KR100498515B1 - 에러샘플을보간하기위한디지털오디오데이터처리장치및방법 - Google Patents

Abstract

다수의 오디오 데이터 샘플들 내에 포함된 오디오 데이터 에러 샘플에 대하여 보간값을 결정하는 방법 및 장치를 개시하고 있다. 오디오 데이터 에러 샘플은 이 에러 샘플을 은폐하기 위해 결정된 보간값으로 대체될 수 있다. 이러한 방법 및 장치는 에러 샘플이 은폐되기 이전과 이후에, 다수의 데이터 샘플들의 에러들의 존재 또는 부재에 대응하는 에러 패턴을 검출하고, 이 검출된 에러 패턴을 기초로 계수들을 얻고, 또한, n 차(n은 1, 2, 3,....) 보간 방정식에 대응하는 방법으로 오디오 데이터 샘플들 및 계수들을 처리하여 보간값을 얻는다. 이러한 보간 방정식은 라그랑주 다항식에 대응한다.

Description

에러 샘플을 보간하기 위한 디지털 오디오 데이터 처리 장치 및 방법

본 발명은 디지털 오디오 신호 보간 기술(digital audio signal interpolation technique)에 관한 것으로, 특히, 라그랑주 다항식들(Lagrange polynomial equations)을 이용하여 디지털 오디오 신호의 오디오 에러 데이터 샘플에 대한 보간값을 제공하는 기술에 관한 것이다.

디지털 오디오 신호들은 CD(compact disc) 플레이어, MD(mini disc) 디바이스, 디지털 오디오 테이프(DAT) 기록기 등과 같은 오디오 전용 디바이스들뿐만 아니라, 디지털 VTR(비디오 카세트 테이프 기록기) 등과 같은 오디오 및 영상 데이터를 기록 및/또는 재생할 수 있는 디바이스들로부터 기록 및/또는 재생될 수 있다. 이러한 디지털 오디오 신호의 기록 및/또는 재생 디바이스들에서는 데이터의 기록 또는 재생 동안 에러가 발생할 수 있다. 이 에러들을 정정하기 위해, 에러 정정 코드들이 이용될 수 있다. 그러나 에러가 에러 정정 코드의 정정 능력을 넘어서면, 이 에러는 정정될 수 없다. 이 상황에서, 에러 데이터 또는 샘플은, 상기 에러 샘플에 시간적으로 가까운 하나 이상의 정확한 또는 비-에러 샘플들을 포함하며, 평균치 보간과 같은 보간에 의해 얻어진 데이터값으로 상기 에러 데이터 또는 샘플을 대체함으로써, 은폐될 수 있다.

도 1, 2A 및 도 2B 를 참조하여 평균치 보간의 절차들을 지금부터 기술한다. 도 1은 에러 샘플 a0을 포함하는 시간에 대한 오디오 샘플들의 시퀀스를 설명한다. 에러 샘플 a0 의 전후에서 각각 발생하는 정확한 또는 비-에러 오디오 샘플들 a-1 및 a1의 평균치{1/2(a-1 + a1)}에 의해 샘플 a0 의 보간값이 형성된다. 도 2A는, 시간에 대해 인접하거나 연속하는 2 개의 샘플들 a0 및 a1을 포함하는 오디오 샘플들의 시퀀스를 도시한다. 에러 샘플 a0은 후속 샘플 a1도 또한 에러 샘플이기 때문에, 인접한 샘플들의 평균치에 의해 보간될 수 없다. 그 결과, 이전의 정확한 샘플 a-1 과 실질적으로 동일한 값을 갖는 a0'으로 에러 샘플 a0이 대체하고(또는, 바꿔 말하자면, 샘플값 a-1은 샘플 a0 에 대해 홀드되고), 다음 에러 샘플 a1의 보간된 값 a1'은 a0'와 a2 의 평균치에 의해 형성된다. 도 2B는 3개의 인접하거나 연속하는 에러 샘플들 a-1, a0 및 a1을 포함하는 시간에 대해 오디오 샘플들의 시퀀스를 도시한다. 이 상황에서, 에러 샘플들 a-1 및 a0은 a-2와 실질적으로 동일한 값을 각각 갖는 a-1' 및 a0'로 대체되고(또는, 다시 말하면, 샘플 값 a-2는 샘플들 a-1 및 a0에 대해 홀드되고), 다음 에러 샘플 a1의 보간값 a1'은 a0'와 a2의 평균치에 의해 형성된다. 결과적으로, 연속하는 에러 샘플들의 수가 증가함에 따라, 정확한 샘플값들에 의해 단순히 대체된 에러 샘플들의 수가 증가한다. 알 수 있는 바와 같이, 에러 샘플들을 각각의 에러 샘플에 근접하거나 인접한 정확한 샘플들로 단순 대체하는 것은, 변형되거나 상당히 부정확한 신호 파형을 생성할 수 있다.

에러 샘플들이 근접한 정확한 샘플값들로 대체되고 평균치 보간이 수행되는 상술한 보간 방법에서, 이러한 보간 방법을 수행하기 위해 이용된 하드웨어의 복잡성은 상대적으로 간단할 수 있다. 그러나, 상기 방법은 많은 문제점들 또는 단점들이 존재할 수 있다. 즉, 오디오 데이터의 고주파수 성분(들)은 평균치 보간으로 인해 상실될 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이, 생성된 신호 파형은, 에러 샘플들을 근접한 정확한 샘플값들로 단순 대체함으로써 상당히 변형될 수 있다. 또한, 평균치 보간이 미리 결정된 수의 샘플들마다 수행될 때, 평균치 보간이 수행되는 주파수에 대응할 수 있는 특정 주파수를 갖는 잡음이 발생될 수 있다.

발명의 목적 및 요약

본 발명의 목적은, 상술한 문제점들을 극복하여, 보간된 오디오 데이터의 품질을 개선하고, 보간 처리로 인한 특정 주파수를 갖는 잡음들의 발생을 감소시키거나 방지할 수 있는, 디지털 오디오 신호 처리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

보다 구체적으로 본 발명의 목적은, 각각의 에러 오디오 데이터 샘플이, 고차 라그랑주 다항식에 대응할 수 있는 보간 방정식에 따라, 또는 각각의 에러 오디오 데이터 샘플에 근접한 데이터 샘플들에서 에러들의 존재 또는 부재에 따른 평균치 보간 방정식에 따라 얻어진 값으로 대체될 수 있는, 디지털 오디오 신호 처리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 디지털 오디오 신호의 오디오 데이터 에러 샘플에 대한 보간값을 결정하는 장치 및 방법이 제공된다. 이 장치는 오디오 데이터 에러 샘플을 포함하는 다수의 오디오 데이터 샘플들을 표현하는 에러 패턴을 검출하는 디바이스와, 검출된 에러 패턴에 응답하여, n 차 (n은 1, 2, 3,...) 보간 방정식을 선택하고, 선택된 보간 방정식에 기초하여 오디오 데이터 에러 샘플에 대한 보간값을 얻는 디바이스를 구비한다. 오디오 데이터 에러 샘플에 대한 보간값을 결정하는 방법은 본 장치에 대응하는 단계들을 포함한다.

본 발명에서, 에러 패턴은 은폐되는 에러 샘플의 전후에서의 다수의 데이터 샘플들의 에러들의 존재 또는 부재에 대응하여 검출된다. 검출된 에러 패턴에 따라, 데이터 샘플값들은 라그랑주 다항식들에서 얻어진 복수의 보간 방정식들로부터 선택된 n 차(n은 1,2,3...)의 보간 방정식에 대응하는 방식으로 처리될 수 있다. 고차 보간 방정식을 이용함으로써, 단순 평균치 보간 방정식에 비하여 고주파 성분(들)이 손실되는 것을 방지할 수 있고, 평균치 보간 방정식을 반복적으로 이용함으로써 발생할 수 있는 잡음을 방지할 수가 있다. 또한, 이러한 n 차 보간 방정식을 이용하는 것은, 에러 샘플들이 근접한 정확한 샘플값들로 단순 대체되는 상술한 보간 방법에 비하여 결과 신호 파형이 상당히 변형되는 것을 방지할 수 가 있다.

본 발명에 따른 다른 목적들과 특징들 및 장점들은 첨부된 도면과 관련하여 설명된 실시예의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이며, 도면에서 대응하는 구성 요소들에 대해서는 동일 참조 번호들을 사용하였다.

본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 이하 설명한다.

도 3은 디지털 오디오 신호 재생 장치를 도시한다. 이러한 장치는 통상, 메커니컬 데크(mechanical deck)(1), 재생 증폭기(2), 이퀄라이저(30), 채널 코딩 복조기(4), 동기/식별(ID) 검출기(5), 위상 동기 루프(PLL) 회로(6), 에러 정정 코드(ECC : error correct code) 디코더(7), 메모리(8), 디셔플링 회로(9) 및 은폐 회로(10)를 구비한다.

메커니컬 데크(1)는 자기 테이프 카세트 등과 동작될 수 있고 180° 의 각도 간격으로 회전 드럼에 부착된 한 쌍의 자기 헤드들과, 테이프 카세트로부터 자기 테이프에 액세스하고 회전 드럼 주위에 이 테이프를 감는 매카니즘과, 자기 테이프를 미리 결정된 경로를 따라 주행시키는 테이프 주행 매카니즘 등을 포함한다. 이 메커니컬 데크(1)는 자기 테이프 상에 형성된 경사진 트랙들(oblique tracks)에 신호들을 기록할 수 있는 나선 주사형의 디지털 VCR(비디오 카세트 테이프 기록기)일 수 있다. 보다 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 경사진 트랙들은 자기 테이프 상에 순차적으로 형성될 수 있고, 신호들은 경사진 트럭 내에 한 쌍의 자기헤드들에 의해 교대로 기록될 수 있다. 하나의 프레임에 대응하는 비디오 및 오디오 신호들은 소위 525/60시스템(초당 525라인들/60필드들)의 10개의 트랙들에 기록될 수 있다. 일예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 프레임에 대하여 0 내지 9 의 트랙 번호들이 할당된다. 이러한 각 트랙들은 비디오 데이터 기록 영역, 오디오 데이터 기록 영역 및 서브코드 기록 영역을 포함할 수 있다.

상술한 경사진 트랙들에 기록된 오디오 데이터는 48 kHz, 44.1 kHz 또는 32 kHz와 같은 미리 결정된 샘플링 주파수에서 디지털화될 수 있다. 그러한 오디오 데이터의 하나의 샘플은 16비트와 같은 미리 결정된 수의 비트들로 표현될 수 있다. 게다가, 오디오 신호 데이터는 예를 들어 우 채널 및 좌 채널일 수 있는 두 채널과 같은 다수의 채널들을 나타낼 수 있다. 이 상황에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 프레임의 두 채널들 중 하나의 디지털 오디오 신호 데이터는 제 1의 다섯 개의 트랙들(0 내지 4)에 기록될 수 있고, 각 프레임의 두 채널들 중 다른 하나의 디지털 오디오 신호 데이터는 제 2 의 다섯 개의 트랙들(5 내지 9)에 기록될 수 있다.

도 3에서, 메커니컬 데크(1)로부터 신호가 재생될 수 있고, 재생 증폭기(2)를 통해 이퀄라이저(3)에 공급된다. 이퀄라이저(3)의 출력은 채널 코딩 복조기(4) 및 PLL(6)에 공급된다. 채널 코딩 복조기(4)는 24 비트의 정보 워드가 25 비트의 코드 워드로 변환되는 코딩 기술과 같은, 미리 결정된 형태의 코딩 기술을 수행하도록 적응된다. 복조기(4)의 출력은 동기/ID 검출기(5)에 공급되고, 동기 및/또는 식별 정보는 수신된 신호로부터 검출될 수 있다. 즉, 수신 또는 기록된 데이터는 다수의 동기 블록들로 구성될 수 있다. 각 동기 블록은 선두에 동기 정보를 갖고, 이어서 식별(ID)정보, 데이터(비디오 데이터, 오디오 데이터, 또는 서브코드 데이터), 및 동기 블록 단위에 기초한 내부 코드 패리티 데이터와 같은 패리티 데이터를 갖는다. PLL(6)은 재생 신호와 동기한 클럭 신호를 제공하고, 이 클릭 신호를 복조기(4) 및 검출기(5)에 공급한다.

동기/ID 검출기(5)의 출력 신호는 에러 정정 코드를 디코딩하고 에러 샘플을 정정하도록 적응되는 ECC 디코더(7)에 공급된다. 에러 정정 코드는, 기록/재생 방향에서의 내부 코드를 인코딩하고 기록/재생 방향과 수직인 방향으로 외부 코드를 엔코딩하는데 이용될 수 있는 곱 코드(product code)가 될 수 있다. 오디오 데이터, 비디오 데이터, 서브코드 데이터의 각각은 독립적으로 곱 코드로 처리되거나 엔코딩될 수 있다. 그 결과, 디코더(7)는, 오디오 데이터, 비디오 데이터 및 서브 코드 데이터에 대한 외부 코드를 디코딩한 이후, 내부 코드를 디코딩하고 데이터 배열을 재배열한다. 그러나 본 발명은 주로 오디오 데이터에 관한 것이므로, ECC 디코더(7)에 관한 다음의 설명은 오디오 데이터에 대해서만 제공된다.

따라서, ECC 디코더(7)는 에러 정정 코드를 이용하여 에러 샘플을 정정할 수 있다. 그러나, 모든 에러 샘플들이 ECC 디코더(7)에 의해 정정될 수 있는 것은 아니다. 예를 들어, 에러가 미리 결정된 기준을 넘어서거나, 에러가 에러 정정 코드의 정정 능력을 넘어선다면, 이러한 에러는 ECC 디코더(7)에 의해 정정되지 않을 수도 있다. 어떤 경우에는, ECC 디코더(7)는 메모리(8)에 저장하기 위해, 에러 플래그를 포함할 수 있는 출력을 제공한다. 이러한 에러 플래그는 각 데이터 샘플에 대한 에러의 존재 또는 부재에 대한 표시를 제공한다. 예를 들어, 에러 플래그는 ECC 디코더(7)에 의해 정정되지 않은 각 에러 샘플에 대해 제공될 수 있다. 대안적으로, 이러한 에러 샘플이 ECC 디코더에 의해 정정된다 하더라도, 에러 플래그는 ECC 디코더(7)에 의해 검출된 각 에러 샘플에 대해 제공될 수 있다.

메모리(8)의 출력은 디셔플링 동작을 수행하는 디셔플링 회로(9)에 공급되고, 디셔플링 동작은 자기 테이프 상에 오디오 데이터를 기록하는 동안 수행되는 디셔플링 동작에 실질적으로 반대된다. 셔플링 동작은 아래에 더 상세히 설명하는 바와 같이, 미리 결정된 방식으로 데이터 배열을 재배열할 수 있다.

디셔플링 회로(9)로부터의. 출력은 은폐 회로(10)에 공급된다. 이 은폐 회로(10)는 또한, 메모리(8)로부터 은폐 플래그(에러 플래그)를 수신할 수도 있다. 이하 더 상세히 설명할 바와 같이, 이러한 은폐 플래그는, ECC 디코더(7)에 의해 정정이 불가능하였고, 에러 샘플이 재생시에 덜 식별되도록 처리되거나 은폐될 에러 샘플을 표현할 수 있다. 은폐 회로(10)의 출력은 디지털 대 아날로그(D/A) 변환기(11)에 공급되고, 디지털 오디오 데이터가 아날로그 오디오 신호로 변환되어 그로부터 출력된다.

도 5 및 도 6 은 2개의 표준들 또는 시스템들에 대해 오디오 데이터를 기록하는 동안 이용될 수 있는 오디오 데이터의 셔플링 패턴들을 도시한다. 도 5는 특히, 데이터의 하나의 프레임이, 앞서 설명한 방식으로 10개의 트랙들(트랙 0 내지 9)상에 기록되는 525/60 시스템에 대한 셔플링 패턴을 도시하며, 도 6은 데이터의 하나의 프레임이 12개의 트랙들(트랙들 0 내지 11) 상에 기록되는 625/50 시스템(즉, 초당 625 라인들/50필드들)에 대한 셔플링 패턴을 도시한다. 도 5 및 6은 또한, 한 채널의 오디오 데이터가 제 1의 5개의 트랙들(또는 625/50 시스템에 대해 6개의 트랙들)에 기록되고 다른 채널의 오디오 데이터가 제 2의 5개(또는 6개)의 트랙들에 기록되는, 2 채널 모드에 대한 셔플링 패턴들을 도시한다. 도 5 및 6에서, D0 내지 D1619는 하나의 프레임에 포함되는 오디오 샘플들을 나타내며, i 는 트랙 내의 동기 블록 번호를 표시하고, j 는 동기 블록 내의 바이트 위치 번호를 표시한다. 앞서 설명한 바와 같이, 각 채널의 각 오디오 샘플은 16비트로 표현될 수 있다.

도 5 에서, 각 채널의 연속한 5 개의 샘플들, 예를 들면, D0 내지 D4 가 트랙 0(또는 트랙 5), 트랙 2(또는 트랙 7), 트랙 4(또는 트랙 9), 트랙 1(또는 트랙 6), 트랙 3(또는 트랙 8)에 각각 분배되거나 셔플링된다. 이와 관련하여, 각 트랙에 기록된 동기 블록의 위치는 또한, 순차적으로 시프트되거나 셔플링된다. 이러한 셔플링은 재생시 연속되는 에러들의 발생을 덜 식별할 수 있다. 예를 들어, 샘플들이 기록된 후 발생되는 스크래치(scratch) 등으로 인해 많은 수의 연속한 샘플이 손상되는 경우를 고려해 볼 때, 이 샘플들이 기록되기 전에 셔플링되지 않았다면 많은 수의 손상된 샘플이 재생 동안 계속적으로 제공되어 스크래치로 인한 에러가 청취자에게 쉽게 식별될 수 있을 것이다. 그러나, 샘플들이 기록되기 전에 셔플링되었다면, 스크래치에 의해 손상된 샘플들은 연속적인 샘플들이 되지 않을 것이다. 결과적으로, 많은 수의 연속적인 에러 샘플들은 재생 동안 제공되지 않을 것이다. 대신, 이 에러 샘플들은 스크래치로 인한 에러가 재생 동안 청취자에게 쉽게 식별될 수 없도록 다른 샘플들과 혼합될 것이다. 유사한 셔플링 기술은 도 6의 625/50 시스템에서 이용된다.

각 트랙에 기록된 오디오 데이터마다 곱 코드의 엔코딩이 수행될 수 있다. 내부 코드의 엔코딩은 도 5 및 도 6에서 수평 방향으로 배열된 복수의 데이터에 대해(예를 들면, 각각의 동기 블록에 대해) 수행될 수 있다. 수직 방향으로 배열된 복수의 데이터에 대하여 외부 코드의 엔코딩될 수 있다. 일예로서, 소위(85, 77) 리드 솔로몬 코드(Reed Solomon code)는 내부 코드로서 이용될 수 있고, 소위(14, 9) 리드 솔로몬 코드는 외부 코드로서 이용될 수 있다. 도 11은 상기 85, 77 및 14, 9 리드 솔로몬 코드들의 설명을 제공한다. 그 결과로서, 내부 코드에 의해 최대 4개의 바이트들의 에러들을 정정할 수 있고, 외부 코드에 의해 최대 2개의 바이트들의 에러들을 정정할 수 있다.

상술한 에러 정정 엔코딩은 모든 에러들을 정정할 수는 없다 즉, 상대적으로 큰 수의 에러들이 테이프 등 상의 스크래치 또는 지문으로 인해 발생되는 경우, 이러한 모든 에러들은 정정되지 않을 수 있다. 일예로서, 트랙 0의 데이터가 모두 에러 데이터인 경우를 고려하면, 이 상황에서, 오디오 샘플들 D0, D5, D10, D15,....,D1615 에 대해 보간된 값들이 얻어질 수 있다. 이처럼, 상술한 바와 같은 데이터의 셔플링으로 인해, 오디오 샘플은 보간된 값으로 주기적으로 대체되거나 5개의 샘플들마다 은폐할 수 있다. 이러한 주기적인 보간은 상술한 홀드 또는 평균치 보간 기술에서 발생하는 것과 유사한 문제점들을 유발할 수 있다. 즉, 재생된 오디오 신호에서 특정 주파수를 갖는 잡음들이 발생할 수 있다. 본 은폐 기술은, 이하 설명할 바와 같이, 이러한 잡음 문제점을 해결할 수 있다.

본 은폐 회로(10)(도 3)의 일예가 도 7에 도시된다. 도시된 바와 같이, 은폐 회로는 곱 합산 연산 회로(23, product sum operating circuit), 에러 패턴 검출 회로(24) 및 계수 메모리(25)를 포함한다. 16 비트를 가질 수 있는, 한 샘플의 오디오 데이터는 입력 단자(21)를 통해 곱 합산 연산 회로(23)에 공급될 수 있다. 각 샘플의 에러의 존재 또는 부재를 알리는 은폐 플래그는 입력 단자(22)를 통해 에러 패턴 검출 회로(24)에 공급될 수 있다. 그러한 은폐 플래그들은 시간적으로 연속될 수 있다. 에러 패턴 검출 회로(24)는 이에 공급된 은폐 플래그들로부터 에러 패턴을 검출하도록 적응된다. 검출된 에러 패턴에 속하는 정보는 계수 메모리(25)에 공급된다.

계수 및 제수(divisor) 데이터와 같은 데이터는 에러 패턴들의 함수로서 계수 메모리(25)에 미리 저장될 수 있다. 그 결과로서, 에러 패턴 검출 회로(24)로부터 검출된 에러 패턴 정보를 수신시, 대응하는 계수(들) 및/또는 제수(들)가 곱 합산 연산 회로에 판독되어 공급될 수 있다.

곱 합산 연산 회로(23)의 일예가 도 8에 도시된다 도시된 바와 같이, 그러한 곱 합산 연산 회로는 일반적으로, 다수의 지연 소자들(R), 다수의 곱셈기들 M과 가산 회로(28)를 포함한다. 곱 합산 연산 회로(23)는 디지털 필터의 산술 연산과 유사한 방식으로 데이터 및 계수들의 선형 결합식의 산술 연산을 수행하고, 출력 단자(26)에 은폐된 재생 오디오 데이터를 제공하도록 적응된다. 더 상세하게는, 오디오 데이터의 샘플들은 입력 단자(27)를 통해 8개의 지연 소자들과 같은 미리 결정된 수의 지연 소자들(R)의 직렬 회로에 순차적으로 공급될 수 있다. 각각의 지연 소자는 그와 연관된 미리 결정된 지연 시간을 갖는다. 그러한 지연 시간은 하나의 샘플 주기와 연관된다. 그 결과로서, 시간에 대해 연속하는 9개의 오디오 샘플들(a-4, a-3,....,a0, a1....,a4)이 지연 소자들의 직렬 접속 사이의 탭들로부터 공급될 수 있다. 이러한 탭 출력들은 이들이 각각 계수 메모리(25)로부터 공급된 계수들(c-4, c-3,....,c0, c1,...., c4)에 의해 각각 공해질 수 있는 곱셈기들(M)에 각각 공급될 수 있다. 곱셈기들(M)로부터 산출된 곱셈 곱들은, 이들이 출력 단자(26)에 공급된 은폐된 오디오 신호를 형성하도록 함께 가산될 수 있는 가산 회로(28)에 공급될 수 있다.

따라서, 이 은폐 회로는 에러 패턴 검출 회로(24)에서 에러 패턴을 검출하고, 상기 검출된 에러 패턴에 속하는 정보를 계수 메모리(25)에 공급하며, 여기서, 검출된 에러 패턴에 대응하는 미리 저장된 계수들이 얻어지고, 상기 계수들을 곱 합산 연산 회로(23)에 공급하며, 여기서, 지연될 수 있는 오디오 데이터가 계수들에 의해 각각 곱해지고, 결과 곱들이 오디오 신호를 형성하기 위해 함께 가산된다. 곱 합산 연산 회로(23)에 의해 수행된 산술 연산들은 보간 방정식들에 대응할 수 있다. 그러한 보간 방정식들과 에러 패턴들 사이의 관계의 일예가 도 9에 도시된다.

도 9에서, 보간된 타겟 또는 필요한 데이터 샘플은 a0으로 표현되며, 타겟데이터 샘플 a0에 선행하는 데이터는 시간에 대해 a-1, a-2,...로서 표현될 수 있고, 타겟 데이터 샘플 a0에 후속하는 데이터는 a1, a2.....로서 표현될 수 있다. 도 9의 에러 패턴들(은폐 플러그)은 데이터 샘플들의 에러들의 존재 또는 부재를 나타낸다. 특히 '0"은 에러의 부재를 나타내고, "1'은 에러의 존재를 나타낸다.

도 9의 보간 방정식들은 선형 또는 1차 방정식(평균치 보간에 대응한다)에서 7차 방정식과 같은 고차 방정식의 범위에 있을 수 있다. 이러한 보간 방정식들은 대응 차수와 미리 결정된 첨자에 의해 식별될 수 있다. 더 높은 고차 방정식들은 라그랑주 보간 다항식들로부터 얻어질 수 있다. 따라서, 일예로서, 평균치 보간의 경우에는 a-1 과 a1 의 두 점의 평균치에 의해 점(a0)의 값을 구한다. 7차 보간 방정식에서는 a-4, a-3,....a3, a4의 8개 구간을 갖는(또는 8개의 점을 통한) 다항식을 라그랑주 방법에 의해 구하고, 이 식을 단순화하여 a0의 보간값을 구한다.

도 9의 보간 방정식들에 대한 보간값들을 얻기 위한 방법은 도 10의 흐름을 참조하여 지금부터 설명한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 갈 에러 패턴은 9개의 샘플들, 즉, 타겟 데이터 샘플 a0, 상기 타겟 샘플 a0 전의 4개의 데이터 샘플들 및 상기 타겟 데이터 샘플 a0 이후의 4개의 데이터 샘플들을 나타내기 위해 9개의 비트들을 갖는다. 에러의 존재 또는 부재를 나타내는 '0", "1" 은 도 9를 참조하여 앞서 설명한 방식과 유사하다. 또한, "x"는 "0" 과 "1" 중 어느 하나가 적용될 수 있다는 것을 의미한다.

도 10의 처리는 순서대로 배열되어 있는 다수의 결정 단계들을 포함하며, 각 결정 단계들은 수신된 에러 패턴(ep)과 검사 패턴간의 "AND" 연산 또는 비교를 수행한다. 각 결정 단계에서, 그 좌측에 나타난 에러 패턴이 현재의 에러 패턴을 표현하고 있음을 나타내기 위해 수행된 동작의 결과가 긍정적인 경우, 대응하는 보간 방정식이 선택된다.(보간 방정식은 도 9에서 이용된 기호들에 의해 식별된다.) 선택된 보간 방정식에서 보간 데이터가 형성된다.

도 10의 처리를 더 상세히 설명한다. 이러한 처리를 시작하는 즉시, 처리는 결정 단계(S10)로 진행하여, 방정식 [ep ＆ Olefh=0]이 긍정으로 되도록 결정이 이루어진다. 알 수 있는 바와 같이, 이 방정식의 결과는 현재 에러 패턴(ep)이 검사 패턴과 동일한 지의 여부를 나타낸다. 이 방정식에서, 검사 패턴은 Olefh(여기서 h는 16진수 포맷을 나타낸다)이다. 그 결과로서, 그러한 검사 비트 패턴은 (011110 1111)이다(선두 '0'은 검사에 이용되지 않는다). 심볼 "＆" 논 AND 연산을 나타낸다.

단계 S10에서 결정이 긍정이라면, 현재의 에러 패턴은 단계 S10의 좌측에 도시된 에러 패턴(0 0001 0000)과 동일하다. 이 경우, 7차 보간 방정식이 선택된다. 따라서, 적합한 계수들이 계수 메모리(25)(도 7)에서 판독 출력되고, 보간값 a0은 이러한 계수와 정확한 8개의 샘플들(a-4, a-3, a-2, a-1, a1, a2, a3 및 a4)의 선형 결합인 7차 보간 방정식에 의해 형성된다. 이러한 7차 보간 방정식은 도 9에 도시된 바와 같이 a0 = (-a-4 + 8a-3 - 28a-2 + 56a-1 + 56a1- 28a2 + 8a3 - a4)/70 이다.

이 후, 단계 S140으로 진행하며, 단계 S140에서는 얻어진 보간값 a0 가 반 올림 연산(rounding operation)을 받게 된다. 예를 들어, 상기 값 a0에 가장 가까운 또는 다음으로 높은 정수로서 반올림하기 위해 소수점 이하의 숫자를 반올림할 수 있다.

그러나, 단계 S10의 결정이 부정적이라면, 단계 S20으로 진행한다. 단계 S20은 식 [ep ＆ 00eeh=0] 이 긍정인지의 여부를 결정한다. 이 경우에, 검사 비트 패턴은 (00 1110 1110)이다. 이와 같이, 현재의 에러 패턴(ep)이 (x 0001 000x)인 경우, 단계 S20의 식이 만족된다. 단계 S20의 결정이 긍정이라면 현재의 에러 패턴은 단계 S20의 좌측에 도시된 바와 같이 (x 0001 000x)이며, 이를 통해 5차 c 보간 방정식 (a0 = (a-3 - 6a-2 + 15a-1 + 15al - 6a2 + a3)/20)이 선택되며, 보간값 a0은 이러한 식에 의해 계산된다. 이 후, 단계 S140으로 진행한다. 단계 S140은 이미 수행된 바와 유사한 방법으로 보간값 a0을 반올림한다.

단계 S20의 결정이 부정적이라면 단계 S30으로 진행한다. 인식한 바와 같이 단계 S30 내지 S120에서 수행되는 처리는 단계 S10 내지 S20에서 수행되는 처리와 유사하다. 따라서, 이러한 단계 S30 내지 S120에서의 처리에 관한 설명은 본 명세서에서 간략하게 하기 위해 생략한다.

따라서, 현재의 에러 패턴은 단계 S10 내지 S120의 처리에 의해 검출되거나 결정되고, 적절한 보간 방정식이 검출된 에러 패턴에 따라서 선택되고, 이 식을 통해 보간값이 계산될 수 있다. 에러 패턴이 검출되지 않고 단계 S10 내지 단계 S120의 처리가 진행된다면,(또는 다른 말로 긍정적인 결과를 얻지 못한 경우) 단계 S130으로 진행한다. 단계 S130에서는 선형 또는 평균치 보간이 수행된다. 이 후, 단계 S140으로 진행한다. 단계 S140에서는 상술한 바와 같은 디지트 반올림 처리가 수행될 수 있다.

도 9 및 도10의 상기 에러 패턴은 생각할 수 있는 모든 에러 패턴을 표현하지는 않는다. 그러나, 이 에러 패턴은 예를 들어 헤드 클로그(head clog), 테이프 스크래치 등 상술한 바와 같이 하나 이상의 트랙에 영향을 미치는 에러에 의한 셔플링된 데이터를 디셔플링한 후 발생할 가능성이 있는 에러 패턴들을 표현할 수 있다. 예를 들어, 7차 보간 방정식이 이용될 수 있는 에러 패턴은 5개의 트랙들 중 한 트랙의 데이터가 에러 데이터인 경우 발생할 수 있다. 유사하게, 보간은 또한 2개 또는 3개의 트랙들의 데이터가 에러 데이터인 경우 발생하는 에러 패턴에 대해 수행될 수 있다.

본 발명은 디지털 VCR에서의 에러 데이터 보간뿐만 아니라 DAT(디지털 오디오 테이프), CD, DVD(디지털 비디오 디스크) 등이 매체로서 이용되는 디스크 재생 장치 등에서의 에러 데이터 보간에 적용될 수 있다.

더욱이, 본 발명에 의해 처리되는 데이터가 미리 결정된 데이터 셔플링 기술에 따라 셔플링되는 데이터인 것으로 설명되었지만, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 대신, 데이터 셔플링의 다른 기술들이 이용될 수 있거나, 대안적으로 본 발명은 셔플링되지 않은 데이터가 이용될 수 있다.

더욱이, 곱 합산 연산 회로(23)가 도 8에 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 즉, 보간값은 예를 들어 디지털 신호 처리기(DSP)와 같은 다수의 다른 형태의 회로들 또는 장치들로부터 얻어질 수 있다. 이러한 DSP는 적절한 또는 선택된 보간 방정식에 따라 계수 메모리(25)(도 7)에서 수신되는 계수들 및/또는 제수(들)를 처리할 수 있다.

게다가, 본 발명이 라그랑주 다항식들로부터 얻어진 보간 방정식들을 이용하여 설명되었지만, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 대신, 다른 보간 방정식들도 또한 이용될 수 있다.

따라서, 상술한 홀드 및 평균치 보간 방정식에 비해 고차 보간 방정식을 이용함으로써, 본 발명은 보간으로 인한 고주파수 성분(들)의 손상을 방지할 수가 있고, 재생 신호의 파형이 상당히 변형되는 것을 방지할 수 있다. 더욱이, 본 발명을 이용함으로써 데이터가 재배열되거나 셔플링된 경우, 에러 데이터의 주기적인 평균치 보간에 기인하는 특정 주파수 성분을 갖는 잡음 발생을 방지할 수 있다. 더욱이, 본 발명은 셔플링된 데이터의 형태를 고려하여 발생할 가능성이 있는 에러 패턴들을 이용 또는 저장하여 효율적인 보간 처리가 수행되도록 한다.

본 발명의 양호한 실시예와 이에 따른 수정이 본 명세서에서 상세히 기술되었다 하더라도, 본 발명은 이 실시예와 수정에 국한되지 않고 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어남이 없이 다른 수정들 및 변형들이 당업자에게 의해 고안될 수 있다.

도 1은 평균치 보간 방법을 설명하는 도면.

도 2A 및 도 2B는 두 개 이상의 인접한 에러들이 발생한 경우 보간 방법을 설명하는 도면들.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 오디오 신호 재생 장치를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 의해 이용될 수 있는 트랙 패턴을 도시한 도면.

도 5는 도 3의 디지털 오디오 신호 재생 장치에 의해 이용될 수 있는 525/60 시스템에 셔플링 패턴 데이터를(shuffling pattern data)을 제공하는 표.

도 6은 도 3의 디지털 오디오 신호 재생 장치에 의해 이용될 수 있는 625/50 시스템에 셔플링 패턴 데이터를 제공하는 표.

도 7은 도 3의 디지털 오디오 신호 재생 장치에 포함된 은폐 회로를 도시한 도면.

도 8은 도 7의 은폐 회로의 곱 합산 연산(product sum operating) 회로를 도시한 도면.

도 9는 도 7의 은폐 회로에서 이용될 수 있는 에러 패턴들과 대응하는 대응 보간 방정식들을 나타낸 표.

도 10은 본 발명의 보간 방정식을 설명하는 흐름도.

도 11은 85, 77과 14, 9의 리드 솔로몬 코드들을 설명하는 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

5:동기/ID 검출기 7:ECC 디코더

9:디셔플링 회로(deshuffling circuit) 8:메모리

10:은폐 회로(concealing circuit) 23:곱 합산 연산 회로

24:에러 패턴 검출 회로 25:계수 메모리

Claims (4)

1. 에러 샘플을 보간하도록 한 디지털 오디오 신호 처리 장치에 있어서,

   기록시에 이루어지는 디지털 오디오 신호의 배열을 원래의 배열과 다른 것으로 하는 셔플링 처리와 대응하는 디셔플링 처리가 이루어지고,

   디셔플링 후의, 에러 샘플을 포함하는 복수 샘플의 배열인 에러 패턴을 검출하고,

   상기 디셔플링 처리의 결과, 발생하기 쉬운 복수의 에러 패턴에 대해 미리 준비되어, 각 에러 패턴에 각각 대응하는 계수와 차수의 적어도 한쪽이 다른 복수의 보간식에 의해서 상기 에러 샘플을 보간하는 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 신호 처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 검출된 에러 패턴이 미리 준비되어 있는 대응 관계에 존재하지 않는 경우에는 상기 검출된 에러 패턴과 무관하게 동일한 보간식으로 에러 샘플을 보간하는 것을 특징으로 하는, 디지털 오디오 신호 처리 장치.
3. 에러 샘플을 보간하도록 한 디지털 오디오 신호 처리 방법에 있어서,

   기록시에 이루어지는 디지털 오디오 신호의 배열을 원래의 배열과 다른 것으로 하는 셔플링 처리와 대응하는 디셔플링 처리를 하는 단계와,

   디셔플링 후의, 에러 샘플을 포함하는 복수 샘플의 배열인 에러 패턴을 검출하는 단계와,

   상기 디셔플링 처리의 결과, 발생하기 쉬운 복수의 에러 패턴에 대해 미리 준비되어, 각 에러 패턴에 각각 대응하는 계수와 차수의 적어도 한쪽이 다른 복수의 보간식에 의해서 상기 에러 샘플을 보간하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 신호 처리 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 검출된 에러 패턴이 미리 준비되어 있는 대응 관계에 존재하지 않는 경우에는 상기 검출된 에러 패턴과 무관하게 동일한 보간식으로 에러 샘플을 보간하는 것을 특징으로 하는, 디지털 오디오 신호 처리 방법.