KR960003626B1 - 변환 부호화된 오디오 신호의 난청자용 복호화 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

변환 부호화된 오디오 신호의 난청자용 복호화 방법

제1도는 일반적인 신호 복호화 시스템의 구성 블럭도.

제2도는 일반적인 변환 부호화 방법의 동작 흐름도.

제3도는 일반적인 변환 복호화 방법의 동작 흐름도.

제4도는 본 발명에 의한 난청자용 변환 복호화 방법의 동작 흐름도.

제5도는 제4도의 난청자용 신호처리 모드의 세부 동작 흐름도.

제6도는 본 발명에 의한 난청자용 신호 처리에서 사용되는 가중치의 예를 나타낸 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 수신부 2 : 오디오 복호화부

3 : D/A 변환부

본 발명은 변환 부호화된 오디오 신호(transform coded audio signal)의 복호화 방법에 관한 것으로, 특히, 변환 부호화된 오디오 신호를 난청자가 쉽게 들을 수 있도록 한 난청자용 복호화 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 오디오 신호를 디지탈 송수신하는데 있어서 송신측에서는 전송 대역폭을 줄이기 위해 오디오 신호를 압축해서 보내는 부호화 방법을 사용하고 수신측에서는 이를 다시 복구하는 복호화 방법을 사용한다.

제1도 내지 제3도를 참조하여 종래 기술을 살펴보면 다음과 같다.

제1도는 일반적인 오디오 신호 복호화 시스템을 나타낸 것으로서, 도면에서 1은 수신부, 2은 오디오 복호화부, 3은 D/A 변환부를 각각 나타낸다.

도면에서 도시한 바와 같이 오디오 신호 복호화 시스템은 부호화된 오디오의 데이타 신호를 수신하는 수신부(1)와, 상기 수신부(1)에서 수신된 부호화 데이타를 원래의 디지탈 오디오 데이타 신호로 복원하는 오디오 복호화부(2)와, 상기 오디오 복호화부(2)에서 복원된 디지탈 오디오 데이타를 아날로그 신호로 변환 시켜 주는 D/A변환부(3)로 구비한다.

제2도는 오디오 신호를 압축하는 방법중 일반적인 변환 부호화 방법의 동작 흐름도로서, A/D 변환된 디지탈 오디오 신호가 입력되면(201), 이 신호에 중첩 윈도우를 적용하여 신호 프레임을 생성하고 (202), 상기 시간 영역으로 표시된 신호를 주파수 영역으로 변환하고(203), 주파수 영역에서 심리음향모델을 기반으로 하여 각 주파수 영역에서 상대적으로 중요한 영역을 순위매김을 하는 양자화 주변정보를 계산하고(204), 주어진 비트율에 따라 비트할당을 하여 스텝크기를 계산한다(205).

상기 비트할당 및 스텝크기를 이용하여 상기 변환된 주파수 영역의 신호를 양자화하여 부호화하고(206), 상기 부호화된 값을 적절한 비트의 형태로 조합하여 다중화 하고(207), 부호화된 오디오 신호를 출력한다(208). 그리고 새로운 디지탈 오디오 입력신호의 입력 여부를 확인하여(209), 새로운 입력신호가 나타나지 않을때까지 상기 과정을 반복수행하고 끝낸다.

제3도는 상기와 같이 변환 부호화된 디지탈 오디오 신호를 복호화하기 위한 일반적인 변환 복호화 방식의 동작 흐름도로서, 먼저 수신부(1)로부터 복호화부(2)에 변환 부호화된 디지탈 오디오 데이타가 입력되면 (301), 이를 역다중화 하고 (302), 비트할당 정보 및 스텝크기를 계산하여(303), 상기 역다중화한 주파수 영역의 신호를 복호화하고 상기 비트 할당 정보 및 계산된 스텝크기를 이용하여 역양자화하고(304), 주파수영역의 신호를 영역의 신호로 역주파수 변환하고(305), 이 값에 윈도우 및 중첩-덧셈 방법을 적용하여 연속적인 시간영역의 신호로 만들어(306), 복호화된 디지탈 오디오 신호를 D/A 변환부(3)에 적절한 속도로 출력한다(307). 그리고 새로운 부호화된 디지탈 오디오 신호의 입력여부를 확인하여 (308), 새로운 입력신호가 나타나지 않을때까지 상기 과정을 반복수행하고 끝낸다.

그런데 난청자는 일반적으로 소리를 들을때 정상인에 비해서 소리에 대한 감지능력이 약하며, 특히 고주파 신호에 대해 감지능력이 현저히 약한 것으로 알려져 있다. 따라서 일반적으로 부호화된 오디오 신호가 전송되어 수신기에서 이 부호화된 신호를 복호화할 때에 정상인을 대상을 복호화되기 때문에 난청자가 오디오 음을 들을때 많은 불편함이 있었다.

그래서 난청자용으로 고주파 성분이 증폭된 별도의 오디오 신호의 제공이 필요하지만 상기 복호화 과정을 수행한 후에 별도의 신호처리 기능을 수행하는 방법은 그만큼 기능의 구현이 복잡해지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 변환 부호화된 오디오 신호를 복호화하는데 있어서 정상인을 대상으로 한 오디오 신호를 부호화하는 기존의 방식에 덧붙여 난청자를 위한 고주파 신호처리 기능을 간단히 선택적으로 추가함으로써 정산인을 위한 오디오 복호화 방법과 난청자를 위한 오디오 복호화 방법을 손쉽게 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 복호화 시스템의 수신부에 부호화된 오디오 신호가 입력되면 이를 복호화부에서 역다중화하고, 비트할당 및 스텝크기를 계산하여 역다중화한 주파수 영역의 값을 복호화하고 비트 할당 및 계산된 스텝크기를 이용하여 역양자화를 수행한다. 그리고, 난청자용 신호처리가 필요한가 판단하여 난청자용 신호처리가 필요한 경우에는 난청자가 듣기 쉽도록 각 주파수 대역별로 해당하는 가중치를 부여하는 난청자용 신호처리 모드를 수행하고, 정상인이 수신할 경우에는 난청자용 신호처리과정을 생략한 각 주파수 대역 신호들에 대해서 시간 영역의 신호로 역주파수 변환하고 이 값에 중첩- 덧셈 방법을 적용하여 복호화된 오디오 신호값을 출력한다.

또한, 새로운 부호화된 오디오 신호의 입력여부를 확인하여, 새로운 부호화 오디오 입력신호가 입력되지 않을때 까지 상기 복호화 과정을 반복수행 하는 것을 포함하여 되는 것을 특징으로 한다.

즉, 종래의 일반적인 부호화 방식에서 난청자용 신호처리를 추가하여 저주파 대역에서 고주파 대역까지의 각 신호들에 대해서 각 대역별로 가중치를 주어 난청자가 듣기 어려운 주파수 대역에 해당하는 대역의 신호들을 상대적으로 크게 해 줌으로서 난청자가 보다 쉽게 들을 수 있도록 한 것이다. 난청자용으로 고주파 성분을 증폭시키기 위해서는 주파수 별로 신호처리를 해야 하는데, 상기한 변환 복호화 방식은 원래 주파수 별로 신호를 처리하기 때문에 손쉽게 난청자용으로 신호처리를 할 수 있는 것이다.

본 발명에 대해 제4도 내지 제6도를 통하여 상세히 설명하고자 한다.

제4도는 본 발명에 의한 난청자용 변환 복호화 방법의 동작 흐름도이고, 제5도는 제4도의 난청자용 신호처리 모드의 상세 동작 흐름도이고, 제6도는 본 발명에 의한 난청자용 신호처리에서 사용하는 가중치의 예를 나타낸 설명도이다.

제4도에 도시된 바와 같이, 먼저 수신부(1)로부터 복호화부(2)에 부호화된 오디오 데이타가 입력되면(401), 이를 역다중화 하고(402) 비트할당 및 스텝크기를 계산하여(403), 상기 역다중화 한 주파수 영역의 신호를 복호화하고 상기 비트할당 및 계산된 스텝크기를 이용하여 역영자화를 수행한다(404). 상기 수행후 난청자용 신호처리가 필요한가 판단하여(405), 난청자용 신호처리가 필요한 경우에는 난청자가 듣기 쉽도록 각 주파수 대역별로 해당하는 가중치를 부여하는 난청자용 신호처리 모드를 수행하고(406), 정상인이 수신할 경우에는 난청자용 신호처리 모드를 생략한 각 주파수 대역 신호들에 대해서 시간 영역의 신호로 역주파수 변환하고(407), 이 변환된 시간 영역의 신호에 윈도우 및 중첩-덧셈 방법을 적용하여 연속적인 신호로 만들고 (408), 복호화된 디지탈 오디오 신호값을 D/A 변환부(3)에 출력한다(409). 그리고, 새로운 부호화된 오디오 신호의 입력여부를 확인하여(410), 새로운 부호화 디지탈 오디오 입력신호가 입력되지 않을때 까지 복호화과정을 반복수행하여 끝낸다.

이제, 제5도를 참조하여 제4도의 난청자용 신호처리 모드(406)의 세부 동작 흐름도를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 처리하고자하는 주파수 영역의 신호가 N개일때 처리순서를 나타내는 k를 1로 초기화 시키고 (501), 처리하고자 하는 N개의 주파수 영역의 신호에 대해서 k번째 신호인 신호인 S(k)를 입력하고(502), 각 주파수 영역에 해당하는 가중치에 대해 k번째 주파수 성분에 해당하는 가중치 W(k)를 찾아 입력하여(503), 각 주파수 영역의 신호에서 k번째 주파수 신호인 S(k)와 가중치 W(k)를 곱하여 가중치를 부여한다.(504). 가중치가 부여된 결과값을 다음 처리를 위해 메모리에 저장하고(505), 처리하고자 하는 N개의 주파수 영역의 신호에 대해서 순차적으로 증가시켜 (506,507) N개의 주파수 영역의 신호들에 대해서 상기 단계(502)부터 난청자용 신호처리 모드를 반복수행하고 끝낸다.

제6도는 본 발명에 의한 난청자용 신호처리를 구현하는데 있어서 각 주파수 대역에 부여할 수 있는 가중치의 예를 나타낸 것이다.

도면에서는 가중치를 연속적인 값으로 표현하였지만 실제로 적용할 때에는 임계대역당 한개의 값을 사용하거나 각 주파수 스펙트럼당 한개의 값을 사용한다. 각 주파수 대역의 신호들에 도면에서 보이는 해당가중치를 곱하여 신호레벨을 조정함으로써 어떤 주파수 대역의 신호들은 크기가 증폭되고, 어떤 주파수 대역의 신호들은 크기가 감소한다. 신호의 크기가 증폭되는 주파수 대역이 난청자들이 듣기 어려운 주파수 대역에 해당되는 대역으로서 이런 주파수 대역의 신호를 증폭시킨다.

상기한 바와 같이 본 발명을 이용하여 변환 부호화된 오디오 신호를 복호화할 경우 기존의 변환 부호화 방식에 간단히 기능을 추가할 수 있고 정상인을 위한 오디오 복호화 방식과 난청자를 위한 오디오 복호화 방식을 사용자의 선택에 따라 쉽게 제공하여 난청자가 보다 쉽게 들을 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 변환 부호화된 오디오 신호의 난청자용 복호화 방법에 있어서, 부호화된 디지탈 오디오 신호가 입력되면 이 신호를 역다중화 하여 비트할당 및 스텝크기를 계산하고, 역다중화한 주파수 영역의 값을 복호화하고 비트 할당 및 계산된 스텝크기를 이용하여 역양자화하는 단계와, 난청자용 신호처리가 필요한가 판단하여 난청자용 신호처리가 필요하지 않은 경우에는 바로 다음단계로 진행하고, 난청자용 신호처리가 필요한 경우에는 난청자가 듣기 쉽도록 각 주파수 대역별로 해당하는 가중치를 부여하는 난청자용 신호처리를 수행하는 단계와, 상기 가중치가 부여된 각 주파수 대역 신호들을 시간 영역의 신호로 역주파수 변환하고 복호화하여 디지탈 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하여 출력하는 단계와, 새로운 부호화된 오디오 신호의 입력여부를 확인하여, 새로운 부호화된 디지탈 오디오 신호가 입력되는 경우에는 처음단계로 되돌아가 상기 단계들을 반복수행하고, 새로운 부호화된 디지탈 오디오 신호가 입력되지않는 경우에는 처리를 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화된 오디오 신호의 난청자용 복호화 방법.
2. 제1항에 있어서, 난청자용 신호처리 단계는, 처리하고자 하는 다수개의 주파수 영역의 신호 중 첫번째 주파수 영역의 신호를 입력하는 단계와, 상기 입력되는 주파수 영역에 대해 미리 설정된 가중치를 찾아 입력하는 단계와, 상기 입력되는 주파수 영역의 신호에 해당하는 가중치를 부여하는 단계와, 상기 가중치가 부여된 결과값을 다음 처리를 위해 메모리에 저장하는 단계와, 상기 다수개의 주파수 영역의 신호 중 그 다음 신호부터 순차적으로 상기 단계를 반복수행하는 단계와, 모든 주파수 영역의 신호에 대한 처리를 완료하면 다음 처리를 위해 메모리에 저장된 신호를 다음 단계로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변환 부호화된 오디오 신호의 난청자용 복호화 방법.