KR20100062063A - 오디오 신호 디코딩 방법, 이를 적용한 오디오 디코더, 기록매체 및 ａｖ 기기 - Google Patents

오디오 신호 디코딩 방법, 이를 적용한 오디오 디코더, 기록매체 및 ａｖ 기기 Download PDF

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KR20100062063A KR1020080120483A KR20080120483A KR20100062063A KR 20100062063 A KR20100062063 A KR 20100062063A KR 1020080120483 A KR1020080120483 A KR 1020080120483A KR 20080120483 A KR20080120483 A KR 20080120483A KR 20100062063 A KR20100062063 A KR 20100062063A
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Abstract

오디오 신호 디코딩 방법, 디코더, 기록매체 및 AV 기기가 제공된다. 본 오디오 신호 디코딩 방법에 따르면, 저주파 영역의 오디오 신호를 수신하고, 수신된 저주파 영역의 오디오 신호를 디코딩하며, 디코딩된 저주파 영역의 오디오 신호를 기초로 하여 고주파 영역의 오디오 신호를 복원하고, 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우 고주파 영역의 오디오 신호를 제거하게 된다. 이에 따라, 고주파 영역의 오디오 신호가 비정상적으로 복원된 경우 잡음을 제거할 수 있게 된다.
HE-AAC, 코덱, 오디오

Description

오디오 신호 디코딩 방법, 이를 적용한 오디오 디코더, 기록매체 및 ＡＶ 기기{Method for decoding audio signal, audio decoder applying the same, recording medium, and AV apparatus}
본 발명은 오디오 신호 디코딩 방법, 이를 적용한 오디오 디코더, 기록매체 및 ＡＶ 기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 오디오 신호의 고주파 영역을 복원하는 오디오 신호 디코딩 방법, 이를 적용한 오디오 디코더, 기록매체 및 ＡＶ 기기에 관한 것이다.
최근 TV는 HD 화질을 가진 고화질의 비디오 뿐만 아니라 5.1채널의 오디오를 제공한다. 이와 같이 고품질의 비디오 및 오디오를 방송을 통해 제공하기 위해서, 방송국은 방송신호의 비디오 신호 및 오디오 신호를 압축하여 방송 채널을 통해 방송한다.
이와 같이, 고화질의 방송 프로그램을 방송채널을 통해 전송하기 위해, 영상신호 및 음성신호는 인코딩된 형태로 전송된다. 따라서, 방송 신호의 압축 기술은 비디오 압축기술 및 오디오 압축기술을 포함한다.
오디오 압축기술 중에서 HE-AAC(High Efficiency Advanced Audio Codec)는 SBR(Spectral Band Replication) 기술을 기반으로 고효율로 오디오 신호를 인코딩하는 기술이다. 여기에서 SBR은 낮은 주파수 신호보다 높은 주파수 신호에 둔감한 인간의 심리음향학적(psycho-acoustic) 특성에 기인한 것으로, 낮은 주파수의 신호를 높은 주파수 영역으로 복제하고 그 크기만을 조정하였을 때, 원 신호와 매우 유사하게 들린다는 점에 착안을 한 인코딩 기술이다.
하지만, 압축된 오디오 신호를 전송하는 과정에서 에러가 발생하거나, 고주파 영역의 오디오 신호를 복원하는 과정에서 에러가 발생한 경우, 복원된 고주파 영역의 오디오 신호는 비정상적인 크기를 갖게 되어 고주파 잡음이 발생하게 된다.
사용자는 잡음이 없는 오디오를 즐기는 것을 원한다. 따라서, 고주파 영역의 오디오 신호가 비정상적으로 복원된 경우, 그로 인한 잡음을 제거하기 위한 방안의 모색이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 고주파 영역의 오디오 신호가 비정상적으로 복원된 경우 잡음을 제거하기 위한 방안으로써, 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우, 고주파 영역의 오디오 신호를 제거하는 오디오 신호 디코딩 방법 및 이를 적용한 오디오 디코더, 기록매체 및 AV 기기를 제공함에 있다
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 신호 디코 딩 방법은, 저주파 영역의 오디오 신호를 수신하는 수신 단계; 상기 수신된 저주파 영역의 오디오 신호를 디코딩하는 디코딩 단계; 상기 디코딩된 저주파 영역의 오디오 신호를 기초로 하여 고주파 영역의 오디오 신호를 복원하는 복원 단계; 및 상기 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우, 상기 고주파 영역의 오디오 신호를 제거하는 제거 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 제거 단계는, 상기 저주파 영역과 상기 고주파 영역의 경계에 인접한 임계 저주파 오디오 신호의 크기와 임계 고주파 오디오 신호의 크기의 차이가 기설정된 값을 초과하는 경우를, 상기 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우로 판단할 수도 있다.
또한, 상기 저주파 영역과 상기 고주파 영역의 경계에 인접한 임계 저주파 서브밴드의 오디오 신호를 축적하여 임계 저주파 서브밴드 축적값을 산출하는 단계; 상기 저주파 영역과 상기 고주파 영역의 경계에 인접한 임계 고주파 서브밴드의 오디오 신호를 축적하여 임계 고주파 서브밴드 축적값을 산출하는 단계;를 더 포함하고, 상기 제거 단계는, 상기 임계 저주파 서브밴드 축적값과 상기 임계 고주파 서브밴드 축적값의 차이가 기설정된 값을 초과하는 경우, 상기 고주파 영역의 오디오 신호를 제거할 수도 있다.
그리고, 상기 디코딩된 저주파 오디오 신호를 시간 도메인에서 복수개의 서브밴드를 포함하는 주파수 도메인으로 변환하는 변환단계; 및 상기 고주파 영역이 복원된 오디오 신호 또는 상기 고주파 영역이 제거된 오디오 신호를 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 역변환하는 역변환단계;를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 복원단계는, 상기 저주파 영역의 오디오 신호와 동일한 형태를 가진 상기 고주파 영역의 오디오 신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 고주파 영역의 오디오 신호의 크기를 조절하는 단계;를 포함할 수도 있다.
그리고, 상기 복원단계는, SBR(Spectral Band Replication) 기술을 이용하여, 디코딩된 저주파 영역의 오디오 신호를 기초로 하여 고주파 영역의 오디오 신호를 복원할 수도 있다.
또한, 상기 수신된 오디오 신호는, HE-AAC(High Efficiency Advanced Audio Codec)에 의해 인코딩된 오디오 신호일 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 상기 오디오 신호 디코딩 방법을 수행하기 위한 프로그램이 수록되어 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 디코더는, 수신된 저주파 영역의 오디오 신호를 디코딩하는 디코딩부; 및 상기 디코딩된 저주파 영역의 오디오 신호를 기초로 하여 고주파 영역의 오디오 신호를 복원하고, 상기 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우 상기 고주파 영역의 오디오 신호를 제거하는 고주파 복원부;를 포함한다.
그리고, 상기 고주파 복원부는, 상기 저주파 영역과 상기 고주파 영역의 경계에 인접한 임계 저주파 오디오 신호의 크기와 임계 고주파 오디오 신호의 크기의 차이가 기설정된 값을 초과하는 경우를, 상기 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우로 판단한다.
또한, 상기 고주파 복원부는, 상기 저주파 영역과 상기 고주파 영역의 경계 에 인접한 임계 저주파 서브밴드의 오디오 신호를 축적하여 임계 저주파 서브밴드 축적값을 산출하는 임계 저주파 서브밴드 축적부; 상기 저주파 영역과 상기 고주파 영역의 경계에 인접한 임계 고주파 서브밴드의 오디오 신호를 축적하여 임계 고주파 서브밴드 축적값을 산출하는 임계 고주파 서브밴드 축적부; 및 상기 임계 저주파 서브밴드 축적값과 상기 임계 고주파 서브밴드 축적값의 차이가 기설정된 값을 초과하는 경우, 상기 고주파 영역의 오디오 신호를 제거하는 고주파 제거부;를 포함할 수도 있다.
그리고, 상기 고주파 복원부는, 상기 디코딩된 저주파 오디오 신호를 시간 도메인에서 복수개의 서브밴드를 포함하는 주파수 도메인으로 변환하는 서브밴드 분할부; 및 상기 고주파 영역이 복원된 오디오 신호 또는 상기 고주파 영역이 제거된 오디오 신호를 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 역변환하는 서브밴드 합성부;를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 고주파 복원부는, 상기 저주파 영역의 오디오 신호와 동일한 형태를 가진 상기 고주파 영역의 오디오 신호를 생성하는 고주파 생성부; 및 상기 생성된 고주파 영역의 오디오 신호의 크기를 조절하는 포락선 조절부;를 포함할 수도 있다.
그리고, 상기 고주파 복원부는, SBR(Spectral Band Replication) 기술을 이용하여, 디코딩된 저주파 영역의 오디오 신호를 기초로 하여 고주파 영역의 오디오 신호를 복원할 수도 있다.
또한, 상기 수신된 오디오 신호는, HE-AAC(High Efficiency Advanced Audio Codec)에 의해 인코딩된 오디오 신호일 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, AV 기기는 저주파 영역의 오디오 신호를 수신하는 수신부; 상기 수신된 저주파 영역의 오디오 신호를 디코딩하는 디코딩부; 상기 디코딩된 저주파 영역의 오디오 신호를 기초로 하여 고주파 영역의 오디오 신호를 복원하고, 상기 저주파 영역과 상기 고주파 영역의 경계에 인접한 임계 저주파 오디오 신호의 크기와 임계 고주파 오디오 신호의 크기의 차이가 기설정된 값을 초과하는 경우, 상기 고주파 영역의 오디오 신호를 제거하는 고주파 복원부; 및 상기 고주파 복원부로부터 전송된 오디오 신호를 출력하는 오디오 출력부;를 포함한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우, 고주파 영역의 오디오 신호를 제거하는 오디오 신호 디코딩 방법 및 이를 적용한 오디오 디코더, 기록매체 및 AV 기기를 제공할 수 있게 되어, 고주파 영역의 오디오 신호가 비정상적으로 복원된 경우 잡음을 제거할 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, AV 기기의 오디오 수신 및 출력에 관련된 구성을 도시한 블럭도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, A/V 기기는 수신부(110), 오디오 디코더(120), 오디오 출력부(130)를 포함한다.
수신부(110)는 오디오 신호를 수신하여 오디오 디코더(120)로 전송한다. 수신부(110)는 오디오 신호뿐만 아니라 비디오 신호도 함께 수신할 수도 있다. 이 경우, 수신부(110)는 수신된 신호 중 오디오 신호를 분리하여, 분리된 오디오 신호를 오디오 디코더(120)로 전송한다.
구체적으로, 수신부(110)는 저주파 영역의 오디오 신호를 수신한다. 여기에서 저주파 영역은 특정 임계 주파수 이하의 주파수 영역을 의미한다. 즉, 본 명세서에서는, 임계 주파수보다 낮은 주파수 영역을 저주파 영역의 주파수로 정의하고, 임계 주파수보다 높은 주파수 영역을 고주파 영역의 주파수로 정의한다. 이는 설명의 편의를 위한 정의이며, 본 발명의 내용은 주파수 영역의 명칭에 의해 제한되지 않는다.
한편, 임계 주파수는 인간의 귀가 민감하게 감지하는 주파수의 한계 지점에 해당되며, 약 7kHz 정도가 될 수 있다. 하지만, 임계 주파수의 값은 제한되지 않는다.
이와 같이, 수신부(110)가 저주파 영역의 오디오 신호만을 수신하는 것은, 본 실시예의 오디오 신호가 오디오 압축기술 중에서 HE-AAC(High Efficiency Advanced Audio Codec)로 인코딩되어 있기 때문이다. HE-AAC를 이용하면, AV 기기는 저주파 영역의 오디오 신호만 수신하고, 고주파 영역의 오디오 신호는 저주파 영역의 오디오 신호를 이용하여 복원하게 된다. 따라서, 수신부(110)는 저주파 영역의 오디오 신호만을 수신하게 된다.
HE-AAC는 채널당 24kbps의 낮은 전송률에서도 CD 수준의 높은 음질을 제공하 는 저전송률 오디오 코덱이다. 기존의 지각적 오디오 코덱의 한계를 극복하기 위해, 대역폭 확장 기술의 하나인 SBR(Spectral Band Replication)을 MPEG-4의 AAC에 적용한 것이다. HE-AAC는 높은 압축 효율을 가지기 때문에, 이동통신 및 디지털 방송과 같이 전송 대역이나 저장 용량이 제한되거나 매우 값 비싼 응용 분야에 유용하게 사용된다.
오디오 디코더(120)는 오디오 디코딩, 잡음 제거, 음향 처리 등의 오디오 신호에 대한 신호처리를 수행한다. 구체적으로 오디오 디코더(120)는 디코딩부(125) 및 고주파 복원부(200)를 포함한다.
디코딩부(125)는 수신된 저주파 영역의 오디오 신호를 디코딩한다. 본 실시예에서 저주파 영역의 오디오 신호는 HE-AAC에 의해 인코딩되어 있기 때문에, 디코딩부(125)는 HE-AAC를 이용하여 저주파 영역의 오디오 신호를 디코딩하게 된다. 그리고, 디코딩부(125)는 디코딩된 저주파 영역의 오디오 신호를 고주파 복원부(200)로 전송한다.
고주파 복원부(200)는 디코딩된 저주파 영역의 오디오 신호를 기초로 하여 고주파 영역의 오디오 신호를 복원한다. 구체적으로, 고주파 복원부(200)는 SBR(Spectral Band Replication) 기술을 이용하여 고주파 영역의 오디오 신호를 복원한다.
그리고, 고주파 복원부(200)는 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우, 고주파 영역의 오디오 신호를 제거한다. 이 때, 고주파 복원부(200)는 저주파 영역과 고주파 영역의 경계에 인접한 임계 저주파 오디오 신호의 크기와 임 계 고주파 오디오 신호의 크기의 차이가 기설정된 값을 초과하는 경우를, 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우로 판단한다.
여기에서, 임계 저주파 오디오 신호는 임계 주파수와 인접해 있는 저주파 영역의 주파수를 의미하고, 임계 고주파 오디오 신호는 임계 주파수와 인접해 있는 고주파 영역의 주파수를 의미한다.
임계 저주파 오디오 신호의 크기는 임계 주파수에 인접한 저주파 영역의 소정 범위의 오디오 신호의 크기의 축적값으로 구할 수 있다. 마찬가지로, 임계 고주파 오디오 신호의 크기는 임계 주파수에 인접한 고주파 영역의 소정 범위의 오디오 신호의 크기의 축적값으로 구할 수 있다.
예를 들어, 주파수 영역이 복수개의 서브 밴드로 분할되어 있는 경우, 임계 저주파 오디오 신호의 크기는 임계 주파수에 접해 있는 저주파 영역의 서브밴드(즉, 도 7의 Sub_5(710))의 오디오 신호의 축적값이 될 수 있다. 그리고, 임계 고주파 오디오 신호의 크기는 임계 주파수에 접해 있는 고주파 영역의 서브밴드(즉, 도 7의 Sub_6(720))의 오디오 신호의 축적값이 될 수 있다.
이하에서는, 도 2를 참고하여 고주파 복원부(200)에 대해 상세히 설명한다.도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 디코더의 상세한 구조를 도시한 블럭도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 고주파 복원부(200)는 서브밴드 분할부(210), 고주파 생성부(220), 포락선 조절부(230), 임계 저주파 서브밴드 축적부(240), 임계 고주파 서브밴드 축적부(250), 고주파 제거부(260) 및 서브밴드 합성부(270)를 포 함한다.
서브밴드 분할부(210)는 디코딩된 저주파 오디오 신호를 시간 도메인에서 복수개의 서브밴드를 포함하는 주파수 도메인으로 변환한다. 구체적으로, 서브밴드 분할부(210)는 디코딩된 저주파 오디오 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 푸리에 변환을 실시한다. 그 후에, 서브밴드 분할부(210)는 오디오 신호의 전체 주파수 대역을 소정 개수의 서브밴드로 분할한다. 예를 들어, 서브밴드 분할부(210)는 주파수 대역을 도 7과 같이 12개의 서브밴드로 분할하거나, 32개 또는 64개의 서브밴드로 분할할 수도 있다.
고주파 생성부(220)는 저주파 영역의 오디오 신호와 동일한 형태를 가진 고주파 영역의 오디오 신호를 생성한다. 즉, 저주파 영역의 오디오 신호의 형태를 그대로 복제하여, 고주파 영역의 오디오 신호를 생성한다. 이 때, 저주파 영역의 오디오 신호를 고주파 영역으로 복제하는 것은 서브 밴드 단위로 수행된다.
포락선 조절부(230)는 생성된 고주파 영역의 오디오 신호의 크기를 조절한다. 한편, 수신된 오디오 신호에 고주파 영역에 관한 정보가 일부 포함되어 있는 경우, 포락선 조절부(230)는 고주파 영역에 관한 정보를 이용하여 오디오 신호의 포락선 형태를 최종적으로 조절하게 된다.
그 후에, 임계 저주파 서브밴드 축적부(240)는 임계 주파수에 인접한 임계 저주파 서브밴드의 오디오 신호를 축적하여 임계 저주파 서브밴드 축적값을 산출한다. 예를 들어, 임계 저주파 서브밴드 축적부(240)는 도 7의 Sub_5(710)의 오디오 신호를 축적하여 임계 저주파 서브밴드 축적값을 산출한다. 즉, 임계 저주파 서브 밴드 축적값은 임계 주파수에 인접한 저주파 영역의 서브밴드에 포함된 오디오 신호의 크기를 적분한 값을 의미한다. 또한, 임계 주파수는 고주파 영역과 저주파 영역의 경계에 해당된다.
임계 고주파 서브밴드 축적부(250)는 임계 주파수에 인접한 임계 고주파 서브밴드의 오디오 신호를 축적하여 임계 고주파 서브밴드 축적값을 산출한다. 예를 들어, 임계 고주파 서브밴드 축적부(250)는 도 7의 Sub_6(720)의 오디오 신호를 축적하여 임계 고주파 서브밴드 축적값을 산출한다. 즉, 임계 고주파 서브밴드 축적값은 임계 주파수에 인접한 고주파 영역의 서브밴드에 포함된 오디오 신호의 크기를 적분한 값을 의미한다.
고주파 제거부(260)는 임계 저주파 서브밴드 축적값과 임계 고주파 서브밴드 축적값의 차이가 기설정된 값을 초과하는 경우, 고주파 영역의 오디오 신호를 제거한다. 즉, 임계 주파수에 인접한 영역에서 저주파 영역의 오디오 신호와 고주파 영역의 오디오 신호가 연속된 형태가 되지 않으면, 고주파 제거부(260)는 복원된 고주파 영역의 오디오 신호를 제거하게 된다.
이는, 전송 또는 복구 과정에서 오류가 발생한 고주파 영역의 오디오 신호가 존재하게 되면 고주파의 노이즈가 발생하기 때문이다. 따라서, 에러가 있는 고주파 영역의 고주파 영역의 오디오 신호는 존재하는 것보다, 제거되는 것이 음질에 영향을 덜 주게 된다.
따라서, 고주파 제거부(260)는 임계 저주파 서브밴드 축적값과 임계 고주파 서브밴드 축적값의 차이가 기설정된 값을 초과하는 경우, 고주파 영역의 오디오 신 호를 제거하여 서브밴드 합성부(270)로 출력한다. 반면, 고주파 제거부(260)는 임계 저주파 서브밴드 축적값과 임계 고주파 서브밴드 축적값의 차이가 기설정된 값 이하인 경우, 고주파 영역의 오디오 신호를 그대로 유지한 상태로 서브밴드 합성부(270)에 출력한다.
서브밴드 합성부(270)는 고주파 영역이 복원된 오디오 신호 또는 고주파 영역이 제거된 오디오 신호를 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 역변환한다. 구체적으로, 서브밴드 합성부(270)는 고주파 영역이 복원된 오디오 신호 또는 고주파 영역이 제거된 오디오 신호의 서브밴드들을 모두 합성한다. 그리고, 서브밴드 합성부(270)는 역푸리에 변환을 이용하여 오디오 신호를 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 역변환한다.
상술한 구성을 통해, 고주파 복원부(200)는 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우, 복원된 고주파 영역의 오디오 신호를 제거할 수 있게 된다.
다시, 도 1로 돌아가서, 오디오 출력부(130)는 오디오 디코더(120)에서 전송된 오디오 신호를 스피커 등을 통해 출력한다.
이와 같은 구성을 통해, AV 기기는 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우, 고주파 영역의 오디오 신호를 제거할 수 있게 된다. 따라서, AV 기기는 고주파의 잡음이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
이하에서는, 도 3을 참고하여 오디오 신호 디코딩 방법에 대해 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 신호 디코딩 방법에 대해 설명 하기 위해 제공되는 흐름도이다.
일단, 오디오 디코더(120)는 저주파 영역의 오디오 신호를 수신한다(S310). 여기에서 저주파 영역은 특정 임계 주파수 이하의 주파수 영역을 의미한다. 임계 주파수는 인간의 귀가 민감하게 감지하는 주파수의 한계 지점에 해당되며, 약 7kHz 정도가 될 수 있다. 하지만, 임계 주파수의 값은 제한되지 않는다.
이와 같이, 오디오 디코더(120)가 저주파 영역의 오디오 신호만을 수신하는 것은, 본 실시예의 오디오 신호가 오디오 압축기술 중에서 HE-AAC(High Efficiency Advanced Audio Codec)로 인코딩되어 있기 때문이다. HE-AAC를 이용하면, AV 기기는 저주파 영역의 오디오 신호만 수신하고, 고주파 영역의 오디오 신호는 저주파 영역의 오디오 신호를 이용하여 복원하게 된다. 따라서, 수신부(110)는 저주파 영역의 오디오 신호만을 수신하게 된다.
그 후에, 오디오 디코더(120)는 수신된 저주파 영역의 오디오 신호를 디코딩한다(S320). 본 실시예에서 저주파 영역의 오디오 신호는 HE-AAC에 의해 인코딩되어 있기 때문에, 오디오 디코더(120)는 HE-AAC를 이용하여 저주파 영역의 오디오 신호를 디코딩하게 된다.
오디오 디코더(120)는 디코딩된 저주파 오디오 신호를 시간 도메인에서 복수개의 서브밴드를 포함하는 주파수 도메인으로 변환한다(S330). 구체적으로, 오디오 디코더(120)는 디코딩된 저주파 오디오 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 푸리에 변환을 실시한다. 그 후에, 오디오 디코더(120)는 오디오 신호의 전체 주파수 대역을 소정 개수의 서브밴드로 분할한다. 예를 들어, 오디오 디코더(120)는 주 파수 대역을 도 7과 같이 12개의 서브밴드로 분할하거나, 32개 또는 64개의 서브밴드로 분할할 수도 있다.
그 다음으로, 오디오 디코더(120)는 저주파 영역의 오디오 신호와 동일한 형태를 가진 고주파 영역의 오디오 신호를 생성한다(S340). 즉, 오디오 디코더(120)는 저주파 영역의 오디오 신호의 형태를 그대로 복제하여, 고주파 영역의 오디오 신호를 생성한다. 이 때, 저주파 영역의 오디오 신호를 고주파 영역으로 복제하는 것은 서브 밴드 단위로 수행된다.
그 후에, 오디오 디코더(120)는 생성된 고주파 영역의 오디오 신호의 크기를 조절한다(S350). 한편, 수신된 오디오 신호에 고주파 영역에 관한 정보가 일부 포함되어 있는 경우, 오디오 디코더(120)는 고주파 영역에 관한 정보를 이용하여 오디오 신호의 포락선 형태를 최종적으로 조절하게 된다.
그 다음, 오디오 디코더(120)는 임계 주파수에 인접한 임계 저주파 서브밴드의 오디오 신호를 축적하여 임계 저주파 서브밴드 축적값을 산출한다(S360). 예를 들어, 오디오 디코더(120)는 도 7의 Sub_5(710)의 오디오 신호를 축적하여 임계 저주파 서브밴드 축적값을 산출한다. 즉, 임계 저주파 서브밴드 축적값은 임계 주파수에 인접한 저주파 영역의 서브밴드에 포함된 오디오 신호의 크기를 적분한 값을 의미한다. 또한, 임계 주파수는 고주파 영역과 저주파 영역의 경계에 해당된다.
그리고, 오디오 디코더(120)는 임계 주파수에 인접한 임계 고주파 서브밴드의 오디오 신호를 축적하여 임계 고주파 서브밴드 축적값을 산출한다(S370). 예를 들어, 오디오 디코더(120)는 도 7의 Sub_6(720)의 오디오 신호를 축적하여 임계 고 주파 서브밴드 축적값을 산출한다. 즉, 임계 고주파 서브밴드 축적값은 임계 주파수에 인접한 고주파 영역의 서브밴드에 포함된 오디오 신호의 크기를 적분한 값을 의미한다.
그 후에, 오디오 디코더(120)는 임계 저주파 서브밴드 축적값과 임계 고주파 서브밴드 축적값의 차이가 기설정된 값을 초과하는 경우(S380-Y), 고주파 영역의 오디오 신호를 제거한다(S390). 즉, 임계 주파수에 인접한 영역에서 저주파 영역의 오디오 신호와 고주파 영역의 오디오 신호가 연속된 형태가 되지 않으면, 오디오 디코더(120)는 복원된 고주파 영역의 오디오 신호를 제거하게 된다.
이는, 전송 또는 복구 과정에서 오류가 발생한 고주파 영역의 오디오 신호가 존재하게 되면 고주파의 노이즈가 발생하기 때문이다. 따라서, 에러가 있는 고주파 영역의 고주파 영역의 오디오 신호는 존재하는 것보다, 제거되는 것이 음질에 영향을 덜 주게 된다.
반면, 임계 저주파 서브밴드 축적값과 임계 고주파 서브밴드 축적값의 차이가 기설정된 값 이하인 경우(S380-N), 오디오 디코더(120)는 고주파 영역의 오디오 신호를 그대로 유지한 상태로 서브밴드 합성부(270)에 출력한다.
그 후에, 오디오 디코더(120)는 고주파 영역이 복원된 오디오 신호 또는 고주파 영역이 제거된 오디오 신호를 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 역변환한다(S395). 구체적으로, 오디오 디코더(120)는 고주파 영역이 복원된 오디오 신호 또는 고주파 영역이 제거된 오디오 신호의 서브밴드들을 모두 합성한다. 그리고, 오디오 디코더(120)는 역푸리에 변환을 이용하여 오디오 신호를 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 역변환한다.
상술한 단계들을 통해, 오디오 디코더(120)는 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우, 복원된 고주파 영역의 오디오 신호를 제거할 수 있게 된다. 그리고, 이와 같은 디코딩 방법이 적용된 AV 기기는 고주파의 잡음이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 신호의 인코딩 및 디코딩 절차에 대해 오디오 신호에 대한 개략적인 그래프를 이용하여 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서 제1 그래프(410) 내지 제3 그래프(430)는 오디오 신호가 인코딩되는 과정을 도시한 오디오 신호에 대한 그래프이고, 제4 그래프(440) 내지 제8 그래프(480)는 오디오 신호가 디코딩되는 과정을 도시한 오디오 신호에 대한 그래프이다.
제1 그래프(410)는 인코딩되기 전의 오디오 신호를 주파수 도메인으로 도시한 도면이다. HE-AAC에 의해 인코딩할 경우, 고주파 영역의 오디오 신호는 제거된다.
따라서, 제2 그래프(420)와 같이, 임계 주파수 이상의 주파수 영역의 오디오 신호는 제거된다. 그리고, 제3 그래프(430)와 같이, 저주파 영역의 오디오 신호만 인코딩된다.
그 후에, 제4 그래프(440)와 같이, 인코딩된 오디오 신호는 저주파 영역만 포함된 채로 오디오 디코더로 전송된다. 그 후에, 제5 그래프(450)와 같이, 오디오 디코더(120)는 전송된 저주파 영역의 오디오 신호를 디코딩한다.
그리고, 제6 그래프(460)와 같이, 오디오 디코더(120)는 저주파 영역의 오디오 신호와 동일한 형태의 신호를 고주파 영역에 복제하여 생성한다. 그리고, 제7 그래프(470)와 같이, 생성된 고주파 영역의 오디오 신호의 크기를 조절한다.
이와 같은 과정을 거치면, 제8 그래프(480)와 같이, 디코딩된 오디오 신호를 얻을 수 있게 된다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참고하여, 고주파 영역이 정상적으로 복구된 오디오 신호와 고주파 영역에 에러가 있는 오디오 신호에 대해 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 고주파 영역의 오디오 신호가 정상적으로 복원된 경우의 오디오 신호를 주파수 도메인 및 시간 도메인으로 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 고주파 영역이 제거된 오디오 신호를 주파수 도메인 및 시간 도메인으로 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6의 오디오 신호는 고주파 영역이 비정상적으로 크게 복원된 것을 확인할 수 있다. 따라서, 도 6의 오디오 신호는 고주파 영역의 오디오 신호가 제거된 상태로 디코딩된다.
도 5와 도 6의 시간 도메인의 그래프를 비교하면, 도 5의 시간 도메인 그래프는 높은 주파수 성분의 파형을 포함하고 있지만, 도 6의 시간 도메인 그래프는 높은 주파수 성분의 파형이 포함되어 있지 않은 것을 개략적으로 확인할 수 있다. 하지만, 도 5와 도 6의 시간 도메인 그래프는 전체적인 형태가 유사하기 때문에, 고주파 영역이 제거되더라도 전체적인 음질에 큰 영향이 없다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 고주파 영역이 비정상적으로 복원된 오 디오 신호를 복수의 서브밴드로 표현한 그래프이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 오디오 신호는 주파수 도메인으로 변환된 후에 복수개의 서브밴드로 분할된다. 도 7에서는 총 12개의 서브밴드로 분할된 경우를 도시하고 있다.
또한, 임계주파수(700)에 인접한 서브밴드는 Sub_5(710)와 Sub_6(720)이 있는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 복원된 고주파 영역의 오디오 신호의 에러 여부를 판단할 때, Sub_5(710)의 오디오 신호의 축적값과 Sub_6(720)의 오디오 신호의 축적값을 비교하여 판단하게 된다.
이하에서는, 도 8 및 도 9를 참고하여, 본 실시예에 따른 오디오 디코더의 효과를 확인하기 위한 실험 데이터에 대해 설명한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 고주파 영역이 비정상적으로 복원된 오디오 신호를 도시한 그래프이다.
도 8과 같이, 일반적인 HE-AAC 오디오 디코더에 에러가 있는 오디오 신호가 입력된 경우, 출력되는 오디오 신호는 에러 신호(800)가 포함되어 있는 것을 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 8의 오디오 신호에서 고주파 영역이 제거된 후의 오디오 신호를 도시한 그래프이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 오디오 디코더는 에러 신호가 사라진 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 오디오 디코더는 잘못 복원된 고주파 영역의 오디오 신호를 제거함으로써, 오디오 신호의 잡음을 제거할 수 있게 된다.
본 실시예의 오디오 디코더(120)는 HE-AAC 코덱이 사용되는 AV 기기라면 어 떠한 것이라도 적용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, TV, 휴대폰, MP3 플레이어, PMP 등에 적용될 수도 있음은 물론이다.
한편, 본 실시예에 따른 오디오 신호 디코딩 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, AV 기기의 오디오 수신 및 출력에 관련된 구성을 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 디코더의 상세한 구조를 도시한 블럭도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 신호 디코딩 방법에 대해 설명하기 위해 제공되는 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 신호의 인코딩 및 디코딩 절차에 대해 오디오 신호에 대한 개략적인 그래프를 이용하여 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 고주파 영역의 오디오 신호가 정상적으로 복원된 경우의 오디오 신호를 주파수 도메인 및 시간 도메인으로 개략적으로 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 고주파 영역이 제거된 오디오 신호를 주파수 도메인 및 시간 도메인으로 개략적으로 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 고주파 영역이 비정상적으로 복원된 오디오 신호를 복수의 서브밴드로 표현한 그래프,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 고주파 영역이 비정상적으로 복원된 오디오 신호를 도시한 그래프,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 8의 오디오 신호에서 고주파 영역이 제거된 후의 오디오 신호를 도시한 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 수신부 120 : 오디오 디코더
125 : 디코딩부 200 : 고주파 복원부
130 : 오디오 출력부 210 : 서브밴드 분할부
220 : 고주파 생성부 230 : 포락선 조절부
240 : 임계 저주파 서브밴드 축적부 250 : 임계 고주파 서브밴드 축적부
260 : 고주파 제거부 270 : 서브밴드 합성부

Claims (16)

  1. 저주파 영역의 오디오 신호를 수신하는 수신 단계;
    상기 수신된 저주파 영역의 오디오 신호를 디코딩하는 디코딩 단계;
    상기 디코딩된 저주파 영역의 오디오 신호를 기초로 하여 고주파 영역의 오디오 신호를 복원하는 복원 단계; 및
    상기 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우, 상기 고주파 영역의 오디오 신호를 제거하는 제거 단계;를 포함하는 오디오 신호 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제거 단계는,
    상기 저주파 영역과 상기 고주파 영역의 경계에 인접한 임계 저주파 오디오 신호의 크기와 임계 고주파 오디오 신호의 크기의 차이가 기설정된 값을 초과하는 경우를, 상기 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우로 판단하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 디코딩 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 저주파 영역과 상기 고주파 영역의 경계에 인접한 임계 저주파 서브밴드의 오디오 신호를 축적하여 임계 저주파 서브밴드 축적값을 산출하는 단계;
    상기 저주파 영역과 상기 고주파 영역의 경계에 인접한 임계 고주파 서브밴 드의 오디오 신호를 축적하여 임계 고주파 서브밴드 축적값을 산출하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 제거 단계는,
    상기 임계 저주파 서브밴드 축적값과 상기 임계 고주파 서브밴드 축적값의 차이가 기설정된 값을 초과하는 경우, 상기 고주파 영역의 오디오 신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 디코딩 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 디코딩된 저주파 오디오 신호를 시간 도메인에서 복수개의 서브밴드를 포함하는 주파수 도메인으로 변환하는 변환단계; 및
    상기 고주파 영역이 복원된 오디오 신호 또는 상기 고주파 영역이 제거된 오디오 신호를 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 역변환하는 역변환단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 디코딩 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복원단계는,
    상기 저주파 영역의 오디오 신호와 동일한 형태를 가진 상기 고주파 영역의 오디오 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 고주파 영역의 오디오 신호의 크기를 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 디코딩 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복원단계는,
    SBR(Spectral Band Replication) 기술을 이용하여, 디코딩된 저주파 영역의 오디오 신호를 기초로 하여 고주파 영역의 오디오 신호를 복원하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 디코딩 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수신된 오디오 신호는,
    HE-AAC(High Efficiency Advanced Audio Codec)에 의해 인코딩된 오디오 신호인 것을 특징으로 하는 오디오 신호 디코딩 방법.
  8. 제1항 내지 제7항에 있어서,
    상기 오디오 신호 디코딩 방법을 수행하기 위한 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  9. 수신된 저주파 영역의 오디오 신호를 디코딩하는 디코딩부; 및
    상기 디코딩된 저주파 영역의 오디오 신호를 기초로 하여 고주파 영역의 오디오 신호를 복원하고, 상기 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우 상기 고주파 영역의 오디오 신호를 제거하는 고주파 복원부;를 포함하는 오디오 디코더.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고주파 복원부는,
    상기 저주파 영역과 상기 고주파 영역의 경계에 인접한 임계 저주파 오디오 신호의 크기와 임계 고주파 오디오 신호의 크기의 차이가 기설정된 값을 초과하는 경우를, 상기 복원된 고주파 영역의 오디오 신호에 에러가 있는 경우로 판단하는 것을 특징으로 하는 오디오 디코더.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고주파 복원부는,
    상기 저주파 영역과 상기 고주파 영역의 경계에 인접한 임계 저주파 서브밴드의 오디오 신호를 축적하여 임계 저주파 서브밴드 축적값을 산출하는 임계 저주파 서브밴드 축적부;
    상기 저주파 영역과 상기 고주파 영역의 경계에 인접한 임계 고주파 서브밴드의 오디오 신호를 축적하여 임계 고주파 서브밴드 축적값을 산출하는 임계 고주파 서브밴드 축적부; 및
    상기 임계 저주파 서브밴드 축적값과 상기 임계 고주파 서브밴드 축적값의 차이가 기설정된 값을 초과하는 경우, 상기 고주파 영역의 오디오 신호를 제거하는 고주파 제거부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 디코더.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 고주파 복원부는,
    상기 디코딩된 저주파 오디오 신호를 시간 도메인에서 복수개의 서브밴드를 포함하는 주파수 도메인으로 변환하는 서브밴드 분할부; 및
    상기 고주파 영역이 복원된 오디오 신호 또는 상기 고주파 영역이 제거된 오디오 신호를 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 역변환하는 서브밴드 합성부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 디코더.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 고주파 복원부는,
    상기 저주파 영역의 오디오 신호와 동일한 형태를 가진 상기 고주파 영역의 오디오 신호를 생성하는 고주파 생성부; 및
    상기 생성된 고주파 영역의 오디오 신호의 크기를 조절하는 포락선 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 디코더
  14. 제9항에 있어서,
    상기 고주파 복원부는,
    SBR(Spectral Band Replication) 기술을 이용하여, 디코딩된 저주파 영역의 오디오 신호를 기초로 하여 고주파 영역의 오디오 신호를 복원하는 것을 특징으로 하는 오디오 디코더.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 수신된 오디오 신호는,
    HE-AAC(High Efficiency Advanced Audio Codec)에 의해 인코딩된 오디오 신호인 것을 특징으로 하는 오디오 디코더.
  16. 저주파 영역의 오디오 신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 저주파 영역의 오디오 신호를 디코딩하는 디코딩부;
    상기 디코딩된 저주파 영역의 오디오 신호를 기초로 하여 고주파 영역의 오디오 신호를 복원하고, 상기 저주파 영역과 상기 고주파 영역의 경계에 인접한 임계 저주파 오디오 신호의 크기와 임계 고주파 오디오 신호의 크기의 차이가 기설정된 값을 초과하는 경우, 상기 고주파 영역의 오디오 신호를 제거하는 고주파 복원부; 및
    상기 고주파 복원부로부터 전송된 오디오 신호를 출력하는 오디오 출력부;를 포함하는 AV 기기.
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