KR100813192B1

KR100813192B1 - 오디오 ｃｄ 기록 장치 및 방법, 및 오디오 ｃｄ

Info

Publication number: KR100813192B1
Application number: KR1020067016733A
Authority: KR
Inventors: 하랄드 팝; 스테판 게어스버거; 볼프강 피젤
Original assignee: 프라운호퍼-게젤샤프트 츄어 푀르더룽 데어 안게반텐 포르슝에.파우.
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2025-02-17
Also published as: US8989881B2; CN1934640B; EP1719128A1; US20070121448A1; WO2005083702A1; DE102004009628A1; CN1934640A; KR20060134973A

Abstract

파라메트릭 멀티채널 정보(16b)가 통상적인 표준 오디오 콤팩트 디스크 상에, 예컨대, 사용자 서브 채널들에 기록되어, CD는 통상적인 재생 장치로 통상적인 스테레오 재생이 가능하거나, 또는 접속이 용이하고 실제로 표준을 준수하는 오디오 CD로부터 스테레오 정보(16b)와 파라메트릭 멀티채널 정보(16b) 모두를 판독하여 이로부터 2 이상의 오디오 채널을 재생하는 보조 장치로 멀티채널 재생이 가능하다.

파라메트릭 멀티채널, 디코더, error protection, CD, 기저 채널,

Description

오디오 ＣＤ 기록 장치 및 방법, 및 오디오 ＣＤ{DEVICE AND METHOD FOR WRITING ON AN AUDIO CD, AND AUDIO CD}

본 발명은 스테레오 오디오 CD 기술에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 오디오 CD 상에 기록하는 장치 및 방법, 그리고 CD로부터 데이터를 검색하는 각각의 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근, 멀티채널 오디오 재생 기술이 점점 중요하게 되고 있다. 이는 종래의 MP3 기술과 같은 오디오 압축/코딩 기술들이 제한된 대역폭에서 인터넷 또는 기타의 전송 채널들을 통해 오디오 데이터를 전송하도록 하기 때문일 것이다. MP3 코딩 기술은 모든 레코딩들이 스테레오 포맷으로, 즉, 제1의 또는 좌측의 스테레오 채널 및 제2의 또는 우측의 스테레오 채널을 포함하는 오디오 레코딩의 디지털 표현으로 분산이 가능하도록 한다는 사실 때문에 널리 알려지게 되었다.

스테레오 데이터를 분산시키는 대안의 매체로서 종래 기술의 오디오 CD가 있다. 필립스 & 소니사에 의해 개발된 디지털 콤팩트 디스크는 정보의 캐리어(carrier)로써 레이저를 수단으로 일측에 기록이 이루어진 디스크의 무접촉식 광학 스캐닝에 기초한다. CD 플레이어에 있어서, 독출을 위하여, 디스크에 의해 반사되고 그 강도가 변조된 반도체 레이저의 빔이 포토다이오드에 의해 수광된다. 포토다이오드의 출력 신호는 직렬 데이터 신호로 변환되어, 이로부터 클록 신호가 얻어진다. 이어서, 동기 문자들이 분리되고, 채널 코드가 데이터, 테스트 문자들, 및 제어/디스플레이 비트들로 재변환된다. 제어/디스플레이 디코더는 음악의 특정 개소들을 검색하여 표시하기 위한 신호뿐만 아니라 모터 스피드, 포커싱(focusing) 및 트랙-추적에 대한 신호들을 제공한다. 오류 방호 디코더에 있어서는, 간섭되는 임의의 분산된 신호 정보라도 체크 비트들을 수단으로 보충되어야 한다. 멀티플렉서를 수단으로 데이터 스트림을 분리한 후, 좌측 및 우측 채널의 아날로그 오디오 신호로 디지털/아날로그 재변환이 수행된다.

스테레오 정보와 함께 모든 오디오 CD들에 공유되며 이에 대하여 공통 CD 플레이어들이 설정되는, 표준화된 CD 프레임 구조에 따르면, 하나의 프레임에는 좌측 및 우측 채널들에 대하여 6개의 연속된 샘플들이 존재한다. 각각의 경우에 있어서 좌측 채널에서 전송이 시작된다. 각 16 비트 샘플은 MSB에서 시작하여 8비트의 두 개의 오디오 심볼들로 각각 분리된다. 스테레오 데이터는 소위 CIRC 방법인 2 단계의 오류 방호 코딩을 거치게 된다.

그럼에도 불구하고, 종래의 2 채널 사운드 시스템에는 근본적인 단점이 존재한다. 따라서, 소위 서라운드 기술이 개발되었다. 바람직한 멀티채널 서라운드 표현방식은, 2개의 스테레오 채널들(L 및 R)에 더하여, 추가의 센터 채널(C)과 두 개의 서라운드 채널들(Ls 및 Rs)을 포함한다. 이러한 참조 톤(reference tone) 포맷은 소위 3/2 스테레오라 하며, 이는 3개의 프론트 채널과 2개의 서라운드 채널이 존재함을 의미한다. 일반적으로, 5개의 전송 채널들이 요구된다. 재생 환경에 있 어서, 정확하게 배치된 5개의 스피커로부터 특정의 거리에서 소위 "스위트 스팟(sweet spot)" 이라는 최적의 음질을 얻기 위하여는, 각각의 5개의 다른 장소에 적어도 5개의 스피커가 요구된다.

CD 기술 영역에 있어서, 소위 DVD 가 광범위하게 수용되었다. 이들은 완전한 5.1 또는 5.1 레코딩, 즉, 각각의 개별 사운드 채널의 완전한 표현을 포함한다.

그러나, DVD의 단점은, 특정의 DVD 플레이어라는 것이 요구된다는 점이며, 따라서 종래의 오디오 CD 플레이어는 DVD를 재생하는데 사용될 수 없다는 점이다. 또한, 통상적인 오디오 CD 플레이어를 간단한 방법으로 업그레이드하여, 오디오 CD 뿐만 아니라 DVD도 재생할 수 있도록 할 수도 있다.

이는 유통중인 다수의 CD 플레이어에서 멀티채널 재생이 이루어질 수 없기 때문에 특히 바람직하지 못하다. 반면, 다수의 소비자들은, 통상 DVD에 담겨진 비디오 정보에 관심을 가지는 것이 아니라 우수한 5 채널 사운드를 단순히 즐기고 싶어한다고 할지라도, 친숙하고 충분히 만족하고 있는 충분한 기능의 CD 플레이어를 추려내어 당장에 DVD 전용의 플레이어로 교체하는 것에 대하여는 주저한다.

인터넷을 통해 또는 기타의 소오스로부터 얻어진 코딩된 멀티채널 표현들이 저작권을 위반하지 않는 한 CD상에 버닝(burning)될 수 있는 것도 사실이다. 하지만, 이러한 버닝된 CD들 또한 코딩된 정보를 포함하므로 일반적인 CD 플레이어와 호환되지 않는 점을 감안하면, 오디오 CD에 담긴 스테레오 데이터는 압축을 거쳐 데이터 레이트의 감소를 가져오게 되는 것보다는, 오류 방호 코딩만을 거치게 되어 데이터 레이트(data rate)의 증가만을 가져오는 비압축된 16비트 PCM 데이터이다.

따라서, 기술계에 있어서, 멀티채널 오디오 신호를 송신하는데 요구되는 데이터량을 감소시키기 위한 기법들이 다수 존재한다. 이러한 기법들은 조인트(joint) 스테레오 기법이라고 한다. 이를 위하여, 도 3을 참조하면, 조인트 스테레오 장치(60)가 도시되어 있다. 이러한 장치는 예컨대 인텐시티 스테레오(IS) 기법 또는 쌍이효과 큐(binaural cue) 코딩기법 (BCC)을 구현하는 장치일 수 있다. 이러한 장치는 일반적으로 입력신호로서 적어도 두 개 이상의 채널들(CH1, CH2, ..., CHn)을 수신하여 파라메트릭(parametric) 멀티채널 정보뿐만 아니라 단일의 캐리어 채널을 출력한다. 파라메트릭 데이터는 원본 채널들(CH1, CH2, ..., CHn)의 근사치가 디코더에서 계산될 수 있도록 정의된다.

일반적으로, 캐리어 채널은 서브밴드 샘플들, 스펙트럼 계수, 시간영역 샘플들 등을 포함하게 되어, 비교적 정교한 하부 신호의 표현방식을 제공하는 한편, 파라메트릭 데이터는 이러한 샘플들 또는 스펙트럼 변수를 포함하지 않고, 곱셈, 시간천이, 주파수 천이 등의 의해 가중치를 부여하는 등의, 특정한 재구성 알고리즘을 제어하기 위한 제어 파라미터들을 포함한다. 따라서, 파라메트릭 멀티채널 정보는 신호 또는 관련 채널의 비교적 거친 표현을 포함한다. 수량에 있어서, 캐리어 채널에 요구되는 데이터량은 60 내지 70 kbits/s 인데 반하여, 채널에 대한 파라메트릭 사이드(parametric side) 정보에 요구되는 데이터 량은 1.5 내지 2.5 kbits/s 의 범위이다. 이 때, 전술한 수량들은 압축된 데이터에 적용되는 것이다. 자연적으로, 비압축된 CD 채널은 대략 상기 량의 10배의 범위의 데이터 레이트를 필요로 한다. 파라메트릭 데이터의 일례로, 후술하는 바와 같은, 종래 기술의 스 케일 팩터(scale factors)들, 인텐시티 스테레오 정보, 또는 BBC 파라미터들이 있다.

인텐시티 스테레오 코딩의 기법은 「AES preprint 3799, "Intensity Stereo Coding", J, Herre, K.H. Brandenburg, D. Leader, February 1994, Amsterdam」에 설명되어 있다. 일반적으로, 인텐시티 스테레오의 개념은 양쪽의 입체음향 오디오 채널들의 데이터에 대하여 이루어지는 주축 변환에 기초하고 있다. 대부분의 데이터 포인트들이 제1 주축 주위에 집중되어 있는 경우, 양쪽 신호들이 코딩이 일어나기 전에 일정 각도만큼 회전된다는 점에서 코딩 이득이 달성될 수 있다. 그러나 이는 실제의 입체음향 재생 기술들에서 항상 그런 것은 아니다. 따라서, 이러한 기법은 비트스트림 전송에서 제2 직교 성분이 제외되도록 변경된다. 따라서, 좌우측 채널들에 대하여 재구성된 신호들은 전송된 동일 신호에 대하여 상이하게 가중치가 부여되거나 스케일링(scale)된 버전으로 구성된다. 그러나 재구성된 신호들은 그 크기에 있어서 상이하지만, 그 위상 정보는 동일하다. 반면, 양쪽의 원본 오디오 채널들의 에너지/시간 포락선들은 통상 주파수 선택적인 방법으로 동작하게 되는 선택 스케일링 동작(selective scaling operation)에 의해 관리된다. 이는 고주파수에서의 사운드를 인간이 인지하는 것에 해당하며, 여기서 에너지 포락선들에 의해 우월한 공간 정보가 판정된다.

실제적인 적용예에 있어서, 좌우측 양쪽 성분의 순환이라기보다는 좌우측 채널들의 통합 신호로부터 전송 신호, 즉 캐리어 채널이 추가적으로 발생된다. 또한, 이러한 처리, 즉 인텐시티 스테레오 파라미터의 발생은 주파수 선택적인 방법, 즉, 각 스케일 팩터 밴드에 대하여, 즉, 각각의 디코더의 주파수 구획에 대하여 독립적으로, 스케일링 동작을 위하여 수행된다. 바람직하게는, 양쪽의 채널들이 통합되어 통합된 채널 또는 "캐리어"를 형성하고, 통합된 채널에 더하여, 인텐시티 스테레오 정보를 형성한다. 인텐시티 스테레오 정보는 제1 채널의 에너지, 제2 채널의 에너지, 또는 통합된 채널의 에너지에 의존한다.

BCC 기법은 「AES Convention Paper 5574 "Binaural Cue Coding applied to Stereo and Multichannel Audio Compression", T. Faller, F. Baumgarte, May 2002, Munich」에 설명되어 있다. BCC 코딩에 있어서, 다수의 오디오 입력 채널들은 스펙트럼 표현으로 변환되며, 자세하게는 중첩 윈도우(overlapping window)를 갖는 DFT 기반의 변환을 사용하여 변환된다. 그 결과의 스펙트럼은 비중첩된 부분들로 구획되고, 그 각각은 인덱스를 갖는다. 각 구획은 균등 자승 대역폭 (ERB: Equivalent Square Bandwidth)에 비례하는 대역폭을 갖는다. 채널간 레벨차 (ICLD: Inter Channel Level Differences) 및 채널간 시간차(ICTD: Inter Channel Time Difference)가 각각의 구획에 대하여, 그리고 각각의 프레임 k에 대하여 정해진다. ICLD 및 ICTD 는 종국적으로 사이드 정보로서 BCC 비트스트림으로 전달되도록 양자화되고 코딩된다. 채널간 레벨차 및 채널간 시간차는 각 채널에 대하여 참조 채널과 관계하여 주어진다. 이어서, 파라미터들이 처리 대상 신호의 특정 구획들에 의존하는 정해진 공식에 따라 계산된다.

디코더의 측면에서, 디코더는 통상 모노 신호와 BCC 비트스트림을 수신한다. 모노 신호는 주파수 영역으로 변환되어 디코딩된 ICLD 및ICTD를 수신하는 공간 합 성 블록으로 입력된다. 공간 합성 블록에 있어서, BCC 파라미터들(ICLD 및 ICTD)은 모노 신호의 가중치 연산을 수행하여, 그러한 멀티채널 신호들을 합성하는데 사용되어, 주파수/시간 변환 후에, 원본 멀티채널 오디오 신호의 재구성을 표현하게 된다.

BCC의 경우에 있어서, 조인트 스테레오 모듈(60)은 파라메트릭 채널 데이터가 양자화되고 코딩되도록 채널측 정보를 출력하도록 ICLD 또는 ICTD 파라미터들을 출력하도록 동작가능하며, 원본(original) 채널들 중 하나는 채널측 정보를 코딩하기 위한 참조 채널로서 사용된다.

일반적으로, 참여한 원본 채널들의 합으로부터 캐리어 신호가 형성된다.

자연적으로, 상기 기법들은 디코더에 대한 모노 표현만을 제공하여, 하나 이상의 입력 채널의 하나 이상의 근사치를 생성하기 위하여 캐리어 채널만을 처리할 수 있고, 파라메트릭 데이터는 처리할 수 없다.

BBC 기법은 미국 특허 공보 US 2003/0219130 A1, US 2003/0026441 A1 및 US 2003/0035553 A1 에도 설명되어 있다. 또한, 전문 서적 「"binaural Cue coding. Part II: Schemes and Applications", T. Faller & F. Baumgarte, IEEE Trans. On Audio and Speech Proc. Vol. 11, No. 6, November 2003」를 참조할 수도 있다.

이하, 도 4 내지 6을 참조하여 멀티채널 오디오 코딩의 일반적인 BCC 구조를 좀 더 자세하게 설명한다.

도 5는 이러한 멀티채널 오디오 신호들을 코딩하고 전송하기 위한 BCC 구조를 나타낸다. BCC 코더(112)의 입력(110)에서의 멀티채널 오디오 입력 신호는 소 위 다운믹스 블록(114)에서 다운믹싱(downmix)된다. 본 예에 있어서, 입력(110)에서의 원본 멀티채널 신호는 좌측전방 채널, 우측전방 채널, 좌측 서라운드 채널, 우측 서라운드 채널, 및 중앙 채널을 갖는 5 채널 서라운드 신호이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 다운믹스 블록(114)이 이러한 5 채널들을 모노 신호로 단순히 가산함으로써 통합 신호를 생성한다.

다른 다운믹싱 구조들이 당업계에 공지되어 있는데, 멀티채널 입력 신호를 사용함으로써 단일 채널을 갖는 다운믹스 채널을 가져온다. 이러한 단일 채널은 통합 신호 라인(115)에서 출력된다. BCC 분석 블록(116)에서 취득된 하나의 사이드 정보가 사이드 정보 라인(117)에서 출력된다.

BCC 분석 블록에 있어서, 채널간 레벨차(ICLD) 및 채널간 시간차(ICTD)는 전술한 바와 같이 계산된다. 근래에는, BCC 분석 블록(116)이 또한 채널간 상관치(ICC)를 계산할 수도 있다. 통합 신호 및 사이드 정보는 양자화되고 코딩된 포맷으로 BCC 디코더(120)에 전송된다. BCC 디코더는 전송된 통합신호를 다수의 서브밴드들로 분해하여, 스케일링, 지연, 및 기타 처리들을 수행하여, 멀티채널 오디오 채널들의 서브밴드들이 출력되도록 공급한다. 이러한 처리는 출력(121)에서의 재구성된 멀티채널 신호의 ICLD, ICTD, 및 ICC 파라미터들(큐값들)이 BCC 코더(112)의 입력(110)에서의 원본 멀티채널 신호의 해당 큐값들과 매칭되도록 수행된다. 이를 위하여, BCC 디코더(120)는 BCC 합성 블록(122)과 사이드 정보 개정 블록(123)을 포함한다.

이하, 도 6을 참조하여 BCC 합성 블록(122)의 내부 구조를 설명한다. 라인 (115) 상의 통합 신호가 시간/주파수 변환부 또는 필터 뱅크(FB, 125)에 공급된다. 블록(125)의 출력에는, N 개의 서브밴드 신호들, 또는 극심한 경우, 오디오 필터 뱅크(125)가 1:1 변환, 즉 N 개의 시간영역 샘플들로부터 N개의 스펙트럼 계수들을 생성하는 변환을 수행한다고 했을 때 한 블록의 스펙트럼 계수들이 존재한다.

BCC 합성 블록(122)은 지연단(126), 레벨 변조단(127), 상관 처리단(128), 및 역 필터 뱅크단(IFB, 129)을 더 포함한다. 역 필터 뱅크단(129)의 출력에는 도 4 또는 도 5에 나타낸 바와 같이, 예컨대 5 채널 서라운드 시스템의 경우 5개 채널을 갖는 재구성된 멀티채널 오디오 신호가 한 셋트의 스피커들(124)에 출력될 수 있다.

입력 신호(sn)는 필터 뱅크(125)에 의해 주파수 영역 또는 필터 뱅크 영역으로 변환된다. 필터 뱅크(125)에 의해 출력되는 신호는 복사 노드(130)에 의해 나타낸 바와 같이 몇 개의 동일한 신호들이 얻어지도록 복사된다. 원본 신호의 복사본의 수는 출력 신호 내의 출력 채널의 수와 동일하다. 이어서, 원본 신호의 각 복사본은 노드 130에서 얼마의 지연(d₁, d₂, ..., d_i, ..., d_N)을 거치게 된다. 도 5의 사이드 정보 처리 블록(123)에 의해 지연 파라미터들이 계산되어, 도 5의 BCC 분석 블록(116)에 의해 계산된 바와 같이 채널간 시간차로부터 유도된다.

곱셉 파라미터들(a₁, a₂, ..., a_i, ..., a_N)에 대하여도 동일하게 적용되어, BCC 분석 블록(116)에 의해 계산된 바와 같이 채널간 레벨차에 기초하여 사이드 정보 처리 블록(123)에 의해 계산된다.

BCC 분석 블록(116)에 의해 계산되는 ICC 파라미터들은 상관 처리 블록(128)의 기능을 그 레벨에 있어서 지연 및 조작된 신호들 사이의 어떠한 상관(correlation)이 블록(128)의 출력에서 얻어지도록 제어하기 위하여 사용된다. 여기서, 단들(126, 127, 128)의 순서는 도 6에 도시된 순서로 변형될 수 있다.

오디오 신호의 프레임 방향 처리로, BCC 분석이 프레임 방향으로, 즉 임시 가변적인 방법으로 이루어질 수도 있으며, 또한 도 6의 필터 밴드 구획에서 볼 수 있듯이 주파수 방향 BCC 분석이 성취된다는 점이 지적될 수 있다. 이는 각각의 스펙트럼 밴드에 대하여 BCC 파라미터들이 얻어짐을 의미한다. 이는 또한 오디오 필터 뱅크(125)가 입력 신호를 예컨대 32개의 밴드패스 신호들로 분해하는 경우, BCC 분석 블록은 32개의 밴드 각각에 대하여 한 셋트의 BCC 파라미터들을 취득하게 됨을 의미한다. 물론, 도 6에 더욱 상세하게 도시된 도 5의 BCC 합성 블록(122)은 예를 들어 상기한 32개 밴드들에 기초하여 재구성을 수행한다.

이하, 도 4를 참조하여 개개의 BCC 파라미터들을 판정하는데 사용되는 시나리오에 대하여 설명한다. 일반적으로, ICLD, ICTD, 및 ICC 파라미터들이 채널 쌍들 사이에서 정의될 수 있다. 그러나 기준 채널과 다른 채널 사이에서 ICLD 및 ICTC 파라미터들을 판정하는 것이 바람직하다. 이러한 사항은 도 4A에 도시되어 있다.

ICC 파라미터들은 다양한 방법으로 정의될 수 있다. 일반적으로, 코더 내의 ICC 파라미터들이 도 4B에 도시된 바와 같이 모든 가능한 채널 쌍들 사이에서 판정될 수 있다. 그러나 일례로서 나타낸 도 4C에 도시된 바와 같이, 임의의 시간에서 는 가장 강력한 두 개의 채널들 사이에서 ICC 파라미터들만을 계산하고, 또 다른 시간에서는 채널 1 및 5 사이에서 ICC 파라미터가 계산되도록 제안되어 왔다. 이어서, 디코더는 디코더 내의 가장 강력한 채널들 사이의 채널간 상관을 합성하고, 나머지 채널 쌍들에 대한 채널간 코히어런스를 계산 및 합성하기 위하여 특정한 발견적(heuristic) 방법을 사용한다.

예컨대, 전송된 ICLD 파라미터들에 기초하여 곱셉 파라미터 a₁ 및 a_N 을 계산하는 것에 대하여는, 「AES convention paper No. 5574」를 참조하기 바란다. ICLD 파라미터들은 원본 멀티채널 신호의 에너지 분산을 나타낸다. 보편성의 손실없이, 도 4A에 도시된 바와 같이 해당 채널들 사이의 에너지 차이를 나타내는 4 개의 ICLD 파라미터들과 좌측전방 채널을 취하는 것이 바람직하다. 사이드 정보 처리 블록(122)에서는, 모든 재구성된 출력 채널들의 전체 에너지가 동일하도록 (또는 전송된 통합 신호의 에너지에 비례하도록) ICLD 파라미터들로부터 곱셉 파라미터들(a₁, ..., a_N)이 유도된다.

CD상에 멀티채널 정보를 기록하기 위하여는, 제공된 DVD 대신에, DTS와 같은 오디오 코딩 방법을 사용하여 데이터 축소된 형태로 사운드 채널들을 저장하는 특수 오디오 CD로 대체할 수도 있다. 이러한 특수 오디오 CD는 통상적인 오디오 CD 플레이어 상에서 재생될 수는 없지만, 대부분의 경우 통상적인 오디오 CD 플레이어의 디지털 출력에 외부적으로 연결되어야 하는 자신만의 디코더를 필요로 한다.

또한, CD 상의 두 개의 층을 통해, (그 중 한 층에는) 오디오 CD 플레이어 상의 재생을 위한 종래의 스테레오 사운드와 (그 중 다른 한 층에는) SACD 플레이어 상의 재생을 위한 DSC 포맷의 멀티채널 사운드 양쪽 모두를 제공하는, 하이브리드 SACD가 있다.

본 발명의 목적은, 멀티채널 오디오 데이터를 확산 및 생성하는 유동적인 개념으로서, 고도의 시장 수용도를 성취하는 개념을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 목적은 청구항 제1항의 콤팩트 디스크 상에 기록하는 장치에 의해, 청구항 제9항의 콤팩트 디스크에 의해, 청구항 제10항의 콤팩트 디스크 재생 장치에 의해, 청구항 제12항의 콤팩트 디스크 기록 방법에 의해, 청구항 제13항의 콤팩트 디스크 재생 방법에 의해, 또는 청구항 제14항의 컴퓨터 프로그램에 의해 성취된다.

본 발명은 통상적인 CD 포맷에 따른 보통 오디오 CD 상에 데이터 및 텍스터 및/또는 비디오 이미지 등의 메타(meta) 정보를 전송하기 위하여 CD 표준에 따라서 정의되는 서브채널들이 제공된다는 사실에 기초한다. 본 발명에 따르면, 이러한 서브채널들은 통상적인 스테레오 오디오 CD가 멀티채널 재생을 위하여 충분한 정보를 포함하도록 통상적인 스테레오 오디오 CD 상에 파라미터 정보를 기록하는데 활용된다.

이러한 개념의 하나의 장점은 보통 CD 플레이어와 호환된다는 점에 있다. 그러면, 보통 CD 플레이어들은 본 발명의 개념에 영향을 받지 않는 통상적인 오디오 CD 스테레오 데이터의 스테레오 사운드 표현을 계속 제공하게 된다. 그러나, 본 발명에 따르면, 즉, 작은 보조 모듈로서, 출력측에서는 CD 플레이어에서 서브채널 데이터, 즉 멀티채널 파라미터 데이터에 추가하여 스테레오 데이터를 수신하여, 하부의 재구성 알고리즘을 사용하여 파라미터 데이터와 스테레오 데이터를 서로 계산하는, 작은 보조 모듈을 CD 플레이어가 구비하면, 원본 멀티채널 신호의 멀티채널 표현이 제공되게 된다.

사용자는 사용자가 만족하며 사용하던 보통 CD 플레이어를 유지하면서, 멀티채널 오디오 CD를 판독하기 위하여, 각 CD 플레이어가 스테레오 출력을 가지므로 CD 플레이어에 용이하게 연결될 수 있는 보조 모듈만을 필요로 하게 하기 위함이다. 따라서, 보조 모듈은 CD 플레이어를 방해할 필요는 없으나, 어쨌든 CD 플레이어에 제공되는 단자에 단순히 플러그 인 될 수도 있다. 바람직하게는, 이러한 단자 또는 CD 플레이어의 출력은 디지털 출력이다. 그러나, 구형 모델에서 그러하듯이, CD 플레이어가 아날로그 출력만을 가진다면, 보조 멀티채널 모듈에 아날로그/디지털 변환기가 추가로 필요할 수도 있겠다.

또한, 본 발명은 멀티채널 정보의 역방향 호환성 기록에 있어서 CD가 역방향으로도 호환적이라는 점, 즉, 종래 형태의 스테레오 CD 플레이어 상에서 재생될 수도 있다는 점에서 장점이 있다. 따라서, 본 발명의 CD는 보통 CD 플레이어에서 그리고 멀티채널 CD 플레이어에 확장된 CD 플레이어에서 모두 재생될 수 있다.

대안으로서, 2 채널 표현에 의해 점유되지 않는 오디오 CD의 다른 장소들, 예컨대, CD 내의 여전히 빈 위치에, 하이브리드 CD의 데이터 구획 상에, CD의 단부에 별도의 세션 등으로 멀티채널 파라미터 정보들이 수용될 수도 있다.

그러나, 어떠한 CD 내의 간섭이든지 계획되어 있지 않기 때문에, 또한 CD가 당장에 멀티채널 사운드 정보를 갖는다고 할지라도 표준을 충분하게 준수하기 때문에, 또한 따라서 재생 장치에 어떠한 문제도 일으키지 않으므로, 어쨌든 보통 오디오 CD 표준에 이미 제공된 서브채널들 상에 파라미터 데이터를 "숨기는(hide)" 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 개념은 멀티채널 정보가 파라메트릭 멀티채널 데이터에 의해 표현되기 때문에 데이터 량이 충분히 압축될 수 있어서, CD 상의 서브 채널의 채널 용량이 충분히 크다는 점에서 장점이 있다. 물론, DVD에서 발견되는 바와 같이 이러한 서브채널들에 임의의 비 파라미터 정보를 저장할 수 없을 수는 없게 된다.

본 발명의 또 다른 장점은, 어쨌든 사용자 서브채널들에 데이터를 기록하도록 이미 설계되어 있기 때문에, 기존 CD 기록 장치들이 사용될 수 있다는 점이다.

또한, 서브 채널들로부터 판독하도록 설계된 기존 CD 재생 장치들이 사용될 수도 있다.

따라서, 스테레오 CD는 사용자의 부분에서뿐만 아니라, CD 자체에 대하여 CD 제조자의 부분에서 최소의 비용으로 적어도 3개, 바람직하게는 5개, 7개, 또는 더욱 많은 채널을 갖는 멀티채널 CD로 변화될 수도 있다. 이러한 모든 것들은 수년동안 정제되고, 시도되어, 수용되어진 시행착오의 오디오 CD 기술을 사용하여 성취되며, 특히 DVD 분야에서 근년의 기술들의 축적 없이는 회자될 수 없는 것들이다.

도 1은 콤팩트 디스크 상에 기록하기 위한 본 발명의 장치를 나타낸 블록도.

도 2는 콤팩트 디스크를 재생하기 위한 본 발명의 장치를 나타낸 블록도.

도 3은 채널 데이터 및 파라메트릭 멀티채널 정보를 생성하기 위한 종래 기술의 조인트 스테레오 코더를 나타낸 도면.

도 4는 ICLD, ICTD, 및 ICC 파라미터들을 판정하기 위한 구조를 나타낸 도면.

도 5는 BCC 코더/디코더 체인을 나타낸 블록도.

도 6은 도 5의 BCC 합성 블록의 구현예를 나타낸 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 자세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 오디오 정보를 기록하는 장치를 나타내며, 이로 부터는 오디오 정보의 2 채널 표현을 포함하는 2 개의 기저 채널에 대하여 제공되지 않는 하나 이상의 CD 위치에 파라메트릭 멀티채널 정보를 기록하는 수단을 사용하여 콤팩트 디스크 상에 멀티채널 오디오 표현이 재구성될 수 있다.

특히, 수단(10)에 의해 CD 상에 기록되지 않은 파라메트릭 멀티채널 정보는, 2 개의 기저 채널들을 따라서 2개 이상의 오디오 채널로 멀티채널 오디오 표현이 가능하도록 구성된다. 바람직하게는, 파라메트릭 멀티채널 정보는, 2 개의 스테레오 기저 채널들과는 다르게, 원본 멀티채널 오디오 신호의 채널의 단지 거친 표현인, BCC 파라미터들 또는 인텐시티 스테레오 파라미터들 또는 기타의 파라미터 데 이터이다.

실시예에 따라서는, CD는 기록되기 전에 이미 통상적인 스테레오 데이터와 함께 파라메트릭 멀티채널 정보를 구비한다. 이는 멀티채널 정보가 CD상에 연속적으로 기록되는 경우일 것이다. 그러나, 미기록된 오디오 CD를 본 발명의 기록 장치에 도입하여, 본 발명의 장치가 CD 표준에 따라서 스테레오 데이터를 기록하는 수단(12)을 구비하도록 하는 것이 바람직하다. 도시를 목적으로, 2 개의 기록 수단이 도 1의 별도의 수단으로서 도시되어 있다. 자연적으로, 이들은 동일한 물리적 CD 기록장치에 의해 구현될 수도 있다.

본 발명의 장치의 제조물은 16a로 도시된 바와 같이 스테레오 정보에 대하여 제공된 CD상의 위치에 절대적으로 통상적인 스테레오 기저 채널들을 포함하는 CD(14)이다. 그러나, 통상적인 CD와는 대조적으로, 스테레오 정보가 기록되지 않은 위치들에, 즉 16b의 위치에 5.1 파라미터 정보, 7.1 파라미터 정보 등의 멀티채널 파라미터 정보가 제공된다. 바람직하게는, 전술한 바와 같이 이러한 파라미터 정보는 BCC 파라미터 데이터이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 통상적인 스테레오 데이터와 동기하여 섹터별 방법으로 오디오 CD 상의 서브채널들(R, S, T, U, V, W)에 파라미터 데이터가 저장된다. 서브채널 및 CD 데이터 포맷에 대한 설명은, 「"Audio-Handbuch der Schaltungstechnik", Paul Skritek, Franzis-Verlag, 1988, chapter 17 "Kompakt-Disk-Technik", pages 329-338」에 기재되어 있다.

통상적으로, 이러한 서브채널들은, 재생 장치를 표시하기 위한 트랙의 현재 시간 및 목차를 포함하는 CD에 대한 정보를 저장하기 위한 것이다. 대안으로서, 이러한 채널들은 낮은 해상도의 그래픽 표현들을 저장하고 해당 재생 장치 상에 이들을 출력하는데 사용될 수도 있다. 서브채널들에 저장되는 이러한 서브채널들 또는 서브코드들은 또한 예컨대 가라오케 CD와 같은 추가의 정보를 저장하는데 사용될 수도 있다.

하지만, 본 발명에 따르면, 파라메트릭 멀티채널 정보가 서브채널들에 저장되는 점에서, 이러한 서브채널들은 페이로드 데이터 자체, 즉, 스테레오 기반 정보를 업그레이드하는데 사용된다. 데이터 레이트의 관점에서, 가능한 총 데이터 레이트는 7.36 kbps이다. 6 개의 활용가능한 사용자 데이터가 존재하므로, 총 44.4 kbps의 데이터 레이트가 활용가능하다. 5.1 멀티채널 정보는 44.1 kbps의 활용가능한 비트 레이트의 약 절반이므로, 이는 BCC 파라미터들에 일반적으로 요구되는 데이터 량보다 훨씬 높은 값이다. 서브채널들 내의 전체 공간은 10.1 멀티채널 정보에 요구되는 것과 같은 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는, 따라서 서브채널들에 기록되기 전에 통상 오류 방호 코딩되지 않는 부가 데이터를 오류 방호 코딩하는데 오류 방호 코딩이 사용되며, 오류 방호 코딩은 재생 및 서비싱(servicing) 중에는, 특히 판독 오류를 정정하기 위하여 행해지지 않는다.

도 2는, 보통 CD 플레이어처럼 스테레오 채널들을 판독하는 수단(20)을 당초에 포함하는 본 발명의 재생 장치를 나타낸다. 그러나, CD 플레이어가 아직 서브채널들을 판독하도록 구성되지 않거나, 또는 파라미터 정보가 CD의 다른 위치에 저 장된다면, 즉, 서브채널에 저장되지 않고 CD의 단부의 하나 이상의 별도의 세션 또는 하이브리드 CD의 데이터 영역에 및/또는 하이브리드 구획 등에 저장된다면, 보통 CD 플레이어에 더하여, 멀티채널 파라미터 정보를 판독하는 수단(22)은 보조 수단을 포함한다.

다운스트림 연결 수단(22)은 멀티채널 출력(26)에 제공되는 멀티채널 출력을 재구성하기 위한 수단(24)이다. 또한, 전환 스위치(30)를 작동시키기 위하여 수동이거나 또 다른 장치에 의하는 CD 인식 수단 또는 외부 제어기(28)가 제공된다. CD가 스테레오 정보만을 포함하는 것으로 인식되는 경우, 스테레오 채널을 판독하는 수단(20)의 출력은 스위치(30)에 의해 스테레오 출력(32)으로 직접적으로 스위칭된다. 그러나, CD 인식 수단(28)이 취급되는 것이 예컨대 서브채널들에서 멀티채널 데이터를 갖는 오디오 CD인 것으로 인식하면, 스테레오 채널을 판독하기 위한 수단(20)의 출력은 멀티채널 출력이 발생되도록, 또한 출력(32)에 아무것도 제공되지 않거나 또는 하나의 추가 스테레오 출력만이 제공되도록, 스위치(30)에 의해 절환되어 재구성 수단(24)에 공급된다.

도 2의 스위치(30)는 통상의 스테레오 신호(예컨대, 플레이어의 아날로그 출력을 통해서 또는 플레이어의 제1 디지털 출력을 통해서) 및 멀티채널 정보를 포함하는 스테레오 신호 양측이 CD 플레이어에 통상 이러한 목적으로 제공되는 디지털 출력을 통해서 병렬로 출력될 수 있도록 브랜칭(branching)의 의해 교환될 수도 있다는 것을 알 수 있다. 본 발명의 확장 박스는 이러한 디지털 출력에 장착된 후, 출력측에서 2 이상의 채널에서 재구성된 멀티채널 사운드를 출력한다.

따라서, 이러한 재생 장치는 입체음향 재생을 할 수 있으며, 또는 파라메트릭 멀티채널 데이터를 디코딩하는 경우, 2 개 이상의 채널로 예컨대 5.1 서라운드 사운드를 재생할 수 있다.

경우에 따라서, 본 발명의 콤팩트 디스크 상에 기록하는 방법 또는 콤팩트 디스크를 재생하는 방법은 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 디지털 저장 매체, 특히 본 방법이 수행되도록 프로그래머블 컴퓨터 시스템과 상호작용할 수 있는 전자적으로 판독가능한 제어 신호들을 갖는 디스크 또는 CD에서 구현될 수 있다. 일반적으로, 본 발명은 따라서 프로그램 코드를 가지며, 컴퓨터상에서 작동시에 본 발명의 방법을 수행하도록 기계 판독가능 캐리어에 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품으로 구성된다. 즉, 본 발명은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터상에서 실행될 때 본 방법을 수행하는 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램으로써 구현될 수도 있다.

Claims

콤팩트 디스크 상에 멀티채널 오디오 표현이 재구성될 수 있도록 오디오 정보를 기록하는 장치로서,

상기 오디오 정보의 2 채널 표현을 포함하는 2개의 기저 채널들을 위하여 사용되지 않는, CD의 하나 이상의 위치(16b)에 파라메트릭 멀티채널 정보를 기록하는 수단(10)을 포함하며, 상기 파라메트릭 멀티채널 정보는 상기 2개의 기저 채널들과 함께 2 이상의 오디오 채널로 멀티채널 오디오 표현이 가능하도록 구성되는 오디오 정보 기록장치.
제1항에 있어서,

상기 CD는 상기 파라메트릭 멀티채널 정보가 기록 수단(10)에 의해 기록되기 전에 이미 상기 기저 채널들을 갖는 오디오 정보 기록장치.
제1항에 있어서,

상기 기록 수단(10)은 또한 CD에서부터 시작하여 오디오 정보 없이 상기 2개의 기저 채널들 및 상기 파라메트릭 멀티채널 정보 양쪽 모두를 기록하도록 구성되는 오디오 정보 기록장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기저 채널들은 스테레오 채널들로서, CD 표준에 따라서 구성된 CD 재생 장치를 사용하여 스테레오로 상기 2개의 기저 채널들을 재생하는 것이 가능하도록CD 표준에 따라서 CD상에 기록되는 오디오 정보 기록장치.
제1항에 있어서,

상기 기록 수단(10)은 파라메트릭 멀티채널 정보를 오류 방호 코딩하는 코더(coder)를 포함하여, 상기 기록 수단이 상기 콤팩트 디스크 상에 오류 방호 코딩된 파라메트릭 멀티채널 정보를 기록하도록 구성되는 오디오 정보 기록장치.
제1항에 있어서,

상기 기록 수단(10)은 CD 표준에 따라서 R, S, T, U, V, 또는 W 서브채널에 상기 파라메트릭 멀티채널 정보를 기록하도록 구성되는 오디오 정보 기록장치.
제1항에 있어서,

상기 기록 수단(10)은 단부에 이어지는 여유 영역 또는 상기 2개의 기저 채널들에 의해 취해진 데이터 레코딩의 시작 전의 여유 영역 상에 상기 파라메트릭 멀티채널 정보를 기록하도록 구성되는 오디오 정보 기록장치.
제1항에 있어서,

상기 CD는 데이터 영역을 갖는 하이브리드 CD이며,

상기 기록 수단(10)은 상기 CD의 데이터 영역에 상기 파라메트릭 멀티채널 정보를 기록하는 한편 상기 기저 채널들은 오디오 CD 영역에 기록되도록 구성되는 오디오 정보 기록장치.
오디오 정보를 구비하는 콤팩트 디스크로서,

상기 오디오 정보는 2개의 기저 채널과 파라메트릭 멀티채널 정보를 포함하며,

상기 멀티채널 정보는 상기 2개의 기저 채널들에 의해 취해지지 않은 상기 콤팩트 디스크 상의 위치들(16b)에 기록되며,

상기 파라메트릭 멀티채널 정보는 상기 2개의 기저 채널들과 함께 2 이상의 오디오 채널을 갖는 멀티채널 오디오 표현이 가능하도록 구성되는 콤팩트 디스크.
오디오 정보를 갖는 콤팩트 디스크를 재생하는 장치로서,

상기 오디오 정보는 2개의 기저 채널과 파라메트릭 멀티채널 정보를 포함하며,

상기 멀티채널 정보는 상기 2개의 기저 채널들에 의해 취해지지 않은 상기 콤팩트 디스크 상의 위치들(16b)에 기록되며,

상기 파라메트릭 멀티채널 정보는 상기 2개의 기저 채널들과 함께 2 이상의 오디오 채널을 갖는 멀티채널 오디오 표현이 가능하도록 구성되며,

상기 2개의 기저 채널들을 판독하고 상기 파라메트릭 멀티채널 정보를 판독 하는 수단(20, 22); 및

상기 2개의 기저 채널들 및 상기 파라메트릭 멀티채널 정보에 기초하여 멀티채널 표현을 재구성하는 수단(24)을 포함하는 콤팩트 디스크 재생장치.
콤팩트 디스크 상에서 멀티채널 오디오 표현이 재구성되는 오디오 정보 기록방법으로서,

상기 오디오 정보의 2 채널 표현을 포함하는 2개의 기저 채널들에 대하여 제공되지 않은 CD의 하나 이상의 위치(16b)에 파라메트릭 멀티채널 정보를 기록하는 단계(10)를 포함하며,

상기 파라메트릭 멀티채널 정보는 상기 2개의 기저 채널들과 함께 2 이상의 오디오 채널들로 멀티채널 오디오 표현이 가능하도록 구성되는 오디오 정보 기록방법.
오디오 정보를 갖는 콤팩트 디스크를 재생하는 방법으로서,

상기 오디오 정보는 2개의 기저 채널들과 파라메트릭 멀티채널 정보를 포함하며,

상기 멀티채널 정보는 상기 2개의 기저 채널들에 의해 취해지지 않은 콤팩트 디스크 상의 위치(16b)에 기록되며,

상기 파라메트릭 멀티채널 정보는 상기 2개의 기저 채널들과 함께 2 이상의 오디오 채널들로 멀티채널 오디오 표현이 가능하도록 구성되며,

상기 2개의 기저 채널들을 판독하고, 상기 파라메트릭 멀티채널 정보를 판독하는 단계(20, 22); 및

상기 2개의 기저 채널들 및 상기 파라메트릭 멀티채널 정보에 기초하여 멀티채널 표현을 재구성하는 단계(24)를 포함하는 콤팩트 디스크 재생 방법.
컴퓨터 상에서 실행시, 제11항의 콤팩트 디스크 상에 기록하는 방법, 또는 제12항의 콤팩트 디스크를 재생하는 방법을 수행하는 프로그램 코드가 저장된 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.