KR20130069682A - 오디오 복호화방법 - Google Patents

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KR20130069682A
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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/005—Correction of errors induced by the transmission channel, if related to the coding algorithm

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Abstract

오디오 신호에서 오류를 은폐하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 현재 프레임에 오류가 없고 이전 프레임에 오류가 있는 경우 현재 프레임의 파라미터와 이전 프레임의 이전에 입력된 프레임들 가운데 오류가 없는 프레임의 파라미터를 이용하여 이전 프레임의 파라미터를 생성함으로써 이전 파라미터를 갱신함으로써 추가적인 지연이 없이 오디오 신호의 오류를 은폐할 수 있으며 오류가 있는 프레임 이후의 프레임에서도 음질이 저하되지 않도록 할 수 있다.

Description

오디오 복호화방법{Audio decoding method}
본 발명은 오디오 신호 오류 은폐에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소정의 방식으로 오류가 있는 프레임의 파라미터를 생성함으로써 오디오 신호에 포함된 오류를 은폐하는 방법 및 장치와 이를 채용하는 오디오 복호화방법 및 장치에 관한 것이다.
다양한 네트워크 환경에 의해서 유무선 망을 통하여 오디오 신호를 전송하는 과정에서 패킷 에러(packet error) 또는 비트 에러(bit error)가 발생한다. 이렇게 발생한 오류를 적절하게 처리하지 않으면, 어노잉 디스토션(annoying distortion)이 발생하여 음질이 상당히 저하된다.
이러한 오류를 은폐하는 방법으로 부호화단(encoder)에서 오류를 은폐하는 송신단-기반(sender-based) 방식과 복호화단(decoder)에서 오류를 은폐하는 수신단-기반(receiver-based) 방식이 있다. 수신단-기반 방식에는 보외법(extrapolation)을 이용하는 방식과 보간법(interpolation)을 이용하는 방식이 있다.
여기서, 보외법을 이용하는 방식은 오류가 없는 과거 프레임들의 파라미터 정보만을 이용하여 현재 프레임의 오류를 은폐하는 방식이다. 이러한 보외법을 이용하는 방식은 과거 프레임들의 파라미터만을 이용하므로 추가적인 지연이 없다. 그러나 보외법을 이용하는 방식은 보간법을 이용하는 방식에 비하여 음질이 저하되는 문제점을 갖는다.
또한, 보간법을 이용하는 방식은 오류가 없는 과거 프레임의 파라미터 정보 및 현재 프레임 이후에 입력되는 오류가 없는 프레임의 파라미터 정보를 이용하여 현재 프레임의 오류를 은폐하는 방식이다. 보간법을 이용하는 방식은 부가 정보(side information)가 없는 경우 정보량이 더 많으므로 보외법을 이용하는 방식에 비하여 더 우수한 성능을 갖는다. 그러나 보간법을 이용하는 방식은 오류가 없는 프레임이 입력될 때까지 지연되는 문제점을 갖는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 현재 프레임에 오류가 없고 이전 프레임에 오류가 있는 경우 현재 프레임의 파라미터와 이전 프레임의 이전에 입력된 프레임들 가운데 오류가 없는 프레임의 파라미터를 이용하여 이전 프레임의 파라미터를 생성함으로써 이전 파라미터를 갱신하는 방법 및 장치와 이를 채용하는 오디오 복호화방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 오류 프레임의 파라미터 갱신 방법은, 현재 프레임 또는 이전 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단하는 단계, 만일 상기 현재 프레임에 오류가 없고 상기 이전 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임의 파라미터와 상기 이전 프레임의 이전에 입력된 프레임들 가운데 오류가 없는 프레임의 파라미터를 이용하여 상기 이전 프레임의 파라미터를 생성하는 단계 및 상기 이전 프레임의 파라미터를 상기 생성된 파라미터로 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 오류 프레임의 파라미터 갱신 방법은, 현재 프레임 또는 이전 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단하는 단계, 만일 상기 현재 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임 이전에 입력된 프레임들 가운데 오류가 없는 적어도 하나 이상의 프레임(들)의 파라미터(들)을 이용하여 상기 현재 프레임의 파라미터를 생성하여 저장하는 단계, 만일 상기 현재 프레임에 오류가 없고 상기 이전 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임의 파라미터와 상기 이전 프레임의 이전에 입력된 프레임들 가운데 오류가 없는 프레임의 파라미터를 이용하여 상기 이전 프레임의 파라미터를 생성하는 단계 및 상기 이전 프레임의 파라미터를 상기 생성된 파라미터로 갱신하여 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 오디오 신호의 복호화 방법은, 현재 프레임 또는 이전 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단하는 단계, 만일 상기 현재 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임 이전에 입력된 오류가 없는 프레임들 가운데 적어도 하나 이상의 프레임(들)의 파라미터(들)을 이용하여 상기 현재 프레임의 파라미터를 생성하는 단계, 상기 생성된 현재 프레임의 파라미터를 이용하여 상기 현재 프레임을 복호화하는 단계, 만일 상기 현재 프레임에 오류가 없고 상기 이전 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임의 파라미터와 상기 이전 프레임의 이전에 입력된 프레임들 가운데 오류가 없는 프레임의 파라미터를 이용하여 상기 이전 프레임의 파라미터를 생성하는 단계, 상기 이전 프레임의 파라미터를 상기 생성된 파라미터로 갱신하는 단계 및 상기 갱신된 파라미터를 이용하여 상기 현재 프레임을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 오류 프레임의 파라미터 갱신 장치는, 현재 프레임 또는 이전 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단하는 오류프레임 검출부, 만일 상기 현재 프레임에 오류가 없고 상기 이전 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임의 파라미터와 상기 이전 프레임의 이전에 입력된 프레임들 가운데 오류가 없는 프레임의 파라미터를 이용하여 상기 이전 프레임의 파라미터를 생성하는 제1 파라미터 생성부 및 상기 이전 프레임의 파라미터를 상기 생성된 파라미터로 갱신하는 파라미터 갱신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 오류 프레임의 파라미터 갱신 장치는, 현재 프레임 또는 이전 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단하는 오류프레임 검출부, 만일 상기 현재 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임 이전에 입력된 프레임들 가운데 오류가 없는 적어도 하나 이상의 프레임(들)의 파라미터(들)을 이용하여 상기 현재 프레임의 파라미터를 생성하는 제1 파라미터 생성부, 만일 상기 현재 프레임에 오류가 없고 상기 이전 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임의 파라미터와 상기 이전 프레임의 이전에 입력된 오류가 없는 프레임의 파라미터를 이용하여 상기 이전 프레임의 파라미터를 생성하는 제2 파라미터 생성부, 상기 생성된 파라미터를 저장하는 파라미터 저장부 및 상기 이전 프레임의 파라미터를 상기 생성된 파라미터로 갱신하여 저장하는 파라미터 갱신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 오디오 신호의 복호화 장치는, 현재 프레임 또는 이전 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단하는 오류프레임 검출부, 만일 상기 현재 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임 이전에 입력된 오류가 없는 적어도 하나 이상의 프레임(들)의 파라미터(들)을 이용하여 상기 현재 프레임의 파라미터를 생성하는 제1 파라미터 생성부, 만일 상기 현재 프레임에 오류가 없고 상기 이전 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임의 파라미터와 상기 이전 프레임의 이전에 입력된 프레임들 가우네 오류가 없는 프레임의 파라미터를 이용하여 상기 이전 프레임의 파라미터를 생성하는 제2 파라미터 생성부, 상기 생성된 파라미터를 저장하는 파라미터 저장부, 상기 이전 프레임의 파라미터를 상기 생성된 파라미터로 갱신하여 저장하는 파라미터 갱신부 및 상기 저장된 파라미터를 이용하여 상기 현재 프레임을 복호화하는 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록매체는, 현재 프레임 또는 이전 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단하는 단계, 만일 상기 현재 프레임에 오류가 없고 상기 이전 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임의 파라미터와 상기 이전 프레임의 이전에 입력된 프레임들 가운데 오류가 없는 프레임의 파라미터를 이용하여 상기 이전 프레임의 파라미터를 생성하는 단계 및 상기 이전 프레임의 파라미터를 상기 생성된 파라미터로 갱신하는 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록매체는, 현재 프레임 또는 이전 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단하는 단계, 만일 상기 현재 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임 이전에 입력된 오류가 없는 프레임들 가운데 적어도 하나 이상의 프레임(들)의 파라미터(들)을 이용하여 상기 현재 프레임의 파라미터를 생성하여 저장하는 단계, 만일 상기 현재 프레임에 오류가 없고 상기 이전 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임의 파라미터와 상기 이전 프레임의 이전에 입력된 프레임들 가운데 오류가 없는 프레임의 파라미터를 이용하여 상기 이전 프레임의 파라미터를 생성하는 단계 및 상기 이전 프레임의 파라미터를 상기 생성된 파라미터로 갱신하여 저장하는 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록매체는, 현재 프레임 또는 이전 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단하는 단계, 만일 상기 현재 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임 이전에 입력된 프레임들 가운데 오류가 없는 적어도 하나 이상의 프레임(들)의 파라미터(들)을 이용하여 상기 현재 프레임의 파라미터를 생성하는 단계, 상기 생성된 현재 프레임의 파라미터를 이용하여 상기 현재 프레임을 복호화하는 단계, 만일 상기 현재 프레임에 오류가 없고 상기 이전 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임의 파라미터와 상기 이전 프레임의 이전에 입력된 오류가 없는 프레임의 파라미터를 이용하여 상기 이전 프레임의 파라미터를 생성하는 단계, 상기 이전 프레임의 파라미터를 상기 생성된 파라미터로 갱신하는 단계 및 상기 갱신된 파라미터를 이용하여 상기 현재 프레임을 복호화하는 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
본 발명에 의한 오류 프레임의 파라미터 갱신 방법 및 장치에 의하면, 현재 프레임에 오류가 없고 이전 프레임에 오류가 있는 경우 현재 프레임의 파라미터와 이전 프레임의 이전에 입력된 프레임들 가운데 오류가 없는 프레임의 파라미터를 이용하여 이전 프레임의 파라미터를 생성함으로써 이전 파라미터를 갱신한다.
이렇게 함으로써 추가적인 지연이 없이 오디오 신호의 오류를 은폐할 수 있으며, 오류가 있는 프레임 이후의 프레임에서도 음질이 저하되지 않는 효과를 거둘 수 있다. 이와 같이 복호화단에서 지연을 최소화함으로써 부호화단에서 처리하는 시간을 추가적으로 확보할 수 있어 코덱 구조를 효율적으로 구성이 가능하다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이 오류가 있는 프레임 이후에 입력되는 프레임에 대하여 영향을 미치는 것을 최소화 할 수 있는 효과를 거둘 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 오디오 신호의 복호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 오디오 신호의 복호화 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 3a는 보외법에 의하여 파라미터를 생성하는 일 실시예를 개념도로 도시한 것이다.
도 3b는 보간법에 의하여 파라미터를 생성하는 일 실시예를 개념도로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 오류 프레임의 파라미터 갱신 방법 및 장치에 의한 효과를 설명하기 위한 그래프를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 오디오 신호의 복호화 방법 및 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 오디오 신호의 복호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 음성 신호 또는 음악 신호 등과 같은 오디오 신호에서 현재 프레임에 오류(error)가 있는지 여부를 판단한다(제100단계). 제100단계에서 프레임에 오류가 있는지 여부는 다음 기재된 세 가지 방식을 이용하여 판단할 수 있다.
첫째, CRC(Cyclic Redundancy Checking)와 같이 프레임의 오류 여부를 나타내는 정보를 시스템으로부터 전달받아 이용함으로써 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단한다.
둘째, 부호화기로부터 전송받은 비트스트림의 길이와 복호화된 비트스트림의 길이를 비교하여 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단한다. 프레임에 오류가 있는 경우 복호화된 비트스트림의 길이는 부호화기로부터 전송받은 비트스트림의 길이와 비교하면 소정의 오차가 발생한다. 그러나 프레임에 오류가 없는 경우 부호화기로부터 전송받은 비트스트림의 길이만큼 복호화에 이용된다. 그러므로 부호화기로부터 전송받은 비트스트림의 길이가 복호화된 비트스트림의 길이와 동일한 경우, 해당 프레임의 비트스트림에 오류가 없는 것으로 판단한다. 그리고 부호화기로부터 전송받은 비트스트림의 길이가 복호화된 비트스트림의 길이와 다를 경우, 해당 프레임의 비트스트림에 오류가 있는 것으로 판단한다.
셋째, 비트스트림의 헤더에 포함된 단위 프레임의 비트수와 복호화기에서 입력받은 비트스트림의 비트수를 비교하여 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단한다. 예를 들어, BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)의 경우 헤더에 마련된 단위 프레임의 길이를 나타내는 frame_length 정보와 복호화기에서 입력받은 비트스트림의 비트수를 비교하여 소정의 임계값 이상 차이가 난다면, 해당 프레임에 오차가 있는 것으로 판단한다.
만일 제100단계에서 현재 프레임에 오류가 없는 것으로 판단되면, 현재 프레임에 대하여 이전에 입력된 이전 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단한다(제105단계). 제105단계에서 프레임에 오류가 있는지 여부는 제100단계에서 판단한 방식과 동일한 방식들을 이용하여 판단할 수 있다.
만일 제105단계에서 이전 프레임에 오류가 없는 것으로 판단되면, 현재 프레임의 파라미터를 복호화단에서 역다중화된 비트스트림으로부터 추출하여 버퍼(buffer)와 같은 저장매체에 저장한다(제110단계).
제110단계에서 추출된 파라미터와 저장매체에 기 저장된 이전 프레임(들)의 파라미터(들)를 이용하여 합성 파라미터를 생성하고 합성필터를 통해 합성 또는 복원을 수행함으로써 현재 프레임을 복호화한다(제115단계).
만일 제100단계에서 현재 프레임에 오류가 있는 것으로 판단되면, 현재 프레임 이전에 입력된 프레임들 가운데 오류가 없는 프레임(들)의 파라미터(들)을 이용하여 현재 프레임의 파라미터를 생성한다(제120단계). 제120단계에서 오류가 있는 프레임의 파라미터를 생성하는 방식의 일 예로 도 3a에 도시된 보외법(extrapolation)이 있다. 과거 프레임(들)에 대해 피치 딜레이(pitch delay), 피치 게인(pitch gain), LPC(Linear Prediction Coding) 계수 등과 같은 코덱 파라미터(codec parameter)를 도출하여 보외법을 수행함으로써 소정 프레임의 파라미터를 생성할 수 있다. 또한, 음악 신호의 경우 스케일 팩터(scale factor) 또는 서브-밴드 에너지(sub-band energy)를 추가적인 코덱 파라미터로 도출하여 이용할 수 있으며, 음성 신호의 경우 코드북 게인(codebook gain)을 추가적인 코덱 파라미터로 도출하여 이용할 수 있다.
또한, 제120단계에서 생성된 파라미터는 이후에 입력되는 프레임(들)을 복호화하는 데 이용하기 위하여 저장매체에 저장한다.
제120단계에서 생성된 파라미터와 저장매체에 기 저장된 이전 프레임(들)의 파라미터(들)을 이용하여 합성 파라미터를 생성하고 합성필터를 통해 합성 또는 복원을 수행함으로써 현재 프레임을 복호화한다(제125단계).
만일 제105단계에서 이전 프레임에 오류가 있는 것으로 판단되면, 현재 프레임의 파라미터를 복호화단에서 역다중화된 비트스트림으로부터 추출하여 버퍼와 같은 저장매체에 저장한다(제140단계).
그리고 이전 프레임의 이전에 입력된 프레임 가운데 오류가 없는 소정 프레임(들)의 파라미터(들)를 저장매체에서 독출한다. 여기서 독출된 파라미터(들)와 제140단계에서 추출한 파라미터를 이용하여 이전 프레임에 대응하는 파라미터를 생성한다(제145단계). 제145단계에서 이전 프레임의 파라미터를 생성하는 방식의 일 예로 도 3b에 도시된 보간법(interpolation)이 있다. 과거 프레임 및 현재 프레임에 대해 피치 딜레이, 피치 게인, LPC 계수 등과 같은 코덱 파라미터를 도출하여 보간법을 수행함으로써 파라미터를 생성할 수 있다. 또한, 음악 신호의 경우 스케일 팩터 또는 서브-밴드 에너지를 추가적인 코덱 파라미터로 도출하여 이용할 수 있으며, 음성 신호의 경우 코드북 게인을 추가적인 코덱 파라미터로 도출하여 이용할 수 있다.
제145단계 후에, 이전 프레임의 파라미터를 제145단계에서 생성된 파라미터로 갱신하여 저장매체에 저장한다(제150단계).
제120단계에서 과거 프레임(들)의 파라미터만을 이용하여 프레임의 오류를 은폐하는 이유는 오류가 없는 프레임이 입력될 때까지 기다리지 않아도 되므로 추가적인 지연없이 과거 프레임(들)의 파라미터만으로 현재 프레임의 오류를 정정할 수 있기 때문이다.
그러나 과거 프레임(들)의 파라미터만을 이용하여 프레임의 오류를 은폐할 경우 음질이 저하될 가능성이 높다. 이에 의하여 이후에 입력되는 프레임에 대해서도 영향을 주게 되어 연쇄적으로 음질이 저하된다. 이를 해결하기 위하여 제145단계에서 과거 프레임의 파라미터 뿐만 아니라 현재 프레임 이후에 입력되는 오류가 없는 프레임의 파라미터를 이용해서 오류를 은폐하여 기 저장된 프레임의 파라미터를 갱신하여 저장함으로써 음질이 보다 향상되도록 한다.
그러므로 우선 과거 프레임의 파라미터만을 이용하여 현재 프레임의 오류를 은폐함으로써 추가적인 지연이 없도록 할 수 있으며, 추후 과거 프레임의 파라미터뿐만 아니라 현재 프레임 이후에 입력되는 프레임의 파라미터까지 이용하여 현재 프레임의 오류를 은폐하여 기 저장된 현재 프레임의 파라미터를 갱신함으로써 현재 프레임 이후에 입력되는 프레임을 복호화함에 있어서 보다 정확하게 수행할 수 있다.
제150단계에서 갱신된 파라미터, 저장매체에 기 저장된 이전 프레임(들)의 파라미터(들) 및 제140단계에서 추출된 파라미터를 이용하여 합성 파라미터를 생성하고 합성필터를 통해 합성 또는 복원을 수행함으로써 해당 프레임을 복호화한다(제155단계).
제115단계, 제125단계 및 제155단계 가운데 어느 소정의 단계 후에, 복호화해야 할 프레임이 더 있는지 여부를 판단한다(제160단계).
제160단계에서 복호화해야 할 프레임이 더 있다고 판단되면, 현재 프레임의 다음에 입력되는 프레임에 대하여 제100단계 내지 제160단계를 반복하여 수행한다.
도 2는 본 발명에 의한 오디오 신호의 복호화 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 오류프레임 검출부(200), 파라미터 추출부(210), 파라미터 저장부(220), 복호화부(225), 제1 파라미터 생성부(230), 제2 파라미터 생성부(240) 파라미터 갱신부(250)를 포함하여 이루어진다.
오류프레임 검출부(200)는 음성 신호 또는 음악 신호 등과 같은 오디오 신호에서 현재 프레임에 오류(error)가 있는지 여부를 판단한다. 오류프레임 검출부(200)에서 프레임에 오류가 있는지 여부는 다음 기재된 세 가지 방식을 이용하여 판단할 수 있다.
첫째, CRC(Cyclic Redundancy Checking)와 같이 프레임의 오류 여부를 나타내는 정보를 시스템으로부터 전달받아 이용함으로써 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단한다.
둘째, 부호화기로부터 전송받은 비트스트림의 길이와 복호화된 비트스트림의 길이를 비교하여 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단한다. 프레임에 오류가 있는 경우 복호화된 비트스트림의 길이는 부호화기로부터 전송받은 비트스트림의 길이와 비교하면 소정의 오차가 발생한다. 그러나 프레임에 오류가 없는 경우 부호화기로부터 전송받은 비트스트림의 길이만큼 복호화에 이용된다. 그러므로 부호화기로부터 전송받은 비트스트림의 길이가 복호화된 비트스트림의 길이와 동일한 경우, 해당 프레임의 비트스트림에 오류가 없는 것으로 판단한다. 그리고 부호화기로부터 전송받은 비트스트림의 길이가 복호화된 비트스트림의 길이와 다를 경우, 해당 프레임의 비트스트림에 오류가 있는 것으로 판단한다.
셋째, 비트스트림의 헤더에 포함된 단위 프레임의 비트수와 복호화기에서 입력받은 비트스트림의 비트수를 비교하여 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단한다. 예를 들어, BSAC(Bit Sliced Arithmetic Coding)의 경우 헤더에 마련된 단위 프레임의 길이를 나타내는 frame_length 정보와 복호화기에서 입력받은 비트스트림의 비트수를 비교하여 소정의 임계값 이상 차이가 난다면, 해당 프레임에 오차가 있는 것으로 판단한다.
만일 오류프레임 검출부(200)에서 현재 프레임에 오류가 없는 것으로 판단되면, 오류프레임 검출부(200)는 현재 프레임에 대하여 이전에 입력된 이전 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단한다.
만일 오류프레임 검출부(200)에서 이전 프레임에 오류가 없는 것으로 판단되면, 파라미터 추출부(210)는 현재 프레임의 파라미터를 복호화단에서 역다중화된 비트스트림으로부터 추출한다.
파라미터 저장부(220)는 파라미터 추출부(210)에서 추출한 현재 프레임의 파라미터를 버퍼(buffer)와 같은 저장매체에 저장한다.
복호화부(225)는 파라미터 추출부(210)에서 추출하여 파라미터 저장부(220)에 저장된 현재 프레임의 파라미터와 저장매체에 기 저장된 이전 프레임(들)의 파라미터(들)를 이용하여 합성 파라미터를 생성하고 합성필터를 통해 합성 또는 복원을 수행함으로써 현재 프레임을 복호화한다.
만일 오류프레임 검출부(200)에서 현재 프레임에 오류가 있는 것으로 판단되면, 제1 파라미터 생성부(230)는 현재 프레임 이전에 입력된 프레임들 가운데 오류가 없는 프레임(들)의 파라미터(들)을 이용하여 현재 프레임의 파라미터를 생성한다. 제1 파라미터 생성부(230)에서 오류가 있는 프레임의 파라미터를 생성하는 방식의 일 예로 도 3a에 도시된 보외법(extrapolation)이 있다. 과거 프레임(들)에 대해 피치 딜레이(pitch delay), 피치 게인(pitch gain), LPC(Linear Prediction Coding) 계수 등과 같은 코덱 파라미터(codec parameter)를 도출하여 보외법을 수행함으로써 소정 프레임의 파라미터를 생성할 수 있다. 또한, 음악 신호의 경우 스케일 팩터(scale factor) 또는 서브-밴드 에너지(sub-band energy)를 추가적인 코덱 파라미터로 도출하여 이용할 수 있으며, 음성 신호의 경우 코드북 게인(codebook gain)을 추가적인 코덱 파라미터로 도출하여 이용할 수 있다.
파라미터 저장부(220)는 제1 파라미터 생성부(230)에서 생성된 파라미터를 이후에 입력되는 프레임(들)을 복호화하는 데 이용하기 위하여 저장한다.
복호화부(225)는 제1 파라미터 생성부(230)에서 생성되어 파라미터 저장부(220)에 저장된 파라미터와 저장매체에 기 저장된 이전 프레임(들)의 파라미터(들)을 이용하여 합성 파라미터를 생성하고 합성필터를 통해 합성 또는 복원을 수행함으로써 현재 프레임을 복호화한다.
만일 오류프레임 검출부(200)에서 이전 프레임에 오류가 있는 것으로 판단되면, 파라미터 추출부(210)는 현재 프레임의 파라미터를 복호화단에서 역다중화된 비트스트림으로부터 추출하고, 파라미터 저장부(220)는 파라미터 추출부(210)에서 추출된 파라미터를 저장한다.
제2 파라미터 생성부(240)는 이전 프레임의 이전에 입력된 프레임 가운데 오류가 없는 소정 프레임(들)의 파라미터(들)를 저장매체에서 독출한다. 여기서 독출된 파라미터(들)와 파라미터 추출부(210)에서 추출한 현재 프레임의 파라미터를 이용하여 이전 프레임에 대응하는 파라미터를 생성한다.
제2 파라미터 생성부(240)에서 이전 프레임의 파라미터를 생성하는 방식의 일 예로 도 3b에 도시된 보간법(interpolation)이 있다. 과거 프레임 및 현재 프레임에 대해 피치 딜레이, 피치 게인, LPC 계수 등과 같은 코덱 파라미터를 도출하여 보간법을 수행함으로써 파라미터를 생성할 수 있다. 또한, 음악 신호의 경우 스케일 팩터 또는 서브-밴드 에너지를 추가적인 코덱 파라미터로 도출하여 이용할 수 있으며, 음성 신호의 경우 코드북 게인을 추가적인 코덱 파라미터로 도출하여 이용할 수 있다.
파라미터 갱신부(250)는 이전 프레임의 파라미터를 제2 파라미터 생성부(240)에서 생성된 파라미터로 갱신하여 저장한다.
제1 파라미터 생성부(230)에서 과거 프레임(들)의 파라미터만을 이용하여 프레임의 오류를 은폐하는 이유는 오류가 없는 프레임이 입력될 때까지 기다리지 않아도 되므로 추가적인 지연없이 과거 프레임(들)의 파라미터만으로 현재 프레임의 오류를 정정할 수 있기 때문이다.
그러나 과거 프레임(들)의 파라미터만을 이용하여 프레임의 오류를 은폐할 경우 음질이 저하될 가능성이 높다. 이에 의하여 이후에 입력되는 프레임에 대해서도 영향을 주게 되어 연쇄적으로 음질이 저하된다. 이를 해결하기 위하여 제2 파라미터 생성부(240)에서 과거 프레임의 파라미터 뿐만 아니라 현재 프레임 이후에 입력되는 오류가 없는 프레임의 파라미터를 이용해서 오류를 은폐하여 기 저장된 프레임의 파라미터를 갱신하여 저장함으로써 음질이 보다 향상되도록 한다.
그러므로 우선 과거 프레임의 파라미터만을 이용하여 현재 프레임의 오류를 은폐함으로써 추가적인 지연이 없도록 할 수 있으며, 추후 과거 프레임의 파라미터뿐만 아니라 현재 프레임 이후에 입력되는 프레임의 파라미터까지 이용하여 현재 프레임의 오류를 은폐하여 기 저장된 현재 프레임의 파라미터를 갱신함으로써 현재 프레임 이후에 입력되는 프레임을 복호화함에 있어서 보다 정확하게 수행할 수 있다.
복호화부(225)는 파라미터 갱신부(250)에서 갱신된 파라미터, 파라미터 저장부(220)에 기 저장된 이전 프레임(들)의 파라미터(들) 및 파라미터 추출부(210)에서 추출된 파라미터를 이용하여 합성 파라미터를 생성하고 합성필터를 통해 합성 또는 복원을 수행함으로써 해당 프레임을 복호화한다.
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 것이다. 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.
200: 오류프레임 검출부 210: 파라미터 추출부
220: 파라미터 저장부 230: 복호화부
240: 제2 파라미터 저장부 250: 파라미터 갱신부

Claims (1)

  1. 현재 프레임에 오류가 있는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 현재 프레임에 오류가 있다고 판단되면, 상기 현재 프레임의 이전에 입력된 프레임들 가운데 오류가 없는 적어도 하나의 프레임의 파라미터를 이용하여 상기 현재 프레임의 제1 파라미터를 생성하고, 상기 현재 프레임의 이전에 입력된 오류가 없는 프레임의 파라미터와 이후에 입력되는 오류가 없는 프레임의 파라미터를 이용하여 상기 현재 프레임의 제2 파라미터를 생성하고, 상기 현재 프레임의 제1 파라미터를 상기 제2 파라미터로 갱신하는 단계; 및
    상기 제1 파라미터와 상기 제2 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 복호화를 수행하는 단계를 포함하는 오디오 복호화방법.
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