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KR100617700B1 - 통신 단말기를 위한 3차원 입체음향 재생 장치 및 방법 - Google Patents

통신 단말기를 위한 3차원 입체음향 재생 장치 및 방법 Download PDF

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KR100617700B1
KR100617700B1 KR1020030081269A KR20030081269A KR100617700B1 KR 100617700 B1 KR100617700 B1 KR 100617700B1 KR 1020030081269 A KR1020030081269 A KR 1020030081269A KR 20030081269 A KR20030081269 A KR 20030081269A KR 100617700 B1 KR100617700 B1 KR 100617700B1
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김재현
김용석
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에서 3차원 입체음향 효과를 가지는 사운드 데이터를 재생이 가능하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 이동통신 단말기를 위한 3차원 입체음향 재생 장치는, 3차원 입체음향 효과를 가지는 사운드 데이터를 MP3 또는 AAC 포맷으로 저장하는 메모리와, 착신 호 발생시 또는 사용자에 의한 재생 요구시, 상기 사운드 데이터를 상기 메모리로부터 읽어내어 MP3 또는 AAC 디코딩 방식에 따라 디코딩하여 아날로그 신호의 형태로 출력하는 음향 처리부와, 상기 아날로그 신호를 증폭하여 가청음 형태로 출력하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명은 3차원 입체음향 효과와 음악의 지각적 성능이 우수하고, 데이터 저장용 메모리에 필요한 용적과 제조비용 및 다운로드 비용 등을 크게 절감할 수 있다.
3D SOUND, SOUND DATA, MP3, AAC, MP4

Description

통신 단말기를 위한 3차원 입체음향 재생 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PLAYING THREE-DIMENSIONAL SOUND IN COMMUNICATION TERMINAL}
도 1은 전형적인 이동통신 단말기의 음향신호 재생장치를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신 단말기의 음향신호 재생장치를 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기에서의 음향 재생 동작을 나타낸 흐름도.
본 발명은 이동통신 단말기에 관한 것으로서, 특히 이동통신 단말기에서 3차원 입체음향 효과를 가지는 사운드 데이터를 재생이 가능하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
대표적인 통신단말기인 셀룰라(Cellular) 폰이나 PCS(Personal Communication Services) 폰과 같은 휴대폰(이동통신 단말기)은 벨소리(beep sound)나 경보음(alert sound)을 스피커를 통해 외부로 송출함으로써 사용자가 단말기를 사용하면서 호의 착신 여부 등을 알 수 있게 된다. 통신 및 음향 처리 기술의 발달과 사용자의 요구에 따라 소형의 통신 단말기에서 보다 풍부한 음향이나 음악을 재생하도록 하기 위한 여러 가지 연구가 진행되고 있다. 더욱이 인터넷의 보급이 활성화되고 인터넷을 이용하여 각종 원음 벨소리 및 동영상 등을 통신 단말기로 다운로드할 수 있게 됨에 따라 통신 단말기에서 원음 벨소리의 재생에 대한 요구가 더욱 증대되었다.
현재 사용되고 있는 4화음(poly-sound) 이상의 대부분의 통신 단말기에서는 야마하 음원 칩을 이용하여 벨소리 데이터를 재생한다. 야마하 음원 칩에서는 4폴리, 16폴리, 40폴리, 64폴리 등으로 구분 할 수 있다. 여기서 폴리라 함은 음원 칩이 얼마나 많은 화음을 재생할 수 있는지를 구분하는 것으로서 일반적으로 폴리의 숫자가 크게 되면 해당 숫자만큼의 여러 악기 음을 동시에 표현할 수 있어 원음과 가까워지게 된다.
최근에는 단순한 벨 소리 재생에서 벗어나 통신 단말기에 2개 이상의 스피커들을 장착하여 3차원 입체음향 효과를 주기 위한 시도가 이루어지고 있다. 입체음향이란 청취자가 음향을 들었을 때 방향성과 거리감을 지각할 있도록 공간정보가 부가된 음향 신호를 말한다. 최근에는 이동통신 분야에서도 3차원 입체음향 효과를 적용하고 있어 보다 현장감(공간정보 및 움직임 정보)이 증대된 음향 신호의 녹음 및 재생기술이 요구되고 있고, 3차원 음향효과에 대한 효과적인 제어가 필요한 상황이다.
일반적인 입체 음향 재생은 영화, TV, 오디오, 홈 시어터와 같은 분야에서 주로 다채널(5.1채널) 방식으로 제공되고 있다. 최근에는 이와 같은 3차원 음향효과를 핸드폰이나 개인휴대단말(Personal Digital Assistant: 이하 PDA라 칭함) 폰에서 얻기 위한 시도가 진행되고 있다. 이는 3차원 입체음향 효과 정보를 포함하는 사운드 데이터를 메모리에 저장해 두었다가 재생하는 방법으로 두 개 이상의 스피커가 장착된 단말기를 사용하는 사용자에게 3차원 입체음향 효과를 제공해 준다.
도 1은 전형적인 이동통신 단말기의 음향신호 재생장치를 나타낸 구성도이다.
상기 도 1을 참조하면, 제어부(10)는 이동통신 단말기의 전반적인 제어 동작을 수행한다. RF(Radio Frequency) 신호 처리부(12)는 상기 제어부(10)에 의해 제어되어 소정의 주파수 대역의 무선 채널로 안테나를 통해 네트워크로부터 수신되는 주파수의 대역 하강 변환하고 데이터의 종류를 구별하여 상기 제어부(10)로 출력하거나 또는 음성 코덱부(14)로 출력한다.
상기 RF 신호 처리부(12)로부터 상기 제어부(10)로 출력되는 데이터는 트래픽 채널을 통해 수신되는 데이터 또는 제어 채널을 통해 수신되는 페이징 신호 및 시그널링 신호 등이 된다. 그리고 상기 음성 코덱부(14)로 출력되는 데이터는 음성 호가 설정된 경우에 수신되는 음성 데이터가 된다. 또한 상기 RF 신호 처리부(12)는 상기 제어부(10)로부터 수신되는 데이터 또는 상기 음성 코덱부(14)로부터 수신되는 코드화된 음성 데이터를 대역 상승 변환하여 안테나(ANT)를 통해 소정 주파수 대역의 무선 신호로 변환하여 네트워크로 전송한다.
상기 음성 코덱부(14)는 일반적으로 보코더(Vocoder)등으로 구성되며, 상기 제어부(10)의 제어에 의해 구동된다. 상기 음성 코덱부(14)는 마이크(MIC)(16)로부터 수신되는 전기적인 음성 신호를 부호화하여 상기 RF 신호 처리부(12)로 전달한다. 또한 상기 음성 코덱부(14)는 상기 RF 신호 처리부(12)로부터 수신되는 코드화된 음성 데이터를 디코딩하여 전기적인 음성 신호로 변환한 후 스피커(SPK)(20)로 출력한다. 상기 스피커(SPK)(20)는 수신된 전기적인 음성 신호를 가청음으로 변환 출력하게 된다.
표시부(24)는 액정표시장치(LCD :Liquid Crystal Display)와 같이 진행 상태 등을 문자 또는 아이콘 등으로 표시하는 장치와 진동 모터 및 알람 램프 등으로 구성된다. 상기 표시부(24)의 액정표시장치는 이동통신 단말기의 현재 상태를 표시하며, 사용자에 의한 키 입력 시 입력되는 데이터 등을 문자 또는 아이콘 및 캐릭터 등으로 변환하여 이를 표시한다.
키 입력부(26)는 일반적으로 키 매트릭스 구조를 가지며, 다이얼링을 위한 숫자 키들과 각종 기능을 수행하는 기능 키들, 즉 선택을 위한 키와 상하/좌우의 이동을 위한 키들 등으로 구성된다. 상기 키 입력부(26)는 사용자가 입력하는 키에 대응하는 키 데이터를 발생하여 이를 제어부(10)로 출력한다.
메모리부(22)는 롬(ROM: Read Only Memory)과 램(RAM: Random Access Memory) 등으로 구성할 수 있으며, 상기 제어부(10)의 제어를 위해 필요한 프로그램 코드를 저장하는 영역과 사용자에 의해 저장되는 영역 및 제어 시 발생되는 데이터를 임시 저장하는 영역 등으로 구분된다. 특히 상기 메모리부(22)는 사용자에 게 호 착신을 알리거나 알람 등을 위해 사용될 수 있는 사운드 데이터를 포함한다. 상기 사운드 데이터는 제조자에 의하여 사전에 저장되거나, 또는 무선이나 USB(Universal Serial Bus) 포트, IEEE 1394 포트 또는 적외선 포트 등을 통해 연결될 수 있는 사업자 서버(Carrier Server)(28)로부터 다운로드될 수 있다. 통상 상기 사운드 데이터는 야마하 음원 칩(18)에 의해 처리될 수 있도록 SMAF(Synthetic Music mobile Application Format, 파일로 저장시 확장자는 .mmf임) 포맷으로 저장된다.
상기 야마하 음원 칩(18)은 상기 제어부(10)에 의해 상기 메모리부(22)로부터 읽어진 상기 사운드 데이터를 전기적인 신호로 변환하여 스피커(20)로 출력한다. 상기 스피커(20)는 3차원 입체음향 효과를 지원할 수 있도록 2개 이상의 스피커 소자들로 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 기존의 이동통신 단말기에서는 벨소리 등의 사운드 데이터를 야마하 칩(18)을 사용하여 재생하였다. 따라서 상기 메모리부(22)는 3차원 사운드 데이터를 SMAF 포맷으로 저장하여야 했다. 또한 사업자 서버(28)도, 실시간 처리를 하지 않고 3차원 재생 알고리즘을 통해 얻은 3차원 사운드 데이터를 SMAF 포맷으로 변환하여 상기 메모리부(22)로 다운로드한다.
그런데 3차원 입체음향 효과를 가지는 사운드 데이터를 SMAF 포맷으로 변환할 경우 3D 입체음향 효과가 많이 제거되고 데이터의 크기 또한 방대해져 실제 이동통신 단말기에 적용하기에는 많은 걸림돌이 있다.
현재 모노(스피커 하나를 이용하여 출력하는 방식)나 스테레오(스피커 2개를 사용하여 평면적인 음향정보를 주는 방식) 벨소리는 30K 바이트 이내에서 적용하고 있는데 반해, 3차원 효과가 있는 사운드 데이터의 크기는 기존 벨소리 데이터에 비해 10배 이상 크다. 이와 같이 큰 용량을 가지는 3차원 사운드 데이터를 야마하 음원 칩에서 제공하는 합성 사운드 테이블을 이용해 SMAF 포맷으로 근사화하면 사운드 데이터의 크기는 다소 줄일 수 있지만 원래 사운드 데이터의 3차원 음향 효과가 크게 저하된다.
다시 말하면, 야마하 음원 칩은 3차원 음향효과를 완전하게 지원하지 못하고, 자체적으로 보유한 합성 사운드 테이블과 톤들에 의해 원래의 사운드 데이터를 근사화하기 때문에, 오차가 발생하여 원래 사운드 데이터의 정확한 재생이 어려워 성능에 한계가 있다. 더욱이 야마하 음원 칩은 목소리와 음악을 동시에 재생할 경우 특정 소리에 대한 왜곡을 일으켜, 벨소리 구성시 목소리만으로 이루어진 사운드 데이터와 멜로디로만 이루어진 사운드 데이터를 분리하여 저장하여야 하기 때문에 보다 많은 저장용량을 필요로 한다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 이동통신 단말기에서 3차원 음향효과 사운드를 재생하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이동통신 단말기에서 3차원 음향효과 사운드 데이터를 최소의 크기로 저장하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 단말기에서 3차원 음향효과 사운드 데이터를 MP3 또는 AAC 포맷으로 저장하고 재생하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 실시예는, 이동통신 단말기를 위한 3차원 입체음향 재생 장치에 있어서,
3차원 입체음향 효과를 가지는 사운드 데이터를 MP3(MPEG-1 layer 3) 또는 AAC(MPEG-2 Advanced Audio Coding) 포맷으로 저장하는 메모리와,
착신 호 발생시 또는 사용자에 의한 재생 요구시, 상기 사운드 데이터를 상기 메모리로부터 읽어내어 MP3 또는 AAC 디코딩 방식에 따라 디코딩하여 아날로그 신호의 형태로 출력하는 음향 처리부와,
상기 아날로그 신호를 증폭하여 가청음 형태로 출력하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예는, 통신 단말기에서 3차원 입체음향 효과를 가지는 사운드 데이터를 재생하는 방법에 있어서,
3차원 입체음향 효과를 가지는 사운드 데이터를 MP3(MPEG-1 layer 3) 또는 AAC(MPEG-2 Advanced Audio Coding) 포맷으로 상기 통신 단말기의 메모리에 저장하는 과정과,
착신 호 발생시 또는 사용자에 의한 재생 요구시, 상기 사운드 데이터를 상기 메모리로부터 읽어내어 MP3 또는 AAC 디코딩 방식에 따라 디코딩하는 과정과,
상기 디코딩된 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 가청음 형태로 출력하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
후술되는 본 발명은 이동통신 단말기에서 MP3(Motion Picture Experts Group-1 Audio layer 3: MPEG-1 layer 3) 또는 MPEG-2 AAC(MPEG-2 Advanced Audio Coding, 이하 AAC라 칭함) 방식을 이용하여 3차원 음향효과를 가지는 사운드 데이터를 저장하고 재생하는 것이다.
즉, 본 발명은 MP3 디코더나 AAC 디코더가 내장되어 있는 핸드폰이나 PDA폰 등의 통신 단말기에서 3차원 입체음향 재생시 성능향상 및 메모리 사용 효율성을 얻을 수 있도록 MP3 포맷이나 AAC 포맷으로 사운드 데이터를 생성하여 상기 통신 단말기에 저장하고, 상기 사운드 데이터를 상기 MP3 디코더나 상기 AAC 디코더를 이용하여 재생한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신 단말기의 음향신호 재생 장치를 나타낸 구성도이다.
상기 도 2를 참조하면, 제어부(30)는 이동통신 단말기의 전반적인 제어 동작을 수행하는 모뎀 칩이다. RF(Radio Frequency) 신호 처리부(32)는 상기 제어부(30)에 의해 제어되어 소정의 주파수 대역의 무선 채널로 안테나를 통해 네트워크로부터 수신되는 주파수의 대역 하강 변환하고 데이터의 종류를 구별하여 상기 제어부(30)로 출력하거나 또는 음성 코덱부(34)로 출력한다.
상기 RF 신호 처리부(32)로부터 상기 제어부(30)로 출력되는 데이터는 트래픽 채널을 통해 수신되는 데이터 또는 제어 채널을 통해 수신되는 페이징 신호 및 시그널링 신호 등이 된다. 그리고 상기 음성 코덱부(34)로 출력되는 데이터는 음성 호가 설정된 경우에 수신되는 음성 데이터가 된다. 또한 상기 RF 신호 처리부(32)는 상기 제어부(30)로부터 수신되는 데이터 또는 상기 음성 코덱부(34)로부터 수신되는 코드화된 음성 데이터를 대역 상승 변환하여 안테나(ANT)를 통해 소정 주파수 대역의 무선 신호로 변환하여 네트워크로 전송한다.
상기 음성 코덱부(34)는 일반적으로 보코더(Vocoder)등으로 구성되며, 상기 제어부(30)의 제어에 의해 구동된다. 상기 음성 코덱부(34)는 마이크(MIC)(36)로부터 수신되는 전기적인 음성 신호를 부호화하여 상기 제어부(30)를 통해 상기 RF 신호 처리부(32)로 전달한다. 또한 상기 음성 코덱부(34)는 상기 RF 신호 처리부(32)로부터 상기 제어부(30)를 통해 수신되는 코드화된 음성 데이터를 디코딩하여 전기적인 음성 신호로 변환한 후 스피커(SPK)(48)로 출력한다. 상기 스피커(SPK)(48)는 수신된 전기적인 음성 신호를 가청음으로 변환 출력하게 된다.
표시부(58)는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)와 같이 진행 상태 등을 문자 또는 아이콘 등으로 표시하는 장치와 진동 모터 및 알람 램프 등으로 구성된다. 상기 표시부(58)의 액정표시장치는 이동통신 단말기의 현재 상태를 표시하며, 사용자에 의한 키 입력 시 입력되는 데이터 등을 문자 또는 아이콘 및 캐릭터 등으로 변환하여 이를 표시한다.
키 입력부(60)는 일반적으로 키 매트릭스 구조를 가지며, 다이얼링을 위한 숫자 키들과 각종 기능을 수행하는 기능 키들, 즉 선택을 위한 키와 상하/좌우의 이동을 위한 키들 등으로 구성된다. 상기 키 입력부(60)는 사용자가 입력하는 키에 대응하는 키 데이터를 발생하여 이를 제어부(30)로 출력한다.
메모리부(50)는 롬(ROM: Read Only Memory)과 램(RAM: Random Access Memory) 등으로 구성할 수 있으며, 상기 제어부(30)의 제어를 위해 필요한 프로그램 코드를 저장하는 영역과 사용자에 의해 저장되는 영역 및 제어 시 발생되는 데이터를 임시 저장하는 영역 등으로 구분된다. 특히 상기 메모리부(50)는 사용자에게 착신 호의 발생을 알리거나 경보(alert, alarm) 등을 위해 사용될 수 있는 사운드 데이터(52, 54, 56)를 저장한다.
상기 사운드 데이터(52, 54, 56)는 제조자에 의하여 사전에 저장되거나, 또는 무선이나 USB(Universal Serial Bus) 포트, IEEE 1394 포트 또는 적외선 포트 등을 통해 연결될 수 있는 사업자 서버(Carrier Server)(62)로부터 다운로드될 수 있다. 다른 경우 사용자는 개인 컴퓨터(Personal Computer)를 무선이나 USB 포트, IEEE 1394 포트 또는 적외선 포트 등을 통해 이동통신 단말기에 연결하고, 상기 사 운드 데이터(52 54, 56)를 상기 메모리부(50)에 다운로드하여 저장할 수 있다.
상기 사운드 데이터는 음향 처리부(38)에 의해 처리될 수 있도록 3차원 입체음향 효과를 포함하며 MP3 포맷 또는 AAC 포맷으로 압축된 것이다.
상기 음향 처리부(38)는 상기 제어부(30)에 의해 상기 메모리부(50)로부터 읽어진 상기 사운드 데이터(52 54, 56)를 전기적인 신호로 변환하여 스피커(48)로 출력한다. 상기 스피커(48)는 3차원 입체음향 효과를 지원할 수 있도록 2개 이상의 스피커 소자들로 구성되어, 상기 스테레오 디지털/아날로그 변환기(46)에 의해 변환된 아날로그 스테레오 신호를 증폭하여 가청음 형태로 출력하는 스테리오 스피커다.
상기 음향 처리부(38)에 의한 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 음향 처리부(38)는 MP3 디코더(42)와 AAC 디코더(44) 중 적어도 하나와 스테레오 디지털/아날로그 변환기(Digital to Analog Converter: D/A)(46)를 포함하여 구성된다. 여기에서는 MP3 디코더(42)와 AAC 디코더(44)를 모두 포함하면서 스위치(40)에 의해 원하는 디코더를 선택할 수 있는 구조를 도시하였다.
즉, 상기 메모리부(50)에는 2차원 사운드인 벨소리 데이터(52)와 MP3 포맷의 3차원 사운드 데이터(54) 및 AAC 포맷의 3차원 사운드 데이터(56)가 저장된다. 사용자에 의해 재생이 요구되었거나 또는 착신 호 발생, 경보 등의 다른 요구가 있을 시, 제어부(30)는 해당 요구된 사운드 데이터를 상기 메모리부(50)로부터 읽어내어 상기 음향 처리부(38)로 제공한다.
만일 MP3 포맷의 3차원 사운드 데이터(54)가 읽어진 경우, 스위치(40)는 제 어부(30)의 제어하에 상기 3차원 사운드 데이터(54)를 MP3 디코더(42)로 전달한다. MP3 디코더(42)는 상기 3차원 사운드 데이터(54)를 MP3 방식에 따라 디코딩하여 스테레오 디지털/아날로그 변환기(46)에 의해 전기적인 신호로 변환한 뒤 스피커(48)를 통해 출력한다. 또한 AAC 포맷의 3차원 사운드 데이터(56)가 읽어진 경우, 스위치(40)는 제어부(30)의 제어하에 상기 3차원 사운드 데이터(56)를 AAC 디코더(44)로 전달한다. AAC 디코더(44)는 상기 3차원 사운드 데이터(56)를 MP3 방식에 따라 디코딩하여 스테레오 디지털/아날로그 변환기(46)에 의해 전기적인 신호로 변환한 뒤 스피커(48)를 통해 출력한다. 벨소리 데이터(52)는 MP3 디코더(42) 또는 AAC 디코더(44) 중 어느 하나에 의해서라도 재생될 수 있다.
이하 본 발명에 적용되는 압축 방식들에 대하여 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 자연에서 발생하는 각종 음원을 전자기기를 이용하여 재생하려면 음성 및 음향 신호를 펄스로 변환하여 웨이브 형식으로 저장하는 방식을 사용한다. 그러나 실제 음원과 유사한 수준의 음질로 저장하려면 1분의 사운드 신호를 저장하기 위해 10메가에 달하는 엄청난 용량이 필요하다. 이렇게 큰 용량의 문제를 해결하기 위하여 사운드 데이터를 압축하여 저장하는 방식을 구상하여 만들어진 것이 음원 압축 코덱인 MP3이다. MP3은 원래 비디오 데이터의 압축 포맷인 MPEG-1을 시초로 구상되어 사운드 데이터를 위한 규격으로 발전된 것이다.
이러한 MP3은 일반 오디오 CD(Compact Disk)의 디지털 오디오에 비하여 약 1:12로 데이터를 압축하면서 디지털 오디오 음질을 유지할 수 있다. MP3 사운드 데이터는 일반 디지털 오디오 데이터에 비하여 크기가 10분의 1 수준이면서 CD 수준 의 음질(16비트, 44.1kHz)을 보장한다.
AAC는 MP3과는 달리 MPEG-1이 아닌 MPEG-2에서 파생된 것으로 MP3에 비하여 향상된 기술이라는 의미에서 MP4라고도 불리운다. DVD(Digital Versatile Disc) 비디오에서 사용되는 MPEG-2는 MPEG-1에 비해 음질이 우수하고 압축률이 높아 4배의 화질과 다중 언어 지원 등의 우수한 성능을 가진다. 이러한 MPEG-2에서 파생된 AAC는 일반 디지털 오디오 데이터를 20분의 1 수준으로 압축할 수 있으면서 불법 복제도 방지할 수 있는 디지털 파일 압축방식이다.
MP3의 데이터 구조가 고정적인 반면 AAC의 데이터 구조는 유동적이다. 즉, MP3은 곡 전체의 정보를 담는 헤더 뒤에 데이터가 프레임이라는 단위로 저장된다. 이 프레임의 크기는 고정되어 있어 압축률이 높은 부분에서도 쓸모없는 용량을 차지한다. 이에 반해 AAC의 프레임은 가변 구조로 압축률에 따라 그 크기가 변하므로 전체 데이터의 용량이 훨씬 줄어든다. 실제로 AAC 데이터는 MP3 데이터에 비해 최대 30%까지 용량을 줄일 수 있다.
AAC의 두 번째 장점은 음질에 있다. MP3에 비해 AAC는 TNS(Temporal Noise Shaping)와 프레딕션(Prediction)이라는 두 가지 기법을 통해 음질을 향상시킨다. TNS는 양자화 보정 기술로 아날로그의 연속적인 음악 신호를 0과 1의 디지털 데이터로 만들 때 생기는 오차를 지능적으로 줄여 잡음을 감소시키고 원음에 가깝게 만든다. 프레딕션은 TNS로 보정된 수치를 기억하는 것으로, 이전 부분에서 보정된 정보를 기억하여 다음에 같은 데이터가 나타날 때 기억된 정보를 사용한다. 만일 양자화 단계에서 같은 음의 보정치가 다르면 다른 소리로 들리게 되므로 이를 같게 만든다.
이상에서 설명한 바와 같은 MP3 또는 AAC는 원래 사운드 데이터를 근사화하여 변환하지 않고, 오디오 신호의 특성을 지각적으로 인지할 수 없는 수준에서(perceptual coding method) 압축하기 때문에 원래 사운드 데이터에 포함된 3차원 음향효과를 왜곡시키지 않는다. 더욱이 3차원 사운드 데이터(54, 56)를 서비스하는 사업자 서버(62)나 이를 다운로드하는 이동통신 단말기 입장에서 다운로드 시간을 단축시키고, 메모리 사용의 효율성을 기존 SMAF 포맷에 비해 약 2배 정도로 높일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기에서의 음향 재생 동작을 나타낸 흐름도이다.
상기 도 3을 참조하면, 과정 70에서 MP3 또는 AAC 포맷의 3차원 사운드 데이터는 제조자, 이동통신 단말기의 사용자 또는 사업자 서버로부터 무선, USB 포트, IEEE 394 포트 또는 적외선 포트를 통해 이동통신 단말기의 메모리(50)에 저장된다. 과정 72에서 사용자는 상기 3차원 사운드 데이터에 해당하는 3차원 사운드 벨소리를 착신 벨소리로서 선택하여 지정한다.
과정 74에서 전화가 착신되거나 사용자에 의해 벨소리 재생이 요구되면, 과정 76에서 제어부(30)는 메모리로부터 해당하는 착신 벨소리로 지정된 3차원 사운드 데이터 또는 사용자에 요구된 벨소리에 해당하는 3차원 사운드 데이터를 읽어내고, 상기 읽어낸 3차원 사운드 데이터의 포맷에 따라 스위치(40)를 해당하는 디코더(42 또는 44)로 선택하여 연결한다.
과정 78에서 상기 스위치(40)에 연결된 디코더(42 또는 44)는 상기 읽어낸 3차원 사운드 데이터를 상기 스위치(40)를 통해 입력받아 MP3 또는 AAC 방식에 따라 디코딩한다. 과정 80에서 상기 디코딩된 신호는 스테레오 디지털/아날로그 변환기(46)에 의해 아날로그 오디오 신호로 변환된 후 스피커(48)에 의해 출력된다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
오프라인으로 처리한 3차원 입체음향 데이터의 재생시 AAC 포맷이나 MP3 포맷으로 구성된 데이터를 이용함으로써 원래 사운드 신호의 음질을 충분한 수준으로 유지하면서 재생할 수 있으므로 3차원 입체음향 효과와 음악의 지각적 성능이 우수하다.
AAC 포맷이나 MP3 포맷을 사용함으로써 사운드 데이터의 사이즈가 절반으로 감소하여 데이터 저장용 메모리에 필요한 용적과 제조비용을 크게 절감할 수 있으 면서도 왜곡없이 우수한 지각적 음질을 보장한다. 또한 사운드 데이터를 다운로드하는데 소요되는 시간도 절반으로 감소되어 사용자의 다운로드 이용료를 절감할 수 있다.

Claims (12)

  1. 이동통신 단말기를 위한 3차원 입체음향 재생 장치에 있어서,
    3차원 입체음향 효과를 가지는 사운드 데이터를 저장하는 메모리와,
    착신 호 발생시 또는 사용자에 의한 재생 요구시, 상기 사운드 데이터를 상기 메모리로부터 읽어내어 상기 3차원 입체음향 효과가 왜곡되지 않도록 디코딩하여 아날로그 신호의 형태로 출력하는 음향 처리부와,
    상기 아날로그 신호를 증폭하여 가청음 형태로 출력하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 사운드 데이터는 MP3(MPEG-1 layer 3) 또는 AAC(MPEG-2 Advanced Audio Coding) 포맷으로 저장되는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 음향 처리부는,
    상기 사운드 데이터의 포맷에 따라 상기 사운드 데이터를 MP3 디코딩 방식 또는 AAC 디코딩 방식으로 디코딩하는 MP3 디코더와 AAC 디코더 중 적어도 하나와,
    상기 디코딩된 데이터를 스테레오 아날로그 신호로 변환하는 스테레오 디지 털/아날로그 변환기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 음향 처리부는,
    상기 사운드 데이터의 포맷에 따라 상기 사운드 데이터를 상기 MP3 디코더와 상기 AAC 디코더 중 어느 하나로 연결하는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 스피커는,
    스테레오 사운드의 재생이 가능하도록 적어도 2개의 스피커 소자들로 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 사운드 데이터는,
    제조자에 의하여 사전에 저장되거나, 무선이나 유선 인터페이스를 통해 사업자 서버 또는 사용자의 개인 컴퓨터로부터 상기 메모리로 다운로드되는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  7. 통신 단말기에서 3차원 입체음향 효과를 가지는 사운드 데이터를 재생하는 방법에 있어서,
    3차원 입체음향 효과를 가지는 사운드 데이터를 상기 통신 단말기의 메모리에 저장하는 과정과,
    착신 호 발생시 또는 사용자에 의한 재생 요구시, 상기 사운드 데이터를 상기 메모리로부터 읽어내어 상기 3차원 입체음향 효과가 왜곡되지 않도록 디코딩하는 과정과,
    상기 디코딩된 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 가청음 형태로 출력하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 사운드 데이터는, MP3(MPEG-1 layer 3) 또는 AAC(MPEG-2 Advanced Audio Coding) 포맷으로 저장되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 디코딩하는 과정은,
    상기 사운드 데이터가 MP3 포맷인지 또는 AAC 포맷인지를 확인하고, 만일 MP3 포맷이면 상기 사운드 데이터를 MP3 디코더에 의해 디코딩하고, AAC 포맷이면 상기 사운드 데이터를 AAC 디코더에 의해 디코딩하는 것을 특징으로 하는 상기 방 법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 출력하는 과정은,
    상기 디코딩된 데이터를 스테레오 아날로그 신호로 변환하고 증폭하여 출력하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 출력하는 과정은,
    상기 아날로그 신호를 스테레오 사운드의 재생이 가능하도록 적어도 2개의 스피커 소자들로 구성된 스피커를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 사운드 데이터는,
    제조자에 의하여 사전에 저장되거나, 무선이나 유선 인터페이스를 통해 사업자 서버 또는 사용자의 개인 컴퓨터로부터 상기 메모리로 다운로드되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
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