KR0176640B1

KR0176640B1 - Audio signal encoding circuit

Info

Publication number: KR0176640B1
Application number: KR1019950001490A
Authority: KR
Inventors: 허재훈
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-01-25
Filing date: 1995-01-25
Publication date: 1999-04-01
Also published as: KR960030557A

Abstract

[청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야][Technical field to which the invention described in the claims belong]

오디오신호 부호화회로.Audio signal coding circuit.

[발명이 해결하려고 하는 기술적 과제][Technical Challenges to Invent]

압축률을 올리기 위해 음향심리학에서 밝혀진 마스킹 현상과 가청한계를 이용하여 미세한 신호성분들을 제거할 경우 보통 수준의 청자들의 귀를 만족시킬 수 있지만, 가청한계나 마스킹 곡선보다 더 낮은 레벨의 소리도 들을 수 없어 예민한 청각을 가진 고급 사용자들에겐 불만 사항이 될 수 있다.The use of masking phenomena and audible limits found in psychoacoustics to increase compression rates can satisfy the average listener's ears, but cannot hear sounds lower than the audible limits or masking curves. This can be a complaint to advanced users with sensitive hearing.

[발명의 해결방법의 요지][Summary of the solution of the invention]

오디오신호 부호화회로에 있어서, 입력 디지털 오디오신호를 엔코딩하며, 상기 엔코딩을 통해 정보의 손실이 발생하는 제1엔코더와, 상기 제1엔코더의 출력을 디코딩하며, 상기 디코딩을 통해 정보의 손실이 발생하는 제1디코더와, 상기 제1디코더에서 출력된 오디오신호와 상기 입력 디지털 오디오신호의 차를 구하기 위한 감산기와, 상기 감산 결과를 정보의 손실없이 엔코딩하는 제2엔코더와, 상기 제1엔코더에서 출력된 오디오신호와 제2엔코더에서 출력된 오디오신호를 소정의 포맷에 따라 선택적으로 출력하기 위한 선택수단으로 구성됨을 특징으로 한다.An audio signal encoding circuit, which encodes an input digital audio signal, decodes a first encoder that causes loss of information through the encoding, and outputs the output of the first encoder, wherein the loss of information occurs through the decoding. A first decoder, a subtractor for obtaining a difference between the audio signal output from the first decoder and the input digital audio signal, a second encoder for encoding the subtraction result without loss of information, and an output from the first encoder And means for selectively outputting the audio signal and the audio signal output from the second encoder according to a predetermined format.

[발명의 중요한 용도][Important Uses of the Invention]

업무용 녹음/재생기기, 또는 고음질을 위한 고급 음향기기 제품 등 고효율 오디오신호 부호화를 필요로 하는 제품에 이용한다.It is used for products requiring high efficiency audio signal encoding such as business recording / playback equipment or high quality audio equipment for high sound quality.

Description

Audio signal encoding circuit

제1도는 본 발명에 따른 엔코더의 구성도.1 is a block diagram of an encoder according to the present invention.

제2도는 본 발명에 따른 디코더의 구성도.2 is a block diagram of a decoder according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 제1엔코더 20 : 제1디코더10: first encoder 20: first decoder

30 : 제2엔코더 40 : 감산기30: second encoder 40: subtractor

70 : 제2디코더 80 : 가산기70: second decoder 80: adder

90 : 제3디코더 X : 원래 신호90: third decoder X: original signal

Xcom : 압축신호Xcom: Compression Signal

본 발명은 오디오신호를 부호화(coding)하는 회로에 관한 것으로, 특히 정보 손실량 및 압축비의 높고 낮음을 필요에 따라 상호 적절히 조절한 오디오신호 부호화 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit for encoding an audio signal, and more particularly, to an audio signal encoding circuit which is appropriately adjusted to each other as necessary to have high and low information loss and compression ratios.

기존의 음향심리학을 이용한 부호화 방법들은 인간의 청각한계를 벗어나 들리지 않는다고 판단되는 미세한 신호들을 제거하고 부호화하여 신호를 압축하고 있다. 즉, 가청한계 음량과 각 주파수 성분사이의 간섭에 의해 들리지 않는 음이 생기는 것을 이용하여 압축을 수행한다. 이 방법을 사용한 ATRAC, PASC, MUSICAM, AC-3 등이 이미 일반적인 음질수준에서 전혀 문제가 없는 것으로 인정을 받고는 있으나, 고급 음향기기를 사용하는 일부 사용자들은 이들 오디오 부호화방식을 용납하지 않고 로-피씨엠(raw-PCM)만이 원음을 낼 수 있다고 주장하고 있다. 그래서 이러한 소비자들도 받아들일 수 있도록 정보량 손실이 전혀 없게 압축비를 높일 수 있는 부호화방법이 개발되었고, 이 부호화방법은 한정된 매체용량으로도 표본화 주파수와 비트 수를 높인 고음질 매체개발에 사용될 수 있다.Conventional coding methods using acoustic psychology compress signals by removing and encoding fine signals that are determined to be inaudible to human hearing limits. That is, compression is performed by using an audible sound generated by the interference between the audible threshold volume and each frequency component. Although ATRAC, PASC, MUSICAM, and AC-3 using this method have already been recognized as having no problem at the general sound quality level, some users of advanced sound equipment do not tolerate these audio coding methods. Only raw-PCM claims to be able to produce the original sound. Therefore, an encoding method has been developed to increase the compression ratio without any loss of information so that these consumers can accept it, and this coding method can be used for the development of high-quality media with high sampling frequency and number of bits even with limited media capacity.

한편 종래의 음향 부호화방법은 엔코더(encoder)의 경우는 주파수 영역 변환, 마스킹 처리, 비트 할당, 부호화(formatting/framing), 멀티플렉싱(multiplexing) 등의 처리를 거쳐 압축된 신호를 출력하며, 디코더(decoder)의 경우 디멀티플렉싱(demultiplexing), 디프레이밍(deframing), 재양자화, 시간영역 변환을 거쳐 로-피씨엠(raw-PCM) 형태의 오디오신호를 출력한다. 이와 같이 압축율을 올리기 위해 음향 심리학에서 밝혀진 마스킹 현상과 가청한계를 이용하여 미세한 신호성분들을 제거하게 되면 상당수의 청자들을 만족시킬 수 있지만, 가청한계나 마스킹 곡선보다 더 낮은 레벨의 소리도 들을 수 없다는 측면에서는 예민한 청각을 가진 고급 사용자들에겐 불만이 될 수밖에 없다.Meanwhile, in the conventional acoustic coding method, an encoder outputs a compressed signal through a process such as frequency domain transformation, masking processing, bit allocation, formatting / framing, multiplexing, and the like, and a decoder. ) Outputs an audio signal in the form of raw-PCM through demultiplexing, deframing, requantization, and time domain conversion. In order to increase the compression rate, masking phenomena and audible limits, which are revealed in acoustic psychology, can remove a large number of listeners, which can satisfy a large number of listeners, but they cannot hear sound at lower levels than the audible limit or masking curve. Is a frustrating affair for advanced users with sensitive hearings.

따라서 본 발명의 목적은 기존의 음향 부호화 때 제거해버리는 들리지 않는다고 생각되는 미세한 신호들을 버리지 않고 그 신호에 알맞은 적합한 압축을 통하여 보존함으로써 로-피씨엠과 같은 음질을 확보하고, 기존의 부호화에 접근하는 낮은 비트율로 오디오 정보를 전송 및 저장할 수 있는 고효율 오디오신호 부호화회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to secure a sound quality such as low-PCM by preserving through the appropriate compression suitable for the signal without discarding the fine signals that are considered inaudible in the conventional sound coding, and low access to conventional coding The present invention provides a high efficiency audio signal encoding circuit capable of transmitting and storing audio information at a bit rate.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 오디오신호 부호화회로에 있어서, 입력 디지털 오디오신호를 엔코딩하며, 상기 엔코딩을 통해 정보의 손실이 발생하는 제1엔코더와, 상기 제1엔코더의 출력을 디코딩하며, 상기 디코딩을 통해 정보의 손실이 발생하는 제1디코더와, 상기 제1디코더에서 출력된 오디오신호와 상기 입력 디지털 오디오신호의 차를 구하기 위한 감산기와, 상기 감산 결과를 정보의 손실없이 엔코딩하는 제2엔코더와, 상기 제1엔코더에서 출력된 오디오신호와 제2엔코더에서 출력된 오디오신호를 소정의 포맷에 따라 선택적으로 출력하기 위한 선택수단으로 구성됨을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, an audio signal encoding circuit encodes an input digital audio signal, decodes a first encoder and loss of information through the encoding, and decodes an output of the first encoder. A first decoder having loss of information through the decoding, a subtractor for obtaining a difference between the audio signal output from the first decoder and the input digital audio signal, and a second encoder encoding the subtraction result without loss of information And an selecting means for selectively outputting the encoder and the audio signal output from the first encoder and the audio signal output from the second encoder according to a predetermined format.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자, 어드레스 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, numerous specific details such as specific components of the circuit, addresses, and the like appear, which are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention may be practiced without these specific details. It will be obvious to those of ordinary skill in the field. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1도는 본 발명에 따른 엔코더의 구성도이다.1 is a block diagram of an encoder according to the present invention.

소정의 정보손실이 있는 제1엔코더(10)의 전달함수를 f(x)라 하면, 정보손실 때문에 역시 소정의 정보손실이 있는 제1디코더(20)의 전달함수는 f-1(x)이 될 수 없으므로, h(x)로 한다. 반면에 정보손실이 없는 제2엔코더(30)의 전달함수를 g(x)로 하면 정보손실이 없는 제2디코더(70)의 전달함수는 g-1(x)가 된다. 제1도에 도시된 엔코딩회로의 입력신호를 x라고 하면 상기 제1엔코더(10)를 거친 신호는 f(x)가 되고 상기 제1디코더(20)까지 거친 신호는 h(f(x))가 된다. 감산기(40)를 거친 손실없는 제2엔코더(30)의 입력은 x-h(f(x))가 되고 상기 제2엔코더(30)의 출력은 g(x-h(f(x))가 된다. 선택수단, 즉 멀티플렉서(50)의 한 입력은 f(x), 다른 입력은 g(x-h(f(x))이다. 상기 멀티플렉서(50)는 포맷에 따라 상기 두 입력중 하나를 선택적으로 출력(Xcom)한다.If the transfer function of the first encoder 10 having a predetermined information loss is f (x), the transfer function of the first decoder 20, which also has a predetermined information loss due to the information loss, is f-1 (x). Since it cannot be, let h (x). On the other hand, if the transfer function of the second encoder 30 without information loss is set to g (x), the transfer function of the second decoder 70 without information loss becomes g-1 (x). If the input signal of the encoding circuit shown in FIG. 1 is x, the signal passed through the first encoder 10 becomes f (x), and the signal passed through the first decoder 20 is h (f (x)). Becomes The input of the lossless second encoder 30 through the subtractor 40 is xh (f (x)) and the output of the second encoder 30 is g (xh (f (x)). That is, one input of the multiplexer 50 is f (x) and the other input is g (xh (f (x)). The multiplexer 50 selectively outputs one of the two inputs according to a format (Xcom). do.

제2도는 본 발명에 따른 디코더의 구성도이다. 상기 제1도의 엔코더 출력(Xcom)이 분리수단, 즉 디멀티플렉서(60)를 거치면 다시 상기 제1엔코더(10)의 출력과 같은 신호 f(x)와 제2엔코더(30)의 출력과 같은 g(x-h(f(x))가 분리된다. 제1엔코딩 신호 f(x)는 소정의 정보손실이 있는 제1디코더(20)를 거쳐서 h(f(x))가 되고 아래쪽의 g(x-h(f(x))는 정보 손실이 없는 제2디코더(70)의 전달함수인 g-1(x)을 거쳐서 x-h(f(x))가 된다. 가산기(80)에서 두 입력 h(f(x))와 x-h(f(x))가 더해져 최종적으로는 전술한 엔코딩회로의 입력과 동일한 신호 x가 출력된다.2 is a block diagram of a decoder according to the present invention. When the encoder output Xcom of FIG. 1 passes through the separating means, i.e., the demultiplexer 60, again the signal f (x) equal to the output of the first encoder 10 and g equal to the output of the second encoder 30 xh (f (x)) is separated The first encoding signal f (x) becomes h (f (x)) through the first decoder 20 having a predetermined information loss, and g (xh (f) below. (x)) becomes xh (f (x)) through g-1 (x), which is a transfer function of the second decoder 70 without loss of information, in the adder 80, two inputs h (f (x)). ) And xh (f (x)) are added to finally output the same signal x as the input of the above-described encoding circuit.

본 발명은 오디오 압축, 신장 등의 여러 부문에 이용될 수 있다. 특별히 고음질을 위한 디지털 오디오제품에 사용되어 효율이 올라간 만큼 비트 수와 표본화 주파수를 증가시켜 동일한 매체상에 월등한 음질의 음악신호를 더 많이 기록할 수 있다. 이러한 특성은 업무용 녹음/재생기기, 또는 고음질을 위한 고급 음향기기 제품에 사용될 수 있다.The invention can be used in several sectors, such as audio compression, stretching, and the like. It is especially used for digital audio products for high sound quality, and as the efficiency increases, the number of beats and the sampling frequency can be increased to record more excellent music signals on the same medium. This feature can be used in business recording / playback equipment or high-end audio equipment for high sound quality.

상술한 바와 같은 본 발명은 디지털 오디오신호를 부호화함에 있어서 정보의 손실이 있거나 혹은 없는 엔코딩/디코딩을 적절히 조합함으로써 필요에 맞게 고효율을 꾀할 수 있는 장점이 있다.As described above, the present invention has an advantage of high efficiency as necessary by appropriately combining encoding / decoding with or without loss of information in encoding a digital audio signal.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

Claims

An audio signal encoding circuit, which encodes an input digital audio signal, decodes a first encoder that causes loss of information through the encoding, and outputs the output of the first encoder, wherein the loss of information occurs through the decoding. A first decoder, a subtractor for obtaining a difference between the audio signal output from the first decoder and the input digital audio signal, a second encoder for encoding the subtraction result without loss of information, and an output from the first encoder And selection means for selectively outputting the audio signal and the audio signal output from the second encoder according to a predetermined format.

The method of claim 1, wherein the third decoder is configured to decode the audio signal output from the first encoder and the information is lost through the decoding, and the audio signal output from the second encoder is decoded without loss of information. A fourth decoder for transmitting the audio signal output from the first encoder or the second encoder transmitted through the selection means to the third and fourth decoders, respectively, and the third and fourth decoders. And an adder for adding the audio signal output from the 4 decoder to generate the same digital audio signal as the input of the first encoder.