KR970006630B1 - 누적데이터 발생상태를 이용한 적응비트 할당 회로 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

누적데이터 발생상태를 이용한 적응비트 할당 회로

제1도는 종래의 데이터 압축회로 구성도.

제2도는 본 발명 누적데이터 발생상태를 이용한 적응비트 할당회로의 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 서브밴드분석 필터 20 : 심리음향 모델

30 : 양자화기 40 : 프레임 포메터

50 : 체널버퍼 60 : 예측기

본 발명은 디지탈오디오 데이터 압축기기에 적용되는 데이터 압축회로에 관한 것으로, 특히 서브밴드 분석/합성기법에 심리음향모델을 적용하는 데이터 압축기기에 적용할수 있는 누적데이터 발생상태를 이용한 적응비트 할당회로에 관한 것이다.

종래의 디지탈오디오 압축기법인 뮤지캠은 서브밴드분석/합성기법에 심리음향모델을 적용한 예이다.

뮤지캠 엔코더에서 사용되는 데이터 압축방식은 제1도에 도시된 바와 같이, 입력된 오디오 신호를 주파수 대역성분으로 분해하는 서브밴드 분석필터(10)와; 이 서브밴드 분석필터(10)에서 출력된 분석결과의 양자화율을 결정하는 심리음향모델(20)과; 이 심리음향모델(20)에서 결정된 양자화 제어신호에 의해 상기 서브밴드 분석필터(10)에서 출력된 각 대역신호를 적응 양자화하는 양자화기(30)와; 이 양자화기(30)에 의해 압축된 데이터를 전송에 맞는 형태로 합성하는 프레임 포메터(40)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 데이터 압축회로는, 먼저 입력된 오디오신호(ㄱ)를 서브밴드 분석필터(10)를 이용하여 예를 들어 32개의 주파수 대역성분(ㄴ)으로 분해한다. 그리고 이와 병행하여 입력된 오디오신호에 대하여 주파수성분을 분석하고 이를 근거로 인간의 청각특성에 근거하여 서브밴드 분석결과의 양자화율을 결정하는 심리음향모델(20)을 적용하여 각 주파수 대역성분(ㄴ)의 양자화 제어신호(ㄷ)를 만들고, 양자화기(30)는 서브밴드 분석필터(10)로부터 얻은 각 대역신호(ㄴ)를 적응양자화하여 데이터를 압축한다. 양자화된 각 주파수 대역성분(ㄹ) 및 제어정보는 프레임포매터(40) 전송에 맞는 형태로 합성하여 전송용 비트스트림(ㅁ)을 만든다. 전송되는 데이터는 양자화된 각 주파수대역의 신호 및 양자화 정보등의 제어신호이다. 뮤지캠 데코더에서는 전송되는 양자화 정보로부터 각 주파수 대역의 양자화된 신호를 역양자화하고, 서브밴드 합성필터를 통해 원신호로 복원한다.

뮤지캠에서는 양자화 제어신호(ㄷ)를 만들기 위해 입력 음성신호자체에 의하여 들을수 없게되는 음성신호 에너지(SMR; Signal to MASK ratio)를 구하고, 32개의 서브밴드에 대하여 순차적으로 비트를 할당하여 양자화에 따른 양자화 잡음(SMR; Signal to Noise ratio)를 계산하여 32개의 전체 서브밴드에 대하여 인간의 청각특성상 양자화 잡음을 감지할수 없을때까지 순차적으로 비트를 할당한다. 단 발생되는 총 데이터량은 전송태널의 전송율을 넘지않도록 한다.

그러나, 이와 같은 종래 데이터 압축회로의 뮤지캠에서는 상기의 양자화 제어신호를 만드는데 있어서 단일 프레임만의 정보를 이용하므로 결과적으로 적은 데이터량만으로도 충분한 음질을 얻을수 있는 프레임에 대해서는 불필요하게 과다한 데이터를 발생시키는 결과가 되며, 반대로 많은 데이터가 필요한 프레임에 대해서는 충분치 못한 데이터 밖에는 발생시키지 못하므로 음질의 열화를 초래하게 되는 결점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여, 입력음성신호의 특성에 따라 발생데이터량이 가변하는 압축방식에서 누적데이터 발생량에 따라 현재 프레임의 총 발생데이터량을 제어하여 음질을 향상시킴을 특징으로 한다.

즉, 상기의 양자화 제어신호를 만드는데 있어서 상기의 결점이 생기는 원인은 어떤 프레임의 코딩결과 발생되는 총 데이터량을 항상 채널의 전송율과 같게하는 제어구조에 있으므로, 현재 프레임의 코딩에 이전 여러 프레임의 누적데이터 발생율을 분석하여 그 결과를 적용하므로서 현재 프레임의 총 데이터발생량을 가변적으로 제어하여 최대의 음질을 얻을수 있도록 한 것이다.

이하 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명 누적데이터 발생상태를 이용한 적응비트 할당회로는 제2도에 도시한 바와 같이, 입력된 오디오신호(a)를 예를 들어 32개의 주파수대역성분(b)로 분해하는 서브밴드 분석필터(10)와; 입력된 오디오신호(a)에 대하여 주파수 성분을 분석하고 이를 근거로 인간의 청각특성에 근거하여 서브밴드 분석결과(b)의 제1양자화율을 결정하는 심리음향모델(20)과; 서브밴드 분석필터(10)로부터 각각 얻은 각 대역신호(d)를 적응양자화하여 프레임 단위로 총 데이터발생량이 다른 압축된 대역신호(f)를 얻는 양자화기(30)와; 압축된 대역신호(f) 및 기타 제어신호를 전송에 맞는 형태로 합성하여 비트스트림(g)를 만드는 프레임포매터(40)와; 수프레임의 비트스트림(g)을 저장하는 선입선출방식(FIF0)으로서 비트스트림(g)을 일정한 전송률로 만들어 전송비트스트림(i)을 만들며, 또한 과거 수프레임의 오디오신호에서 발생된 데이터량을 누적하여 현재 채널상태정보(h)를 만드는 채널버퍼(50)와; 채널상태정보(h)를 이용하여 현재 프레임의 데이터발생량을 예측해서 현재 프레임에 대한 제1양자화신호(d)와 함께 양자화기(30)의 양자화 제어신호(e)를 발생하는 예측기(60)로 구성한다.

이와 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 입력된 오디오신호(a)를 서브밴드 분석필터(10)를 이용하여 예를 들어 32개의 주파수 대역성분(b)로 분해한다. 그리고 이와 병행하여 입력된 오디오신호(a)에 대하여 주파수성분을 분석하고 이를 근거로 인간의 청각특성에 근거하여 서브밴드 분석결과의 양자화율을 결정하는 심리음향모델(20)을 적용하여 각 주파수 대역성분(b)의 제1양자화 제어신호(d)를 만든다. 한편, 서브밴드 분석필터(10)로부터 얻은 각 대역신호(b)를 양자화기(30)로 적응 양자화하여 압축된 대역신호(f)를 얻고, 프레임포메터(40)으로 압축된 대역신호(f) 및 기타 제어신호를 전송에 맞는 형태로 합성한 비트스트림(g)을 만든다. 이때 만들어진 비트스트림(g)은 입력된 오디오신호에 따라 프레임별로 총 발생데이터량이 다르게 된다. 채널버퍼(50)는 수프레임의 비트스트림(g)을 저장하는 선입선출방식(FIF0)의 버퍼로서 가변 데이터량의 비트스트림(g)를 일정한 전송률로 출력하여 전송비트스트림(i)을 만들며, 또한 과거 수프레임의 오디오신호에서 발생된 데이터량을 누적하여 현재 채널상태정보(h)를 만든다. 예측기(60)는 채널상태정보(h)를 이용하여 현재 프레임의 데이터발생량을 예측하여 현재 프레임에 대한 제1양자화신호(d)와 함께 양자화기(30)의 양자화 제어신호(e)를 만든다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 음성신호의 특성 및 이전 여러 프레임의 데이터 발생량에 따른 채널전송상태를 공히 고려하여 현재 프레임의 총 데이터발생량을 적응적으로 제어함으로서 오디오 압축에 있어서 음질을 향상시킬수 있으며, 고선명 티브이 및 디지탈오디오 압축기기에서 향상된 음질로 고품위의 제품생산이 가능한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 입력된 오디오신호(a)를 예를 들어 32개의 주파수 대역성분(b)로 분해하는 서브밴드 분석필터(10)와; 입력된 오디오신호(a)에 대하여 주파수 성분을 분석하고 이를 근거로 인간의 청각특성에 근거하여 서브밴드 분석결과(b)의 제1양자화율을 결정하는 심리음향모델(20)과; 서브밴드 분석필터(10)로 부터 얻은 각 대역신호(b)를 적응 양자화하여 프레임 단위로 총 데이터 발생량이 다른 압축된 대역신호(f)를 얻는 양자화기(30)와; 압축된 대역신호(f) 및 기타 제어신호를 전송에 맞는 형태로 합성하여 비트스트림(g)을 만드는 프레임포매터(40)와; 수프레임의 비트스트림(g)을 저장하는 선입선출방식(FIF0)으로서 비트스트림(g)을 일정한 전송률로 만들어 전송비트스트림(i)을 만들며, 또한 과거 수프레임의 오디오신호에서 발생된 데이터량을 누적하여 현재 채널상태정보(h)를 만드는 채널버퍼(50)와; 채널상태정보(h)를 이용하여 현재 프레임의 데이터 발생량을 예측해서 현재 프레임에 대한 제1양자화신호(d)와 함께 양자화기(30)의 양자화 제어신호(e)를 발생하는 예측기(60)로 구성함을 특징으로 하는 누적데이터 발생상태를 이용한 적응비트 할당회로.