 코딩부(140) 및 종지 정현파 코딩부(150)를 포함한다.
정현파 분석부(110)는 입력 오디오 신호에 대하여 정현파 분석(sinusoid analysis)을 수행하여 현재 프레임의 정현파 신호들을 추출한다(S100).
정현파 트랙킹부(120)는 추출된 현재 프레임의 정현파 신호들에 대하여 정현파 트랙킹(sinusoid tracking)을 수행하여, 신생 정현파 신호, 연속 정현파 신호, 종지 정현파 신호를 구한다(S110).
언급한 바와 같이, 이전 프레임의 정현파 신호와 연결되지 않는 정현파 신호를 신생 정현파 신호라고 하며, 이전 프레임의 정현파 신호 및 이후 프레임의 정현파 신호와 연결되는 정현파 신호를 연속 정현파 신호라고 하며, 이전 프레임의 정현파 신호와는 연결되지만 이후 프레임의 정현파 신호와는 연결되지 않는 정현파 신호를 종지 정현파 신호라고 한다.
인코딩하고자 하는 정현파 신호에 대하여 양자화(quantization)를 수행하고(S120), 인코딩하고자 하는 정현파 신호가 신생 정현파 신호인지를 판단한다(S130). 신생 정현파 신호가 아닌 경우, 종지 정현파 신호인지를 판단한다(S140).
실시예에 따라서는 상기 S130 단계와 S140 단계가 하나의 판단 과정에 의하여 수행될 수도 있다. 즉 인코딩하고자 하는 정현파 신호의 종류를 한번에 판단하여, 정현파 신호의 종류에 따라 S150, S160, S170 단계를 바로 수행하도록 할 수도 있을 것이다.
인코딩하고자 하는 정현파 신호가 신생 정현파 신호인 경우, 신생 정현파 코딩부(130)는 상기 신생 정현파 신호의 진폭 성분에 대하여 절대값 코딩(absolute coding)을 수행한다(S150).
인코딩하고자 하는 정현파 신호가 신생 정현파 신호도 아니고 종지 정현파 신호도 아닌 경우, 이는 일반적인 연속 정현파 신호이다. 이 경우, 연속 정현파 코딩부(140)는 상기 연속 정현파 신호의 진폭 값과 상기 정현파 신호가 연결되는 이전의 프레임의 정현파 신호의 진폭 값의 차이를 허프만 코딩한다(S170). 이때 사용되는 허프만 테이블을 제1 허프만 테이블이라고 하자.
인코딩하고자 하는 정현파 신호가 종지 정현파 신호가 경우, 종지 정현파 코딩부(150)는 상기 종지 정현파 신호의 진폭 성분에 대하여 이전 프레임의 연속되는 정현파 신호의 진폭 성분과의 차이를 구하고 이를 허프만 코딩한다(S160). 이때 사용되는 허프만 테이블을 제2 허프만 테이블이라고 하자.
상기 제2 허프만 테이블은 상기 제1 허프만 테이블과 다른 테이블이다. 제 1허프만 테이블과 제 2 허프만 테이블을 생성할 경우, 일반적인 연속 정현파 신호와 종지 정현파 신호를 구별하여 만든다. 제 1 허프만 테이블은 연속 정현파 신호의 특성을 이용하고 제 2 허프만 테이블은 종지 정현파 신호의 특성을 이용하게 된다. 종지 정현파 신호는 감소하는 특성이 있으므로 제2 허프만 테이블은 음수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수가 양수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수보다 적은 것을 특징으로 한다. 음수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수가 양수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수보다 적다는 것은 절대 값이 같은 수의 경우 음수에 더 적은 비트를 할당 하는 것도 포함한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 디코딩 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 오디오 신호 디코딩 장치(200)는 정현파 종류 결정부(210), 진폭 정보 추출부(220), 신생 정현파 디코딩부(230), 연속 정현파 디코딩부(240) 및 종지 정현파 디코딩부(250)를 포함하는 것이 바람직하다.
정현파 종류 결정부(210)는, 디코딩하고자 하는 정현파 신호가, 이전 프레임의 정현파 신호와 연결되지 않는 신생(birth) 정현파 신호, 이전 프레임의 정현파 신호 및 이후 프레임의 정현파 신호와 연결되는 연속(continuation) 정현파 신호, 및 이전 프레임의 정현파 신호와는 연결되지만 이후 프레임의 정현파 신호와는 연결되지 않는 종지(death) 정현파 신호 중 어느 종류에 해당하는지를 결정한다.
진폭 정보 추출부(220)는 입력 비트 스트림으로부터 인코딩된 진폭 정보를 추출한다.
상기 정현파 신호가 신생 정현파 신호인 경우, 신생 정현파 디코딩부(230)는 인코딩된 진폭 정보를 디코딩하여 신생 정현파 신호의 진폭 값을 구한다.
상기 정현파 신호의 종류가 연속 정현파 신호인 경우, 연속 정현파 디코딩부(240)는 제1 허프만 테이블을 이용하여 상기 인코딩된 진폭 정보를 허프만 디코딩하고, 디코딩된 값을 상기 연속 정현파 신호와 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호와 더하여, 상기 연속 정현파 신호의 진폭 값을 구한다.
상기 정현파 신호의 종류가 종지 정현파 신호인 경우, 종지 정현파 디코딩 부(250)는 상기 제1 허프만 테이블과 다른 제2 허프만 테이블을 사용하여 상기 인코딩된 진폭 정보를 허프만 디코딩하고, 디코딩된 값을 상기 종지 정현파 신호와 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호와 더하여, 상기 종지 정현파 신호의 진폭 값을 구한다.
이때 제2 테이블은 음수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수가 양수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수보다 적은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 오디오 신호의 인코딩 방식과 종래 기술에 따른 오디오 신호의 인코딩 방식에서의 코딩에서 사용되는 비트 수의 차이를 실험에 의하여 살펴본다.
도 7은 본 발명에 따른 오디오 신호의 인코딩 방식을 적용하는 경우, 종래 기술과 비교한 비트 수의 이득(Gain)을 나타낸 테이블이다.
이와 같은 결과를 얻기 위하여, 먼저 종지 파셜을 일반적인 연속 파셜과 구분하지 않은 종래의 방식을 적용하여 인코딩할 때의 비트 레이트(bit rate)를 측정한다(bitrate1).
다음으로 종지 파셜을 일반적인 연속 파셜과 구별하여 상기 제2 테이블을 사용하여 인코딩하는 본 발명을 적용할 때의 비트 레이트를 측정한다(bitrate2).
테이블에 도시한 이득(Gain)은 다음 수학식 1에 의하여 구해진다.
Figure 112007059666351-PAT00001
도 7을 참조하면, 10개의 테스트 시퀀스(Bass, Brahms, Dongwoo, Dust, Gspi, Harp, Horn, Hotel, Spff 및 Trilogy)를 이용하여 실험을 수행하였다.
첫번째 항목인 Continuation에서 amplitude의 Gain이란, 종지 정현파 신호를 포함한 연속 정현파 신호 전체를 인코딩할 때의 비트 수의 감소 비율을 의미한다. 도 7을 참조하면, 종래 방식을 적용할 때에 비하여 1.6 퍼센트의 비트 레이트의 감소가 있음을 알 수 있다.
두번째 항목인 전체 bit rate에서 Gain이란, 신생 정현파 신호, 연속 정현파 신호, 종지 정현파 신호 모두를 인코딩할 때의 비트 수의 감소 비율을 의미한다. 도 7을 참조하면, 종래 방식을 적용할 때에 비하여 0.7 퍼센트의 비트 레이트의 감소가 있음을 알 수 있다.
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.
비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.
도 1은 파라메트릭 코딩 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종지 정현파 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 오디오 신호 인코딩 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 인코딩 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 인코딩 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 디코딩 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명에 따른 오디오 신호의 인코딩 방식을 적용하는 경우, 종래 기술과 비교한 비트 수의 이득(Gain)을 나타낸 테이블이다.

Claims (12)

  1. 입력 오디오 신호에 대하여 정현파 분석을 수행하여 현재 프레임의 정현파 신호들을 추출하는 단계;
    상기 추출된 현재 프레임의 정현파 신호들에 대하여 정현파 트랙킹(sinusoid tracking)을 수행하여, 이전 프레임의 정현파 신호와 연결되지 않는 신생(birth) 정현파 신호, 이전 프레임의 정현파 신호 및 이후 프레임의 정현파 신호와 연결되는 연속(continuation) 정현파 신호, 및 이전 프레임의 정현파 신호와는 연결되지만 이후 프레임의 정현파 신호와는 연결되지 않는 종지(death) 정현파 신호를 구하는 단계;
    상기 신생 정현파 신호의 진폭 값을 절대 코딩(absolute coding)하는 단계;
    상기 연속 정현파 신호의 진폭 값과 상기 연속 정현파 신호가 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호의 진폭 값의 차이를 제1 허프만 테이블을 사용하여 허프만 코딩하는 단계; 및
    상기 종지 정현파 신호의 진폭 값과 상기 종지 정현파 신호가 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호의 진폭 값과의 차이를 상기 제1 허프만 테이블과 다른 제2 허프만 테이블을 사용하여 허프만 코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호의 코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 테이블은 음수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수가 양수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수보다 적은 것을 특징으로 하는 오디오 신호의 코딩 방법.
  3. 입력 오디오 신호에 대하여 정현파 분석을 수행하여 현재 프레임의 정현파 신호들을 추출하는 정현파 분석부;
    상기 추출된 현재 프레임의 정현파 신호들에 대하여 정현파 트랙킹(sinusoid tracking)을 수행하여, 이전 프레임의 정현파 신호와 연결되지 않는 신생(birth) 정현파 신호, 이전 프레임의 정현파 신호 및 이후 프레임의 정현파 신호와 연결되는 연속(continuation) 정현파 신호, 및 이전 프레임의 정현파 신호와는 연결되지만 이후 프레임의 정현파 신호와는 연결되지 않는 종지(death) 정현파 신호를 구하는 정현파 트랙킹부;
    상기 신생 정현파 신호의 진폭 값을 절대 코딩(absolute coding)하는 신생 정현파 코딩부;
    상기 연속 정현파 신호의 진폭 값과 상기 연속 정현파 신호가 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호의 진폭 값의 차이를 제1 허프만 테이블을 사용하여 허프만 코딩하는 연속 정현파 코딩부; 및
    상기 종지 정현파 신호의 진폭 값과 상기 종지 정현파 신호가 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호의 진폭 값과의 차이를 상기 제1 허프만 테이블과 다른 제2 허프만 테이블을 사용하여 허프만 코딩하는 종지 정현파 코딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호의 코딩 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 테이블은 음수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수가 양수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수보다 적은 것을 특징으로 하는 오디오 신호의 코딩 장치.
  5. 디코딩하고자 하는 정현파 신호가, 이전 프레임의 정현파 신호와 연결되지 않는 신생(birth) 정현파 신호, 이전 프레임의 정현파 신호 및 이후 프레임의 정현파 신호와 연결되는 연속(continuation) 정현파 신호, 및 이전 프레임의 정현파 신호와는 연결되지만 이후 프레임의 정현파 신호와는 연결되지 않는 종지(death) 정현파 신호 중 어느 종류에 해당하는지를 결정하는 단계;
    입력 비트 스트림으로부터 인코딩된 진폭 정보를 추출하는 단계;
    상기 정현파 신호가 신생 정현파 신호인 경우, 상기 인코딩된 진폭 정보를 디코딩하여 상기 신생 정현파 신호의 진폭 값을 구하는 단계;
    상기 정현파 신호의 종류가 연속 정현파 신호인 경우, 제1 허프만 테이블을 이용하여 상기 인코딩된 진폭 정보를 허프만 디코딩하고, 디코딩된 값을 상기 연속 정현파 신호와 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호와 더하여, 상기 연속 정현파 신호의 진폭 값을 구하는 단계; 및
    상기 정현파 신호의 종류가 종지 정현파 신호인 경우, 상기 제1 허프만 테이블과 다른 제2 허프만 테이블을 사용하여 상기 인코딩된 진폭 정보를 허프만 디코딩하고, 디코딩된 값을 상기 종지 정현파 신호와 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호와 더하여, 상기 종지 정현파 신호의 진폭 값을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호의 디코딩 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 테이블은 음수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수가 양수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수보다 적은 것을 특징으로 하는 오디오 신호의 디코딩 방법.
  7. 디코딩하고자 하는 정현파 신호가, 이전 프레임의 정현파 신호와 연결되지 않는 신생(birth) 정현파 신호, 이전 프레임의 정현파 신호 및 이후 프레임의 정현파 신호와 연결되는 연속(continuation) 정현파 신호, 및 이전 프레임의 정현파 신호와는 연결되지만 이후 프레임의 정현파 신호와는 연결되지 않는 종지(death) 정현파 신호 중 어느 종류에 해당하는지를 결정하는 정현파 종류 결정부;
    입력 비트 스트림으로부터 인코딩된 진폭 정보를 추출하는 진폭 정보 추출부;
    상기 정현파 신호가 신생 정현파 신호인 경우, 상기 인코딩된 진폭 정보를 디코딩하여 상기 신생 정현파 신호의 진폭 값을 구하는 신생 정현파 디코딩부;
    상기 정현파 신호의 종류가 연속 정현파 신호인 경우, 제1 허프만 테이블을 이용하여 상기 인코딩된 진폭 정보를 허프만 디코딩하고, 디코딩된 값을 상기 연속 정현파 신호와 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호와 더하여, 상기 연속 정현파 신호의 진폭 값을 구하는 연속 정현파 디코딩부; 및
    상기 정현파 신호의 종류가 종지 정현파 신호인 경우, 상기 제1 허프만 테이블과 다른 제2 허프만 테이블을 사용하여 상기 인코딩된 진폭 정보를 허프만 디코딩하고, 디코딩된 값을 상기 종지 정현파 신호와 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호와 더하여, 상기 종지 정현파 신호의 진폭 값을 구하는 종지 정현파 디코딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호의 디코딩 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 테이블은 음수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수가 양수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수보다 적은 것을 특징으로 하는 오디오 신호의 디코딩 장치.
  9. 오디오 신호의 코딩 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 있어서,
    상기 오디오 신호의 코딩 방법은,
    입력 오디오 신호에 대하여 정현파 분석을 수행하여 현재 프레임의 정현파 신호들을 추출하는 단계;
    상기 추출된 현재 프레임의 정현파 신호들에 대하여 정현파 트랙킹(sinusoid tracking)을 수행하여, 이전 프레임의 정현파 신호와 연결되지 않는 신생(birth) 정현파 신호, 이전 프레임의 정현파 신호 및 이후 프레임의 정현파 신호와 연결되는 연속(continuation) 정현파 신호, 및 이전 프레임의 정현파 신호와는 연결되지만 이후 프레임의 정현파 신호와는 연결되지 않는 종지(death) 정현파 신호를 구하 는 단계;
    상기 신생 정현파 신호의 진폭 값을 절대 코딩(absolute coding)하는 단계;
    상기 연속 정현파 신호의 진폭 값과 상기 연속 정현파 신호가 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호의 진폭 값의 차이를 제1 허프만 테이블을 사용하여 허프만 코딩하는 단계; 및
    상기 종지 정현파 신호의 진폭 값과 상기 종지 정현파 신호가 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호의 진폭 값과의 차이를 상기 제1 허프만 테이블과 다른 제2 허프만 테이블을 사용하여 허프만 코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 테이블은 음수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수가 양수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수보다 적은 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  11. 오디오 신호의 디코딩 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 있어서,
    상기 오디오 신호의 디코딩 방법은,
    디코딩하고자 하는 정현파 신호가, 이전 프레임의 정현파 신호와 연결되지 않는 신생(birth) 정현파 신호, 이전 프레임의 정현파 신호 및 이후 프레임의 정현 파 신호와 연결되는 연속(continuation) 정현파 신호, 및 이전 프레임의 정현파 신호와는 연결되지만 이후 프레임의 정현파 신호와는 연결되지 않는 종지(death) 정현파 신호 중 어느 종류에 해당하는지를 결정하는 단계;
    입력 비트 스트림으로부터 인코딩된 진폭 정보를 추출하는 단계;
    상기 정현파 신호가 신생 정현파 신호인 경우, 상기 인코딩된 진폭 정보를 디코딩하여 상기 신생 정현파 신호의 진폭 값을 구하는 단계;
    상기 정현파 신호의 종류가 연속 정현파 신호인 경우, 제1 허프만 테이블을 이용하여 상기 인코딩된 진폭 정보를 허프만 디코딩하고, 디코딩된 값을 상기 연속 정현파 신호와 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호와 더하여, 상기 연속 정현파 신호의 진폭 값을 구하는 단계; 및
    상기 정현파 신호의 종류가 종지 정현파 신호인 경우, 상기 제1 허프만 테이블과 다른 제2 허프만 테이블을 사용하여 상기 인코딩된 진폭 정보를 허프만 디코딩하고, 디코딩된 값을 상기 종지 정현파 신호와 연결되는 이전 프레임의 정현파 신호와 더하여, 상기 종지 정현파 신호의 진폭 값을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 테이블은 음수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수가 양수를 코딩할 때 사용하는 비트의 수보다 적은 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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