KR100921869B1 - 음원의 오류 검출 장치 - Google Patents

음원의 오류 검출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 음원의 오류 검출 장치는, 다수의 음원에 대응되는 각각의 주파수 신호에 대한 오류 판별용 조건 정보가 정의되어 있는 사전 음원 모델과, 음원 신호를 프레임 단위로 입력받아 이를 주파수 분석하여 프레임 단위의 주파수 신호를 출력하는 주파수 분석 모듈과, 사전 음원 모델부에 정의된 주파수 신호의 오류 판별용 조건 정보와 주파수 분석부에서 출력되는 프레임 단위의 주파수 신호의 비교를 통해 오류 검출 정보를 생성하는 오류 검출 모듈과, 오류 검출부에서 생성된 오류 검출 정보를 토대로 프레임의 음원 신호를 처리하는 오류 처리 모듈을 포함한다.
이와 같이, 본 발명은 사전 음원 모델을 기반으로 하여 음원의 오류를 검출함으로서, 오류 검출을 위하여 추가적인 정보(오류 검출 부가 정보)를 사용하지 않기 때문에 정보의 전송량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전송 오류 및 음원 신호의 복호화 시 발생되는 오류를 검출하여 정정할 수 있다.
Figure R1020060103379
음원, 오류, 사전 모델, 주파수 분석, 에너지

Description

음원의 오류 검출 장치{APPARATUS FOR DETECTING AN ERROR OF SOUND}
도 1은 일반적인 오류 검출 및 정정을 위한 구조를 도시한 블록도이며,
도 2는 도 1에 적용되는 전송 스트림의 구조를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음원의 오류 검출 장치를 도시한 구성도이며,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 음원의 오류 검출 장치를 도시한 구성도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
100, 300, 400 : 송신단 110, 310, 410 : 수신단
314 : 오류 검출부
본 발명은 오류 검출에 관한 것으로, 특히 사전 음원 모델을 기반으로 한 음원의 오류 검출 장치에 관한 것이다.
일반적으로 음성 신호가 부호화되어 통신이나 기타 매체를 통하여 복호화기로 전달되어 다시 복호화되는 구조에서, 수신된 신호의 오류 검출은 송신단에서 부호화된 디지털 신호에 오류 검출을 위한 추가적인 정보를 부가하여 전송하고 이를 수신단에서 분석하는 방식으로 이루어진다. 이는 음성뿐만 아닌 일반의 모든 신호의 전송 오류를 검출하는 방식으로, 구체적으로 다양한 방법들이 존재하는데, 전형적인 방법들로는 반복적 전송 방식, 패리티 확인 방식, CRC(Cyclic Redundancy Checks) 방식 등이 있다.
상기 방식들은 모두 도 1에 도시된 바와 같이 공통의 구조를 가지고 있으며, 오류 검출 정보를 어떠한 방식으로 부가하는지에 관하여 서로 상이하다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 음원 신호의 오류 검출 장치는, 크게 송신단(100)과 수신단(110)으로 구성되며, 송신단(100)은 외부의 음원을 입력받아 부호화하는 음원 부호화부(102)와 부호화된 신호에 오류 검출 정보를 부가한 후 전송 스트림을 송출하는 오류 검출 정보 부가부(104)로 구성되며, 수신단(110)은 수신한 전송 스트림에서 오류 검출 정보를 추출한 후 이를 이용하여 전송 오류를 검출하는 오류 검출부(112)와 전송 스트림에 오류가 없는 경우 전송 스트림 내 음원 압축 스트림을 입력받아 복호화하여 원래의 음원을 추출하는 음원 복호화부(114)로 구성된다.
전송 스트림은, 도 2에 도시된 바와 같이, 부호화된 음원 압축 스트림과 오류 검출을 위한 오류 검출 정보로 구성된다.
오류 검출 방식에 대해 설명하면, 먼저 반복적 전송 방식은 송신단(100) 측에서 압축 스트림을 반복적으로 여러 번 전송해줌으로서 수신단(110)에서 오류 발생 여부를 검출하는 방식이다.
다음으로, 패리티 확인 방식은 압축 스트림의 비트열의 합이 홀수인지 짝수인지를 구별하는 패리티 비트(오류 검출 정보)를 압축 스트림 끝단에 부가하여 수신단(110)에 전송하고, 수신단(110)의 오류 검출부(112)에서는 전송 스트림의 비트합을 가지고 오류 발생 여부를 체크한다.
그 다음으로, CRC 방식은 압축 스트림을 다항식의 계수로 정의하고 사전에 정의된 고정 다항식으로 나눈 몫값(오류 검출 정보)을 압축 스트림의 끝값에 부가하여 수신단(110)에 전송하고, 수신단(110)의 오류 검출부(112)에서는 전송 스트림을 고정 다항식으로 나눔으로 오류 발생 여부를 검출한다.
상기와 같은 방식들 외 실질적으로 현재 제품에 많이 사용되고 있는 오류 검출 정보를 사용한 오류 검출 방식으로는 리드 솔로몬 부호, 터보 부호, 비터비 부호 등이 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 오류 검출 방식은 오류 검출을 위하여 추가적인 정보의 부가가 필요하다는 점과 부호화 전단의 전송 오류만을 검출하기 위한 것으로 복호화기 및 기타 후단의 장치에서 예상치 못한 오류 발생시 제대로 오류를 검출하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전 음원 모델을 기반으로 하여 음원의 오류를 검출함으로서, 오류 검출을 위하여 추가적인 정보(오류 검출 부가 정보)를 사용하지 않기 때문에 정보의 전송량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 음원 복호화부 이후에 오류 검출을 실시하여 전송 오류 및 음원 신호의 복호화 시 발생되는 오류를 검출할 수 있는 음원의 오류 검출 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 종래의 오류 검출 및 정정 방식과 사전 음원 모델을 기반으로 한 오류 검출 방식을 병행하여 사용함으로서, 전송 시 발생되는 오류를 검출할 수 있을 뿐만 아니라 음원 복호화 시 발생되는 오류를 검출할 수 있는 음원의 오류 검출 장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 송신단으로부터 부호화된 음원 압축 스트림을 수신한 후 이를 복호화하여 상기 음원 압축 스트림 내 음원의 오류 검출 장치로서, 다수의 음원에 대응되는 각각의 주파수 신호에 대한 오류 판별용 조건 정보가 정의되어 있는 사전 음원 모델부와, 상기 사전 음원 모델부에 정의된 음원 신호를 프레임 단위로 입력받아 이를 주파수 분석하여 상기 프레임 단위의 주파수 신호를 출력하는 주파수 분석부와, 상기 사전 음원 모델부에 정의된 오류 판별용 조건 정보와 상기 주파수 분석부에서 출력되는 프레임 단위의 주파수 신호의 비교를 통해 오류 검출 정보를 생성하는 오류 검출부와, 상기 오류 검출부에서 생성된 오류 검출 정보를 토대로 상기 프레임의 음원 신호를 처리하는 오류 처리부를 포함하며, 상기 오류 판별용 조건 정보는, 오류 발생 기준치로 상기 음원에 대응되는 주파수 신호에서 최상위 고주파 영역의 주파수 최대치 값(K) 및 상기 음원에 대응되는 주파수 신호에서 고주파 영역의 M개의 에너지 합 정보(A)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 부호화된 음원 압축 스트림에 오류 검출 부가 정보를 부가시켜 전송 스트림을 생성하는 송신단으로부터 상기 전송 스트림을 수신하여 상기 음원 압축 스트림 내 음원의 오류 검출 장치로서, 상기 전송 스트림에서 상기 오류 검출 부가 정보를 추출한 후 이를 이용하여 상기 전송 스트림 내 음원 압축 스트림에 오류가 존재하는지를 판단하고, 상기 오류 존재 시 상기 음원 압축 스트림의 오류를 정정하여 출력하는 오류 검출 및 정정부와, 상기 오류 검출 및 정정부에서 출력되는 상기 음원 압축 스트림을 복호화하여 음원 신호를 출력하는 음원 복호화부와, 다수의 음원에 대응되는 각각의 주파수 신호에 대한 오류 판별용 조건 정보가 정의되어 있는 사전 음원 모델부와, 상기 음원 복호화부에서 출력되는 음원 신호를 프레임 단위로 입력받아 이를 주파수 분석하여 상기 프레임 단위의 주파수 신호를 출력하는 주파수 분석부와, 상기 사전 음원 모델부에 정의된 주파수 신호의 오류 판별용 조건 정보와 상기 주파수 분석부에서 출력되는 프레임 단위의 주파수 신호의 비교를 통해 오류 검출 정보를 생성하는 오류 검출부와, 상기 오류 검출부에서 생성된 오류 검출 정보를 토대로 상기 프레임의 음원 신호를 처리하는 오류 처리부를 포함한다
이하, 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음원의 오류 검출 장치를 도시한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 음원의 오류 검출 장치는 크게 송신단(300)과 수신단(310)으로 구성되며, 송신단(300)은 음원을 입력받아 부호화하여 음원 압축 스트림을 생성하는 음원 부호화부(302)를 포함한다.
송신단(300)은 음원 부호화부(302)에서 생성된 음원 압축 스트림을 전송 스트림으로 하여 수신단(310)에 전송한다.
수신단(310)은 전송 스트림을 수신한 후 전송 스트림 내 음원 압축 스트림을 복호화하여 음원 신호를 출력하는 음원 복호화부(312)와, 프레임 단위의 음원 신호에 대한 주파수 신호와 기 저장된 음원별 주파수 신호에 대한 오류 판별용 정보를 토대로 오류 검출 정보를 생성하고, 오류 검출 정보를 토대로 해당 프레임의 음원 신호를 처리하는 음원 오류 검출부(314)를 포함한다.
여기서, 음원 오류 검출부(314)는 다수의 음원에 대응되는 각각의 주파수 신호에 대한 오류 판별용 조건 정보가 정의되어 있는 사전 음원 모델(320)과, 음원 신호를 프레임 단위로 입력받아 이를 주파수 분석하여 프레임 단위의 주파수 신호를 출력하는 주파수 분석 모듈(322)과, 사전 음원 모델(320)에 정의된 주파수 신호의 오류 판별용 조건 정보와 주파수 분석 모듈(322)에서 출력되는 프레임 단위의 주파수 신호의 비교를 통해 오류 검출 정보를 생성하는 오류 검출 모듈(324)과, 오류 검출모듈(324)에서 생성된 오류 검출 정보를 토대로 프레임의 음원 신호를 처리하는 오류 처리 모듈(326)을 포함한다.
주파수 분석 모듈(322)은 일정한 크기를 갖는 프레임 단위의 음원 신호를 음원 복호화부(312)에서 제공받아 이를 DCT(Discrete Cosine Transform) 주파수 분석하여 프레임 단위의 주파수 신호를 출력한다.
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각각의 음원에 대한 주파수 분포 조건인 오류 판별용 조건 정보를 산출하는 과정에 대해 설명하면, 먼저 음원의 상대적인 크기에 따른 차이를 제거하기 위하여 주파수 신호를 해당 프레임의 에너지 총합이 1이 되도록 정규한 후 주파수 영역을 N개로 분할하고, 각 영역별 영역 내의 에너지의 총합을 구한 다음 음원에 대응되는 주파수 분포 조건을 산출하여 이를 토대로 오류 발생 기준치로 음원에 대응되는 주파수 신호에서 고주파 영역 M(M>N)개의 에너지 합 정보(A)를 산출하고, 음원에 대응되는 주파수 신호에서 최상위 고주파 영역의 최대치 값(K)을 산출함으로서, 이를 오류 판별용 조건 정보로 이용한다.
사전 음원 모델(320)에는 상기와 같은 과정을 통해 각 정규화된 음원에 대한 주파수 분포 조건인 오류 판별용 조건 정보(K, A)가 저장되어 있다.
삭제
오류 검출 모듈(324)은 주파수 분석 모듈(322)에서 출력되는 프레임의 음원 신호에 대한 주파수 신호의 에너지 분포와 오류 판별용 조건 정보를 비교하는데, 즉 음원 신호에 대한 주파수 신호의 에너지 분포에서 고주파 영역 M개의 에너지 합 정보가 "A"이상인 경우 또는( 및) 음원 신호에 대한 주파수 신호의 에너지 분포에서 최상위 고주파 영역의 주파수 최대치 값이 "K"이상 인 경우 음원 신호에 오류가 있다는 오류 검출 정보를 오류 처리 모듈(326)에 제공한다.
오류 처리 모듈(326)은 오류 검출 모듈(324)의 오류 검출 정보를 토대로 해당 프레임의 음원 신호를 처리하는데, 즉 오류가 있다는 오류 검출 정보가 입력되 는 경우 오류 검출된 해당 음원 신호를 "0"으로 초기화(무음)시켜 출력함으로서, 사용자가 왜곡된 음원을 청취하게 되는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서는 송신단(300)에서 오류 검출 부가 정보를 전송 스트림에 포함하지 않고 음원 압축 스트림만을 수신단(310)에 전송하는 것으로 예를 들었지만, 다른 실시 예로서 오류 검출 부가 정보를 음원 압축 스트림에 포함시켜 전송 스트림을 생성한 후 이를 수신단(310)에 전송할 수 있다. 즉 종래의 오류 검출 방식에 음원 사전 모델 기반의 음원 오류 검출 장치를 병합시킬 수 있다.
이하 첨부된 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 음원의 오류 검출 장치를 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 음원의 오류 검출 장치는 송신단(400)과 수신단(410)으로 구성되며, 송신단(400)은 크게 음원을 부호화하여 음원 압축 스트림을 생성하는 음원 부호화부(402)와, 음원 압축 스트림에 오류 검출 부가 정보를 추가하여 전송 스트림을 생성하는 오류 검출 정보 부가부(404)를 포함하며, 음원 부호화부(402) 및 오류 검출 정보 부가부(404)를 이용하여 오류 검출 부가 정보가 포함된 음원 압축 스트림을 전송 스트림으로하여 수신단(410)에 전송한다.
수신단(410)은 전송 스트림을 수신하여 전송 스트림에서 오류 검출 부가 정보를 추출한 후 이를 이용하여 전송 스트림의 음원 압축 스트림에 오류가 존재하는지를 판단하고, 오류 존재 시 음원 압축 스트림의 오류를 정정하여 출력하는 오류 검출 및 정정부(412)와, 오류 검출 및 정정부(412)에서 출력되는 음원 압축 스트림 을 복호화하여 음원 신호를 출력하는 음원 복호화부(414) 및 도 3의 수신단(310) 내 오류 검출부(314)와 동일한 구성을 갖는 오류 검출부를 포함한다.
즉, 본 발명의 다른 실시 예에서는 종래의 오류 검출 방식, 즉 수신단(410)의 오류 검출 및 정정부(412)를 이용하여 오류를 검출 및 정정함과 더불어 사전 음원 모델(320)에 정의된 오류 판별용 조건 정보와 프레임의 음원 신호에 대한 주파수 신호의 에너지 분포간의 비교를 통해 오류 검출을 한번 더 수행한다. 즉, 오류 검출 및 정정부(412)는 전송 시 발생되는 오류를 검출함과 더불어 수신단(410) 내 오류 검출부(314)를 이용하여 음원 복호화부(414)를 포함한 그 이후에서 발생되는 오류를 검출할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 사전 음원 모델을 기반으로 하여 음원의 오류를 검출함으로서, 오류 검출을 위하여 추가적인 정보(오류 검출 부가 정보)를 사용하지 않기 때문에 정보의 전송량을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 음원 복호화부 이후에 오류 검출을 실시함으로서, 전송 오류 뿐만 아니라 음원 신호의 복호화 시 발생되는 오류를 검출할 수 있는 잇점이 있다.
본 발명은 종래의 오류 검출 및 정정 방식과 사전 음원 모델을 기반으로 한 오류 검출 방식을 병행하여 사용함으로서, 전송 시 발생되는 오류를 검출할 수 있을 뿐만 아니라 음원 복호화 시 발생되는 오류를 검출할 수 있다.

Claims (7)

  1. 송신단으로부터 부호화된 음원 압축 스트림을 수신한 후 이를 복호화하여 상기 음원 압축 스트림 내 음원의 오류 검출 장치로서,
    다수의 음원에 대응되는 각각의 주파수 신호에 대한 오류 판별용 조건 정보가 정의되어 있는 사전 음원 모델부와,
    상기 사전 음원 모델부에 정의된 음원 신호를 프레임 단위로 입력받아 이를 주파수 분석하여 상기 프레임 단위의 주파수 신호를 출력하는 주파수 분석부와,
    상기 사전 음원 모델부에 정의된 오류 판별용 조건 정보와 상기 주파수 분석부에서 출력되는 프레임 단위의 주파수 신호의 비교를 통해 오류 검출 정보를 생성하는 오류 검출부와,
    상기 오류 검출부에서 생성된 오류 검출 정보를 토대로 상기 프레임의 음원 신호를 처리하는 오류 처리부를 포함하며,
    상기 오류 판별용 조건 정보는, 오류 발생 기준치로 상기 음원에 대응되는 주파수 신호에서 최상위 고주파 영역의 주파수 최대치 값(K) 및 상기 음원에 대응되는 주파수 신호에서 고주파 영역의 M개의 에너지 합 정보(A)로 이루어진 것을 특징으로 하는 음원의 오류 검출 장치.
  2. 부호화된 음원 압축 스트림에 오류 검출 부가 정보를 부가시켜 전송 스트림을 생성하는 송신단으로부터 상기 전송 스트림을 수신하여 상기 음원 압축 스트림 내 음원의 오류 검출 장치로서,
    상기 전송 스트림에서 상기 오류 검출 부가 정보를 추출한 후 이를 이용하여 상기 전송 스트림 내 음원 압축 스트림에 오류가 존재하는지를 판단하고, 상기 오류 존재 시 상기 음원 압축 스트림의 오류를 정정하여 출력하는 오류 검출 및 정정부와,
    상기 오류 검출 및 정정부에서 출력되는 상기 음원 압축 스트림을 복호화하여 음원 신호를 출력하는 음원 복호화부와,
    다수의 음원에 대응되는 각각의 주파수 신호에 대한 오류 판별용 조건 정보가 정의되어 있는 사전 음원 모델부와,
    상기 음원 복호화부로부터 출력되는 음원 신호를 프레임 단위로 입력받아 이를 주파수 분석하여 상기 프레임 단위의 주파수 신호를 출력하는 주파수 분석부와,
    상기 사전 음원 모델부에 정의된 주파수 신호의 오류 판별용 조건 정보와 상기 주파수 분석부에서 출력되는 프레임 단위의 주파수 신호의 비교를 통해 오류 검출 정보를 생성하는 오류 검출부와,
    상기 오류 검출부에서 생성된 오류 검출 정보를 토대로 상기 프레임의 음원 신호를 처리하는 오류 처리부
    를 포함하는 음원의 오류 검출 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 오류 판별용 조건 정보는, 오류 발생 기준치로 상기 음원에 대응되는 주파수 신호에서 최상위 고주파 영역의 주파수 최대치 값(K) 및 상기 음원에 대응되는 주파수 신호에서 고주파 영역의 M개의 에너지 합 정보(A)로 이루어진 것을 특징으로 하는 음원의 오류 검출 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 오류 검출부는, 상기 입력받은 음원 신호의 주파수 신호 분포에서 고주파 영역의 M개의 에너지 합이 상기 A 이상인 경우 상기 음원 신호에 오류가 있다는 오류 검출 정보를 상기 오류 처리부에 제공하는 것을 특징으로 하는 음원의 오류 검출 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 오류 검출부는, 상기 입력받은 음원 신호의 주파수 신호 분포에서 최상위 고주파 영역수의 주파수 최대치가 상기 K 이상인 경우 상기 음원 신호에 오류가 있다는 오류 검출 정보를 상기 오류 처리부에 제공하는 것을 특징으로 하는 음원의 오류 검출 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 오류 검출부는, 상기 입력받은 음원 신호의 주파수 신호 분포에서 고주파 영역의 M개의 에너지 합이 상기 A 이상이고, 상기 음원 신호의 주파수 신호 분포에서 최상위 고주파 영역수의 주파수 최대치가 상기 M 이상인 경우 상기 음원 신호에 오류가 있다는 오류 검출 정보를 상기 오류 처리부에 제공하는 것을 특징으로 하는 음원의 오류 검출 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 오류 처리부는, 상기 오류 검출부로부터 상기 오류가 있다는 오류 검출 정보가 수신됨에 따라 상기 프레임의 음원 신호를 "0"으로 초기화시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 음원의 오류 검출 장치.
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