KR0182946B1 - Memory allocation method of audio subband synthesis filter in image processing encoding - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

영상압축부호화기술에서 오디오 서브밴드합성필터의 메모리 할당방법Memory Allocation Method of Audio Subband Synthesis Filter in Image Compression Coding Technique

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

서브밴드 합성필터 구현에 있어서 512개의 메모리어드레스 공간만을 할당하도록 한다.In the subband synthesis filter implementation, only 512 memory address spaces are allocated.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

본 발명에 따른 오디오 서브밴드합성필터의 메모리 할당방법은, 32개의 서브밴드샘플을 입력으로 2개의 V벡터값을 구하는 제1과정과, 상기 2개의 V벡터값을 그에 해당하는 원도우잉 계수로 곱하여 원도우잉값을 생성하고, 상기 윈도우잉값을 소정 계산하여 16개의 M벡터를 생성하는 제2과정과, 상기 생성된 M벡터로부터 1샘플을 생성하는 제3과정과, 상기 제1과정에서부터 제3과정을 32번 반복수행하여 32샘플을 생성하는 제4과정으로 이루어진다.In a memory allocating method of an audio subband synthesis filter according to the present invention, a first process of obtaining two V vector values from 32 subband samples is input, and multiplying the two V vector values by corresponding windowing coefficients. A second process of generating a shadowing value and calculating the windowing value by a predetermined calculation to generate 16 M vectors, a third process of generating one sample from the generated M vectors, and a third process from the first process It repeats 32 times to generate a fourth sample.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

오디오 서브밴드합성필터Audio Subband Synthesis Filter

Description

영상압축부호화기술에서 오디오 서브밴드합성필터의 메모리 할당방법Memory Allocation Method of Audio Subband Synthesis Filter in Image Compression Coding Technique

제1도는 MPEG(Moving Picture Expert Group) 오디오 디코더의 기능 블럭도.1 is a functional block diagram of a moving picture expert group (MPEG) audio decoder.

제2도는 종래의 서브밴드 합성필터의 데이타 처리동작을 나타낸 기능도.2 is a functional diagram showing a data processing operation of a conventional subband synthesis filter.

제3도는 서브밴드합성필터의 종래의 알고리즘을 보여주는 도면.3 shows a conventional algorithm of a subband synthesis filter.

제4도는 본 발명의 서브밴드 합성필터의 데이타 처리동작을 나타낸 기능도.4 is a functional diagram showing a data processing operation of a subband synthesis filter of the present invention.

제5도는 서브밴드합성필터의 본 발명에 따른 알고리즘을 보여주는 도면.5 shows an algorithm according to the invention of a subband synthesis filter.

제6도는 본 발명에 따른 메모리 구조를 보여주는 도면.Figure 6 shows a memory structure in accordance with the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

40 : V벡터생성부 42 : 윈도우잉 및 M벡터계산부40: V vector generation unit 42: Windowing and M vector calculation unit

44 : 1샘플 생성부 46 : 32샘플 생성부44: 1 sample generator 46: 32 sample generator

본 발명은 MPEG(Moving Picture Expert Group) 오디오 디코더에 관한 것으로, 특히 서브밴드 합성필터 구현에 있어서 최적의 메모리를 할당하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a moving picture expert group (MPEG) audio decoder, and more particularly, to a method for allocating an optimal memory in a subband synthesis filter implementation.

MPEG(Moving Picture Expert Group) 오디오 디코더의 기능 블럭은 제1도와 같다. 압축된 비트스트림은 디-프레이밍(De-Framing)부(2)에서 포맷팅데이타 프레임을 디코딩하기 위하여 분리되고, 역양자화부(4)에서 역영자화 맵핑하는 수식으로 역양자화되며, 재구성(Reconstruction)부(6)에서 재구성된다. 그후 서브밴드합성필터(Subband Synthesis Filter)(8)에서 합성되어 오디오신호로 출력된다. 이러한 기술은 이미 공지된 내용이다.The functional block of the MPEG (Moving Picture Expert Group) audio decoder is shown in FIG. The compressed bitstream is separated in order to decode the formatting data frame in the de-framing unit 2, inversely quantized by an inverse quantization mapping in the inverse quantization unit 4, and a reconstruction unit. Is reconstructed in (6). Then, it is synthesized by a subband synthesis filter 8 and output as an audio signal. This technique is already known.

제1도의 구성중 서브밴드합성필터(8)에서는 오디오신호를 주파수영역상에서 32개의 서브밴드로 나누어 신호를 처리한다. 상기 서브밴드합성필터(8)의 알고리즘은 1993년도에 발행된 ISO/IEC 11172-3의 39페이지에 명시되어 있다. 제3도는 명시된 상기 서브밴드합성필터(8)의 알고리즘을 보여주고 있다. 그리고 제2도는 종래의 서브밴드 합성필터의 데이타 처리동작을 나타낸 기능 블럭도이다.In the configuration of FIG. 1, the subband synthesis filter 8 processes the signal by dividing the audio signal into 32 subbands in the frequency domain. The algorithm of the subband synthesis filter 8 is specified on page 39 of ISO / IEC 11172-3 issued in 1993. 3 shows the algorithm of the subband synthesis filter 8 specified. 2 is a functional block diagram showing a data processing operation of a conventional subband synthesis filter.

제2도와 제3도를 참조하면, 서브밴드샘플은 32개의 서브밴드샘플단위로 인가되어 32개의 PCM샘플로 출력된다. 입력과 출력 사이에 처리되는 과정은 쉬프팅, 매트릭싱, 벡터생성, 윈도우잉, 32PCM샘플계산으로 이루어진다.2 and 3, subband samples are applied in units of 32 subband samples and output as 32 PCM samples. The processing between input and output consists of shifting, matrixing, vector generation, windowing, and 32PCM sample calculations.

32개의 서브밴드샘플 Si(i=0,1,2,‥‥,31)들은 매트릭싱 계수 N[64][32]와 곱셈기(10)에서 곱해져 1024샘플 쉬프트레지스터(12)에 인가된다. 상기 1024샘플 쉬프트레지스터(12)는 한꺼번에 1024샘플들을 임시 저장할 수 있으며 64샘플단위씩 쉬프트하면서 64개의 쉬프트벡터 V[i]를 생성한다. 여기까지의 과정은 쉬프팅과 매트릭싱이 함께 존재하는 것으로 제3도의 300, 302, 304단계에 해당한다.The 32 subband samples Si (i = 0, 1, 2, ..., 31) are multiplied by the matrixing coefficient N [64] [32] by the multiplier 10 and applied to the 1024 sample shift register 12. The 1024-sample shift register 12 can temporarily store 1024 samples at a time and generates 64 shift vectors V [i] while shifting by 64 sample units. Up to this point, the shifting and the matrixing exist together, which corresponds to steps 300, 302, and 304 of FIG.

상기 쉬프팅은 V[i]=V[i-64]로 이루어진다. 이때 변수 i는 1023에서 64까지 다운된다. 그리고 상기 매트릭싱은여기서,으로 이루어진다. 이때 i는 행을 나타내는 변수이고, k는 열을 나타내는 변수이다. 그리고 상기 행변수 i는 0에서부터 63까지 수행된다.The shifting consists of V [i] = V [i-64]. The variable i goes down from 1023 to 64. And the matrixing here, Is done. I is a variable representing a row and k is a variable representing a column. The row variable i is performed from 0 to 63.

쉬프팅과 매트릭싱이 수행된 후에는 U벡터생성부(14)로 신호가 인가되어 512개의 U벡터를 생성한다. 이 과정은 제3도의 306단계에 해당한다. 상기 U벡터생성은 아래와 같은 계산에 의하여 이루어진다.After the shifting and matrixing is performed, a signal is applied to the U vector generator 14 to generate 512 U vectors. This process corresponds to step 306 of FIG. The U vector generation is performed by the following calculation.

이때 i는 0에서부터 7까지 수행되고, j는 0에서부터 31까지 수행된다.In this case, i is performed from 0 to 7, and j is performed from 0 to 31.

상기와 같은 계산에 의하여 생성된 512개의 U벡터는 윈도우잉부(16)에 인가된다. 윈도우잉부(16)는 512개의 U벡터를 윈도우계수 D[512]와 곱하여 윈도우잉을 수행한다. 원도우잉은 제3도의 308단계에 해당한다. 상기 윈도우잉은 Wi=UixDi 으로 이루어진다. 이때 i는 0에서부터 511까지 수행된다.The 512 U vectors generated by the above calculation are applied to the windowing unit 16. The windowing unit 16 performs windowing by multiplying the 512 U vectors by the window coefficient D [512]. Windowing corresponds to step 308 of FIG. The windowing is made Wi = UixDi. I is performed from 0 to 511.

상기와 같이 윈도우잉이 수행된 신호는 다음에는 32샘플계산부(18)에 인가된다. 32샘플계산부(18)는 하기와 같은 계산으로 32샘플을 만든다.The signal in which the windowing is performed as described above is then applied to the 32 sample calculation unit 18. The 32 sample calculation unit 18 produces 32 samples by the following calculation.

이때, 변수 j는 0에서부터 31까지 수행된다. 상기와 32샘플 계산과정은 제3도의 310단계 및 312단계에 해당된다. At this time, the variable j is performed from 0 to 31. The 32-sample calculation process corresponds to steps 310 and 312 of FIG. 3.

그러나 상기한 종래의 알고리즘은 V[ ]벡터를 저장 및 쉬프팅을 위하여 1024개의 메모리 어드레스 공간을 필요로 한다. 즉 1024개의 쉬프트레지스터를 사용하여 구현하여야 하는 문제점이 있었다.However, the above conventional algorithm requires 1024 memory address spaces for storing and shifting the V [] vector. That is, there is a problem to implement using 1024 shift registers.

따라서 본 발명의 목적은 서브밴드 합성필터 구현에 있어서 최적의 메모리를 할당하는 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for allocating an optimal memory in a subband synthesis filter.

본 발명의 다른 목적은 새로운 벡터를 정의하고 512개의 메모리어드레스 공간만을 할당하는 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of defining a new vector and allocating only 512 memory address spaces.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에서는 계산에 필요한 메모리의 최적을 위해 새로운 벡터 M을 정의하는데 상기 벡터 M에 필요한 사이즈는 32x16 워드(word) 즉 512개(워드)의 메모리 영역이 된다.In the present invention, a new vector M is defined to optimize the memory required for calculation, and the size required for the vector M is 32x16 words, that is, 512 memory words.

제4도는 본 발명의 서브밴드 합성필터의 데이타 처리동작을 나타낸 기능 블럭도이다.4 is a functional block diagram showing the data processing operation of the subband synthesis filter of the present invention.

제4도에서, 40은 32개의 서브밴드샘플을 입력으로 2개의 V벡터를 생성하는 V벡터생성부이다. 42는 V벡터생성부(40)로부터 출력되는 2개의 V벡터값을 그에 해당하는 원도우잉 계수로 곱하여 원도우잉값을 생성하고, 상기 윈도우잉값을 소정 계산하여 16개의 M벡터를 생성하는 원도우잉 및 M벡터계산부이다. 그리고 44는 상기 윈도우잉 및 M벡터계산부(42)에서 생성된 M벡터로부터 1샘플을 생성하는 1샘플생성부이다. 46은 32개의 샘플이 생성될때까지 V벡터생성부(40)와 윈도우잉 및 M벡터계산부(42)를 제어하여 32PCM샘플을 출력하는 32샘플생성부이다.In FIG. 4, 40 denotes a V vector generator for generating two V vectors from 32 subband samples. 42 denotes a windowing value by multiplying two Vvector values output from the Vvector generator 40 by the corresponding windowing coefficients, and calculating the windowing values to generate 16 M vectors. It is a vector calculation unit. And 44 is a one-sample generator for generating one sample from the M vector generated by the windowing and M vector calculation section 42. 46 is a 32 sample generator which outputs 32 PCM samples by controlling the V vector generator 40 and the windowing and M vector calculator 42 until 32 samples are generated.

상기 윈도우잉 및 M벡터계산부(42)는 M벡터를 계산하기 위하여 512개의 메모리 영역이 할당되어있다. 제6도는 본 발명에 따라 512개의 메모리 영역이 할당된 메모리 구조를 보여주는 도면이다.The windowing and M vector calculation section 42 allocates 512 memory areas to calculate the M vector. 6 is a diagram illustrating a memory structure in which 512 memory regions are allocated according to the present invention.

제5도는 서브밴드합성필터의 본 발명에 따른 알고리즘을 보여주는 도면으로서, 32개의 서브밴드샘플을 입력으로 2개의 V벡터값을 구하는 제1과정과, 상기 2개의 V벡터값을 그에 해당하는 원도우잉 계수로 곱하여 원도우잉값을 생성하고, 상기 윈도우잉값을 소정 계산하여 16개의 M벡터를 생성하는 제2과정과, 상기 생성된 M벡터로부터 1샘플을 생성하는 제3과정과, 상기 제1과정에서부터 제3과정을 32번 반복수행하여 32샘플을 생성하는 제4과정으로 이루어진다.5 is a diagram illustrating an algorithm according to the present invention of a subband synthesis filter. The first process of obtaining two V vector values from 32 subband samples and windowing the two V vector values corresponding thereto. A second process of generating a shadowing value by multiplying by a coefficient and generating 16 M vectors by predetermined calculation of the windowing value, a third process of generating one sample from the generated M vector, and the first process from the first process A third process is performed 32 times to generate 32 samples.

지금 제4도와 제5도를 참조하여 본 발명의 동작을 상세히 설명한다.The operation of the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.

32개의 서브밴드샘플이 입력되면 V벡터생성부(40)는 V벡터계수 N[j][32]와 곱하여 2개의 V벡터값 V(j)와 V(32+j)를 구한다. 초기에 j의 값은 0으로 설정된다. 여기까지의 제5도의 500∼504단계에 해당한다. V벡터 생성부(40)에서 구해진 2개의 V벡터값 V(j)와 V(32+j)는 윈도우잉 및 M벡터계산부(42)에 인가된다. 윈도우잉 및 M벡터계산부(42)는 상기 2개의 V벡터값 V(j)와 V(32+j)를 그에 해당하는 원도우잉 계수 D로 곱하여 원도우잉값 Wj+32i를 생성하고, 상기 윈도우잉값 Wj+32i를 소정 계산하여 16개의 M벡터를 생성한다. 윈도우잉 및 M벡터계산은 하기와 같은 관계식에 의하여 구하여 진다.When 32 subband samples are input, the V vector generator 40 multiplies the V vector coefficient N [j] [32] to obtain two V vector values V (j) and V (32 + j). Initially the value of j is set to zero. This corresponds to steps 500 to 504 of FIG. The two V vector values V (j) and V (32 + j) obtained by the V vector generation unit 40 are applied to the windowing and M vector calculation unit 42. The windowing and M vector calculating unit 42 multiplies the two V vector values V (j) and V (32 + j) by the corresponding windowing coefficient D to generate a windowing value W j + 32i . The M value W j + 32i is calculated by predetermined calculation to generate 16 M vectors. Windowing and M vector calculation are obtained by the following relationship.

여기서, k는 0에서부터 6까지이다. 그리고 이때 j는 0이다.Where k is from 0 to 6. And j is 0.

이때 계산되는 16개의 M벡터값은, The 16 M vector values calculated at this time are

이다. 여기까지의 과정은 제5도와 506단계 및 508단계에 해당한다. to be. The process up to this point is equivalent to FIG. 5 and steps 506 and 508.

1샘플 생성부(44)는 상기 윈도우잉 및 M벡터계산부(42)에서 생성된 16개의 M벡터값으로부터 1샘플을 생성한다. 상기 1샘플은으로서, 상기 M벡터값중에서 M(j,0)이 그값이 됨을 알수 있다. 이것은 제5도의 510단계에 해당한다.The one sample generator 44 generates one sample from the sixteen M vector values generated by the windowing and M vector calculator 42. The 1 sample is It can be seen that M (j, 0) becomes the value among the M vector values. This corresponds to step 510 of FIG.

32샘플생성부(46)는 V벡터생성부(40)와 윈도우잉 및 M벡터계산부(42)를 제어하여 샘플이 32개가 출력될수 있도록 제어한다. 이를 제5도를 참조하여 설명하면, 512단계에서 변수 j를 1증가시키고 514단계에서 j가 32인가를 판단한다. 만약 변수 j가 32보다 작으면 상기 504단계부터 다시 수행하게 제어한다. 상기 변수 j가 32가 되면 32개의 PCM샘플은 모두 구해진 것이다. 즉 변수 j를 0에서부터 31까지 증가시키면서, 전술한 과정을 반복하면 32개의 PCM샘플 S(0), S(1), S(2), ‥‥ S(31)이 구해진다. 서브밴드 합성필터에서 상기한 방법으로 수행하면 요구되는 메모리 사이즈는 M벡터계산에 필요한 32x16 워드(word)만 있어도 된다.The 32 sample generator 46 controls the V vector generator 40 and the windowing and M vector calculator 42 to output 32 samples. Referring to FIG. 5, the variable j is increased by 1 in step 512, and it is determined whether j is 32 in step 514. If the variable j is smaller than 32, control is performed again from step 504. When the variable j becomes 32, all 32 PCM samples are obtained. In other words, by repeating the above process while increasing the variable j from 0 to 31, 32 PCM samples S (0), S (1), S (2), ... S (31) are obtained. If the subband synthesis filter is executed by the above-described method, the required memory size may be only 32x16 words necessary for M vector calculation.

하기의 수식전개는 원래의 서브밴드 합성필터의 프로차트(제4도)에 의해 구해진 PCM샘플 S(0)와 본 발명의 프로차트(제6도)에 의해 구해진 PCM샘플 S'(0)가 동일하다는 것을 보여준다.The following formula evolution shows that the PCM sample S (0) obtained by the procedure (Fig. 4) of the original subband synthesis filter and the PCM sample S '(0) obtained by the pro- chart (Fig. 6) of the present invention. Shows the same.

상기 전개에서 V[ ]에 대해 쉬프트 64되기전 V값을 V[]1d, 쉬프트 128되기 전 V값을 V[]2d, ‥‥등으로 쉬프트 64에 대해 1d, 2d,‥‥등의 첨자를 이용하여 표기하면 다음과 같다.In the above development, the subscript V1 is shifted to V [] 1d , the V value shifted before V 128 is V [] 2d , ..., etc. and the subscripts 1d, 2d, ... If used, it is as follows.

상술한 바와 같이 본 발명은 서브밴드 합성필터 구현에 있어서 M벡터를 정의하고 소정을 계산을 수행하므로 최적의 메모리를 할당하는 장점이 있다.As described above, the present invention has an advantage of allocating an optimal memory because the M vector is defined and a predetermined calculation is performed in the subband synthesis filter.

Claims (3)

영상압축부호화기술에서 오디오 서브밴드합성필터의 메모리 할당방법에 있어서, 32개의 서브밴드샘플을 입력으로 2개의 V벡터값을 구하는 제1과정과, 상기 2개의 V벡터값을 그에 해당하는 원도우잉 계수로 곱하여 원도우잉값을 생성하고, 상기 윈도우잉값을 소정 계산하여 16개의 M벡터를 생성하는 제2과정과, 상기 생성된 M벡터로부터 1샘플을 생성하는 제3과정과, 상기 제1과정에서부터 제3과정을 32번 반복수행하여 32샘플을 생성하는 제4과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.A memory allocation method of an audio subband synthesis filter in a video compression encoding technique, comprising: a first process of obtaining two V vector values by inputting 32 subband samples, and a windowing coefficient corresponding to the two V vector values A second process of generating a shadowing value by multiplying by and a predetermined calculation of the windowing value to generate 16 M vectors, a third process of generating one sample from the generated M vectors, and a third to third process And repeating the process 32 times to generate 32 samples. 제1항에 있어서, 상기 16개의 M벡터 계산에 필요한 메모리 사이즈는 32x16 워드임을 특징으로 하는 방법.2. The method of claim 1, wherein the memory size required to calculate the 16 M vectors is 32x16 words. 영상압축부호화기술의 오디오 서브밴드합성필터에서 부호화샘플을 생성하는 방법에 있어서, 32개의 서브밴드샘플을 입력으로 2개의 V벡터값을 구하는 제1과정과, 상기 2개의 V벡터값을 그에 해당하는 원도우잉 계수로 곱하여 원도우잉값을 생성하고, 상기 윈도우잉값을 소정 계산하여 16개의 M벡터를 생성하는 제2과정과, 상기 생성된 M벡터로부터 1샘플을 생성하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.A method of generating an encoding sample in an audio subband synthesis filter of an image compression encoding technique, the method comprising: a first process of obtaining two V vector values by inputting 32 subband samples; A second process of generating a shadowing value by multiplying the windowing coefficient, generating a predetermined M vector by calculating the windowing value, and a third process of generating one sample from the generated M vector. Way.
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