KR0144011B1 - 엠펙 오디오 데이타 고속 비트 할당 및 최적 비트 할당 방법 - Google Patents
엠펙 오디오 데이타 고속 비트 할당 및 최적 비트 할당 방법Info
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Abstract
본 발명은 제한된 엠펙 오디오 프레임 비트 범위를 각 서브밴드 별 최소 연산동작으로 비트 할당량을 결정하고, 다채널의 경우 비트 분배를 효율적으로 하기 위한 엠펙 오디오 데이타 고속 비트할당 및 최적 비트할당 방법에 관한 것으로, 기존의 방식은 계속되는 루프의 반복으로 인해 엠펙 오디오 데이타에 대한 비트할당 속도가 저하되는 문제점이 있었는 바, 본 발명은 종래의 이런 문제점을 해결하기 위해 신호대 마스크비 값의 할당 비트수를 1 만큼 증/감하는 번거로운 동작을 지양하고 나누기 연산동작 한번으로 한 서브밴드의 할당비트량과 마스킹 레벨값을 구한 후, 초과 비트 및 잉여 비트 발생에 대한 처리를 적절하게 하여 다중 채널 운용시 채널 간 비트 할당 여유율이 커져 음성 데이타 분배시 효과적이다.
Description
제1도는 본 발명의 고속 비트할당 과정을 설명하는 순서도,
제2도는 본 발명의 최적 비트할당 과정을 설명하는 순서도이다.
본 발명은 엠펙(Moving Picture Experts Group : MPEG) 오디오 데이타 고속 비트할당 및 최적 비트할당 방법에 관한 것으로 제한된 엠펙 오디오 프레임 비트 범위를 각 서브벤드 별 최소 연산동작으로 비트 할당량을 결정하고, 다채널의 경우 비트 분배를 효율적으로 하기 위한 엠펙 오디오 데이타 고속 비트할당 및 최적 비트할당 방법에 관한 것이다.
일반적으로 엠펙 오디오 데이타 고속 비트할당 방법 및 최적 비트할당 방법은 신호대 마스크비(SMR) 값을 1 만큼 증가시키거나 감소 시키면서 일일이 비교하여 마스킹 레벨을 올려주는 여러번의 반복되는 흐름을 가지는데, 이와 같은 종래의 방식은 계속되는 루프의 반복으로 인해 엠펙 오디오 데이타에 대한 비트할당 속도가 저하되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기에 기술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 신호대 마스크비 값의 할당 비트수를 1 만큼 증/감하는 번거로운 동작을 지양하고 나누기 연산동작 한번으로 한 서브밴드의 할당비트량과 마스킹 레벨값을 구하는 방법을 제공함을 특징으로 한다.
즉, 엠펙 오디오 데이타에 대한 유효 비트할당량을 구하는 방법에 있어서, 심리음향모델을 통해 주어진 마스크대 잡음비(MNR)를 6으로 나누고, 상기 나누심리음향모델을 통해 주어진 마스크대 잡음비(MNR)를 6으로 나누고, 상기 나누기 연산에서 얻어진 정수값의 몫을 배열 포인터 값으로하여, 고속으로 유효 비트할당량을 구한 후, 상기 유효 비트할당량을 고정 비트할당량과 비교하여 잉여 비트와 초과 비트 발생시 이를 처리하여 최적 비트할당량을 산출하는 방법을 적용시킨 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
엠펙 Ⅱ와 같은 경우는 다 채널 시스템 운용을 위한 비트열을 기본으로 하고 있으므로, 제한된 프레임 비트 범위안에 여러채널의 비트 정보를 최대로 넣기 위해서는 각 채널의 비트 할당량의 최소화 및 적절한 배분이 필요해 진다. 여기서 최소화 시킨다는 것은 음질 열화를 일으키지 않는 범위내에서의 데이타 압축을 의미한다.
한편 본 발명의 나누기 연산 동작을 적용하는 기본 이론은 신호대 잡음비(SNR)가 한 비트 증감함에 따라서 양자화 잡음이 6dB 정도 증/감한다는 실험적 증명에 근거하여, 6이라는 수치를 비트 할당량을 구하기 위한 젯수로 사용해 심리음향모델을 통해서 구한 신호대마스크비(SMR) 값을 나눈 후, 그 몫을 이용하여 근사적 비트 할당량을 구하는 것인데, 엠펙 오디오에서는 정확히 6dB 간격을 갖지 않기 때문에 각 양자화 레벨마다 1.01의 가중치를 준다. 이는 양자화 스텝이 3과 5일 때는 각각의 신호대마스크비 값을 6으로 나눈 경우 그 정수 몫이 1로 서로 같게 나오나, 몫이 같다하더라도 비트 할당량이 다르기 때문에 배열 포인터를 다르게 하기 위해 가중치를 더해주는 것이다.
이와 같은 방식을 사용하여 새로히 구한 비트할당 테이블 즉, 비트할당을 위한 배열 포인터를 구하는 기준 테이블을 보면 아래 표 1과 같다.
상기 표 1은 엠펙 레이어 Ⅱ에 해당하는 한 예를 나타내는 표로, 상기에서 정의된 배열 포인터(N) 값은 신호대 마스크비(SMR) 값을 6으로 나누어 발생한 몫으로써 서브밴드의 비트할당량 및 마스크대 잡음비(MNR)값과 비트할당 인덱스(BIT ALLOCATION INDEX) 값을 가리키는 값이고, 그룹 포인터는 비트할당 테이블의 할당 단계가 같은 서브밴드 그룹의 포인터를 나타내며, 전송 레이트(rate)의 범위에 따라 4개의 그룹 중 하나의 그룹을 적용시켜 그 배열 포인터가 가리키는 값을 사용한다.
상기와 같은 이론과 표 1의 값을 적용시켜 작성한 본 발명 고속 비트할당 및 최적 비트할당 방법 과정을 보면, 이는 제 1도 및 제 2도와 같이 나타낼 수 있는 바, 제 1도는 고속 비트할당 방법 과정을 나타내는 순서도로, 나눗셈 연산을 통해서 얻어진 몫이 신호대 잡음비 값을 가리키는 배열 포인터 값이 되고, 이 포인터가 가리키는 신호대 잡음비에서 신호대마스크비 값을 뺀(SNR[N]-SMR) 결과가 음수인지 양수인지를 판단하여 그 결과에 따라 비트 할당량을 한 비트 증가할 것인가를 결정한다.
이와 같은 과정으로 구하는 본 발명의 한 서브밴드의 비트 할당량을 구하는 전체 연산 횟수는 나눗셈 연산과 뺄셈 연산 그리고 조건 문장등 3가지 동작으로 구하게 되는 단순한 과정이 된다.
이를 순서도를 보며 단계별로 자세히 설명하면 다음과 같다.
심리음향모델을 통해서 구한 신호대 마스크비 값에 1.01의 가중치를 더하여 최종 신호대 마스크비 값(SMR = SMR+1.01)을 구하는 제 1단계(T1)와; 상기 제 1단계(T1)에서 구한 신호대 마스크비 값이 0보다 큰 값인가의 여부를 물어 조건에 만족하지 않을 경우 다음 서브밴드 값을 체크하는 제 2단계(T2)와; 상기 제 2단계(T2)에서 신호대 마스크비 값이 양수이면 이 값을 6으로 나눈 후, 그 정수 몫(int)을 배열 포인터(N)에 치환하고, 이어 상기 배열 포인터가 가리키는 신호대 잡음비 값에서 신호대 마스크비 값을 빼서(SNR[N] - SMR)마스크대 잡음비(MNR) 값을 구하는 제 3단계(T3)와; 상기 제 3단계(T3)에서 구한 마스크대 잡음비 값이 0보다 큰 값인가의 여부를 판단(MNR 0)하여 양수이면, 제 6단게(T6)를 수행하는 제 4단계T4)와; 상기 제 4단계(T4)에서 판단결과 음수이면 배열 포인터에 1을 더하고 (N = N+1), 이어 상기 1이 증가된 배열 포인터가 가리키는 신호대 잡음비에서 신호대 마스크비를 빼서 (SNR[N]-SMR)마스크비크대 잡음비(MNR) 값을 구하는 제 5단계(T5)와; 상기 단계를 모두 거친 후, 상기 배열 포인터가 가리키는 값에 대한 비트할당 값을 비트(BITS) 변수에 치환하는 제 4단계(T4)로 이루어져 순차 동작한다.
상기와 같은 과정으로 비트할당량 값을 계산하면 필요 이상으로 반복되는 루프가 없기 때문에 그만큼 빠른 속도로 비트 할당량을 구할 수 있다.
제 2도는 할당할 비트량이 고정되어 있는 경우 상기 제 1도의 과정을 거쳐 계산된 유효비트 할당량이 최대 할당 가능한 비트량에 가장 근사한 값으로 할당되도록 하는 최적 비트할당 과정을 나타내는 순서도로, 고속비트할당 과정을 거쳐 산출된 유효 비트할당량이 고정 비트할당량과 같은가의 여부를 물어 같으면(최적의 상태) 상기 비트를 할당하고 종료하는 제 1단계(U1)와; 상기 제 1단계(U1)에서 유효 비트할당량이 고정 비트할당량 보다 많아 초과 비트가 발생하면, 최대 마스크대 잡음비 포인터를 찾아 그때의 배열 포인터에서 1을 빼고(N = N-1), 이어 고정 비트할당량에 상기 배열포인터가 가리키는 비트 할당량을 더한 후, 그 값에서 다시 상기 배열 포인터에 1을 더한 값이 가리키고 있는 비트 할당량을 뺀 값(N = N-1)을 비트(BITS) 변수에 치환(BITS = BITS+bits[N]-bits[N+1])하는 제 2단계(U2)와; 상기 제 1단계(U1)에서 유효 비트할당량이 고정 비트할당량 보다 적어 잉여 비트가 발생하면, 최소 마스크대 잡음비 포인터를 찾아 그때의 배열 포인터에서 1을 더하고(N = N+1), 이어 고정 비트할당량에 상기 배열포인터가 가리키는 비트 할당량을 더한 후, 그 값에서 다시 상기 배열 포인터에 1을 더한 값(N = N+1)이 가리키고 있는 비트 할당량을 뺀 값을 비트(BITS) 변수에 치환(BITS = BITS+bits[N]-bits[N-1])하는 제 3단계(U3)와; 상기 제 2단계(U2) 및 제 3단계(U3)에서 최적 비트할당량이 계산되면, 그때의 배열포인터가 가리키는 신호대 잡음비(SNR[N])에서 신호대 마스크비를 계산하고, 이어 제 1단계(U1)를 계속 반복 수행하는 제 4단계(U4)로 이루어져 순차 동작하며, 상기 과정을 거쳐 산출된 최적 비트할당량을 할당하여 데이타를 전송한다.
이와 같은 과정으로 유효 비트할당량을 산출하는 본 발명의 고속 비트할당 방법 및 최적 비트할당 방법은 다 채널 시스템 운용을 기본으로 하는 음성 신호 압축 알고리즘인 엠펙 오디오에서 채널 별 비트 할당을 초고속으로 하고자 하는 부호화 시스템 및 이를 응용하는 각종 시스템에 이용이 가능하다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 음성 신호에 할당되는 비트량을 산출할 경우, 불필요한 루프를 제거하고 심리음향모델에서 제공된 신호대 마스크비를 사용하여 고속으로 비트할당량을 구한 후, 초과 비트 및 잉여 비트 발생에 대한 처리를 적절하게 하므로써 다중 채널 운용시 채널 간 비트 할당 여유율이 커져 음성 데이타 분배시 효과적이다.
Claims (4)
- 엠펙 오디오 데이타에 대한 유효 비트할당량을 구하는 방법에 있어서, 심리음향모델을 통해 주어진 마스크대 잡음비(MNR)를 6으로 나누고, 상기 나누심리음향모델을 통해 주어진 마스크대 잡음비(MNR)를 6으로 나누고, 상기 나누기 연산에서 얻어진 정수값의 몫을 배열 포인터 값으로 하여, 고속으로 유효 비트할당량을 구한 후, 상기 유효 비트할당량을 고정 비트할당량과 비교하여 잉여 비트와 초과 비트 발생시 이를 처리하여 최적 비트할당량을 산출하는 것을 특징으로 하는 엠펙 오디오 데이타 고속 비트할당 및 최적 비트할당 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 심리음향모델을 통해 주어진 마스크대 잡음비(MNR)를 6으로 나눌 때 양자화 스텝이 3과 5일 때처럼 그 정수 몫이 1로 서로 같게 산출되는 경우, 몫이 같다하더라도 할당하는 비트 할당량은 다르기 때문에 이에 따라 배열 포인터를 다르게 하기 위해, 상기 마스크대 잡음비(MNR)에 1.01의 가중치를 더하여 유효 비트할당량을 계산하는 것을 특징으로 하는 엠펙 오디오 데이타 고속 비트할당 및 최적 비트할당 방법.
- 제2항에 있어서, 고속으로 유효 비트할당량을 구하는 방법은 심리음향모델을 통해서 구한 신호대 마스크비 값에 1.01의 가중치를 최종 신호대 마스크비 값을 구하는 제 1단계(T1)와; 상기 제 1단계(T1)에서 구한 신호대 마스크비 값이 0보다 큰 값인가의 여부를 물어 조건에 만족하지 않을 경우 다음 서브밴드 값을 체크하는 제 2단계(T2)와; 상기 제 2단계(T2)에서 신호대 마스크비 값이 양수이면 이 값을 6으로 나눈 후, 그 정수 몫(int)을 배열 포인터(N)에 치환하고, 이어 상기 배열 포인터가 가리키는 신호대 잡음비 값에서 신호대 마스크비 값을 빼서(SNR[N] - SMR)마스크대 잡음비(MNR) 값을 구하는 제 3단계(T3)와; 상기 제 3단계에서 구한 마스크대 잡음비 값이 0보다 큰 값인가의 여부를 양수이면, 제 6단계(T6)를 수행하는 제 4단계(T4)와; 상기 제 4단계(T4)에서 판단결과 음수이면 배열 포인터에 1을 더하고 (N = N+1), 이어 상기 1이 증가된 배열 포인터가 가리키는 신호대 잡음비에서 신호대 마스크비를 빼서(SNR[N] - SMR)마스크대 잡음비(MNR) 값을 구하는 제 5단계(T5)와; 상기 단계를 모두 거친 후, 상기 배열 포인터가 가리키는 값에 대한 비트할당 값을 비트(BITS) 변수에 치환하는 제 4단계(T4)로 이루어져 순차 동작하는 것을 특징으로 하는 엠펙 오디오 데이타 고속 비트할당 및 최적 비트할당 방법.
- 제 1항에 있어서, 최적 비트할당량을 구하는 방법은 고속 비트할당 과정을 거쳐 산출된 유효 비트할당량이 고정 비트할당량과 같은가의 여부를 물어 같으면 상기 비트를 할당하고 종료하는 제 1단계(U1)와; 상기 제 1단계(U1)에서 유효 비트할당량이 고정 비트할당량 보다 많아 초과 비트가 발생하면, 최대 마스크대 잡음비 포인터를 찾아 그때의 배열 포인터에서 1을 빼고(N = N-1), 이어 고정 비트할당량에 상기 배열포인터가 가리키는 비트 할당량을 더한 후, 그 값에서 다시 상기 배열 포인터에 1을 더한 값이 가리키고 있는 비트 할당량을 뺀 값(N =N-1)을 비트(BITS) 변수에 치환(BITS = BITS+bits[N]-bits[N+1])하는 제 2단계(U2)와; 상기 제 1단계(U1)에서 유효 비트할당량이 고정 비트할당량 보다 적어 잉여 비트가 발생하면, 최소 마스크대 잡음비 포인터를 찾아 그때의 배열 포인터에서 1을 더하고(N = N+1), 이어 고정 비트할당량에 상기 배열포인터가 가리키는 비트 할당량을 더한 후, 그 값에서 다시 상기 배열 포인터에 1을 더한 값(N = N+1)이 가리키고 있는 비트 할당량을 뺀 값을 비트(BITS) 변수에 치환(BITS = BITS+bits[N]-bits[N-1])하는 제 3단계(U3)와; 상기 제 2단계(U2) 및 제 3단계(U3)에서 최적 비트할당량이 계산되면, 그때의 배열포인터가 가리키는 신호대 잡음비(SNR[N])에서 신호대 마스크비를 계산하고, 이어 제 1단계(U1)를 계속 반복 수행하는 제 4단계(U4)로 이루어져 순차 동작하는 것을 하는 엠펙 오디오 데이타 고속 비트할당 및 최적 비트할당 방법.
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |