KR20050090941A - 무손실 오디오 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무손실 오디오 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 부호화 방법은 시간영역의 오디오 신호를 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호로 변환하는 단계; 주파수영역의 오디오 신호를 주파수에 따른 비트플레인 신호로 맵핑하는 단계; 비트플레인 별로 최상위비트와 골롬파라미터를 획득하는 단계; 최상위비트부터 최하위비트, 낮은 주파수 성분부터 높은 주파수 성분 순으로 부호화할 비트플레인상의 이진 샘플을 선택하는 단계; 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산하는 단계; 획득된 골롬 파라미터와 상기 계산된 문맥들을 이용하여 확률모델을 선택하는 단계; 및 선택된 확률모델을 이용하여 상기 이진 샘플을 무손실 부호화하는 단계로 구성된다. 본 발명에 의하면, 보다 최적의 성능을 가진 문맥기반 부호화 방식을 통하여 BPGC보다 우월한 압축률을 제공한다.
Description
본 발명은 오디오신호 부호화/복호화에 관한 것으로서, 특히 문맥기반 부호화 방식을 통하여 BPGC보다 우월한 압축률 제공 가능한 무손실 오디오 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
무손실 오디오 부호화 방식은 MLP(Meridian Lossless audio compression), Monkey's Audio, Free Lossless Audio Coding 등이 있으며, MLP의 경우에는 DVD-A에 적용되어 사용되고 있다. 인터넷의 네트워크 대역폭이 증가하면서 대용량의 멀티미디어 컨텐츠가 제공되어지고 있으며, 오디오의 경우 무손실 오디오 방식이 필요하다. EU에서는 이미 DAB(Digital Audio Broadcasting)을 통해 디지털 오디오 방송이 시작되었으며 이를 위한 방송국이나 컨텐츠 제공자들은 오디오 무손실 부호화 방식을 이용고 있다. 이에 MPEG 그룹에서도 ISO/IEC 14496-3:2001 / AMD 5, Audio Scalable to Lossless Coding(SLS)의 이름으로 무손실 오디오 압축방식에 대한 표준화가 진행중이다. 이는 FGS(Fine Grain Scalablity)를 제공하며 무손실 오디오 압축이 가능한 기술이다.
무손실오디오 압축기술에서 가장 중요한 요소인 압축률은 데이터 간의 중복정보를 제거함으로써 개선될 수 있다. 상기 중복정보는 인접 데이터간의 예측을 통해 제거될 수 있으며 인접 데이터간의 문맥을 통해 제거될 수도 있다.
정수(integer) MDCT 계수는 라플라시안 분포를 보이며, 이러한 분포에서는 골롬(Golomb) 코드라는 압축 방식이 최적의 결과를 보인다. FGS를 제공하기 위해서는 비트플레인 코딩이 필요한데 상기 Golomb 코드와 비트플레인 코딩을 조합한 것이 BPGC(Bit Plane Golomb Coding)이라 불리우며, 이는 최적의 압축률과 FGS를 제공한다. 그러나 상기 정수 MDCT 계수가 라플라시안 분포를 가진다는 가정은 실제 데이터 분포에서는 적절하지 않은 경우가 있다. 상기 BPGC는 정수 MDCT 계수가 라플라시안 분포를 한다고 가정하고 고안된 알고리즘이므로 상기 정수 MDCT 계수가 라플라시안 분포를 하지 않을 경우에는 최적의 압축률을 제공할 수 없다. 따라서 상기 정수 MDCT 계수가 라플라시안 분포를 한다는 가정에 관계없이 최적의 압축률을 제공할 수 있는 무손실 오디오 부호화 및 복호화방식이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 정수 MDCT 계수가 라플라시안 분포를 한다는 가정에 관계없이 보다 최적의 압축률을 제공할 수 있는 무손실 오디오 부호화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 무손실 오디오 부호화 방법은, 시간영역의 오디오 신호를 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호로 변환하는 단계; 상기 주파수영역의 오디오 신호를 주파수에 따른 비트플레인 신호로 맵핑하는 단계; 비트플레인 별로 최상위비트와 골롬파라미터를 획득하는 단계; 최상위비트부터 최하위비트, 낮은 주파수 성분부터 높은 주파수 성분 순으로 부호화할 비트플레인 상의 이진 샘플을 선택하는 단계; 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산하는 단계; 상기 획득된 골롬 파라미터와 상기 계산된 문맥들을 이용하여 확률모델을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 확률모델을 이용하여 상기 이진 샘플을 무손실 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 가진다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 무손실 오디오 부호화 방법은, (a) 시간영역의 오디오 신호를 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호로 변환하는 단계; (b) 상기 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호를 스케일링을 통해 손실부호화기의 입력신호로 정합시키는 단계; (c) 상기 스케일링된 주파수 신호를 손실 압축 부호화하는 단계; (d) 상기 손실부호화된 데이터와 상기 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호의 차에 해당하는 에러매핑된 신호를 구하는 단계; (e) 상기 에러매핑된 신호를 상기 에러매핑된 신호가 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 기초로 구한 문맥을 이용하여 무손실부호화하는 단계; 및 (f) 상기 무손실부호화된 신호와 상기 손실부호화된 신호를 다중화하여 비트스트림으로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 (e)단계는 (e1) 상기 (d)단계의 에러맵핑된 신호를 주파수에 따른 비트플레인 데이터로 매핑하는 단계; (e2) 상기 비트플레인의 최상위비트와 골롬파라미터를 획득하는 단계; (e3) 최상위비트부터 최하위비트, 낮은 주파수성분부터 높은 주파수 순으로 부호화할 비트플레인 상의 이진 샘플을 선택하는 단계; (e4) 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산하는 단계; (e5) 상기 획득된 골롬 파라미터와 상기 계산된 문맥들을 이용하여 확률모델을 선택하는 단계; 및 (e6) 상기 선택된 확률모델을 이용하여 상기 이진 샘플을 무손실 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 가진다.
상기 (e4)단계는 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 앞에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 이를 이진화하여 상기 이진 샘플의 문맥값을 계산하는 것이 바람직하다. 또한 상기 (e4)단계는 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 조재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 상기 다수개의 주파수 라인들 중에서 몇 개의 주파수 라인이 중요도를 가지는지의 비율에 소정의 정수값을 곱하여 정수로 나타낸 후 상기 정수를 이용하여 문맥값을 계산하는 것이 바람직하다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 무손실 오디오 부호화 장치는, 시간영역의 오디오 신호를 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호로 변환하는 정수 시간/주파수 변환부; 상기 주파수 영역의 오디오신호를 주파수에 따른 비트플레인 데이터로 매핑하는 비트플레인 매핑부; 상기 비트플레인의 최상위비트와 골롬파라미터를 획득하는 파라미터획득부; 최상위비트부터 최하위비트, 낮은 주파수성분부터 높은 주파수 순으로 부호화할 비트플레인 상의 이진 샘플을 선택하는 이진 샘플선택부; 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산하는 문맥계산부; 상기 획득된 골롬 파라미터와 상기 계산된 문맥들을 이용하여 확률모델을 선택하는 확률모델선택부; 및 상기 선택된 확률모델을 이용하여 상기 이진 샘플을 무손실 부호화하는 이진 샘플부호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 정수 시간/주파수 변환부는 정수 MDCT 임이 바람직하다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 무손실 오디오 부호화 장치는, 시간영역의 오디오 신호를 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호로 변환하는 정수 시간/주파수 변환부; 상기 정수 시간/주파수 변환부의 오디오 주파수 신호를 손실부호화부의 입력신호로 정합시키는 스케일링부; 상기 스케일링된 주파수 신호를 손실 압축 부호화하는 손실부호화부; 상기 손실부호화된 신호와 상기 정수 시간/주파수 변환부의 신호의 차를 구하는 에러맵핑부; 상기 에러맵핑된 신호를 상기 에러매핑된 신호가 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 기초로 구한 문맥을 이용하여 무손실부호화하는 무손실부호화부; 및 상기 무손실부호화된 신호와 상기 손실부호화된 신호를 다중화하여 비트스트림으로 생성하는 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 무손실부호화부는 상기 에러맵핑부의 에러맵핑된 신호를 주파수에 따른 비트플레인 데이터로 매핑하는 비트플레인 매핑부; 상기 비트플레인의 최상위비트와 골롬파라미터를 획득하는 파라미터획득부; 최상위비트부터 최하위비트, 낮은 주파수성분부터 높은 주파수 순으로 부호화할 비트플레인 상의 이진 샘플을 선택하는 이진 샘플선택부; 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산하는 문맥계산부; 상기 획득된 골롬 파라미터와 상기 계산된 문맥들을 이용하여 확률모델을 선택하는 확률모델선택부; 및 상기 선택된 확률모델을 이용하여 상기 이진 샘플을 무손실 부호화하는 이진 샘플부호화부를 포함하는 것을 특징으로 가진다.
상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 무손실 오디오 복호화 방법은, 오디오데이터의 비트스트림으로부터 골롬파라미터를 획득하는 단계; 최상위비트로부터 최하위비트로, 낮은 주파수로부터 높은 주파수의 순서로 복호화할 이진 샘플을 선택하는 샘플선택단계; 상기 복호화할 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 복호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 복호화할 이진 샘플의 문맥을 계산하는 문맥계산단계; 상기 골롬파라미터와 문맥을 이용하여 확률모델을 선택하는 확률모델선택단계; 상기 선택된 확률모델을 이용하여 산술복호화하는 산술복호화단계; 및 모든 샘플이 복호화될 때까지 상기 샘플선택단계 내지 산술복호화단계를 반복 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 가진다. 상기 문맥계산단계는 복호화할 샘플이 속한 주파수 라인보다 앞에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상에서 이미 복호화된 비트플레인들의 샘플들의 중요도를 이용하여 제 1 문맥을 계산하는 단계; 및 복호화할 샘플이 속한 주파수 라인 주위에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상에서 이미 복호화된 비트플레인들의 샘플들의 중요도를 이용하여 제 2 문맥을 계산하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 무손실 오디오 복호화 방법은, 손실부호화된 오디오데이터와, 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호의 차를 에러데이터라 할 때, (aa) 오디오 비트스트림을 역다중화하여 소정의 손실부호화된 손실비트스트림과 상기 에러데이터의 에러비트스트림을 추출하는 단계; (bb) 상기 추출된 손실비트스트림을 소정의 손실복호화하는 단계; (cc) 상기 추출된 에러비트스트림을 복호화할 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들에서 이미 복호화된 비트플레인 샘플들의 중요도를 기초로 한 문맥을 이용하여 무손실복호화하는 단계; (dd) 상기 복호화된 손실비트스트림과 에러비트스트림을 이용하여 주파수 스펙트럴 신호로 복원하는 단계; 및 (ee) 상기 주파수 스펙트럴 신호를 역 정수 시간/주파수변환하여 시간영역의 오디오 신호를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 가진다. 상기 (cc) 단계는 (cc1) 오디오데이터의 비트스트림으로부터 골롬파라미터를 획득하는 단계; (cc2) 최상위비트로부터 최하위비트로, 낮은 주파수로부터 높은 주파수의 순서로 복호화할 이진 샘플을 선택하는 단계; (cc3) 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산하는 단계; (cc4) 상기 콜롬파라미터와 문맥을 이용하여 확률모델을 선택하는 단계; (cc5) 상기 선택된 확률모델을 이용하여 산술복호화하는 단계; 및 (cc6) 모든 샘플이 복호화될 때까지 상기 (cc2)단계 내지 (cc5)단계를 반복 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 가진다. 상기 (cc3)단계는 복호화할 샘플이 속한 주파수 라인보다 앞에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상에서 이미 복호화된 비트플레인들의 샘플들의 중요도를 이용하여 제 1 문맥을 계산하는 단계; 및 복호화할 샘플이 속한 주파수 라인 주위에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상에서 이미 복호화된 비트플레인들의 샘플들의 중요도를 이용하여 제 2 문맥을 계산하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 무손실 오디오 복호화 장치는, 오디오데이터의 비트스트림으로부터 골롬파라미터를 획득하는 파라미터 획득부; 최상위비트로부터 최하위비트로, 낮은 주파수로부터 높은 주파수의 순서로 복호화할 이진 샘플을 선택하는 샘플선택부; 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산하는 문맥계산부; 상기 파라미터 획득부의 콜롬파라미터와 상기 문맥계산부의 문맥을 이용하여 확률모델을 선택하는 확률모델선택부; 및 상기 선택된 확률모델을 이용하여 산술복호화하는 산술복호화부를 포함하는 것을 특징으로 가진다. 상기 문맥계산부는 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 앞에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 이를 이진화하여 제 1 문맥을 계산하는 제 1 문맥계산부; 및 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 조재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 상기 다수개의 주파수 라인들 중에서 몇 개의 주파수 라인이 중요도를 가지는지의 비율에 소정의 정수값을 곱하여 정수로 나타낸 후 상기 정수를 이용하여 제 2 문맥을 계산하는 제 2 문맥계산부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 무손실 오디오 복호화 장치는, 손실부호화된 오디오데이터와, 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호의 차를 에러데이터라 할 때, 오디오 비트스트림을 역다중화하여 소정의 손실부호화된 손실비트스트림과 상기 에러데이터의 에러비트스트림을 추출하는 역다중화부; 상기 추출된 손실비트스트림을 소정의 손실복호화하는 손실복호화부; 상기 추출된 에러비트스트림을 복호화할 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들에서 이미 복호화된 비트플레인 샘플들의 중요도를 기초로 한 문맥을 이용하여 무손실복호화하는 무손실복호화부; 상기 복호화된 손실비트스트림과 에러비트스트림을 합성하여 주파수 스펙트럴 신호로 복원하는 오디오신호 합성부; 및 상기 복원된 주파수 스펙트럴 신호를 역 정수 시간/주파수변환하여 시간영역의 오디오 신호를 복원하는 역 정수 시간/주파수변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 손실복호화부는 AAC 복호화부임이 바람직하다. 상기 무손실 오디오 복호화장치는 상기 손실복호화부에서 복호화된 주파수 영역의 오디오 신호를 시간영역의 오디오 신호로 복원하는 역 시간/주파수 변환부를 더 구비함이 바람직하다. 상기 무손실복호화부는 오디오데이터의 비트스트림으로부터 골롬파라미터를 획득하는 파라미터획득부; 최상위비트로부터 최하위비트로, 낮은 주파수로부터 높은 주파수의 순서로 복호화할 이진 샘플을 선택하는 샘플선택부; 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산하는 문맥계산부; 상기 콜롬파라미터와 문맥을 이용하여 확률모델을 선택하는 확률모델선택부; 및 상기 선택된 확률모델을 이용하여 산술복호화하는 산술복호화부를 포함하는 것을 특징으로 가진다.
상기 문맥계산부는 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 앞에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 이를 이진화하여 제 1 문맥을 계산하는 제 1 문맥계산부; 및 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 조재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 상기 다수개의 주파수 라인들 중에서 몇 개의 주파수 라인이 중요도를 가지는지의 비율에 소정의 정수값을 곱하여 정수로 나타낸 후 상기 정수를 이용하여 제 2 문맥을 계산하는 제 2 문맥계산부를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 기재된 발명을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 무손실 오디오 부호화/복호화 방법 및 장치를 상세히 설명한다.
오디오 부호화에 있어서, FGS(Fine Grain Scalability)를 제공하고 무손실 오디오 부호화를 위해서는 정수화된 MDCT(Integer Modified Discrete Cosine Transform)를 이용한다. 특히 상기 오디오 신호의 입력샘플 분포가 라플라시안(Laplacian) 분포를 따르면 BPGC(Bit Plane Golomb Coding) 방식이 최적의 압축결과를 보이며, 이는 Golomb 코드와 등가적인 결과를 제공하는 것으로 알려져 있다. Golomb 파라미터는 다음과 같은 과정에 의해 구해질 수 있다.
For(L=0;(N<<L+1))<=A;L++);
을 통해 Golomb 파라미터 L을 구할 수 있으며, Golomb 코드의 특성상 L보다 작은 비트플레인에서는 0 또는 1이 나올 확률을 1/2로 볼 수 있다. 하지만 이러한 결과는 라플라시안 분포일 경우에는 최적이지만 그렇지 않을 경우에는 최적의 압축률을 제공할 수 없다. 따라서 본 발명의 기본 개념은 데이터 분포가 라플라시안 분포를 따르지 않더라도 통계적 분석을 통해 문맥을 이용하여 최적의 압축률을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 무손실 오디오 부호화 장치에 대한 일실시예의 구성을 블록도로 도시한 것으로서, 정수 시간/주파수 변환부(100) 및 무손실부호화부(120)를 포함하여 이루어진다. 상기 정수 시간/주파수 변환부(100)는 시간영역의 오디오 신호를 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호로 변환하며, 바람직하게는 정수 MDCT를 사용한다. 상기 무손실부호화부(120)는 상기 주파수영역의 오디오 신호를 주파수에 따른 비트플레인 데이터로 맵핑하고 상기 비트플레인을 구성하는 이진 샘플을 소정의 문맥을 이용하여 무손실부호화하며, 비트플레인매핑부(200), 파라미터획득부(210), 이진 샘플선택부(220), 문맥계산부 (230), 확률모델선택부(240), 이진 샘플부호화부(250)를 포함하여 이루어진다.
상기 비트플레인 매핑부(200)는 상기 주파수 영역의 오디오신호를 주파수에 따른 비트플레인 데이터로 매핑한다. 도 8과 도 10은 주파수에 따른 비트플레인 데이터로의 매핑된 예를 도시한 것이다.
상기 파라미터획득부(210)는 상기 비트플레인의 최상위비트(MSB)와 골롬파라미터를 획득한다. 상기 이진 샘플선택부(220)는 최상위비트부터 최하위비트(LSB), 낮은 주파수성분부터 높은 주파수 순으로 부호화할 비트플레인 상의 이진 샘플을 선택한다.
상기 문맥계산부(230)는 상기 선택된 이진 샘플에 대해, 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도(significance)를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산한다. 상기 확률모델선택부(240)는 상기 획득된 골롬 파라미터와 상기 계산된 문맥들을 이용하여 확률모델을 선택한다. 상기 이진 샘플부호화부(250)는 상기 선택된 확률모델을 이용하여 상기 이진 샘플을 무손실 부호화한다.
도 3은 본 발명에 의한 무손실 오디오 부호화 장치의 다른 실시예의 구성을 블록도로 도시한 것으로서, 정수 시간/주파수 변환부(300), 스케일링부(310), 손실부호화부(320), 에러매핑부(330), 무손실부호화부(340) 및 멀티플렉서(350)를 포함하여 이루어진다.
상기 정수 시간/주파수 변환부(300)는 시간영역의 오디오 신호를 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호로 변환하며, 바람직하게는 정수 MDCT를 사용한다. 상기 스케일링부(310)는 상기 정수 시간/주파수 변환부(300)의 오디오 주파수 신호를 손실부호화부(320)의 입력신호로 정합시킨다. 상기 정수 시간/주파수 변환부(300)의 출력신호는 정수로 나타내지므로, 상기 손실부호화부(320)의 입력으로 직접 사용될 수 없다. 따라서 상기 스케일링부(310)를 통해 손실부호화부(320)의 입력신호로 사용될 수 있도록 상기 정수 시간/주파수 변환부(300)의 오디오 주파수 신호를 정합시킨다.
상기 손실부호화부(320)는 상기 스케일링된 주파수 신호를 손실 압축 부호화하며, 바람직하게는 AAC core 부호화기를 사용한다. 상기 에러매핑부(330)는 상기 손실부호화된 신호와 상기 정수 시간/주파수 변환부(300)의 신호의 차에 해당하는 에러매핑된 신호를 구한다. 상기 무손실부호화부(340)는 상기 에러매핑된 신호를 문맥(context)을 이용하여 무손실부호화한다. 상기 멀티플렉서(350)는 상기 무손실부호화부(340)의 무손실부호화된 신호와 상기 손실부호화부(320)의 손실부호화된 신호를 다중화하여 비트스트림으로 생성한다.
도 4는 상기 무손실부호화부(340)의 구성을 블록도로 도시한 것으로서, 비트플레인 매핑부(400), 파라미터획득부(410), 이진 샘플선택부(420), 문맥계산부(430), 확률모델선택부(440), 이진 샘플부호화부(450)을 구비한다.
상기 비트플레인 매핑부(400)는 상기 에러매핑부의 에러맵핑된 신호를 주파수에 따른 비트플레인 데이터로 매핑한다. 상기 파라미터획득부(410)는 상기 비트플레인의 최상위비트와 골롬(Golomb) 파라미터를 획득한다. 상기 이진 샘플선택부(420)는 최상위비트부터 최하위비트, 낮은 주파수성분부터 높은 주파수 순으로 부호화할 비트플레인 상의 이진 샘플을 선택한다. 상기 문맥계산부(430)는 상기 선택된 이진 샘플에 대해, 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도(significance)를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산한다. 상기 확률모델선택부(440)는 상기 획득된 골롬 파라미터와 상기 계산된 문맥들을 이용하여 확률모델을 선택한다. 상기 이진 샘플부호화부(450)는 상기 선택된 확률모델을 이용하여 상기 이진 샘플을 무손실 부호화한다.
도 2 및 도 4에 도시된 문맥계산부(230, 430)에서의 상기 이진 샘플의 문맥값을 계산하는 것을 살펴보기로 한다. 본 발명의 일실시예와 관련하여 사용되는 중요도(significance)는 하나의 스펙트럴 성분이 현재까지의 동일한 주파수 라인 상의 비트플레인 상에서 부호화된 이전 샘플들 중에서 한번이라도 1로 부호화 된 경우는 1이며, 한번이라도 1로 부호화 되지 않은 경우에는 0이라고 정의한다. 즉, 중요도(significance)가 1이면 동일한 주파수 라인 상의 비트플레인들 중에서 현재까지 부호화된 이전 샘플이 0이 되며, 중요도(significance)가 0이면 동일한 주파수 라인 상의 비트플레인들 중에서 현재까지 부호화된 이전 샘플이 0이 된다는 것을 의미한다.
문맥계산부(230, 430)가 상기 이진 샘플의 문맥을 계산하는 방법중 하나로 글로벌 문맥 계산이 있다. 글로벌 문맥 계산은 전체의 스펙트럼의 분포를 고려하는 문맥으로, 스펙트럼의 포락선(envelope)의 모양은 주파수축 상에서 빠르게 변하지 않고, 이전까지 포락선(envelope)의 모양과 비슷한 모양을 보이게 되는 것을 이용한 것이다. 글로벌 문맥 계산에 있어서, 상기 문맥계산부(230, 430)는 상기 선택된 이진 샘플의 주파수 라인을 기준으로 상기 선택된 이진 샘플의 주파수 라인 전에 위치하는 각각의 주파수 라인상의 비트플레인들 중에 이미 부호화된 소정의 샘플들을 이용하여 중요도(significance)가 '1'이 나올 확률값을 구하고 상기 확률값에 소정의 정수값을 곱하여 정수로 나타낸 후 상기 정수를 이용하여 상기 이진 샘플의 문맥값을 계산하는 것이다.
문맥계산부(230, 430)가 상기 이진 샘플의 문맥값을 계산하는 방법중 다른 하나로 로컬 문맥 계산이 있다. 로컬 문맥 계산은 주변 인접 이진 샘플의 상관관계를 이용하는 것으로 글로벌 문맥을 이용한 문맥 계산과 마찬가지로 중요도(significance)를 이용하는 것으로, 현재 부호화할 이진 샘플의 일정 N개의 동일한 주파수 상의 비트스트림들상에서 해당하는 샘플의 중요도(significance)를 이진화하고 이를 다시 십진수로 변환하여 문맥을 계산한다. 로컬 문맥 계산에 있어서, 상기 문맥계산부(230, 430)는 상기 선택된 이진 샘플의 주파수 라인을 기준으로 상기 선택된 이진 샘플의 주파수 라인을 전후로 하여 소정 범위내에 존재하는 각각의 주파수 라인상의 비트플레인들 중에 이미 부호화된 소정의 샘플들을 이용하여 중요도(significance)를 각각 구하고 이를 스칼라 값으로 만들어 상기 이진 샘플의 문맥값을 계산하는 것이다. 여기의 계산에서 사용하는 N은 글로벌 문맥 계산에 사용하는 M보다 작은 값을 가진다.
도 5는 도 1에 도시된 본 발명에 의한 무손실오디오 부호화 장치의 일실시에에 대한 동작을 흐름도로 도시한 것으로서, 이를 참조하여 상기 무손실오디오 부호화 장치의 구성을 설명하기로 한다. 먼저, 시간영역의 오디오 신호에 해당하는 PCM 신호가 상기 정수 시간/주파수변환부(100)에 입력되면, 이를 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴(spectral) 신호로 변환한다.(500단계) 여기서는 int MDCT를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 나서 도 8과 도 10에서와 같이 상기 주파수영역의 오디오 신호를 주파수에 따른 비트플레인 신호로 맵핑한다.(520단계) 그 다음에 상기 비트플레인을 구성하는 이진 샘플에 대해, 소정의 문맥을 이용하여 결정된 확률모델을 통해 무손실부호화한다.(540단계)
그리고 도 6은 도 1에 도시된 상기 무손실부호화부(120)의 동작을 흐름도로 도시한 것으로서, 도 6을 참조하여 그 동작을 설명한다.
먼저, 상기 주파수 영역의 오디오 신호가 비트플레인 매핑부(200)에 입력되면, 상기 주파수영역의 오디오 신호를 주파수에 따른 비트플레인 데이터로 매핑한다.(600단계) 또한 Golomb 파라미터 획득부(210)을 통해 비트플레인 별로 최상위비트와 골롬파라미터를 획득한다.(610단계) 그리고 나서 상기 이진 샘플 선택부(220)를 통해 최상위비트부터 최하위비트, 낮은 주파수성분부터 높은 주파수 순으로 부호화할 비트플레인 상의 이진 샘플을 선택한다.(610단계) 상기 선택된 이진 샘플에 대해, 상기 선택된 이진샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도(significance)를 이용하여 상기 이진 샘플 선택부(220)에서 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산한다.(620단계) 상기 Golomb 파라미터 획득부(210)에서 구해진 골롬(Golomb) 파라미터와 상기 문맥계산부(230)에서 계산된 문맥들을 이용하여 확률모델을 선택한다.(630단계) 상기 확률모델 선택부(240)에서 선택된 확률모델을 이용하여 상기 이진 샘플을 무손실 부호화한다.(640단계)
도 7은 도 3에 도시된 본 발명에 의한 무손실오디오 부호화 장치의 다른 실시에에 대한 동작을 흐름도로 도시한 것으로서, 이를 참조하여 상기 무손실오디오 부호화 장치의 다른 실시예에 대한 동작을 설명하기로 한다. 먼저, 정수 시간/주파수 변환부(300)를 통해 시간영역의 오디오 신호를 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴(spectral) 신호로 변환한다.(710단계)
그리고 나서 상기 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호는 상기 스케일링부(310)에서 스켈일링되어 손실부호화부(320)의 입력신호로 사용될 수 있도록 정합된다.(720단계) 상기 스케일링부(310)에서 스케일링된 주파수 신호는 손실압축부호화부(320)에서 손실 압축 부호화한다.(730단계) 상기 손실압축 부호화는 AAC Core 부호화기에 의해 수행됨이 바람직하다.
상기 손실부호화부(320)에서 손실부호화된 데이터와 상기 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호의 차에 해당하는 에러매핑된 신호가 에러매핑부(330)에서 구해진다.(740단계) 상기 에러매핑된 신호는 무손실부호화부(340)에서 문맥을 이용하여 무손실부호화된다.(750단계)
상기 무손실부호화부(340)에서 무손실부호화된 신호와 상기 손실부호화부(320)에서 손실부호화된 신호는 멀티플렉서(350)에서 다중화되여 비트스트림으로 생성된다.(760단계) 상기 무손실 부호화(750단계)는 에러매핑된 신호를 주파수에 따른 비트플레인 데이터로 매핑한다. 그리고 나서 최상위비트(MSB)와 골롬파라미터를 구하는 과정 이후는 도 6과 동일하므로 설명을 생략한다.
일반적으로 MDCT에 의한 spectral leakage로 인해 주파수축상의 주변 샘플들의 상관관계(correlation)가 존재하게 된다. 즉 인접 샘플의 값이 X이면 현재 샘플의 값이 X부근의 값일 확률이 매우 높다는 것이다. 이에 주변 인접 샘플을 문맥으로 선택하면 상기 상관관계를 이용하여 압축률 향상을 꾀할 수 있다.
또한 비트플레인의 값은 하위 샘플의 확률분포에 상관관계가 높은 것을 통계분석을 통해 알 수 있으며 이에 주변 인접 샘플을 문맥으로 선택하면 상관관계를 이용하여 압축률 향상을 꾀할 수 있다.
이하에서는 문맥을 계산하는 방식을 설명하기로 한다.
도 8은 문맥 계산부에서 글로벌 문맥을 이용하여 문맥을 구하는 도표이다. 점선으로 표시된 부분을 이용하여 이미 부호화된 샘플들로부터 현재 샘플의 확률분포를 계산한다. 도 9는 문맥 계산부에서 글로벌 문맥을 이용하여 문맥을 계산시 "1"이 나타날 확률을 나타내는 그래프이다.
도 8을 살펴보면, 양쪽방향의 사선으로 그어있는 박스안에 있는 심볼을 부호화한다고 가정하자. 글로벌 문맥은 도 8에서 타원 점선으로 이루어진 것으로 표시된다. 도 9를 살펴보면, 다른 두개의 형태의 문맥은 골롬 문맥(Context 1) = 1, 로컬 문맥(Context 2) = 0 으로 고정되어 있다. 그래프에서 BPGC를 이용한 문맥 계산에 있어서는 "1" 이 나타날 확률이 일정하게 유지되고 있는 반면에, 글로벌 문맥을 이용한 문맥 계산에 있어서는 문맥 인덱스(Context index)가 점점 높아지면서 1이 나타날 확률이 점점 증가하는 것을 볼 수 있다.
도 10는 문맥 계산부에서 로컬 문맥을 이용하여 문맥을 구하는 도표이다. 도 11은 문맥 계산부에서 로컬 문맥을 이용하여 문맥을 계산시 "1"이 나타날 확률을 나타내는 그래프이다.
도 10를 살펴보면, 로컬 문맥은 3개의 이웃하는 주파수 라인상에서 중요도(significance)를 구한다. 비트 패턴은 0에서 7까지의 범위(즉, 이진수로 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111) 내에서 심볼의 확률을 매핑시킨다. 로컬 문맥은 도 10에서 보여지는 바와 같이 세개로 나뉘어진 점선으로 표시된 부분을 이용하여 이미 부호화된 샘플들로부터 현재 샘플의 확률분포를 계산한다. 여기에서, 현재 부호화에서 1이 나타날 확률은 상기에서 살펴본 바와 같이 0에서 7까지의 범위내에 있어 비트 패턴[0,1,1]과 같이 세개의 값에 의하여 결정되어 진다. 도 11을 살펴보면, 다른 두개의 문맥이 골롬 문맥(Context 1) = 1, 글로벌 문맥(Context=2) = 4 로 고정되어 있는 경우에 로컬 문맥을 이용하여 문맥을 계산시 "1"이 나타날 확률을 나타낸다. 여기에서, BPGC를 이용하는 경우에 1이 나타날 확률은 일정하게 고정되어 있는 반면에, 글로벌 문맥을 이용하여 문맥을 계산함에 있어서는 앞 부분에서는 1이 나타날 확률이 BPGC를 이용하는 경우보다 높은 반면에, 뒷 부분에서는 1이 나타날 확률이 BPGC를 이용하는 경우보다 낮은 것을 알 수 있다.
실제 부호화하는 예를 들어 보면, 글로벌 문맥을 계산하기 위해 부호화하기 위한 주변의 10개의 샘플 중에서 5개가 중요도(significance) "1" 을 가지고 있다면, 확률은 0.5이며 이를 8의 값으로 스케일링하면 4라는 값이 된다. 그럼으로써, 글로벌 문맥은 4가 된다. 그리고, 로컬 문맥을 계산하기 위해 앞뒤의 2개의 샘플의 중요도(significance)를 체크하는 경우, i-2 번째 샘플이 1, i-1 번째 샘플이 0, i+1 번째 샘플이 0, i+2번째 샘플이 1일 경우 이진화하면 1001이 되며 십진수로는 9가 된다. 현재 부호화할 데이터들의 골룸 파라미터(Golomb parameter)가 4라고 하면 골룸 파라미터(Context 1) = 4, 글로벌 문맥(Context 2) = 4, 로컬 문맥(Context 3) = 9 가 된다. 이와 같은 골룸 파라미터, 글로벌 문맥, 로컬 문맥을 이용하여 확률모델을 선택하게 된다. 확률모델은 구현에 따라 다르지만 그 중의 한 구현 방법은 삼차원 배열을 두어 Prob[Golomb][Context1][Context2]로 하여 표현할 수 있다.
이렇게 구해진 확률모델을 통해 무손실 부호화를 수행하게 된다. 상기 무손실 부호화의 대표적인 것으로는 산술보호화가 사용될 수 있다.
도 12a 내지 도 12d는 4개의 실험 조건에 따라서 RM1, 로컬 문맥 및 글로벌 문맥에서의 크기, 압축비 및 개선효과를 나타낸 도표이다.
도 12a 에서는 48kHz, 16bits/sample, 2Channels 의 실험 조건에서, 도 12b 에서는 48kHz, 24bits/sample, 2Channels 의 실험 조건에서, 도 12c 에서는 96kHz, 24bits/sample, 2Channels 의 실험 조건에서, 도 12d 에서는 192kHz, 24bits/sample, 2Channels 의 실험 조건에서 각각 RM1, 로컬 문맥 및 글로벌 문맥에서의 크기, 압축비 및 개선효과를 나타낸 것이다.
표 1은 RM1과 로컬 문맥 모드에서 상기 4개의 실험조건에 대한 개선효과의 평균을 나타낸다.
| RM1 + 로컬 문맥 모드 | 48 kHz | 96 kHz | 192 kHz |
| 16 bit | 1.0571 % | ||
| 24 bit | 0.1479 % | 0.7478 % | 1.1710 % |
표 2는 RM1과 글로벌 문맥 모드에서 상기 4개의 실험조건에 대한 개선효과의 평균을 나타낸다.
| RM1 + 글로벌 문맥 모드 | 48kHz | 96kHz | 192kHz |
| 16 bit | 1.2065 % | ||
| 24 bit | 0.2155 % | 0.8374 % | 1.2604 % |
표 3은 RM1과 비교하여 로컬 문맥 모드와 글로벌 문맥 모드에 대한 압축비, 개선 및 개선비의 평균을 나타낸다.
| RM1 | 로컬 문맥 모드 | 글로벌 문맥 모드 | |
| 전 체 크 기 | 340245504 | 337740460 | 337437581 |
| 압 축 비 | 2.0061 | 2.0210 | 2.0228 |
| 개 선 | 0.0149 | 0.0167 | |
| 개 선 비 (%) | 0.7417 % | 0.8321 % |
도 13a 내지 도 13d는 4개의 실험 조건에 따라서 RM2, 로컬 문맥 및 글로벌 문맥에서의 크기, 압축비 및 개선효과를 나타낸 도표이다.
도 13a 에서는 48kHz, 16bits/sample, 2Channels 의 실험 조건에서, 도 13b 에서는 48kHz, 24bits/sample, 2Channels 의 실험 조건에서, 도 13c 에서는 96kHz, 24bits/sample, 2Channels 의 실험 조건에서, 도 13d 에서는 192kHz, 24bits/sample, 2Channels 의 실험 조건에서 각각 RM2, 로컬 문맥 및 글로벌 문맥에서의 크기, 압축비 및 개선효과를 나타낸 것이다.
표 4는 RM2와 로컬 문맥 모드에서 상기 4개의 실험조건에 대한 개선효과의 평균을 나타낸다.
| RM2 + 로컬 문맥 모드 | 48 kHz | 96 kHz | 192 kHz |
| 16 bit | 0.4606 % | ||
| 24 bit | 0.2079 % | 0.4447 % | 0.6330 % |
표 5는 RM2와 글로벌 문맥 모드에서 상기 4개의 실험조건에 대한 개선효과의 평균을 나타낸다.
| RM2 + 글로벌 문맥 모드 | 48 kHz | 96 kHz | 192 kHz |
| 16 bit | 0.6090 % | ||
| 24 bit | 0.2717 % | 0.5341 % | 0. 7222 % |
표 6은 RM2와 비교하여 로컬 문맥 모드와 글로벌 문맥 모드에 대한 압축비, 개선 및 개선비의 평균을 나타낸다.
| RM2 | 로컬 문맥 모드 | 글로벌 문맥 모드 | |
| 전 체 크 기 | 338754588 | 337289489 | 336986769 |
| 압 축 비 | 2.0149 | 2.0237 | 2.0255 |
| 개 선 | 0.0088 | 0.0088 | 0.0106 |
| 개 선 비 (%) | 0.4401 % | 0.4344 % | 0.5246 % |
도 14는 본 발명의 일실시예에 대하여 문맥 기반 코딩을 위한 슈도우 코드(pseudo code)를 나타낸다.
한편 이하에서는, 본 발명에 의한 무손실 오디오 복호화 장치 및 방법을 설명하기로 한다.
도 15는 본 발명에 의한 무손실 오디오 복호화 장치의 일실시예에 대한 구성을 블록도로 도시한 것으로서, 파라미터 획득부(1500), 샘플선택부(1510), 문맥계산부(1520), 확률모델선택부(1530), 산술복호화부(1540)를 포함하여 이루어진다.
상기 파라미터 획득부(1500)는 오디오데이터의 비트스트림이 입력되면, 상기 비트스트림으로부터 최상위비트(MSB)와 골롬(Golomb)파라미터를 구한다. 상기 샘플선택부(1510)는 최상위비트(MSB)로부터 최하위비트(LSB)로, 낮은 주파수로부터 높은 주파수의 순서로 복호화할 이진 샘플을 선택한다.
상기 문맥계산부(1520)는 이미 복호화된 샘플들을 이용하여 소정의 문맥을 계산하며, 도 10에 도시된 바와 같이 제1문맥계산부(1600) 및 제2문맥계산부(1620)를 포함하여 이루어진다. 제 1 문맥계산부(1600)은 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 앞에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 이를 이진화하여 제 1 문맥을 계산한다. 제 2 문맥계산부(1620)는 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 조재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 상기 다수개의 주파수 라인들 중에서 몇 개의 주파수 라인이 중요도를 가지는지의 비율에 소정의 정수값을 곱하여 정수로 나타낸 후 상기 정수를 이용하여 제 2 문맥을 계산한다.
상기 확률모델선택부(1530)는 상기 파라미터 획득부(1500)의 Golomb 파라미터와 상기 문맥계산부(1520)에서 계산된 문맥을 이용하여 확률모델을 선택한다. 상기 산술복호화부(1540)는 상기 확률모델선택부(1530)에서 선택된 확률모델을 이용하여 산술복호화한다.
도 17은 본 발명에 의한 무손실 오디오 복호화 장치의 다른 실시예에 대한 구성을 블록도로 도시한 것으로서, 역다중화부(1700), 손실복호화부(1710), 무손실복호화부(1720), 오디오신호 합성부(1730), 역 정수 시간/주파수변환부(1740)를 포함하여 이루어지고, 역 시간/주파수 변환부(1750)를 더 구비함이 바람직하다.
상기 역다중화부(1700)는 오디오 비트스트림이 입력되면 상기 오디오 비트스트림을 역다중화(demultiplex)하여, 상기 비트스트림이 부호화될 때 사용된 소정의 손실부호화 방식에 의해 형성된 손실비트스트림과 상기 에러데이터의 에러비트스트림을 추출한다.
상기 손실복호화부(1710)는 상기 역다중화부(1700)에서 추출된 손실비트스트림을 상기 비트스트림이 부호화될 때 사용된 소정의 손실 부호화 방식에 대응되는 소정의 손실 복호화 방식에 의해 손실복호화한다. 상기 무손실복호화부(1720)는 상기 역다중화부(1700)에서 추출된 에러비트스트림을 역시 무손실부호화에 대응되는 무손실복호화방식에 의해 무손실 복호화한다.
상기 오디오신호 합성부(1730)는 상기 복호화된 손실비트스트림과 에러비트스트림을 합성하여 주파수 스펙트럴 신호로 복원한다. 상기 역 정수 시간/주파수변환부(1740)는 상기 오디오신호 합성부(1730)에서 복원된 주파수 스펙트럴 신호를 역 정수 시간/주파수변환하여 시간영역의 오디오 신호를 복원한다.
그리고 상기 역 시간/주파수 변환부(1750)는 상기 손실복호화부(1710)에서 복호화된 주파수 영역의 오디오 신호를 시간영역의 오디오 신호로 복원하며, 이렇게 복원된 신호는 손실 복호화된 신호이다.
도 18은 상기 무손실복호화부(1720)의 구성을 블록도로 도시한 것으로서, 파라미터획득부(1800), 샘플선택부(1810), 문맥계산부(1820), 확률모델선택부(1830), 산술복호화부(1840)를 포함하여 이루어진다.
상기 파라미터획득부(1800)는 오디오데이터의 비트스트림으로부터 최상위비트(MSB) 및 Golomb 파라미터를 획득한다. 상기 샘플선택부(1810)는 최상위비트로부터 최하위비트로, 낮은 주파수로부터 높은 주파수의 순서로 복호화할 이진 샘플을 선택한다.
상기 문맥계산부(1820)는 이미 복호화된 샘플들을 이용하여 소정의 문맥을 계산하며, 제1문맥계산부와 제2문맥계산부를 구비한다. 제 1 문맥계산부(1600)은 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 앞에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 이를 이진화하여 제 1 문맥을 계산한다. 제 2 문맥계산부(1620)는 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 조재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 상기 다수개의 주파수 라인들 중에서 몇 개의 주파수 라인이 중요도를 가지는지의 비율에 소정의 정수값을 곱하여 정수로 나타낸 후 상기 정수를 이용하여 제 2 문맥을 계산한다.
상기 확률모델선택부(1830)는 상기 콜롬파라미터와 문맥을 이용하여 확률모델을 선택한다. 상기 산술복호화부(1840)는 상기 선택된 확률모델을 이용하여 산술복호화한다.
도 19는 도 15에 도시된 본 발명에 의한 무손실오디오 복호화 장치의 일실시예에 대한 동작을 흐름도로 도시한 것으로서, 이를 참조하여 상기 무손실오디오 복호화 장치의 구성을 설명하기로 한다.
먼저, 오디오데이터의 비트스트림이 파라미터획득부(1500)에 입력되면, 상기 오디오 데이터의 비트스트림으로부터 골롬파라미터를 획득한다.(1900단계) 그리고 나서 샘플선택부(1510)를 통해 최상위비트로부터 최하위비트로, 낮은 주파수로부터 높은 주파수의 순서로 복호화할 이진 샘플을 선택한다.(1910단계)
상기 샘플선택부(1510)에서 복호화할 샘플이 선택되면, 문맥계산부(1520)를 통해 이미 복호화된 샘플들을 이용하여 소정의 문맥을 계산한다.(1920단계) 여기서 상기 문맥은 제1문맥과 제2문맥으로 이루어지며, 도 16에 도시된 바와 같이 제 1 문맥계산부(1600)는 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 앞에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 이를 이진화하여 제 1 문맥을 계산한다. 그리고, 제 2 문맥계산부(1620)는 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 조재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 상기 다수개의 주파수 라인들 중에서 몇 개의 주파수 라인이 중요도를 가지는지의 비율에 소정의 정수값을 곱하여 정수로 나타낸 후 상기 정수를 이용하여 제 2 문맥을 계산한다.
그리고 나서 상기 확률모델 선택부(1530)를 통해 상기 Golomb 파라미터와 상기 제1문맥과 제2문맥을 이용하여 확률모델을 선택한다.(1930단계) 상기 확률모델 선택부(1530)에서 확률모델이 선택되면, 상기 선택된 확률모델을 이용하여 산술복호화한다.(1940단계) 상기 1910단계 내지 1940단계를 모든 샘플이 복호화될 때까지 반복 수행한다.(1950단계)
도 20은 도 17에 도시된 본 발명에 의한 무손실오디오 복호화 장치의 다른 실시예에 대한 동작을 흐름도로 도시한 것으로서, 이를 참조하여 상기 무손실오디오 복호화 장치의 동작을 설명하기로 한다.
손실부호화된 오디오데이터와, 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴(spectral) 신호의 차를 에러데이터라 정의하기로 한다. 먼저 오디오 비트스트림이 역다중화부(1700)에 입력되면, 상기 비트스트림을 역다중화(demultiplex)하여 소정의 손실부호화를 통해 생성된 손실비트스트림과 상기 에러데이터의 에러비트스트림을 추출한다.(2000단계)
상기 추출된 손실비트스트림은 손실복호화부(1710)에 입력되어, 부호화시의 손실부호화에 대응되는 소정의 손실복호화 방식에 의해 손실복호화한다.(2010단계) 또한 상기 추출된 에러비트스트림은 무손실복호화부(1720)에 입력되어 무손실복호화한다.(2020단계) 상기 무손실복호화(2020단계)의 보다 상세한 과정은 도 19에 도시된 것과 동일하다.
상기 손실복호화부(1710)에서 손실 복호화된 손실비트스트림과 상기 무손실복호화부(1720)에서 무손실 복호화된 에러비트스트림을 오디오신호 합성부(1730)로 입력시켜 주파수 스펙트럴(spectral) 신호로 복원한다.(2030단계) 상기 주파수 스펙트럴 신호는 상기 역 정수 시간/주파수변환부(1740)에 입력되어 시간영역의 오디오 신호를 복원된다.(2040단계)
본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터(정보 처리 기능을 갖는 장치를 모두 포함한다)가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 의한 무손실 오디오 부호화/복호화 방법 및 장치에 의하면, 무손실 오디오 부호화/복호화에 있어서 입력의 분포에 관계없이 글로벌 문맥과 로컬 문맥을 이용한 통계적인 분포로 만들어진 모델을 통해 최적의 성능을 제공한다. 또한, 정수 MDCT 계수가 라플라시안 분포를 한다는 가정에 관계없이 최적의 압축률을 제공하고, 문맥기반 부호화 방식을 통하여 BPGC보다 우월한 압축률을 제공한다.
도 1은 본 발명에 의한 무손실 오디오 부호화 장치에 대한 일실시예의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 2는 무손실부호화부의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 무손실 오디오 부호화 장치의 다른 실시예의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 4는 상기 도 3의 무손실부호화부의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 5는 도 1에 도시된 본 발명에 의한 무손실오디오 부호화 장치의 일실시에에 대한 동작을 흐름도로 도시한 것이다.
도 6은 도 1에 도시된 무손실부호화부의 동작을 흐름도로 도시한 것이다.
도 7은 도 3에 도시된 본 발명에 의한 무손실오디오 부호화 장치의 다른 실시에에 대한 동작을 흐름도로 도시한 것이다.
도 8은 문맥 계산부에서 글로벌 문맥을 나타내는 도표이다.
도 9는 문맥 계산부에서 글로벌 문맥 계산시 1의 나타낼 확률을 나타내는 그래프이다.
도 10는 문맥 계산부에서 로컬 문맥을 나타내는 도표이다.
도 11은 문맥 계산부에서 로컬 문맥 계산시 1의 나타낼 확률을 나타내는 그래프이다.
도 12a 내지 도 12d는 4개의 실험 조건에 따라서 RM1, 로컬 문맥 및 글로벌 문맥에서의 크기, 압축비 및 개선효과를 나타낸 도표이다.
도 13a 내지 도 13d는 4개의 실험 조건에 따라서 RM2, 로컬 문맥 및 글로벌 문맥에서의 크기, 압축비 및 개선효과를 나타낸 도표이다.
도 14는 본 발명인 문맥 기반 코딩을 위한 슈도우 코드(pseudo code)의 하나의 형태를 나타낸다.
도 15는 본 발명에 의한 무손실 오디오 복호화 장치의 일실시예에 대한 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 16은 도 15에 도시된 문맥계산부의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 17은 본 발명에 의한 무손실 오디오 복호화 장치의 다른 실시예에 대한 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 18는 무손실복호화부의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 19은 도 15에 도시된 본 발명에 의한 무손실오디오 복호화 장치의 일실시예에 대한 동작을 흐름도로 도시한 것이다.
도 20은 도 15에 도시된 본 발명에 의한 무손실오디오 복호화 장치의 다른 일실시예에 대한 동작을 흐름도로 도시한 것이다.
Claims (27)
- 시간영역의 오디오 신호를 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호로 변환하는 단계;상기 주파수영역의 오디오 신호를 주파수에 따른 비트플레인 신호로 맵핑하는 단계;비트플레인 별로 최상위비트와 골롬파라미터를 획득하는 단계;최상위비트부터 최하위비트, 낮은 주파수 성분부터 높은 주파수 성분 순으로 부호화할 비트플레인 상의 이진 샘플을 선택하는 단계;상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산하는 단계;상기 획득된 골롬 파라미터와 상기 계산된 문맥들을 이용하여 확률모델을 선택하는 단계; 및상기 선택된 확률모델을 이용하여 상기 이진 샘플을 무손실 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 부호화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 중요도(significance)는상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상에서 이미 부호화된 비트플레인들에에 '1'이 하나라도 존재하면 문맥값을 '1'로 하고, '1'이 하나라도 존재하지 않으면 문맥값을 '0'으로 하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 부호화 방법.
- (a) 시간영역의 오디오 신호를 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호로 변환하는 단계;(b) 상기 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호를 스케일링을 통해 손실부호화기의 입력신호로 정합시키는 단계;(c) 상기 스케일링된 주파수 신호를 손실 압축 부호화하는 단계;(d) 상기 손실부호화된 데이터와 상기 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호의 차에 해당하는 에러매핑된 신호를 구하는 단계;(e) 상기 에러매핑된 신호를 상기 에러매핑된 신호가 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 기초로 구한 문맥을 이용하여 무손실부호화하는 단계; 및(f) 상기 무손실부호화된 신호와 상기 손실부호화된 신호를 다중화하여 비트스트림으로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 부호화 방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 (e)단계는(e1) 상기 (d)단계의 에러맵핑된 신호를 주파수에 따른 비트플레인 데이터로 매핑하는 단계;(e2) 상기 비트플레인의 최상위비트와 골롬파라미터를 획득하는 단계;(e3) 최상위비트부터 최하위비트, 낮은 주파수성분부터 높은 주파수 순으로 부호화할 비트플레인 상의 이진 샘플을 선택하는 단계;(e4) 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산하는 단계;(e5) 상기 획득된 골롬 파라미터와 상기 계산된 문맥들을 이용하여 확률모델을 선택하는 단계; 및(e6) 상기 선택된 확률모델을 이용하여 상기 이진 샘플을 무손실 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 부호화 방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 (e4)단계는상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 앞에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 이를 이진화하여 상기 이진 샘플의 문맥값을 계산하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 부호화 방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 (e4)단계는상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 조재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 상기 다수개의 주파수 라인들 중에서 몇 개의 주파수 라인이 중요도를 가지는지의 비율에 소정의 정수값을 곱하여 정수로 나타낸 후 상기 정수를 이용하여 문맥값을 계산하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 부호화 방법.
- 시간영역의 오디오 신호를 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호로 변환하는 정수 시간/주파수 변환부;상기 주파수 영역의 오디오신호를 주파수에 따른 비트플레인 데이터로 매핑하는 비트플레인 매핑부;상기 비트플레인의 최상위비트와 골롬파라미터를 획득하는 파라미터획득부;최상위비트부터 최하위비트, 낮은 주파수성분부터 높은 주파수 순으로 부호화할 비트플레인 상의 이진 샘플을 선택하는 이진 샘플선택부;상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산하는 문맥계산부;상기 획득된 골롬 파라미터와 상기 계산된 문맥들을 이용하여 확률모델을 선택하는 확률모델선택부; 및상기 선택된 확률모델을 이용하여 상기 이진 샘플을 무손실 부호화하는 이진 샘플부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 부호화 장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 정수 시간/주파수 변환부는정수 MDCT 인 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 부호화 장치.
- 시간영역의 오디오 신호를 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호로 변환하는 정수 시간/주파수 변환부;상기 정수 시간/주파수 변환부의 오디오 주파수 신호를 손실부호화부의 입력신호로 정합시키는 스케일링부;상기 스케일링된 주파수 신호를 손실 압축 부호화하는 손실부호화부;상기 손실부호화된 신호와 상기 정수 시간/주파수 변환부의 신호의 차를 구하는 에러맵핑부;상기 에러맵핑된 신호를 상기 에러매핑된 신호가 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 기초로 구한 문맥을 이용하여 무손실부호화하는 무손실부호화부; 및상기 무손실부호화된 신호와 상기 손실부호화된 신호를 다중화하여 비트스트림으로 생성하는 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 부호화 장치.
- 제 9 항에 있어서, 상기 무손실부호화부는상기 에러맵핑부의 에러맵핑된 신호를 주파수에 따른 비트플레인 데이터로 매핑하는 비트플레인 매핑부;상기 비트플레인의 최상위비트와 골롬파라미터를 획득하는 파라미터획득부;최상위비트부터 최하위비트, 낮은 주파수성분부터 높은 주파수 순으로 부호화할 비트플레인 상의 이진 샘플을 선택하는 이진 샘플선택부;상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산하는 문맥계산부;상기 획득된 골롬 파라미터와 상기 계산된 문맥들을 이용하여 확률모델을 선택하는 확률모델선택부; 및상기 선택된 확률모델을 이용하여 상기 이진 샘플을 무손실 부호화하는 이진 샘플부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 부호화 장치.
- 제 10 항에 있어서, 상기 문맥계산부는상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 앞에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 이를 이진화하여 상기 이진 샘플의 문맥값을 계산하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 부호화 장치.
- 제 10 항에 있어서, 상기 문맥계산부는상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 조재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 상기 다수개의 주파수 라인들 중에서 몇 개의 주파수 라인이 중요도를 가지는지의 비율에 소정의 정수값을 곱하여 정수로 나타낸 후 상기 정수를 이용하여 문맥값을 계산하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 부호화 장치.
- 오디오데이터의 비트스트림으로부터 골롬파라미터를 획득하는 단계;최상위비트로부터 최하위비트로, 낮은 주파수로부터 높은 주파수의 순서로 복호화할 이진 샘플을 선택하는 샘플선택단계;상기 복호화할 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 복호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 복호화할 이진 샘플의 문맥을 계산하는 문맥계산단계;상기 골롬파라미터와 문맥을 이용하여 확률모델을 선택하는 확률모델선택단계;상기 선택된 확률모델을 이용하여 산술복호화하는 산술복호화단계; 및모든 샘플이 복호화될 때까지 상기 샘플선택단계 내지 산술복호화단계를 반복 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 복호화 방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 문맥계산단계는복호화할 샘플이 속한 주파수 라인보다 앞에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상에서 이미 복호화된 비트플레인들의 샘플들의 중요도를 이용하여 제 1 문맥을 계산하는 단계; 및복호화할 샘플이 속한 주파수 라인 주위에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상에서 이미 복호화된 비트플레인들의 샘플들의 중요도를 이용하여 제 2 문맥을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 복호화 방법.
- 손실부호화된 오디오데이터와, 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호의 차를 에러데이터라 할 때,(aa) 오디오 비트스트림을 역다중화하여 소정의 손실부호화된 손실비트스트림과 상기 에러데이터의 에러비트스트림을 추출하는 단계;(bb) 상기 추출된 손실비트스트림을 소정의 손실복호화하는 단계;(cc) 상기 추출된 에러비트스트림을 복호화할 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들에서 이미 복호화된 비트플레인 샘플들의 중요도를 기초로 한 문맥을 이용하여 무손실복호화하는 단계;(dd) 상기 복호화된 손실비트스트림과 에러비트스트림을 이용하여 주파수 스펙트럴 신호로 복원하는 단계; 및(ee) 상기 주파수 스펙트럴 신호를 역 정수 시간/주파수변환하여 시간영역의 오디오 신호를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 복호화 방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 (cc) 단계는(cc1) 오디오데이터의 비트스트림으로부터 골롬파라미터를 획득하는 단계;(cc2) 최상위비트로부터 최하위비트로, 낮은 주파수로부터 높은 주파수의 순서로 복호화할 이진 샘플을 선택하는 단계;(cc3) 상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산하는 단계;(cc4) 상기 콜롬파라미터와 문맥을 이용하여 확률모델을 선택하는 단계;(cc5) 상기 선택된 확률모델을 이용하여 산술복호화하는 단계; 및(cc6) 모든 샘플이 복호화될 때까지 상기 (cc2)단계 내지 (cc5)단계를 반복 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 복호화 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 (cc3)단계는상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 앞에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 이를 이진화하여 제 1 문맥을 계산하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 복호화 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 (cc3)단계는상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 조재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 상기 다수개의 주파수 라인들 중에서 몇 개의 주파수 라인이 중요도를 가지는지의 비율에 소정의 정수값을 곱하여 정수로 나타낸 후 상기 정수를 이용하여 제 2 문맥을 계산하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 복호화 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 (cc3)단계는상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 앞에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 이를 이진화하여 제 1 문맥을 계산하는 단계; 및상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 조재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 상기 다수개의 주파수 라인들 중에서 몇 개의 주파수 라인이 중요도를 가지는지의 비율에 소정의 정수값을 곱하여 정수로 나타낸 후 상기 정수를 이용하여 제 2 문맥을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 복호화 방법.
- 오디오데이터의 비트스트림으로부터 골롬파라미터를 획득하는 파라미터 획득부;최상위비트로부터 최하위비트로, 낮은 주파수로부터 높은 주파수의 순서로 복호화할 이진 샘플을 선택하는 샘플선택부;상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산하는 문맥계산부;상기 파라미터 획득부의 콜롬파라미터와 상기 문맥계산부의 문맥을 이용하여 확률모델을 선택하는 확률모델선택부; 및상기 선택된 확률모델을 이용하여 산술복호화하는 산술복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 복호화 장치.
- 제 20 항에 있어서, 상기 문맥계산부는상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 앞에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 이를 이진화하여 제 1 문맥을 계산하는 제 1 문맥계산부; 및상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 조재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 상기 다수개의 주파수 라인들 중에서 몇 개의 주파수 라인이 중요도를 가지는지의 비율에 소정의 정수값을 곱하여 정수로 나타낸 후 상기 정수를 이용하여 제 2 문맥을 계산하는 제 2 문맥계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 복호화 장치.
- 손실부호화된 오디오데이터와, 정수값을 갖는 주파수 영역의 오디오 스펙트럴 신호의 차를 에러데이터라 할 때,오디오 비트스트림을 역다중화하여 소정의 손실부호화된 손실비트스트림과 상기 에러데이터의 에러비트스트림을 추출하는 역다중화부;상기 추출된 손실비트스트림을 소정의 손실복호화하는 손실복호화부;상기 추출된 에러비트스트림을 복호화할 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들에서 이미 복호화된 비트플레인 샘플들의 중요도를 기초로 한 문맥을 이용하여 무손실복호화하는 무손실복호화부;상기 복호화된 손실비트스트림과 에러비트스트림을 합성하여 주파수 스펙트럴 신호로 복원하는 오디오신호 합성부; 및상기 복원된 주파수 스펙트럴 신호를 역 정수 시간/주파수변환하여 시간영역의 오디오 신호를 복원하는 역 정수 시간/주파수변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 복호화 장치.
- 제 22 항에 있어서, 상기 손실복호화부는AAC 복호화부인 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 복호화 장치.
- 제 22 항에 있어서,상기 손실복호화부에서 복호화된 주파수 영역의 오디오 신호를 시간영역의 오디오 신호로 복원하는 역 시간/주파수 변환부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 복호화 장치.
- 제 22 항에 있어서, 상기 무손실복호화부는오디오데이터의 비트스트림으로부터 골롬파라미터를 획득하는 파라미터획득부;최상위비트로부터 최하위비트로, 낮은 주파수로부터 높은 주파수의 순서로 복호화할 이진 샘플을 선택하는 샘플선택부;상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 존재하는 다수개의 주파수 라인들 각각에 대하여 이미 부호화된 비트플레인들의 중요도를 이용하여 상기 선택된 이진 샘플의 문맥을 계산하는 문맥계산부;상기 콜롬파라미터와 문맥을 이용하여 확률모델을 선택하는 확률모델선택부; 및상기 선택된 확률모델을 이용하여 산술복호화하는 산술복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 복호화 장치.
- 제 25 항에 있어서, 상기 문맥계산부는상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 앞에 존재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 이를 이진화하여 제 1 문맥을 계산하는 제 1 문맥계산부; 및상기 선택된 이진 샘플이 속한 주파수 라인 주변에 조재하는 다수개의 주파수 라인들에서 각각의 동일한 주파수 라인들상의 이미 부호화된 비트플레인들 샘플들의 중요도를 구하고 상기 다수개의 주파수 라인들 중에서 몇 개의 주파수 라인이 중요도를 가지는지의 비율에 소정의 정수값을 곱하여 정수로 나타낸 후 상기 정수를 이용하여 제 2 문맥을 계산하는 제 2 문맥계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 오디오 복호화 장치.
- 제 1 항 내지 제 6 항, 제 13 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 기재된 발명을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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