KR100803205B1

KR100803205B1 - 저비트율 오디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100803205B1
Application number: KR1020050064508A
Authority: KR
Inventors: 김중회; 오은미; 보리스 쿠드야쇼브; 콘스탄틴 오시포브
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2025-07-15
Also published as: US8301439B2; WO2007011115A1; KR20070009340A; CN101223577A; CN101223577B; JP2009501358A; JP4922296B2; US20070016411A1; EP1905005A1; EP1905005A4

Abstract

저비트율 오디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치가 개시된다. 그 부호화 방법은 오디오 신호의 특정 주파수 성분에 대해서 양자화 및 무손실 부호화하는 단계; 코드북을 생성하는 단계; 그 외의 주파수 성분에 대해서는 정해진 밴드 단위로 포락선을 표현하고 양자화 및 무손실 부호화하는 단계; 부호화하고자 하는 주파수 밴드와 유사한 코드북을 코드북에서 선택하여 코드북 인덱스를 결정하는 단계; 유사한 코드북이 있는 경우 인덱스를 무손실 부호화하는 단계; 및 특정 주파수 성분의 무손실 부호화된 데이터와 그 외의 주파수 성분 및 인덱스에 대해 무손실 부호화된 데이터를 비트스트림으로 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. 그 복호화 방법은 비트스트림을 특정 주파수 성분과 그 성분 이외의 주파수 성분 부호화 데이터로 복원하여 분리하는 단계; 특정 주파수 성분에 대해 무손실 복호화 및 역양자화하는 단계; 그 외의 주파수 성분에 대한 코드북 인덱스 정보 및 포락선 정보를 복원하는 단계; 코드북을 생성하는 단계; 및 코드북과 인덱스 및 포락선 정보를 이용하여 특정 주파수 이외의 주파수 성분을 복원하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 유사도를 기준으로 VQ를 수행하기 때문에 음질의 안정도를 높여 줄 수 있으며, 저비트율 오디오 부호화에 있어서 주파수 대역폭을 줄이지 않고 부호화하면서도 고음질을 제공할 수 있다.

Description

저비트율 오디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치{Method and apparatus for encoding/decoding audio signal}

도 1은 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 부호화 장치에 대한 일실시예의 구성을 블록도로 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 저비트율 오디오 부호화 장치의 다른 실시예에 대한 구성을 블록도로 도시한 것이다.

도 3은 도 1에 상응하는 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 부호화 방법에 대한 일실시예를 흐름도로 도시한 것이다.

도 4는 도 2에 상응하는 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 부호화 방법에 대한 일실시예를 흐름도로 도시한 것이다.

도 5는 AVQ의 기본 개념도를 도시한 것이다.

도 6은 고주파 성분을 위한 노이즈 생성방식을 도시한 것이다.

도 7은 AVQ와 PNS의 모드 선택 방식을 흐름도로 도시한 것이다.

도 8은 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 복호화 장치의 일실시예에 대한 구성을 블록도로 도시한 것이다.

도 9는 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 복호화 장치의 다른 실시예에 대한 구성을 블록도로 도시한 것이다.

도 10은 도 8에 상응하는 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 복호화 방법에 대한 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.

도 11은 도 9에 상응하는 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 복호화 방법에 대한 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.

본 발명은 오디오 신호 부호와 및 복호화에 관한 것으로서, 특히 저비율 오디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.

기존의 MPEG-4 AAC에서는 전체 대역의 오디오 신호를 양자화 및 코딩 방법으로 부호화한다. 그러나 저비트율에서는 가용비트가 작으므로 일반적으로 부호화되는 오디오 주파수 대역을 줄여 부호화한다. 이러한 경우 오디오 대역폭이 줄어듬으로 인해 명료하지 않고 답답한 음질을 제공하게 된다.

일반적으로 고주파 성분은 신호의 fine structure보다는 스펙트럼의 포락선(envelop)을 표현하는 것만으로도 고주파수 성분을 표현할 수 있다. 이러한 점을 이용하여 MPEG-4 AAC에는 지각 잡음 대체(perceptual noise substitution)라는 툴을 이용하여 잡음 성분이 강한 고주파 성분을 부호화한다. PNS 부호화를 위해 부호화기에서 잡음의 포락선을 표현하고 복호화기에서는 랜덤 잡음을 삽입하여 복원한다. PNS를 이용하여 stationary random noise로 구성된 고주파 성분은 효율적으로 부호화되나 transient한 경우에는 metallic 잡음이나 buzz 잡음을 유발한다.

위와 같은 문제를 해결하기 위해 MPEG-4 HE AAC에서는 SBR이라는 개념을 이용하여 고주파성분을 부호화한다. SBR에서는 QMF 변환을 이용하기 때문에 core AAC에서 MDCT의 출력을 QMF를 취하여 고주파성분을 표현한다. 이러한 경우 추가적인 복잡도가 필요하다. 또한 저주파성분을 정해진 밴드에 따라 복제를 하고 포락선/잡음 플로어/시간주파수 그리드(grid)를 이용하여 원 고주파신호와 비슷하도록 표현한다. 이러한 부가정보는 수 kbps의 비트를 요구하며 계산량도 부가적으로 필요하게 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 저비트율에서 주파수 대역폭을 줄이지 않고 부호화하여 고음질 오디오 압축을 가능하게 하기 위해, 지각적으로 상대적으로 덜 중요한 고주파 성분을 효율적으로 부호화하는 저비트율 오디오 신호 부호화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 고음질 오디오 압축을 위해 저비트율에서 주파수 대역폭을 줄이지 않고 부호화된 비트스트림으로부터 지각적으로 상대적으로 덜 중요한 고주파 성분을 효율적으로 복호화하는 저비트율 오디오 신호 복호화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 부호화 방법은, 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호의 특정 주파수 성분에 대해서 양자화 및 무손실 부호화하는 단계; 상기 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호를 이 용하여 코드북을 생성하는 단계; 상기 특정 주파수 성분을 제외한 주파수 성분에 대해서는 정해진 밴드 단위로 포락선(envelop, power)을 표현하고 양자화 및 무손실 부호화하는 단계; 부호화하고자 하는 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수 밴드와 가장 유사한 코드북을 상기 코드북에서 선택하여 코드북 인덱스(fine structure)를 결정하는 단계; 상기 인덱스를 무손실 부호화하는 단계; 및 특정 주파수 성분의 오디오 신호의 무손실 부호화된 데이터와 상기 특정 주파수 이외의 주파수 성분 및 인덱스에 대해 무손실 부호화된 데이터를 비트스트림으로 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 부호화 방법은, (a) 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호의 중요 주파수 성분(ISC)에 대해서 양자화 및 무손실 부호화하는 단계; (b) 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호를 이용하여 코드북을 생성하는 단계; (c) 상기 중요 주파수 성분을 제외한 주파수 성분에 대해서는 정해진 밴드 단위로 포락선(envelop, power)을 표현하고 양자화 및 무손실 부호화하는 단계; (d) 상기 코드북에서 부호화하고자 하는 고주파 밴드와 소정의 유사도 이상을 가지는 코드북이 있는지 체크하는 단계; (e) 상기 유사도 체크결과, 유사한 코드북이 존재하면 이를 선택하여 코드북 인덱스(fine structure)를 결정하고, 유사한 코드북이 존재한다는 정보와 상기 인덱스를 무손실부호화하는 단계; (f) 상기 유사도 체크결과, 유사한 코드북이 존재하지 않으면 유사한 코드북이 존재하지 않는다는 정보를 무손실 부호화하는 단계; 및 (e) (a)단계에서 생성된 무손실 부호화 데이터와 상기 (c)단계와 상기 (e) 단계 및 상기 (f)단 계에서 생성된 무손실 부호화된 데이터를 비트스트림으로 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 저비트율 오디오 신호 부호화 방법은 시간 영역의 오디오 신호를 주파수 영역으로 변환(MDCT,FFT, DCT)하는 단계를 더 구비함이 바람직하다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 부호화 장치는, 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호의 특정 주파수 성분에 대해서 양자화 및 무손실 부호화하는 저주파 양자화/무손실 부호화부; 상기 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호를 이용하여 코드북을 생성하는 코드북 생성부; 상기 특정 주파수 성분을 제외한 주파수 성분에 대해서는 정해진 밴드 단위로 포락선(envelop, power)을 표현하고 양자화 및 무손실 부호화하는 포락선 양자화/무손실부호화부; 부호화하고자 하는 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수 밴드와 가장 유사한 코드북을 상기 코드북에서 선택하여 코드북 인덱스(fine structure)를 결정하는 코드북 인덱스 획득부; 상기 인덱스를 무손실 부호화하는 인덱스 무손실 부호화부; 및 상기 저주파 양자화/무손실부호화부에서 생성된 무손실 부호화된 데이터와 상기 포락선 양자화/무손실부호화부 및 상기 인덱스 무손실 부호화부에서 생성된 무손실 부호화된 데이터를 비트스트림으로 생성하는 비트스트림 생성부를 포함함을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 부호화 장치는, 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호의 중요 주파수 성분(ISC)에 대해서 양자화 및 무손실 부호화하는 저주파 양자화/무손실 부호화부; 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호를 이용하여 코드북을 생성하는 코드북생성부; 상기 중요 주파수 성분을 제외한 주파수 성분에 대해서는 정해진 밴드 단위로 포락선(envelop, power)을 표현하고 양자화 및 무손실 부호화하는 포락선 양자화/무손실부호화부; 상기 코드북에 부호화하고자 하는 고주파 밴드와 소정의 유사도 이상을 가지는 코드북이 있는지 체크하는 유사도체크부; 상기 유사도 체크결과, 유사한 코드북이 존재하면 이를 선택하여 코드북 인덱스(fine structure)를 결정하고, 유사한 코드북이 존재한다는 정보와 상기 인덱스를 무손실부호화하는 코드북 존재정보/인덱스 부호화부; 상기 유사도 체크결과, 유사한 코드북이 존재하지 않으면 유사한 코드북이 존재하지 않는다는 정보를 무손실 부호화하는 코드북존재정보 부호화부; 및 제1 양자화/무손실 부호화부에서 생성된 무손실 부호화 데이터와 상기 제2 양자화/무손실 부호화부와 상기 코드북존재정보/인덱스 부호화부 및 코드북존재정보 부호화부에서 생성된 무손실 부호화된 데이터를 비트스트림으로 생성하는 비트스트림 생성부를 포함함을 특징으로 한다.

상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 복호화 방법은, 비트스트림을 특정 주파수 성분의 부호화된 데이터와 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분 부호화 데이터로 복원하여 분리하는 단계; 특정 주파수(저주파) 성분에 대해 무손실 복호화 및 역양자화하는 단계; 상기 특정 주파수 이외의 주파수(고주파) 성분에 대한 코드북 인덱스 정보 및 포락선(envelop)정보를 복원하는 단계; 상기 특정 주파수 성분에 대해 역양자화된 특정 주파수 성분 데이터를 이용하여 코드북을 생성하는 단계; 및 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수( 고주파) 성분에 대해 상기 생성된 코드북과 인덱스 및 포락선 정보를 이용하여 상기 특정 주파수 이외의 주파수(고주파) 성분을 복원하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 복호화 방법은, (a) 비트스트림을 특정 주파수 압축 비트스트림과 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분 부호화 정보로 복원하여 분리하는 단계; (b) 특정 주파수(저주파) 성분에 대해 무손실 복호화 및 역양자화하는 단계; (c) 유사한 코드북이 존재여부 정보를 무손실 복호화하는 단계; (d) 상기 유사한 코드북 존재여부 정보가 유사한 코드북이 존재한다는 정보이면, 특정 주파수 이외의 주파수(고주파) 성분에 대한 인덱스 정보 및 포락선(envelop)정보를 복원하는 단계; (e) 상기 무손실 복호화 및 역양자화된 특정 주파수 성분을 이용하여 코드북을 생성하고, 특정 주파수 성분 이외의 주파수(고주파) 성분에 대해 상기 생성된 코드북과 인덱스 및 포락선 정보를 이용하여 고주파 성분을 복원하는 단계; (f) 만일 상기 유사한 코드북 존재여부 정보가 유사한 코드북이 존재하지 않는다는 정보이면, 포락선 정보를 복원하고, 이전 밴드의 신호와 상기 복원된 포락선 정보를 이용하여 특정 주파수 성분 이외의 주파수(고주파) 성분을 복원하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 저비트율 오디오 신호 복호화 방법은 상기 주파수 영역의 오디오 신호를 시간 영역으로 역변환(역MDCT, 역FFT, 역DCT)하는 단계를 더 구비함이 바람직하다.

상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 복호화 장치는, 비트스트림을 특정 주파수 성분의 부호화된 데이터와 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분 부호화 데이터로 복원하여 분리하는 비트스트림 분리부; 특정 주파수(저주파) 성분에 대해 무손실 복호화 및 역양자화하는 저주파 복원부; 상기 특정 주파수 이외의 주파수(고주파) 성분에 대한 코드북 인덱스 정보 및 포락선(envelop)정보를 복원하는 고주파 인덱스/포락선 복원부; 상기 저주파 복원부에서 역양자화된 특정 주파수 성분 데이터를 이용하여 코드북을 생성하는 코드북 생성부; 및 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수(고주파) 성분에 대해 상기 생성된 코드북과 인덱스 및 포락선 정보를 이용하여 상기 특정 주파수 이외의 주파수(고주파) 성분을 복원하는 고주파 복원부를 포함함을 특징으로 한다.

상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 복호화 장치는, 비트스트림을 특정 주파수 압축 비트스트림과 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분 부호화 정보로 복원하여 분리하는 비트스트림 분리부; 특정 주파수(저주파) 성분에 대해 무손실 복호화 및 역양자화하는 저주파 복원부; 유사한 코드북이 존재여부 정보를 무손실 복호화하는 코드북존재정보 복원부; 상기 유사한 코드북 존재여부 정보가 유사한 코드북이 존재한다는 정보이면, 특정 주파수 이외의 주파수(고주파) 성분에 대한 인덱스 정보 및 포락선(envelop)정보를 복원하는 인덱스/포락선 복원부; 상기 무손실 복호화 및 역양자화된 특정 주파수 성분을 이 용하여 코드북을 생성하고, 특정 주파수 성분 이외의 주파수(고주파) 성분에 대해 상기 생성된 코드북과 인덱스 및 포락선 정보를 이용하여 고주파 성분을 복원하는 제1고주파 복원부; 만일 상기 유사한 코드북 존재여부 정보가 유사한 코드북이 존재하지 않는다는 정보이면, 포락선 정보를 복원하고, 이전 밴드의 신호와 상기 복원된 포락선 정보를 이용하여 특정 주파수 성분 이외의 주파수(고주파) 성분을 복원하는 제2고주파 복원부를 포함함을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 의한 저비트율 오디오 복호화 장치는 상기 주파수 영역의 오디오 신호를 시간 영역으로 역변환(역MDCT, 역FFT, 역DCT)하는 F/T 변환부를 더 구비함이 바람직하다.

그리고 상기 기재된 발명을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 저비트율 오디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치를 상세히 설명한다.

본 발명의 기본 개념은 저주파 성분을 이용하여 코드북(codebook)을 생성하고 각각의 고주파 밴드에서 상기 생성된 코드북을 이용해 VQ(vector quantization)를 수행하는 방식을 통하여 포락선/잡음 플로어/시간주파수 그리드 등의 부가정보 없이도 고주파 성분의 오디오 신호를 효율적으로 부호화하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 부호화 장치에 대한 일실시예의 구성을 블록도로 도시한 것으로서, 상기 저비트율 오디오 신호 부호화 장치는 저주파 양자화/무손실 부호화부(110), 포락선 양자화/무손실 부호화부(120), 코드 북 생성부(130), 코드북 인덱스 획득부(140), 인덱스 무손실 부호화부(150) 및 비트스트림 생성부(160)를 포함하여 이루어진다. 또한 T/F 변환부(100)를 더 구비함이 바람직하다.

상기 T/F변환부(100)는 시간영역의 오디오 신호를 주파수 영역의 오디오 신호로 변환한다. 상기 주파수 영역으로의 변환은 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform), FFT(Fast Fourier Transform), DCT(Discrete Cosine Transform) 등을 사용하여 변환할 수 있다.

상기 저주파 양자화/무손실 부호화부(110)는 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호의 특정 주파수 성분에 대해서 양자화 및 무손실 부호화한다.

상기 포락선 양자화/무손실 부호화부(120)는 상기 특정 주파수 성분을 제외한 주파수 성분에 대해서는 정해진 밴드 단위로 포락선(envelop, power)을 표현하고 양자화 및 무손실 부호화한다.

상기 코드북 생성부(130)는 상기 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호를 이용하여 코드북을 생성한다. 고주파 성분은 수학식 1과 같은 바크 밴드(bark band)의 정의에 의해 서브밴드로 분할된다.

상기 코드북 인덱스 획득부(140)는 부호화하고자 하는 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수 밴드와 가장 유사한 코드북을 상기 코드북에서 선택하여 코드북 인덱스(fine structure)를 결정한다.

상기 인덱스 무손실 부호화부(150)는 상기 인덱스를 무손실 부호화한다.

상기 비트스트림 생성부(160)는 상기 저주파 양자화/무손실부호화부(110)에서 생성된 무손실 부호화된 데이터와 상기 포락선 양자화/무손실부호화부(120) 및 상기 인덱스 무손실 부호화부(150)에서 생성된 무손실 부호화된 데이터를 비트스트림으로 생성한다.

상기 특정 주파수 성분은 오디오 신호 중 정보량이 많은 중요한 주파수 성분(ISC)로 설정함이 바람직하다. 상기 저주파 양자화/무손실부호화부(110)의 양자화 및 무손실 부호화는 기존의 오디오 부호화기를 적용할 수 있으며, MPEG-1 Layer3(mp3) 또는 MPEG-2/4 AAC 일 수 있다.

도 2는 본 발명에 의한 저비트율 오디오 부호화 장치의 다른 실시예에 대한 구성을 블록도로 도시한 것으로서, ISC 양자화/무손실 부호화부(210), 포락선 양자화/무손실 부호화부(220), 코드북 생성부(230), 유사도 체크부(140), 코드북 존재정보/인덱스 부호화부(250), 코드북 존재정보 부호화부(260) 및 비트스트림 생성부(270)를 포함하여 이루어진다. 또한 T/F 변환부(200)를 더 구비함이 바람직하다.

상기 T/F변환부(200)는 시간영역의 오디오 신호를 주파수 영역의 오디오 신호로 변환한다. 상기 주파수 영역으로의 변환은 상술한 도 1의 T/F 변환부(100)에서와 마찬가지로 MDCT, FFT, DCT 등을 사용하여 변환할 수 있다.

상기 ISC 양자화/무손실 부호화부(210)는 전대역에 대해 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호의 중요 주파수 성분(ISC)에 대해서 양자화 및 무손실 부호화한 다.

상기 코드북 생성부(230)는 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호를 이용하여 코드북을 생성한다. 고주파 성분은 상기 수학식 1과 같은 바크 밴드(bark band)의 정의에 의해 서브밴드로 분할된다.

포락선 양자화/무손실 부호화부(220)는 상기 중요 주파수 성분을 제외한 주파수 성분에 대해서는 정해진 밴드 단위로 포락선(envelop, power)을 표현하고 양자화 및 무손실 부호화한다.

상기 유사도 체크부(140)는 상기 코드북으로부터 현재 부호화하고자 하는 고주파 밴드와 소정의 유사도 이상을 가지는 코드북이 있는지 체크한다. 상기 유사도 측정에는 유클리디언 거리나 상관(correlation)을 적용할 수 있다. 예를 들어 유사도 측정 기준에 따라 16개의 코드북이 있으면, 이 중에서 가장 가까운 코드북을 선택하며 이를 4 비트로 표현한다. 수학식 2는 유클리디안 거리와 correlation을 계산하는 수식이다.

다음은 코드북과 현재 고주파 성분의 파워의 비를 계산한다. 파워는 보통 RMS 값을 이용하며 계산되며, 파워비는 dB 단위로 양자화하여 부호화한다. 구체적인 실시 예로는 dB 단위로 양자화하여 5 비트로 표현하는 방식이 이용될 수 있다. 수학식 3은 파워비를 계산하기 위한 수식의 한 예이다.

최종적으로 부호화할 때는 코드북 인덱스와 파워비를 저장한다. 상기 코드북 존재정보/인덱스 부호화부(250)는 상기 유사도 체크결과, 유사한 코드북이 존재하면 이를 선택하여 코드북 인덱스(fine structure)를 결정하고, 유사한 코드북이 존재한다는 정보와 상기 인덱스를 무손실 부호화한다.

상기 코드북 존재정보 부호화부(260)는 상기 유사도 체크결과, 유사한 코드북이 존재하지 않으면 유사한 코드북이 존재하지 않는다는 정보를 무손실 부호화한다.

상기 비트스트림 생성부(270)는 상기 ISC 양자화/무손실 부호화부(210)에서 생성된 무손실 부호화 데이터와 상기 포락선 양자화/무손실 부호화부(220)와 상기 코드북존재정보/인덱스 부호화부(250) 및 코드북존재정보 부호화부(260)에서 생성된 무손실 부호화된 데이터를 비트스트림으로 생성한다.

상기 중요주파수 성분은 주로 저주파 영역의 주파수 성분이다. 상기 밴드는 청각특성을 고려한 bark 밴드임이 바람직하다. 상기 코드북 생성은 겹쳐진 (overlapping) 스펙트럼을 이용하여 생성함이 바람직하다. 상기 유사도는 상관도(correlation) 또는 유클리디안 거리를 이용하여 결정함이 바람직하다.

먼저, 오디오 신호가 들어오면 T/F 변환부(100)를 통해 시간영역의 오디오 신호를 주파수 영역의 오디오 신호로 변환한다.(300단계) 그리고 나서 변환된 주파수 신호에서 특정 주파수 성분, 예를 들어 저주파 부분은 MPEG-4 AAC와 같은 양자화 및 코딩 기법을 이용하여 부호화한다. 즉 저주파 양자화/무손실 부호화부(110)는 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호의 특정 주파수 성분, 예를 들어 저주파(4 - 6 KHz 이하) 신호에 대해 양자화 및 무손실 부호화한다.(310단계)

한편, 코드북 생성부(130)에서는 상기 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호를 이용하여 코드북을 생성한다.(320단계) 고주파 성분은 수학식 1과 같은 바크 밴드(bark band)의 정의에 의해 서브밴드로 분할된다. 2048 길이의 변환 길이일 경우 표 1과 같이 정의된다. 표 1은 2048 프레임 길이일 경우의 바크 밴드에 의해 정의된 서브 밴드를 나타낸 것이다.

20번째 밴드를 위에서 기술한 저주파 신호와 고주파신호를 구별하는 인덱스라고 하면 20번째 밴드는 약 6kHz까지 커버하며 20번째 밴드 이전의 신호는 이미 부호화된 상태이며, 20번째 이후의 밴드는 AVQ(Adaptive Vector Quantization)를 통해 부호화된다. 20번째 밴드는 119개의 스펙트럼 선(spectral line)으로 구성되며 이를 표현하기 위해 저주파 성분으로부터 코드북을 생성한다. 20번째 이전의 샘플이 624개이므로 119개를 표현하기 위해 overlapping된 코드북으로 표현한다. 코드북의 개수는 보통 2의 파워로 표현되며 한 예로는 16개로 나타낼 수 있다. 그러면 624개를 16개로 나누어진 119개의 overlapped uniform 코드북을 생성한다.

상기 특정 주파수 성분을 제외한 주파수 성분, 예를 들어 고주파 성분에 대해서는 포락선 양자화/무손실 부호화부(120)를 통해 정해진 밴드 단위로 포락선(envelop, power)을 표현하고 양자화 및 무손실 부호화한다.(330단계)

코드북 인덱스 획득부(140)는 부호화하고자 하는 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수 밴드와 가장 유사한 코드북을 상기 코드북에서 선택하여 코드북 인덱스(fine structure)를 결정한다.(340단계) 상기 인덱스는 인덱스 무손실 부호화부(150)에 의해 무손실 부호화된다.(350단계) 상기 310단계에서 생성된 무손실 부호화된 데이터와 상기 320단계 및 350단계에서 생성된 무손실 부호화된 데이터는 비트스트림 생성부(160)에 의해 비트스트림으로 생성된다.(360단계) 상기 특정 주파수 성분은 오디오 신호 중 정보량이 많은 중요한 주파수 성분(ISC)으로서, 주로 저주파 성분이다. 또한 양자화 및 무손실 부호화는 mp3 또는 AAC 임이 바람직하다.

도 5는 AVQ의 기본 개념도를 도시한 것이다. AVQ에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 정의된 서브 밴드 단위로부터 overlapped uniform 코드북을 생성한다. 즉, Bark Band를 이용하여 저주파 신호로부터 코드북을 생성한다. 생성된 코드북과 현재 부호화하고자 하는 고주파 밴드의 유사도를 계산하여 가장 가까운 코드북 인덱스를 찾는다. 그 다음에 고주파 대역 신호의 에너지를 구한다. 선택된 코드북의 에너지를 구한다. 두 에너지의 비를 구하여 이를 dB단위로 변환하여 양자화를 하고 코드북 인덱스와 양자화된 에너지 비를 비트스트림에 저장한다.

도 4는 도 2에 상응하는 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 부호화 방법에 대한 일실시예를 흐름도로 도시한 것이다. 먼저, 오디오 신호가 들어오면 시간영역의 오디오 신호는 T/F 변환부(200)에 의해 주파수 영역의 오디오 신호로 변환된다.(400단계) 그리고 나서 변환된 주파수 신호에서 오디오 신호 중 중요 주파수 성분(ISC), 예를 들어 저주파 부분은 MPEG-4 AAC와 같은 양자화 및 코딩 기법을 이용하여 부호화한다. 즉 ISC양자화/무손실 부호화부(210)에 의해 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호의 중요 주파수 성분(ISC)은 양자화 및 무손실 부호화된다.(410단계)

한편, 코드북 생성부(230)는 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호를 이용하여 코드북을 생성한다.(420단계) 상기 중요 주파수 성분을 제외한 주파수 성분, 예를 들어 고주파 성분은 상기 수학식 1과 같은 청각특성을 고려한 비균일(non-uniform) 밴드 즉, 일 예로서, 바크 밴드(bark band)의 정의에 의해 서브밴드로 분할된다. 2048길이의 변환 길이일 경우 표 1과 같이 정의된다.

표 1은 2048 프레임 길이일 경우의 바크 밴드에 의해 정의된 서브 밴드를 나타낸 것이다. 표 1에서, 20번째 밴드를 상술한 저주파 신호와 고주파신호를 구별하는 인덱스라고 하면 20번째 밴드는 약 6kHz까지 커버하며 20번째 밴드 이전의 신호는 이미 부호화된 상태이며, 20번째 이후의 밴드는 AVQ(Adaptive Vector Quantization)를 통해 부호화된다. 20번째 밴드는 119개의 스펙트럴 선(spectral line)으로 구성되며 이를 표현하기 위해 저주파수 성분으로부터 코드북을 생성한다. 20번째 이전의 샘플이 624개 이므로 119개를 표현하기 위해 overlapping된 코드북으로 표현한다. 코드북의 개수는 보통 2의 파워로 표현되며 한 예로는 16개로 나타낼 수 있다. 그러면 624개를 16개로 나누어진 119개의 overlapped uniform 코드북을 생성한다.

상기 고주파 성분에 대해서는 포락선 양자화/무손실 부호화부(220)에 의해 정해진 밴드 단위로 포락선(envelop, power)을 표현하고 양자화 및 무손실 부호화한다.(430단계)

유사도 체크부(240)는 상기 코드북으로부터 현재 부호화하고자 하는 고주파 밴드와 소정의 유사도 이상을 가지는 코드북이 있는지 체크한다.(440단계) 유사도 측정에는 유클리디언 거리나 상관(correlation)을 적용할 수 있다. 유사도 측정 기준에 따라 16개의 코드북 중에 가장 가까운 코드북을 선택하며 이를 4 비트로 표현한다. 수학식 2는 유클리디언 거리와 correlation을 계산하는 수식이다.

다음은 코드북과 현재 고주파 성분의 파워의 비를 계산한다. 파워는 보통 RMS 값을 이용하며 계산되며, 파워비는 dB 단위로 양자화하여 부호화한다. 구체적인 실시 예로는 dB 단위로 양자화하여 5 비트로 표현하는 방식이 이용될 수 있다. 수학식 3은 파워비를 계산하기 위한 수식의 한 예이다. 최종적으로 부호화할 때는 코드북 인덱스와 파워비를 저장한다.

상기 유사도 체크결과, 유사한 코드북이 존재하면 이를 선택하여 코드북 인덱스(fine structure)를 결정하고(450단계), 유사한 코드북이 존재한다는 정보와 상기 인덱스를 무손실부호화한다.(460단계) 상기 유사도 체크결과 유사한 코드북이 존재하지 않으면, 코드북 존재정보 부호화부(260)를 통해 유사한 코드북이 존재하지 않는다는 정보를 무손실 부호화한다.(470단계)

상기 AVQ의 경우 저주파 신호와의 유사도가 높을 때 적용 가능하다. 만일 유사도가 높지 않을 경우에는 다음과 같은 방식으로 고주파 성분을 표현(PNS)한다. 도 6에 도시된 바와 같이 이전 밴드에서 부호화된 노이즈 성분을 현재 밴드에 복제하고 포락선(envelop)을 맞춰 복호화를 수행한다. 부호화기에서는 포락선 정보만을 비트스트림에 저장한다. 이러한 방식은 AVQ로 인해 저주파와 고주파의 신호간의 유사도가 없을 경우 모듈레이션(modulation)된 노이즈를 제거한다.

도 7은 AVQ와 PNS의 모드 선택 방식을 흐름도로 도시한 것이다. 상기 AVQ/PNS 를 조합하기 위해서 도 7에 도시된 바와 같이 AVQ와 PNS 모드를 결정한다. 이를 보다 상세히 설명하면, 부호화하고자 하는 밴드와 후보 밴드를 구한다.(700단계) correlation 기반의 유사도를 측정하여(710단계), 최소 correlation을 구하여 비교한다.(720단계) 여기서 유사도는 유클리디안 거리를 이용하여 구할 수도 있다. 코드북 중에 가장 작은 유사도 값이 미리 정해진 값(Threshold)보다 작을 경우 유사도가 낮은 것으로 판명하고 PNS(Perceptual noise substitution)를 적용한다.(730단계) 그렇지 않은 경우 AVQ를 적용한다.(740단계)

비트스트림에 저장되는 정보는 다음과 같다.

VQ-availability flag (1bit)

if(VQ-availability flag==true)

Codebook subband number (4bit)

Amplify coefficient (5bit)

else

noise envelope (5bit)

비트스트림 생성부(270)는 410단계에서 생성된 무손실 부호화 데이터와 상기 430단계와 상기 460 단계 및 상기 470단계에서 생성된 무손실 부호화된 데이터를 비트스트림으로 생성한다.(480단계)

한편, 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 복호화 장치 및 방법을 설명하기로 한다. 도 8은 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 복호화 장치의 일실시예에 대한 구성을 블록도로 도시한 것으로서, 비트스트림 분리부(800), 저주파 복원부(810), 코드북 생성부(820), 인덱스/포락선 복원부(830), 고주파 복원부(840)를 포함하여 이루어진다. 또한 상기 저비트율 오디오 신호 복호화 장치는 F/T 변환부(850)를 더 구비함이 바람직하다.

비트스트림 분리부(800)는 비트스트림을 특정 주파수 성분의 부호화된 데이터와 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분 부호화 데이터로 복원하여 분리한다. 상기 특정 주파수 성분은 중요한 주파수 성분(ISC) 임이 바람직하다.

저주파 복원부(810)는 특정 주파수(저주파) 성분에 대해 무손실 복호화 및 역양자화한다. 코드북 생성부(820)는 상기 저주파 복원부에서 역양자화된 특정 주파수 성분 데이터를 이용하여 코드북을 생성한다. 인덱스/포락선 복원부(830)는 상기 특정 주파수 이외의 주파수(고주파) 성분에 대한 코드북 인덱스 정보 및 포락선(envelop)정보를 복원한다. 고주파 복원부(840)는 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수(고주파) 성분에 대해 상기 생성된 코드북과 인덱스 및 포락선 정보를 이용하여 상기 특정 주파수 이외의 주파수(고주파) 성분을 복원한다.

상기 F/T 변환부(850)는 상기 복원된 저주파 성분 및 고주파 성분의 오디오 신호를 시간영역의 신호로 변환한다.

도 9는 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 복호화 장치의 다른 실시예에 대한 구성을 블록도로 도시한 것으로서, 비트스트림 분리부(900), 특정주파수성분 복원부(910), 코드북 존재정보 복원부(920), 코드북 생성부(930), 인덱스/포락선 복원부(940), 제1 주파수성분 복원부(950) 및 제2 주파수성분 복원부(960)를 포함하여 이루어진다. 또한 상기 저비트율 오디오 신호 복호화 장치는 F/T 변환부(970)를 더 구비함이 바람직하다.

상기 비트스트림 분리부(900)는 비트스트림을 특정 주파수 압축 비트스트림과 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분 부호화 정보로 복원하여 분리한다.

특정주파수성분 복원부(910)는 중요주파수 성분인 특정 주파수 성분에 대해 무손실 복호화 및 역양자화한다. 상기 중요주파수 성분은 저주파 영역의 주파수 성분임이 바람직하다. 코드북 존재정보 복원부(920)는 유사한 코드북이 존재여부 정보를 무손실 복호화한다. 인덱스/포락선 복원부(940)는 상기 유사한 코드북 존재여부 정보가 유사한 코드북이 존재한다는 정보이면, 특정 주파수 이외의 주파수 성분에 대한 인덱스 정보 및 포락선(envelop)정보를 복원한다. 코드북 생성부(930)는 상기 무손실 복호화 및 역양자화된 특정 주파수 성분을 이용하여 코드북을 생성한다. 제1 주파수성분 복원부(950)는 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분에 대해 상기 생성된 코드북과 인덱스 및 포락선 정보를 이용하여 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분을 복원한다. 제2 주파수성분 복원부(960)는 만일 상기 유사한 코드북 존재여부 정보가 유사한 코드북이 존재하지 않는다는 정보이면, 포락선 정보를 복원하고, 이전 밴드의 신호와 상기 복원된 포락선 정보를 이용하여 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분을 복원한다.

F/T변환부(970)는 상기 주파수 영역의 오디오 신호를 시간 영역으로 역변환(역MDCT, 역FFT, 역DCT)한다. 상기 밴드는 청각특성을 고려한 bark 밴드이고, 상기 코드북 생성은 겹쳐진(overlapping) 스펙트럼을 이용하여 생성함이 바람직하다. 또한 상기 유사도는 상관도(correlation) 또는 유클리디안 거리를 이용하여 결정함이 바람직하다.

도 10은 도 8에 상응하는 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 복호화 방법에 대한 일실시예를 흐름도로 도시한 것이다. 먼저, 비트스트림분리부(800)를 통해 비트스트림을 특정 주파수 성분의 부호화된 데이터와 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분 부호화 데이터로 복원하여 분리한다.(1000단계) 상기 특정 주파수 성분은 중요한 주파수 성분(ISC) 임이 바람직하다. 상기 1000단계의 양자화 및 무손실 복호화는 mp 또는 AAC 임이 바람직하다. 저주파 복원부(810)는 특정 주파수(저주파) 성분에 대해 무손실 복호화 및 역양자화한다.(1010단계) 인덱스/포락선 복원부(830)를 통해 상기 특정 주파수 이외의 주파수(고주파) 성분에 대한 코드북 인덱스 정보 및 포락선(envelop)정보를 복원한다.(1020단계) 코드북 생성부(820)는 상기 1010단계에서 역양자화된 특정 주파수 성분 데이터를 이용하여 코드북을 생성한다.(1030단계) 인고주파 복원부(840)를 통해 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수(고주파) 성분에 대해 상기 생성된 코드북과 인덱스 및 포락선 정보를 이용하여 상기 특정 주파수 이외의 주파수(고주파) 성분을 복원한다.(1040단계)

F/T변환부(850)에서는 상기 주파수 영역의 오디오 신호를 시간 영역으로 역변환(역MDCT, 역FFT, 역DCT)하여 시간영역의 오디오 신호로 복원한다.(1050단계)

도 11은 도 9에 상응하는 본 발명에 의한 저비트율 오디오 신호 복호화 방법에 대한 실시예를 흐름도로 도시한 것이다. 먼저, 비트스트림 분리부(900)를 통해 비트스트림을 특정 주파수 성분의 부호화된 데이터와 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분 부호화 데이터로 복원하여 분리한다.(1100단계) 특정주파수성분 복원부(910)를 통해 중요주파수 성분인 특정 주파수 성분에 대해 무손실 복호화 및 역양자화한다.(1110단계) 상기 중요주파수 성분은 저주파 영역의 주파수 성분임이 바람직하다.

코드북 존재정보 복원부(920)를 통해 유사한 코드북이 존재여부 정보를 무손실 복호화한다.(1120단계) 상기 유사한 코드북 존재여부 정보가 유사한 코드북이 존재한다는 정보이면(1130단계), 인덱스/포락선 복원부(940)를 통해 특정 주파수 이외의 주파수 성분에 대한 인덱스 정보 및 포락선(envelop)정보를 복원한다.(1140단계) 또한 코드북 생성부(930)에서는 상기 무손실 복호화 및 역양자화된 특정 주파수 성분을 이용하여 코드북을 생성하고(1150단계), 제1 주파수성분 복원부(950)는 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분에 대해 상기 생성된 코드북과 인덱스 및 포락선 정보를 이용하여 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분을 복원한다.(1160단계)

만일 상기 유사한 코드북 존재여부 정보가 유사한 코드북이 존재하지 않는다는 정보이면(1130단계), 제2 주파수성분 복원부(960)는 포락선 정보를 복원하고(1170단계), 이전 밴드의 신호와 상기 복원된 포락선 정보를 이용하여 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분을 복원한다.(1180단계) F/T변환부(970)를 통해 상기 주파수 영역의 오디오 신호를 시간 영역으로 역변환(역MDCT, 역FFT, 역DCT)한다.(1190단계)

상기 밴드는 청각특성을 고려한 bark 밴드이고, 상기 코드북 생성은 겹쳐진(overlapping) 스펙트럼을 이용하여 생성함이 바람직하다. 또한 상기 유사도는 상관도(correlation) 또는 유클리디안 거리를 이용하여 결정함이 바람직하다.

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 저비트율 오디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 의하면, 고주파 성분을 적은 비트로 효율적으로 표현할 수 있다. 또한 유사도를 기준으로 VQ를 수행하기 때문에 transient/pitched 신호에서 음질의 안정도를 높여 줄 수 있다.

따라서 본 발명을 통하여 저비트율 오디오 부호화에 있어서 주파수 대역폭을 줄이지 않고 부호화하면서도 고음질을 제공할 수 있다.

Claims

(a) 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호의 특정 주파수 성분에 대해서 양자화 및 무손실 부호화하는 단계;

(b) 상기 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호를 이용하여 코드북을 생성하는 단계;

(c) 상기 특정 주파수 성분을 제외한 주파수 성분에 대해서는 정해진 밴드 단위로 포락선(envelop, power)을 표현하고 양자화 및 무손실 부호화하는 단계;

(d) 부호화하고자 하는 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수 밴드와 가장 유사한 코드북을 상기 코드북에서 선택하여 코드북 인덱스(fine structure)를 결정하는 단계;

(e) 상기 인덱스를 무손실 부호화하는 단계; 및

(e) (a)단계에서 생성된 무손실 부호화된 데이터와 상기 (c)단계와 (e)단계에서 생성된 무손실 부호화된 데이터를 비트스트림으로 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 방법.
제1항에 있어서, 상기 특정 주파수 성분은

중요한 주파수 성분(ISC) 임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (a)단계의 양자화 및 무손실 부호화는

MPEG1 Layer 3(mp3) 또는 MPEG-2/4 AAC 임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 방법.
(a) 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호의 중요 주파수 성분(ISC)에 대해서 양자화 및 무손실 부호화하는 단계;

(b) 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호를 이용하여 코드북을 생성하는 단계;

(c) 상기 중요 주파수 성분을 제외한 주파수 성분에 대해서는 정해진 밴드 단위로 포락선(envelop, power)을 표현하고 양자화 및 무손실 부호화하는 단계;

(d) 상기 코드북에서 부호화하고자 하는 고주파 밴드와 소정의 유사도 이상을 가지는 코드북이 있는지 체크하는 단계;

(e) 상기 유사도 체크결과, 유사한 코드북이 존재하면 이를 선택하여 코드북 인덱스(fine structure)를 결정하고, 유사한 코드북이 존재한다는 정보와 상기 인덱스를 무손실부호화하는 단계;

(f) 상기 유사도 체크결과, 유사한 코드북이 존재하지 않으면 유사한 코드북이 존재하지 않는다는 정보를 무손실 부호화하는 단계; 및

(e) (a)단계에서 생성된 무손실 부호화 데이터와 상기 (c)단계와 상기 (e) 단계 및 상기 (f)단계에서 생성된 무손실 부호화된 데이터를 비트스트림으로 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 방법.
제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 중요주파수 성분은

저주파 영역의 주파수 성분임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 방법.
제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 밴드는

청각특성을 고려한 비균일(non-uniform) 밴드임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 방법.
제6항에 있어서, 상기 비균일 밴드는

바크(bark) 밴드임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 방법.
제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 코드북 생성은

겹쳐진(overlapping) 스펙트럼을 이용하여 생성함을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 방법.
제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 유사도는

상관도(correlation) 또는 유클리디안 거리를 이용하여 결정함을 특징으로 저비트율 오디오 부호화 방법.
제1항, 제2항 또는 제4항에 있어서,

시간 영역의 오디오 신호를 주파수 영역으로 변환(MDCT,FFT, DCT)하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 방법.
주파수 영역으로 변환된 오디오 신호의 특정 주파수 성분에 대해서 양자화 및 무손실 부호화하는 저주파 양자화/무손실 부호화부;

상기 주파수 영역으로 변환된 오디오 신호를 이용하여 코드북을 생성하는 코드북 생성부;

상기 특정 주파수 성분을 제외한 주파수 성분에 대해서는 정해진 밴드 단위로 포락선(envelop, power)을 표현하고 양자화 및 무손실 부호화하는 포락선 양자화/무손실부호화부;

부호화하고자 하는 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수 밴드와 가장 유사한 코드북을 상기 코드북에서 선택하여 코드북 인덱스(fine structure)를 결정하는 코드북 인덱스 획득부;

상기 인덱스를 무손실 부호화하는 인덱스 무손실 부호화부; 및

상기 저주파 양자화/무손실부호화부에서 생성된 무손실 부호화된 데이터와 상기 포락선 양자화/무손실부호화부 및 상기 인덱스 무손실 부호화부에서 생성된 무손실 부호화된 데이터를 비트스트림으로 생성하는 비트스트림 생성부를 포함함을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 장치.
제11항에 있어서, 상기 특정 주파수 성분은

중요한 주파수 성분(ISC) 임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 장치.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 저주파 양자화/무손실부호화부의 양자화 및 무손실 부호화는

MPEG-1 Layer 3(mp3) 또는 MPEG-2/4 AAC 임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 장치.
주파수 영역으로 변환된 오디오 신호의 중요 주파수 성분(ISC)에 대해서 양자화 및 무손실 부호화하는 저주파 양자화/무손실 부호화부;

주파수 영역으로 변환된 오디오 신호를 이용하여 코드북을 생성하는 코드북생성부;

상기 중요 주파수 성분을 제외한 주파수 성분에 대해서는 정해진 밴드 단위로 포락선(envelop, power)을 표현하고 양자화 및 무손실 부호화하는 포락선 양자화/무손실부호화부;

상기 코드북에 부호화하고자 하는 고주파 밴드와 소정의 유사도 이상을 가지는 코드북이 있는지 체크하는 유사도체크부;

상기 유사도 체크결과, 유사한 코드북이 존재하면 이를 선택하여 코드북 인덱스(fine structure)를 결정하고, 유사한 코드북이 존재한다는 정보와 상기 인덱스를 무손실부호화하는 코드북 존재정보/인덱스 부호화부;

상기 유사도 체크결과, 유사한 코드북이 존재하지 않으면 유사한 코드북이 존재하지 않는다는 정보를 무손실 부호화하는 코드북존재정보 부호화부; 및

제1 양자화/무손실 부호화부에서 생성된 무손실 부호화 데이터와 상기 제2 양자화/무손실 부호화부와 상기 코드북존재정보/인덱스 부호화부 및 코드북존재정보 부호화부에서 생성된 무손실 부호화된 데이터를 비트스트림으로 생성하는 비트스트림 생성부를 포함함을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 장치.
제12항 또는 제14항에 있어서, 상기 중요주파수 성분은

저주파 영역의 주파수 성분임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 장치.
제12항 또는 제14항에 있어서, 상기 밴드는

청각특성을 고려한 비균일(non-uniform) 밴드임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 장치.
제16항에 있어서, 상기 비균일 밴드는

바크(bark) 밴드임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 장치.
제12항 또는 제14항에 있어서, 상기 코드북 생성은

겹쳐진(overlapping) 스펙트럼을 이용하여 생성함을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 장치.
제12항 또는 제14항에 있어서, 상기 유사도는

상관도(correlation) 또는 유클리디안 거리를 이용하여 결정함을 특징으로 저비트율 오디오 부호화 장치.
제11항, 제12항 또는 제14항에 있어서,

시간 영역의 오디오 신호를 주파수 영역으로 변환(MDCT,FFT, DCT)하는 T/F 변환부를 더 구비함을 특징으로 하는 저비트율 오디오 부호화 장치.
(a) 비트스트림을 특정 주파수 성분의 부호화된 데이터와 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분 부호화 데이터로 복원하여 분리하는 단계;

(b) 특정 주파수 성분에 대해 무손실 복호화 및 역양자화하는 단계;

(c) 상기 특정 주파수 이외의 주파수 성분에 대한 코드북 인덱스 정보 및 포락선(envelop)정보를 복원하는 단계;

(d) 상기 (b)단계에서 역양자화된 특정 주파수 성분 데이터를 이용하여 코드북을 생성하는 단계; 및

(e) 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분에 대해 상기 생성된 코드북과 인덱스 및 포락선 정보를 이용하여 상기 특정 주파수 이외의 주파수 성분을 복원하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 방법.
제21항에 있어서, 상기 특정 주파수 성분은

중요한 주파수 성분(ISC) 임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 방법.
제21항에 있어서, 상기 (a)단계의 양자화 및 무손실 복호화는

MPEG-1 Layer 3(mp3) 또는 MPEG-2/4 AAC 임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 방법.
(a) 비트스트림을 특정 주파수 압축 비트스트림과 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분 부호화 정보로 복원하여 분리하는 단계;

(b) 특정 주파수 성분에 대해 무손실 복호화 및 역양자화하는 단계;

(c) 유사한 코드북이 존재여부 정보를 무손실 복호화하는 단계;

(d) 상기 유사한 코드북 존재여부 정보가 유사한 코드북이 존재한다는 정보이면, 특정 주파수 이외의 주파수 성분에 대한 인덱스 정보 및 포락선(envelop)정보를 복원하는 단계;

(e) 상기 무손실 복호화 및 역양자화된 특정 주파수 성분을 이용하여 코드북을 생성하고, 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분에 대해 상기 생성된 코드북과 인덱스 및 포락선 정보를 이용하여 고주파 성분을 복원하는 단계;

(f) 만일 상기 유사한 코드북 존재여부 정보가 유사한 코드북이 존재하지 않는다는 정보이면, 포락선 정보를 복원하고, 이전 밴드의 신호와 상기 복원된 포락선 정보를 이용하여 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분을 복원하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 오디오 신호 복호화 방법.
제22항 또는 제24항에 있어서, 상기 특정 주파수 성분은

저주파 영역의 주파수 성분임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 방법.
제24항에 있어서, 상기 밴드는

청각특성을 고려한 비균일(non-uniform) 밴드임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 방법.
제26항에 있어서, 상기 비균일 밴드는

바크(bark)밴드 임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 방법.
제22항 또는 제24항에 있어서, 상기 코드북 생성은

겹쳐진(overlapping) 스펙트럼을 이용하여 생성함을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 방법.
제23항 또는 제24항에 있어서, 상기 유사도는

상관도(correlation) 또는 유클리디안 거리를 이용하여 결정함을 특징으로 저비트율 오디오 복호화 방법.
제21항, 제23항 또는 제24항에 있어서,

상기 주파수 영역의 오디오 신호를 시간 영역으로 역변환(역MDCT, 역FFT, 역DCT)하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 방법.
비트스트림을 특정 주파수 성분의 부호화된 데이터와 상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분 부호화 데이터로 복원하여 분리하는 비트스트림 분리부;

특정 주파수 성분에 대해 무손실 복호화 및 역양자화하는 저주파 복원부;

상기 특정 주파수 이외의 주파수 성분에 대한 코드북 인덱스 정보 및 포락선(envelop)정보를 복원하는 고주파 인덱스/포락선 복원부;

상기 저주파 복원부에서 역양자화된 특정 주파수 성분 데이터를 이용하여 코드북을 생성하는 코드북 생성부; 및

상기 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분에 대해 상기 생성된 코드북과 인덱스 및 포락선 정보를 이용하여 상기 특정 주파수 이외의 주파수 성분을 복원하는 고주파 복원부를 포함함을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 장치.
제31항에 있어서, 상기 특정 주파수 성분은

중요한 주파수 성분(ISC) 임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 장치.
제31항 또는 제32항에 있어서, 상기 저주파 무손실 복호화/ 역양자화는

MPEG-1 Layer 3(mp3) 또는 MPEG-2/4 AAC 임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 장치.
비트스트림을 특정 주파수 압축 비트스트림과 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분 부호화 정보로 복원하여 분리하는 비트스트림 분리부;

특정 주파수 성분에 대해 무손실 복호화 및 역양자화하는 저주파 복원부;

유사한 코드북이 존재여부 정보를 무손실 복호화하는 코드북존재정보 복원부;

상기 유사한 코드북 존재여부 정보가 유사한 코드북이 존재한다는 정보이면, 특정 주파수 이외의 주파수 성분에 대한 인덱스 정보 및 포락선(envelop)정보를 복원하는 인덱스/포락선 복원부;

상기 무손실 복호화 및 역양자화된 특정 주파수 성분을 이용하여 코드북을 생성하고, 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분에 대해 상기 생성된 코드북과 인덱스 및 포락선 정보를 이용하여 고주파 성분을 복원하는 제1고주파 복원부;

만일 상기 유사한 코드북 존재여부 정보가 유사한 코드북이 존재하지 않는다는 정보이면, 포락선 정보를 복원하고, 이전 밴드의 신호와 상기 복원된 포락선 정보를 이용하여 특정 주파수 성분 이외의 주파수 성분을 복원하는 제2고주파 복원부를 포함함을 특징으로 하는 오디오 신호 복호화 장치.
제32항 또는 제34항에 있어서, 상기 특정 주파수 성분은

저주파 영역의 주파수 성분임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 장치.
제34항에 있어서, 상기 밴드는

청각특성을 고려한 비균일(non-uniform) 밴드임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 장치.
제36항에 있어서, 상기 비균일 밴드는

바크(bark)밴드 임을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 장치.
제32항 또는 제34항에 있어서, 상기 코드북 생성은

겹쳐진(overlapping) 스펙트럼을 이용하여 생성함을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 장치.
제32항 또는 제34항에 있어서, 상기 유사도는

상관도(correlation) 또는 유클리디안 거리를 이용하여 결정함을 특징으로 저비트율 오디오 복호화 장치.
제31항, 제32항 또는 제34항에 있어서,

상기 주파수 영역의 오디오 신호를 시간 영역으로 역변환(역MDCT, 역FFT, 역DCT)하는 F/T 변환부를 더 구비함을 특징으로 하는 저비트율 오디오 복호화 장치.
제1항 내지 제10항, 제21항 내지 제30항 중 어느 한 항에 기재된 발명을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.