일반기술

채널 및 각 프레임에 적응적으로 비트 할당하여 부호화하는 스테레오 디지탈 오디오 부호화장치

본 기술은 디지탈 오디오 부호기(Digital Audio Coder)에 관한 것으로, 특히, L, R, 센터, L 및 R 서라운드의 채널로 입력되는 디지탈 오디오 신호에 대해 인간의 청각 특성을 이용하여 측정한 인지 정보량(Perceptual Entropy : PE)에 의해 채널과 각 프레임에 적응적으로 비트 할당하여 부호화하는 스테레오 디지탈 오디오 부호화 장치에 관한 것이다. 근래에 HDTV용 고음질 디지탈 오디오 신호 처리 기술로써 인간의 청각 특성을 반영하는 적응적 변환 부호화(Adaptive Transform Coding)기법을 이용하여 낮은 전송률에서 비교적 간단한 수신기로도 전술한 디지탈 오디오 기기 수준의 음질을 재생할 수 있는 알고리즘 및 하드웨어 구현을 위해 활발히 연구되고 있다. 전술한 적응적 변환 부호화 기법으로서, 다수의 채널을 갖는 스테레오 디지탈 오디오 부호화 장치에 있어서, 예를들어 5개 채널에 비트를 할당하는 통상적인 방법으로는 각 채널을 각기 독립적으로 부호화하는 방식과, 전반 3채널 (즉, L,R 및 센터채널)과 나머지 후반 2채널(즉, L 및 R 서라운드 채널)에 각기 다른 비트량을 할당하여 부호화하는 방식등이 있다. 전술한 바와 같이 두 섹션으로 분류하여 다른 비트량을 할당하는 이유는 오디오 신호의 중요 정보량이 전반 3채널에 많고, 후반 2채널에는 비교적 덜 중요한 정보량이 포함되기 때문이다. 전술한 신호 특성에 근거하여 후반 2채널 오디오 신호에는 전반 3채널보다 좁은 대역폭을 갖는 대역 통과 필터(Band Pass Filter)를 이용하여 앤티얼라이징(Antialising)필터를 구성하며, 전반 3채널에 설정된 샘플링 주파수(Sampling Frequency)보다 통상 더 작게 설정하고 있다. 그러나, 이러한 부호화 방식들은 전술한 바와 같이 전반 채널이 후반 채널보다 더 많은 정보량을 포함하는 경우에는 유리하지만, 서라운드 오디오 시스템에서 후반, 즉 L 및 R 서라운드 채널에 더 중요한 정보가 포함되는 경우에는 부호화 효율이 떨어지며 동시에 음질을 저하시키는 문제점이 있었다. 따라서 본 기술은 부호화 효율을 증대시키고, 음질을 보다 향상시키기 위해, L, R, 센터, L 서라운드 및 R 서라운드 채널과 각 프레임에 대한 인간의 인지정보량에 응답하여 적응적으로 비트를 할당하여 부호화하는 채널 및 각 프레임에 적응 적응적으로 비트 할당하여 부호화 하는 스테레오 디지탈 오디오 부호화 장치를 제공하고자 한다. 본 기술은 좌측(L), 우측(R), 센터, L 및 R 서라운드 채널에 대한 다수개의 프레임을 가진 프레임군(Group Of Frame : GOF)으로 이루어진 디지탈 오디오 신호를 적응적으로 비트를 할당하여 부호화하는 것으로, 상기 L, R, 센터, L 및 R 서라운드 채널의 다수개의 프레임을 가진 프레임군을 입력하여 제1전력 밀도 스펙트럼(Power Density Spectrum)을 산출하고, 이 제1전력 밀도 스펙트럼을 인간의 청각 특성을 이용하여 상기 5개의 채널과 각 채널의 프레임에 대해 인지 정보량(Perceptual Entropy)을 산출하는 인지 정보량 계산부와 ; 상기 인지 정보량 계산부에서 얻은 채널 및 채널의 각 프레임에 대한 인지 정보량에 응답하여 상기 각 채널의 프레임군으로 부터 출력되는 채널 및 각 채널의 각 프레임에 대한 오디오 신호에 적응적으로 비트를 할당하는 적응적 채널 및 프레임 비트 할당(Adaptive Channel And Frame Bit Allocation)부와 ; 상기 프레임군에서 출력되는 채널 및 각 채널의 각 프레임에 대한 오디오 신호를 상기 적응적 채널 및 프레임 비트 할당부에서 제공되는 비트에 의해 부호화하는 부호기로 구성된다. 본 기술에 따른 채널 및 각 프레임에 적응적으로 비트 할당하여 부호화하는 스테레오 디지탈 오디오 부호화 장치에 의하면, 채널 및 각 채널의 프레임에 대한 인지 정보량의 평균 및 분산값(또는 표준 편차)에 응답하여 채널 및 각 채널내의 프레임에 적응적으로 비트를 할당하여 부호화하므로써, 부호화 효율을 증대시키고 음질을 향상시키는 커다란 장점이 있다.