KR20110018108A - 레지듀얼 신호 인코딩 및 디코딩 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

레지듀얼 신호 중, 멀티 채널 오디오 신호에 대해 생성된 마스킹 커브를 벗어나는 유효 레지듀얼 신호에 대해 인코딩된 신호를, 주파수 도메인에서 복수의 서브 밴드들로 분할하고, 주파수 도메인을 시간 도메인으로 변환하고, 도메인 변환된 서브 밴드들의 신호를 합성하여 유효 레지듀얼 신호로 복원하는 레지듀얼 신호 디코딩 방법이 개시된다.
레지듀얼 신호, 마스킹 커브

Description

레지듀얼 신호 인코딩 및 디코딩 방법 및 장치{Residual signal encoding and decoding method and apparatus}
본 발명은 레지듀얼 신호 인코딩 및 디코딩 방법 및 장치에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 오디오 신호로부터 생성된 마스킹 커버를 이용하여 레지듀얼 신호를 코딩하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
일반적으로 멀티 채널 오디오 신호를 인코딩할 때, 멀티 채널 오디오 신호를 다운믹싱하여 모노 또는 스테레오 신호를 생성하고 이를 디코딩 장치로 전송하게 된다. 그러나 디코딩 장치가 다운믹스된 신호를 다시 업믹싱하면 최초의 멀티 채널 오디오 신호와 차이가 발생하게 된다.
이러한 차 신호 발생을 막기 위해, 오디오 신호 인코딩 장치는 오디오 신호를 인코딩할 때 차 신호에 대해서도 인코딩을 수행하여 디코딩 장치로 전송하게 된다. 오디오 신호 인코딩 장치는 차 신호를 복수의 서브 밴드들로 분할하고 각 서브 밴드별로 평균 에너지를 구하고, 평균 에너지를 복호화하여 차 신호를 인코딩한다.
본 발명은 오디오 신호로부터 생성된 마스킹 커버를 이용하여 레지듀얼 신호를 코딩하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
또한, 본 발명은 멀티 채널 별로 생성된 레지듀얼 신호를 소팅하여 인코딩하고, 소팅된 레지듀얼 신호를 디코딩한 후, 디코딩된 레지듀얼 신호를 다시 채널 별로 분리하기 위한 소팅 정보를 이용하여 레지듀얼 신호를 채널 별로 분리하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 멀티 채널 오디오 신호로부터 다운믹스된 오디오 신호와, 부가 정보를 이용하여 상기 다운믹스된 오디오 신호로부터 업믹스된 오디오 신호와의 차를 레지듀얼 신호로 구하는 단계, 상기 멀티 채널 오디오 신호로부터 마스킹 커브를 생성하는 단계, 상기 레지듀얼 신호 중, 상기 마스킹 커브에 의해 마스킹되지 않은 레지듀얼 신호를 추출하고 이를 유효 레지듀얼 신호로 구하는 단계, 및 상기 유효 레지듀얼 신호를 인코딩하는 단계를 포함하는 레지듀얼 신호 인코딩 방법을 제공할 수 있다.
바람직한 실시 예에서, 상기 유효 레지듀얼 신호를 구하는 단계는 상기 레지듀얼 신호를 주파수 도메인으로 변환하여 복수의 서브 밴드들로 분할하는 단계, 및 상기 각 서브 밴드 별로, 상기 마스킹 커브의 마스킹 값을 벗어나는 신호를 추출하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 레지듀얼 신호 및 상기 마스킹 커브는 상기 멀티 채널 별로 생성되고, 상기 유효 레지듀얼 신호를 구하는 단계는 상기 레지듀얼 신호 중 상기 마스킹 커브를 벗어나는 레지듀얼 신호를 각 채널 별로 구하는 단 계를 포함하고, 상기 방법은 상기 각 채널 별로 구해진 유효 레지듀얼 신호를 소팅(sorting)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은 상기 소팅된 유효 레지듀얼 신호를 상기 채널 별 유효 레지듀얼 신호로 분리하기 위한 소팅 정보를 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 소팅 정보는 각 채널을 식별하기 위한 채널 식별 정보, 상기 유효 레지듀얼 신호가 주파수 축 상에서 합쳐졌는지 또는 시간 축 상에서 합쳐졌는지를 나타내는 도메인 식별 정보 및 상기 유효 레지듀얼 신호의 주파수 값 또는 시간 값을 나타내는 위치 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 인코딩된 유효 레지듀얼 신호를 주파수 도메인에서 복수의 서브 밴드들로 분할하는 단계, 상기 주파수 도메인을 시간 도메인으로 변환하는 단계, 및 상기 도메인 변환된 서브 밴드들의 신호를 합성하여 유효 레지듀얼 신호를 복원하는 단계를 포함하고, 상기 인코딩된 유효 레지듀얼 신호는, 레지듀얼 신호 중 멀티 채널 오디오 신호에 대해 생성된 마스킹 커브에 의해 마스킹되지 않은 레지듀얼 신호가 인코딩된 것인, 레지듀얼 신호 디코딩 방법을 제공할 수 있다.
바람직한 실시 예에서, 상기 인코딩된 유효 레지듀얼 신호는 채널 별로 생성된 유효 레지듀얼 신호가 소팅된 후 인코딩된 것이고, 상기 방법은 상기 복원된 유효 레지듀얼 신호를 채널 별 유효 레지듀얼 신호로 분리하는 단계를 더 포함 포함할 수 있다. 또한, 상기 복원된 유효 레지듀얼 신호를 채널 별 유효 레지듀얼 신호로 분리하는 단계는 소팅 정보로부터 각 채널을 식별하기 위한 채널 식별 정보, 상 기 유효 레지듀얼 신호가 주파수 축 상에서 소팅되었는지 또는 시간 축 상에서 소팅되었는지를 나타내는 도메인 식별 정보, 및 상기 레지듀얼 신호의 주파수 값 또는 시간 값을 표시하는 위치 정보를 추출하는 단계, 상기 추출된 채널 식별 정보, 도메인 식별 정보 및 위치 정보를 이용하여 상기 복원된 유효 레지듀얼 신호를 채널 별로 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 멀티 채널 오디오 신호로부터 다운믹스된 오디오 신호와, 부가 정보를 이용하여 상기 다운믹스된 오디오 신호로부터 업믹스된 오디오 신호와의 차를 레지듀얼 신호로 구하는 레지듀얼 신호 생성부, 상기 멀티 채널 오디오 신호로부터 마스킹 커브를 생성하는 마스킹 커브 생성부, 상기 레지듀얼 신호 중, 상기 마스킹 커브에 의해 마스킹되지 않은 유효 레지듀얼 신호를 추출하는 유효 레지듀얼 신호 추출부, 및 상기 유효 레지듀얼 신호를 인코딩하는 유효 레지듀얼 신호 인코딩부를 포함하는 레지듀얼 신호 인코딩 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 인코딩된 유효 레지듀얼 신호를 주파수 도메인에서 복수의 서브 밴드들로 분할하고 상기 주파수 도메인을 시간 도메인으로 변환하고, 상기 도메인 변환된 서브 밴드들의 신호를 합성하여 유효 레지듀얼 신호를 복원하는 유효 레지듀얼 신호 디코딩부를 포함하고, 상기 인코딩된 유효 레지듀얼 신호는, 레지듀얼 신호 중 멀티 채널 오디오 신호에 대해 생성된 마스킹 커브에 의해 마스킹되지 않은 레지듀얼 신호가 인코딩된 것인, 레지듀얼 신호 디코딩 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 멀티 채널 오디오 신호로부터 다운믹스된 오디오 신호와, 부가 정보를 이용하여 상기 다운믹스된 오디오 신호로부터 업믹스된 오디오 신호와의 차를 레지듀얼 신호로 구하는 단계, 상기 멀티 채널 오디오 신호로부터 마스킹 커브를 생성하는 단계, 상기 레지듀얼 신호 중, 상기 마스킹 커브에 의해 마스킹되지 않은 레지듀얼 신호를 추출하고 이를 유효 레지듀얼 신호로 구하는 단계, 및 상기 유효 레지듀얼 신호를 인코딩하는 단계를 포함하는 레지듀얼 신호 인코딩 방법을 실행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 인코딩된 유효 레지듀얼 신호를 주파수 도메인에서 복수의 서브 밴드들로 분할하는 단계, 상기 주파수 도메인을 시간 도메인으로 변환하는 단계, 및 상기 도메인 변환된 서브 밴드들의 신호를 합성하여 유효 레지듀얼 신호를 복원하는 단계를 포함하고, 상기 인코딩된 유효 레지듀얼 신호는, 레지듀얼 신호 중 멀티 채널 오디오 신호에 대해 생성된 마스킹 커브에 의해 마스킹되지 않은 레지듀얼 신호가 인코딩된 것인 레지듀얼 신호 디코딩 방법을 실행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 오디오 신호로부터 생성된 마스킹 커버를 이용하여 레지듀얼 신호를 코딩하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 멀티 채널 별로 생성된 레지듀얼 신호를 소팅하고 소팅된 레지듀얼 신호를 채널 별로 분리하기 위한 정보를 생성하고, 이 정보를 이 용하여 레지듀얼 신호를 채널 별로 다시 분리하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레지듀얼 신호 처리 장치의 내부 블록도이다. 도 1의 레지듀얼 신호 처리 장치(100)는 다운믹싱부(110), 업믹싱부(120), 및 레지듀얼 신호 처리부(130)를 포함한다.
도 1의 레지듀얼 신호 처리 장치(100)는 오디오 신호 인코딩 장치(미도시)와 별도로 독립된 형태로 존재하거나 오디오 신호 인코딩 장치 내부에 포함될 수도 있다.
오디오 신호 인코딩 장치는 멀티 채널 오디오 신호를 다운믹싱하여 모노 또는 스테레오 신호를 생성하고 이를 인코딩한다.
오디오 디코딩 장치(미도시)는 오디오 신호 인코딩 장치로부터 전송된 인코딩된 오디오 신호를 디코딩하고 디코딩된 신호를 업믹싱하여 멀티 채널 오디오 신호를 복원한다. 이때 오디오 신호 디코딩 장치에 의해 복원되는 멀티 채널 오디오 신호와 오디오 신호 인코딩 장치에 의해 인코딩되기 전의 멀티 채널 오디오 신호 사이에는 오차가 발생할 수 있다.
이를 막기 위해 오디오 신호 인코딩 장치는 멀티 채널 오디오 신호를 다운믹싱한 후 다운믹스된 오디오 신호를 디코딩 장치에서와 같이 업믹싱하여 멀티 채널 오디오 신호를 복원하고 복원된 멀티 채널 오디오 신호와 원래의 멀티 채널 오디오 신호와의 차 신호를 구해서 이를 디코딩 장치로 전송하게 된다. 이와 같이 다운믹싱하기 전의 오디오 신호와 다운믹스된 오디오 신호가 다시 업믹싱되어 복원된 오디오 신호간의 차 신호를 레지듀얼 신호(residual signal)라고 한다.
도 1에서 다운믹싱부(110)는 n개의 멀티 채널 오디오 신호를 다운믹싱하여 모노 또는 스테레오의 다운믹스 신호를 생성한다. 경우에 따라 다운믹스 신호는 다운믹싱부(110)를 통해 생성되지 않고 인위적으로 생성되어 업믹싱부(120)로 주어질 수도 있다. 다운믹스 신호는 다운믹스 신호 인코딩부(미도시)에 의해 인코딩되어 오디오 신호 디코딩 장치로 전송된다.
다운믹싱부(110)는 멀티 채널 오디오 신호를 다운믹스하면서 멀티 채널 오디오 신호들 간의 관계를 표시하는 부가 정보를 생성한다. 부가 정보는 채널들 사이의 에너지 차이를 나타내는 CLD(Channel Level Differences), 채널들 간의 긴밀성 내지는 유사성을 나타내는 ICC(Interchannel Correlations), 다른 신호들을 이용하여 오디오 신호 값을 예상하는 계수를 나타내는 CPC(Channel Prediction Coefficients)등을 포함할 수 있다. 부가 정보는 부가 정보 인코딩부(미도시)에 의해 인코딩되어 인코딩된 다운믹스 신호와 함께 또는 별개로 오디오 신호 디코딩 장치로 전송된다.
업믹싱부(120)는 다운믹싱부(110)에 의해 다운믹스된 오디오 신호에 대해 부가 정보를 적용하여 n개의 멀티 채널 오디오 신호를 복원한다.
레지듀얼 신호 처리부(130)는 업믹싱부(120)에 의해 복원된 멀티 채널 오디오 신호와 다운믹싱부(110)로 입력되는 원래의 멀티 채널 오디오 신호의 차로부터 레지듀얼 신호를 구하고 이를 인코딩한다.
보다 구체적으로, 본 발명에서 레지듀얼 신호 처리부(130)는 레지듀얼 신호 전부를 인코딩하는 것이 아니고, 레지듀얼 신호 중 심리음향학적으로 의미있는 신호만을 선택하고 선택된 신호를 인코딩한다.
MPEG 오디오에서는 사람의 감각특성을 이용하여 감도가 낮은 세부 정보를 생략하여 부호량을 절감하는 방법을 사용하는데 이와 같은 방식을 지각 부호화(perceptual coding)라 한다. 지각 부호화에서 사용되는 사람의 청각 특성 중 대표적인 것이 마스킹 효과(masking effect)이다. 마스킹 효과란 작은 소리가 큰 소리에 가려져 들리지 않는 현상을 말한다. 이 때 큰 소리, 즉, 마스킹하는 소리를 마스커(masker)라 하고, 마스커에 의해 마스킹되는 작은 소리를 마스키(maskee)라 한다. 마스킹 효과는 마스커와 마스키의 음량 차이가 클수록 효과가 커지며, 마스커와 마스키의 주파수가 비슷할수록 효과가 커진다. 또한 시간적으로 동시에 나는 소리가 아니더라도 시간 차가 짧으면 마스킹 효과가 일어난다.
마스커가 존재할 때 마스커에 의해 사람이 들을 수 없는 최대한의 신호의 크기를 나타내는 선을 마스킹 커브라 하고, 소정 주파수나 시간에서의 마스킹 커브의 값을 마스킹 값이라고 한다.
본 발명에서 레지듀얼 신호 처리부(130)는 오디오 신호로부터 생성된 마스킹 커브를 레지듀얼 신호에 적용하여 레지듀얼 신호 전부가 아닌, 레지듀얼 신호 중 마스킹 커브를 벗어난 신호만을 인코딩한다. 이하, 레지듀얼 신호 중 오디오 신호로부터 생성된 마스킹 커버에 의해 마스킹되지 않는 신호를 유효 레지듀얼 신호라 부르기로 한다.
이와 같이, 본 발명에서는 레지듀얼 신호 전체에 대해 인코딩을 수행하는 대신 심리학적으로 유효한 레지듀얼 신호만을 인코딩함으로써, 보다 적은 비트로 레지듀얼 신호를 코딩할 수 있게 된다.
도 2는 도 1의 레지듀얼 신호 처리부(130)의 내부 블록도이다. 도 2를 참조하면, 레지듀얼 신호 처리부(130)는 마스킹 커브 생성부(131), 레지듀얼 신호 생성부(133), 유효 레지듀얼 신호 추출부(135), 유효 레지듀얼 신호 소팅부(137), 소팅 정보 생성부(139) 및 유효 레지듀얼 신호 인코딩부(141)를 포함한다.
레지듀얼 신호 생성부(133)는 오디오 신호를 이용하여 레지듀얼 신호를 생성한다. 레지듀얼 신호 생성부(133)는 다운믹싱된 후 다시 복원된 멀티 채널 오디오 신호와 원래의 멀티 채널 오디오 신호 간의 차 신호를 구한다.
예컨대, 인코딩하려는 오디오 신호가 5.1 채널인 경우, 레지듀얼 신호 생성부(133)는 6개의 채널, 즉, 중앙 앞(C:Center Front) 채널, 왼쪽 앞(LF:Left Front channel) 채널, 오른쪽 앞(RF:Right Front channel) 채널, 왼쪽 배후(LS:Left Surround channel) 채널, 오른쪽 배후(RS:Right Surround channel) 채널 및 우퍼(LFE:Low Frequency Enhancement) 채널 각각에 대해 레지듀얼 신호를 생성한다. 레지듀얼 신호 생성부(133)는 다운믹스되기 전의 중앙 앞 채널과, 모노 또는 스테레오 신호로 다운믹스된 후 다시 업믹스되어 복원된 중앙 앞 채널과의 차를 구하여 중앙 앞 채널에 대한 레지듀얼 신호를 구할 수 있다. 이와 같은 방법으로 레지듀얼 신호 생성부(133)는 멀티 채널 각각에 대해 별개의 레지듀얼 신호를 생성한다.
마스킹 커브 생성부(131)는 오디오 신호로부터 마스킹 커브를 생성한다. 본 발명에서 마스킹 커브 생성부(131)는 레지듀얼 신호가 아닌 오디오 신호를 이용하여 마스킹 커브를 만든다.
일반적으로 레지듀얼 신호에 비해서 오디오 신호의 정보량이 더 많고 신호 크기도 크므로 오디오 신호로부터 만든 마스킹 커브가 레지듀얼 신호로부터 만든 마스킹 커브보다 위에 있게 된다. 따라서 레지듀얼 신호로부터 만들어진 마스킹 커브보다 오디오 신호로부터 만들어진 마스킹 커브에 의해 마스킹되는 신호가 더 많아지므로, 레지듀얼 신호에 오디오 신호로부터 만들어진 마스킹 커브를 적용할 경우, 부호화 할 레지듀얼 신호 량이 더 감소되어 부호화 효율이 더 높아지게 된다.
마스킹 커브 생성부(131)는 멀티 채널 각각에 대해 마스킹 커브를 생성한다. 예컨대 인코딩하려는 오디오 신호가 5.1 채널인 경우, 마스킹 커브 생성부(131)는 6개의 채널로 입력되는 오디오 신호 각각을 마스커로 했을 때 사람이 들을 수 없는 최대한의 신호 크기를 나타내는 6개의 마스킹 커브를 생성한다.
유효 레지듀얼 신호 추출부(135)는 레지듀얼 신호 중 마스킹 커버에 의해 마스킹되지 않는 유효 레지듀얼 신호를 추출한다. 유효 레지듀얼 신호 추출부(135)는 멀티 채널 별로 생성된 각각의 레지듀얼 신호에 멀티 채널 오디오 신호로부터 생성된 각각의 마스킹 커버를 적용하여, 멀티 채널 수만큼의 유효 레지듀얼 신호를 구한다.
예컨대, 유효 레지듀얼 신호 추출부(135)는 중앙 앞 채널 신호를 마스커로 했을 때의 마스킹 커브를 중앙 앞 채널에 대해 생성된 레지듀얼 신호에 적용하여, 중앙 앞 채널에 대해 생성된 레지듀얼 신호 중 심리 음향학적으로 사람이 인지할 수 있는 신호를 중앙 앞 채널에 대한 유효 레지듀얼 신호로 추출한다. 이와 같은 방법으로 유효 레지듀얼 신호 추출부(133)는 멀티 채널 각각에 대해 유효 레지듀얼 신호를 구한다.
유효 레지듀얼 신호 인코딩부(141)는 유효 레지듀얼 신호를 인코딩한다. 유효 레지듀얼 신호 인코딩부(141)는 레지듀얼 신호 중 마스킹 커브에 의해 의미 없다고 판단된 신호들에 대해서는 부호화를 수행하지 않는다. 마스킹 커브에 의해 마스킹되지 않고 남은 유효 레지듀얼 신호들은 시간 및 주파수축상에서 연속적이지 않고, 불연속적일 확률이 높아지므로 차분코딩(differential coding)을 수행할 경우 효율이 떨어지게 된다.
이를 막기 위해 본 발명에서는 시간축상 또는 주파수축상에서 떨어져 있는 신호 값들을 서로 붙여서 코딩하는 방법이 고려되며 이를 위해 레지듀얼 신호 처리부(130)에는 유효 레지듀얼 신호 소팅부(137) 및 소팅 정보 생성부(139)가 더 포함될 수 있다.
유효 레지듀얼 신호 소팅부(137)는 각 채널 별로 구해진 유효 레지듀얼 신호를 소팅(sorting)한다. 유효 레지듀얼 신호를 소팅한다는 것은 불연속적인 유효 레지듀얼 신호들을 다시 배열하는 것을 의미한다. 유효 레지듀얼 신호 소팅부(137)는 각 채널 별로 구해진 유효 레지듀얼 신호를 합쳐서 멀티 채널 수와 같거나 이보다 적은 수의 신호로 유효 레지듀얼 신호를 배열할 수 있다.
유효 레지듀얼 신호 소팅부(137)는 각 채널별로 구해진 유효 레지듀얼 신호 를 시간축상에서 소팅하거나, 또는 주파수축상에서 소팅할 수 있다.
소팅 정보 생성부(139)는 유효 레지듀얼 신호 소팅부(137)에 의해 유효 레지듀얼 신호가 어떻게 소팅되었는지를 나타내는 정보인 소팅 정보를 생성한다.
소팅 정보는 유효 레지듀얼 신호가 멀티 채널 중 어느 채널에 대해 생성된 유효 레지듀얼 신호인지를 표시하기 위한 채널 식별 정보, 유효 레지듀얼 신호가 주파수 축 상에서 합쳐졌는지 또는 시간 축 상에서 합쳐졌는지를 나타내는 도메인 식별 정보, 및 위치 정보 중 하나 이상을 포함한다.
위치 정보는 유효 레지듀얼 신호가 주파수 축 상에서 합쳐진 경우 유효 레지듀얼 신호의 주파수 값을 나타내고, 유효 레지듀얼 신호가 시간 축 상에서 합쳐진 경우 유효 레지듀얼 신호의 시간 값을 나타내는 정보이다.
유효 레지듀얼 신호 인코딩부(141)는 유효 레지듀얼 신호 소팅부(137)에 의해 소팅된 신호를 인코딩한다. 유효 레지듀얼 신호 인코딩부(141)는 소팅된 유효 레지듀얼 신호를 주파수 도메인에서 서브 밴드들로 분할하고 주파수 도메인을 시간 도메인으로 변환한다. 유효 레지듀얼 신호 인코딩부(141)는 도메인 변환시 QMF(Quadrature Mirror Filterbank) 또는 LOT(Lapped Orthogonal Transform) 등을 이용할 수 있다.
소팅 정보 생성부(139)는 생성된 소팅 정보를 유효 레지듀얼 신호 인코딩부(141)에 의해 인코딩된 신호와 함께 오디오 신호 디코딩 장치로 전송한다.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 의하면, 유효 레지듀얼 신호를 소팅하고, 유효 레지듀얼 신호를 원래의 채널 별 유효 레지듀얼 신호로 분리하기 위한 소팅 정 보를 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오디오 신호 디코딩 장치의 개략적인 블록도이다. 도 3을 참조하면, 오디오 신호 디코딩 장치(300)는 업믹싱부(310), 유효 레지듀얼 신호 처리부(320) 및 멀티 채널 생성부(330)를 포함한다. 도 3에는 도시되어 있지 않지만 오디오 신호 디코딩 장치(300)에는 입력된 비트스트림을 파싱하는 역다중화부 및 비트스트림으로부터 파싱된 다운믹스 신호를 디코딩하는 다운믹스 신호 디코딩부가 더 포함될 수 있다.
역다중화부는 비트스트림으로부터 다운믹스 신호, 부가 정보, 유효 레지듀얼 신호 및 소팅 정보를 각각 파싱하고, 다운믹스 신호를 다운믹스 신호 디코딩부로, 유효 레지듀얼 신호 및 소팅 정보를 유효 레지듀얼 신호 처리부(320)로 보낸다. 다운믹스 신호 디코딩부는 파싱된 다운믹스 신호를 디코딩하고 디코딩된 다운믹스 신호를 업믹싱부(310)로 보낸다.
업믹싱부(310)는 부가 정보를 이용하여 다운믹스 신호를 업믹싱하고, 업믹싱된 신호를 멀티 채널 생성부(330)로 보낸다.
유효 레지듀얼 신호 처리부(320)는 유효 레지듀얼 신호를 디코딩하고, 디코딩된 유효 레지듀얼 신호를 소팅 정보를 이용하여 채널 별 유효 레지듀얼 신호로 분리한다.
멀티 채널 생성부(330)는 업믹싱부(310)에 의해 업믹스된 오디오 신호와 유효 레지듀얼 신호 처리부(320)에 의해 생성된 채널 별 유효 레지듀얼 신호를 이용하여 n개의 멀티 채널을 복원한다.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 의하면, 레지듀얼 신호 전부가 아닌 레지듀얼 신호 중 오디오 신호로부터 생성된 마스킹 커브를 벗어난 유효 레지듀얼 신호만을 디코딩함으로써 시간 및 complexity가 감소되어 디코딩 효율이 높아지게 된다.
도 4는 도 3의 유효 레지듀얼 신호 처리부(320)의 내부 블록도이다. 도 4를 참조하면, 유효 레지듀얼 신호 처리부(320)는 유효 레지듀얼 신호 디코딩부(321) 및 유효 레지듀얼 신호 소팅부(323)를 포함한다. 유효 레지듀얼 신호 디코딩부(321)는 인코딩된 유효 레지듀얼 신호를 디코딩한다.
유효 레지듀얼 신호 디코딩부(321)는 주파수 도메인에서 유효 레지듀얼 신호를 복수의 서브 밴드들로 분할하고 주파수 도메인을 시간 도메인으로 변환한다. 유효 레지듀얼 신호 디코딩부(321)는 도메인 변환된 서브 밴드들의 신호를 합성하여 유효 레지듀얼 신호를 복원한다.
유효 레지듀얼 신호 소팅부(323)는 소팅 정보를 이용하여 유효 레지듀얼 신호 디코딩부(321)에 의해 디코딩된 유효 레지듀얼 신호를 채널 별 유효 레지듀얼 신호로 분리한다. 소팅 정보는 채널 식별 정보, 도메인 식별 정보, 위치 정보 중 하나 이상을 포함한다. 여기서 채널 식별 정보는 소팅된 유효 레지듀얼 신호를 어느 채널에 대한 레지듀얼 신호로 분리할 것인지를 나타내는 정보이다. 도메인 식별 정보는 소팅된 유효 레지듀얼 신호가 주파수 축 상에서 소팅되었는지 또는 시간 축 상에서 소팅되었는지를 나타내는 정보이고, 위치 정보는 유효 레지듀얼 신호가 주파수 축 상에서 소팅된 경우 소팅되기 전의 유효 레지듀얼 신호의 주파수 값을, 유효 레지듀얼 신호가 시간 축 상에서 소팅된 경우 소팅되기 전의 유효 레지듀얼 신 호의 시간 값을 표시하는 정보이다.
유효 레지듀얼 신호 소팅부(323)는 채널 식별 정보, 도메인 식별 정보 및 위치 정보를 이용하여, 소팅된 유효 레지듀얼 신호를 채널 별 유효 레지듀얼 신호로 분리한다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 의하면 소팅 정보를 이용하여, 소팅된 유효 레지듀얼 신호를 채널 별 유효 레지듀얼 신호로 분리할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 소정 채널에 대한 유효 레지듀얼 신호를 그래프로 도시한 도면이다. 도 5에서 가로축은 FFT 계수 또는 주파수이고, 세로 축은 레지듀얼 신호의 크기 값을 나타낸 것으로 FFT 계수의 크기이다. FFT 계수 값에 log를 취하고 특정한 값을 곱하면 dB 단위가 된다.
도 5의 신호는 멀티 채널 오디오 신호 중 특정 채널에 대해 생성된 레지듀얼 신호이다. 도 5에서 동그라미로 표시된 값은 레지듀얼 신호에 그 특정 채널 오디오 신호로부터 생성된 마스킹 커브를 적용한 경우, 마스킹 커브에 의해 마스킹되지 않은 유효 레지듀얼 신호의 값들을 도시한다. 레지듀얼 신호 인코딩 장치는 레지듀얼 신호 전체에 대해 인코딩을 수행하지 않고 도 5에서 동그라미로 표시된 값들에 대해서만 인코딩을 수행한다.
도 5에서와 같이 유효 레지듀얼 신호는 부호화 할 값들이 불연속적이므로 차분 코딩을 수행하기 어렵다. 따라서 레지듀얼 신호 처리 장치는 채널 별로 생성된 유효 레지듀얼 신호를 시간축 또는 주파수축 상에서 합쳐서 하나 또는 복수 개의 신호로 만들고, 합쳐진 신호에 대해 인코딩을 수행한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레지듀얼 신호 인코딩 방법을 도시한 순서도이다. 도 6을 참조하면, 레지듀얼 신호 처리 장치는 멀티 채널 오디오 신호로부터 다운믹스된 오디오 신호와, 부가 정보를 이용하여 다운믹스된 오디오 신호로부터 업믹스된 오디오 신호와의 차 신호를 레지듀얼 신호로 구한다(단계 610). 레지듀얼 신호 인코딩 장치(100)는 멀티 채널 오디오 신호 각각에 대해 레지듀얼 신호를 구한다.
레지듀얼 신호 인코딩 장치는 멀티 채널 오디오 신호 각각에 대해 마스킹 커브를 생성한다(단계 620).
레지듀얼 신호 인코딩 장치는 레지듀얼 신호 중 마스킹 커브에 의해 마스킹되지 않은 유효 레지듀얼 신호를 추출한다(단계 630). 레지듀얼 신호 인코딩 장치는 채널 별로, 레지듀얼 신호를 주파수 도메인으로 변환하여 복수의 서브 밴드들로 분할하고, 각 서브 밴드 별로 마스킹 커브의 마스킹 값을 벗어나는 신호를 추출한다.
레지듀얼 신호 인코딩 장치는 유효 레지듀얼 신호를 인코딩한다(단계 640). 레지듀얼 신호 인코딩 장치(100)는 채널 별로 생성된 유효 레지듀얼 신호를 각각 인코딩할 수도 있으나, 채널 별로 생성된 유효 레지듀얼 신호를 소팅하고 소팅된 유효 레지듀얼 신호를 인코딩할 수도 있다. 이 경우 레지듀얼 신호 인코딩 장치는 소팅된 유효 레지듀얼 신호를 채널 별 유효 레지듀얼 신호로 분리하기 위한 소팅 정보를 생성한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레지듀얼 신호 디코딩 방법을 도시한 순서도이다. 도 7을 참조하면, 레지듀얼 신호 디코딩 장치는 레지듀얼 신호 인코딩 장치로부터 전송된 유효 레지듀얼 신호를 복원한다(단계 710). 레지듀얼 신호 디코딩 장치는 유효 레지듀얼 신호를 복수의 서브 밴드들로 분할하고 주파수 도메인을 시간 도메인으로 변환하여 서브 밴드들의 신호를 합성한다.
레지듀얼 신호 디코딩 장치는 소팅 정보를 이용하여, 복원된 유효 레지듀얼 신호를 채널 별 유효 레지듀얼 신호들로 분리한다(단계 720). 레지듀얼 신호 디코딩 장치는 소팅 정보로부터, 각 채널을 식별하기 위한 채널 식별 정보, 유효 레지듀얼 신호가 주파수 축 상에서 소팅되었는지 또는 시간 축 상에서 소팅되었는지를 나타내는 도메인 식별 정보, 및 레지듀얼 신호의 주파수 값 또는 시간 값을 표시하는 위치 정보를 추출하고 이 값들을 이용하여 채널 별로 유효한 레지듀얼 신호를 구한다.
이상 설명한 바와 같은 레지듀얼 신호 인코딩 및 디코딩 방법 및 장치는 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 기록 재생 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레지듀얼 신호 처리 장치의 내부 블록도이다.
도 2는 도 1의 레지듀얼 신호 처리부(130)의 내부 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오디오 신호 디코딩 장치의 개략적인 블록도이다.
도 4는 도 3의 유효 레지듀얼 신호 처리부(320)의 내부 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 소정 채널에 대한 유효 레지듀얼 신호를 그래프로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레지듀얼 신호 인코딩 방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레지듀얼 신호 디코딩 방법을 도시한 순서도이다.

Claims (16)

  1. 멀티 채널 오디오 신호로부터 다운믹스된 오디오 신호와, 부가 정보를 이용하여 상기 다운믹스된 오디오 신호로부터 업믹스된 오디오 신호와의 차를 레지듀얼 신호로 구하는 단계;
    상기 멀티 채널 오디오 신호로부터 마스킹 커브를 생성하는 단계;
    상기 레지듀얼 신호 중, 상기 마스킹 커브에 의해 마스킹되지 않은 레지듀얼 신호를 추출하고 이를 유효 레지듀얼 신호로 구하는 단계; 및
    상기 유효 레지듀얼 신호를 인코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 인코딩 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 유효 레지듀얼 신호를 구하는 단계는
    상기 레지듀얼 신호를 주파수 도메인으로 변환하여 복수의 서브 밴드들로 분할하는 단계; 및
    상기 각 서브 밴드 별로, 상기 마스킹 커브의 마스킹 값을 벗어나는 신호를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 인코딩 방법.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 레지듀얼 신호 및 상기 마스킹 커브는 상기 멀티 채널 별로 생성되고,
    상기 유효 레지듀얼 신호를 구하는 단계는
    상기 레지듀얼 신호 중 상기 마스킹 커브를 벗어나는 레지듀얼 신호를 각 채널 별로 구하는 단계를 포함하고,
    상기 방법은 상기 각 채널 별로 구해진 유효 레지듀얼 신호를 소팅(sorting)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 인코딩 방법.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 소팅된 유효 레지듀얼 신호를 상기 채널 별 유효 레지듀얼 신호로 분리하기 위한 소팅 정보를 생성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 소팅 정보는 각 채널을 식별하기 위한 채널 식별 정보, 상기 유효 레지듀얼 신호가 주파수 축 상에서 합쳐졌는지 또는 시간 축 상에서 합쳐졌는지를 나타내는 도메인 식별 정보 및 상기 유효 레지듀얼 신호의 주파수 값 또는 시간 값을 나타내는 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 인코딩 방법.
  5. 인코딩된 유효 레지듀얼 신호를 주파수 도메인에서 복수의 서브 밴드들로 분할하는 단계;
    상기 주파수 도메인을 시간 도메인으로 변환하는 단계; 및
    상기 도메인 변환된 서브 밴드들의 신호를 합성하여 유효 레지듀얼 신호를 복원하는 단계를 포함하고,
    상기 인코딩된 유효 레지듀얼 신호는, 레지듀얼 신호 중 멀티 채널 오디오 신호에 대해 생성된 마스킹 커브에 의해 마스킹되지 않은 레지듀얼 신호가 인코딩된 것임을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 디코딩 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 인코딩된 유효 레지듀얼 신호는 채널 별로 생성된 유효 레지듀얼 신호가 소팅된 후 인코딩된 것이고,
    상기 방법은 상기 복원된 유효 레지듀얼 신호를 채널 별 유효 레지듀얼 신호로 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 디코딩 방법.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 복원된 유효 레지듀얼 신호를 채널 별 유효 레지듀얼 신호로 분리하는 단계는
    소팅 정보로부터 각 채널을 식별하기 위한 채널 식별 정보, 상기 유효 레지듀얼 신호가 주파수 축 상에서 소팅되었는지 또는 시간 축 상에서 소팅되었는지를 나타내는 도메인 식별 정보, 및 상기 레지듀얼 신호의 주파수 값 또는 시간 값을 표시하는 위치 정보를 추출하는 단계;
    상기 추출된 채널 식별 정보, 도메인 식별 정보 및 위치 정보를 이용하여 상기 복원된 유효 레지듀얼 신호를 채널 별로 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 디코딩 방법.
  8. 멀티 채널 오디오 신호로부터 다운믹스된 오디오 신호와, 부가 정보를 이용하여 상기 다운믹스된 오디오 신호로부터 업믹스된 오디오 신호와의 차를 레지듀얼 신호로 구하는 레지듀얼 신호 생성부;
    상기 멀티 채널 오디오 신호로부터 마스킹 커브를 생성하는 마스킹 커브 생 성부;
    상기 레지듀얼 신호 중, 상기 마스킹 커브에 의해 마스킹되지 않은 유효 레지듀얼 신호를 추출하는 유효 레지듀얼 신호 추출부; 및
    상기 유효 레지듀얼 신호를 인코딩하는 유효 레지듀얼 신호 인코딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 인코딩 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 유효 레지듀얼 신호 추출부는
    상기 레지듀얼 신호를 주파수 도메인으로 변환하여 복수의 서브 밴드들로 분할하고, 상기 각 서브 밴드 별로, 상기 마스킹 커브의 마스킹 값을 벗어나는 신호를 상기 유효 레지듀얼 신호로 추출하는 것을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 인코딩 장치.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 레지듀얼 신호 생성부, 상기 마스킹 커브 생성부 및 상기 유효 레지듀얼 신호 추출부는 상기 멀티 채널 별로 각각 차 신호, 마스킹 커브 및 유효 레지듀얼 신호를 구하고,
    상기 인코딩 장치는 상기 각 채널 별로 구해진 유효 레지듀얼 신호를 소팅(sorting)하는 유효 레지듀얼 신호 소팅부를 더 포함하고,
    상기 유효 레지듀얼 신호 인코딩부는 상기 소팅된 유효 레지듀얼 신호를 인코딩하는 것을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 인코딩 장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 소팅된 유효 레지듀얼 신호를 상기 채널 별 유효 레지듀얼 신호로 분리하기 위한 소팅 정보를 생성하는 소팅 정보 생성부를 더 포함하고,
    상기 소팅 정보 생성부는 각 채널을 식별하기 위한 채널 식별 정보, 상기 유효 레지듀얼 신호가 주파수 축 상에서 합쳐졌는지 또는 시간 축 상에서 합쳐졌는지를 나타내는 도메인 식별 정보 및 상기 유효 레지듀얼 신호의 주파수 값 또는 시간 값을 나타내는 위치 정보를 포함하는 소팅 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 인코딩 장치.
  12. 인코딩된 유효 레지듀얼 신호를 주파수 도메인에서 복수의 서브 밴드들로 분할하고 상기 주파수 도메인을 시간 도메인으로 변환하고, 상기 도메인 변환된 서브 밴드들의 신호를 합성하여 유효 레지듀얼 신호를 복원하는 유효 레지듀얼 신호 디코딩부를 포함하고,
    상기 인코딩된 유효 레지듀얼 신호는, 레지듀얼 신호 중 멀티 채널 오디오 신호에 대해 생성된 마스킹 커브에 의해 마스킹되지 않은 레지듀얼 신호가 인코딩된 것임을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 디코딩 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 인코딩된 유효 레지듀얼 신호는 채널 별로 생성된 유효 레지듀얼 신호가 소팅된 후 인코딩된 것이고,
    상기 장치는 상기 복원된 유효 레지듀얼 신호를 채널 별 유효 레지듀얼 신호 로 분리하는 유효 레지듀얼 신호 소팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 디코딩 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 유효 레지듀얼 신호 소팅부는 소팅 정보로부터 각 채널을 식별하기 위한 채널 식별 정보, 상기 유효 레지듀얼 신호가 주파수 축 상에서 소팅되었는지 시간 축 상에서 소팅되었는지를 나타내는 도메인 식별 정보, 및 상기 유효 레지듀얼 신호의 주파수 값 또는 시간 값을 표시하는 위치 정보를 추출하고, 상기 채널 식별 정보, 도메인 식별 정보 및 위치 정보를 이용하여 상기 복원된 유효 레지듀얼 신호를 채널 별로 분리하는 것을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 디코딩 장치.
  15. 멀티 채널 오디오 신호로부터 다운믹스된 오디오 신호와, 부가 정보를 이용하여 상기 다운믹스된 오디오 신호로부터 업믹스된 오디오 신호와의 차를 레지듀얼 신호로 구하는 단계;
    상기 멀티 채널 오디오 신호로부터 마스킹 커브를 생성하는 단계;
    상기 레지듀얼 신호 중, 상기 마스킹 커브에 의해 마스킹되지 않은 레지듀얼 신호를 추출하고 이를 유효 레지듀얼 신호로 구하는 단계; 및
    상기 유효 레지듀얼 신호를 인코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 인코딩 방법을 실행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  16. 인코딩된 유효 레지듀얼 신호를 주파수 도메인에서 복수의 서브 밴드들로 분할하는 단계;
    상기 주파수 도메인을 시간 도메인으로 변환하는 단계; 및
    상기 도메인 변환된 서브 밴드들의 신호를 합성하여 유효 레지듀얼 신호를 복원하는 단계를 포함하고,
    상기 인코딩된 유효 레지듀얼 신호는, 레지듀얼 신호 중 멀티 채널 오디오 신호에 대해 생성된 마스킹 커브에 의해 마스킹되지 않은 레지듀얼 신호가 인코딩된 것임을 특징으로 하는 레지듀얼 신호 디코딩 방법을 실행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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