KR100903109B1 - Lossless Coding/Decoding apparatus and method - Google Patents
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Abstract
오디오 신호의 무손실 부호화/복호화 장치 및 그 방법이 개시된다. 현 프레임의 주파수 계수에 대한 양자화 인덱스들로부터 각 레벨에 대한 제1 비트열을 생성하고, 각 레벨에 대한 제1 비트열을 일렬로 나열한 제2 비트열의 런 길이로 구성되는 심볼을 생성한 후, 심볼을 제3 비트열로 부호화한다. 이로써, 오디오 신호의 부호화 성능을 향상시킬 수 있다.An apparatus and method for lossless encoding / decoding of an audio signal are disclosed. After generating a first bit string for each level from the quantization indexes for the frequency coefficients of the current frame, and generating a symbol consisting of the run length of the second bit string in a line of the first bit string for each level, The symbol is encoded into a third bit string. As a result, the encoding performance of the audio signal can be improved.
Description
도 1은 종래 오디오 부호화기의 일 실시예의 구성을 도시한 도면,1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a conventional audio encoder;
도 2은 종래의 허프만 부호화의 일 예를 도시한 도면,2 is a diagram illustrating an example of conventional Huffman coding;
도 3은 주파수 계수의 양자화 인덱스의 일 예를 도시한 도면,3 is a diagram illustrating an example of a quantization index of a frequency coefficient;
도 4는 본 발명에 따른 무손실 부호화기의 일 실시예의 구성을 도시한 도면,4 is a diagram illustrating a configuration of an embodiment of a lossless encoder according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 무손실 복호화기의 일 실시예의 구성을 도시한 도면,5 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a lossless decoder according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 무손실 부호화 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 도면, 그리고,6 is a diagram illustrating a flow of an embodiment of a lossless encoding method according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 무손실 복호화 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 도면이다7 is a flowchart illustrating an embodiment of a lossless decoding method according to the present invention.
본 발명은 오디오 신호를 부호화 및 복호화하는 것에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무손실 부호화/복호화하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to encoding and decoding audio signals, and more particularly, to an apparatus and a method for lossless encoding / decoding.
도 1은 종래 오디오 부호화기의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a conventional audio encoder.
도 1을 참조하면, 오디오 부호화기는 주파수 변환부(100), 심리음향 분석부(110), 양자화부(120), 무손실 부호화부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an audio encoder includes a
주파수 변환부(100)는 오디오 신호를 주파수 영역으로 변환시켜 주파수 계수(spectral coefficients)를 생성한다. 심리음향 분석부(110)는 오디오 신호의 청각적 특성을 분석하여 오디오 신호에 대한 매스킹 정보를 생성한다. The
양자화부(120)는 주파수 계수를 양자화하여 주파수 계수의 양자화 인덱스를 출력하고, 매스킹 정보에 따라 각 주파수 대역별로 양자화 규격을 결정하고, 결정된 양자화 규격에 따라 주파수 계수를 양자화한다. 이때, 양자화부(120)는 양자화 성능을 향상시키기 위하여 예측 양자화 등의 다양한 양자화 기법을 사용할 수 있다.The
무손실 부호화부(130)는 주파수 계수의 양자화 인덱스를 부호화하여 비트열(bitstream)을 생성한다. 비트열은 저장 매체 또는 통신 채널을 통하여 전달된다.The
오디오 복호화기(decoder)는 전송된 비트열로부터 양자화 인덱스를 추출하고 주파수 계수를 구한 후, 주파수 계수를 시간 영역으로 변환시켜 최종 오디오 신호를 복원한다.The audio decoder extracts a quantization index from the transmitted bit string, obtains a frequency coefficient, and then converts the frequency coefficient into a time domain to restore the final audio signal.
무손실 부호화부(130)에서 부호화할 입력 데이터를 일반적으로 심볼이라고 한다. 입력 심볼과 출력 부호 사이에서 역변환이 가능하고(즉, 출력 부호로부터 입력 심볼의 복원이 가능), 추가적인 왜곡이 발생하지 않는 경우를 '무손실' 부호화라고 한다.The input data to be encoded by the
무손실 부호화의 목표는 주어진 입력 심볼들을 최소의 비트 양으로 부호화하고, 심볼의 확률 분포를 고려하여 평균적으로 최소의 비트 양을 가지도록 하는 것이다. 예를 들어, 발생 확률이 높은 심볼은 짧은 비트의 부호로 부호화하고, 발생 확률인 낮은 심볼은 긴 비트의 부호로 부호화한다. 이로써, 모든 심볼을 동일한 길이로 부호화하는 종래 방법에 비하여 무손실 부호화에서는 평균적으로 비트 수가 감소한다.The goal of lossless coding is to encode given input symbols with the minimum amount of bits and to have the minimum amount of bits on average, taking into account the probability distribution of the symbols. For example, a symbol having a high probability of occurrence is encoded by a short bit of code, and a symbol having a low probability of occurrence is encoded by a long bit of code. As a result, in the lossless encoding, the number of bits is reduced on average compared with the conventional method of encoding all symbols with the same length.
종래의 무손실 부호화부는 주파수 계수의 양자화 인덱스를 허프만 부호화 또는 산술 부호화 등의 엔트로피 부호화 방법으로 직접 부호화한다. The conventional lossless coding unit directly encodes a quantization index of a frequency coefficient by an entropy coding method such as Huffman coding or arithmetic coding.
허프만 부호화는 각 심볼에 해당하는 부호가 표로 주어지며 일반적으로 각 심볼은 서로 다른 길이를 가진다. 또한 심볼의 경계를 별도로 표시하지 않고 해당 심볼 부호의 비트를 일렬로 나열하더라도 완벽하게 각 심볼을 복원할 수 있도록 각 심볼의 부호를 할당한다. 심볼들의 발생 확률이 주어질 때, 최소의 평균 비트 수를 가지고 복원이 가능하게 하는 부호를 만드는 방법은 종래에 알려져 있다.Huffman coding is given by a symbol corresponding to each symbol, and in general, each symbol has a different length. In addition, even if the bits of the corresponding symbol code are listed in a line without separately indicating the symbol boundary, the code of each symbol is allocated to completely restore each symbol. Given the probability of occurrence of symbols, a method is known in the art that produces a sign that allows recovery with a minimum average number of bits.
도 2은 종래의 허프만 부호화의 일 예를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating an example of conventional Huffman coding.
도 2를 참조하면, 4개의 심볼에 대하여 각 심볼의 확률이 주어질 때, 허프만 부호화를 위한 부호 및 비트 수가 주어지며, 모호성 없이 비트열로부터 심볼의 복원이 가능하다. 도 2에 대하여 부호화를 할 경우 심볼당 평균 1.6 비트가 필요하며, 일반적으로 심볼마다 2비트를 할당하는 경우에 비하여 비트가 절약된다.Referring to FIG. 2, when the probability of each symbol is given for four symbols, a code and a number of bits for Huffman coding are given, and a symbol can be recovered from a bit string without ambiguity. When encoding with respect to FIG. 2, an average of 1.6 bits per symbol is required, and in general, bits are saved as compared with the case of allocating 2 bits per symbol.
종래기술에 의한 허프만 부호화의 일 실시예로서, MPEG-2/4 AAC 에서 사용하는 무손실 부호화부의 동작 규격은 다음과 같다. As an example of Huffman coding according to the prior art, the operation specifications of the lossless coding unit used in MPEG-2 / 4 AAC are as follows.
각 프레임마다 1024개의 양자화 인덱스(심볼)가 입력되며, 2차원 또는 4차원 벡터로 결합하여 심볼을 정의하고 허프만 부호화를 한다. 11개의 허프만 테이블(2차원용 7개, 4차원용 4개)이 주어지며, 해당 심볼을 최소의 비트로 부호화할 수 있는 테이블을 선택하여 사용한다.1024 quantization indexes (symbols) are input to each frame, and are combined into two-dimensional or four-dimensional vectors to define symbols and Huffman coding. Eleven Huffman tables (7 for 2D and 4 for 4D) are given, and a table capable of encoding the symbol with the least bits is selected and used.
또한, 벡터의 차수도 2차원과 4차원 중에서 부호화 성능이 우수한 경우를 선택하여 사용한다. 벡터 차수에 따라 서로 다른 허프만 테이블을 사용하므로 사용한 테이블이 명시되면 벡터 차수는 자동으로 정의된다.In addition, the order of the vector is selected from two-dimensional and four-dimensional cases where the encoding performance is excellent. Since different Huffman tables are used for different vector orders, the vector order is automatically defined when the table used is specified.
상기와 같은 종래기술에 의한 무손실 부호화 방법은 주파수 계수의 양자화 인덱스를 심볼로 사용한다. 즉 주파수 계수 인덱스를 입력하여 추가적인 처리 없이 직접 부호화하는 개념이다.In the conventional lossless coding method, the quantization index of the frequency coefficient is used as a symbol. That is, the concept of directly encoding without additional processing by inputting the frequency coefficient index.
도 3은 주파수 계수의 양자화 인덱스의 일 예를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a quantization index of a frequency coefficient.
도 3을 참조하면, 주파수 계수의 양자화 인덱스가 주어질 때, 주파수가 증가하는 방향(즉, n이 증가하는 방향)으로 차례대로 2차원 또는 4차원 벡터를 생성하고 각 벡터를 허프만 부호화한다.Referring to FIG. 3, when a quantization index of a frequency coefficient is given, two- or four-dimensional vectors are sequentially generated in a direction in which a frequency increases (that is, a direction in which n increases), and Huffman coding of each vector is performed.
무손실 부호화의 궁극적 목표는 적은 비트를 사용하여 해당 심볼을 부호화하는 것이다. 그러나 종래의 방법은 주파수 계수 인덱스에 대해 단순한 허프만 부호화만을 사용하고 성능 향상을 위한 추가적인 처리를 하지 않고 있으며, 이에 따라 최적의 성능을 제공하지 못하고 있다. The ultimate goal of lossless encoding is to encode the symbol using fewer bits. However, the conventional method uses only Huffman coding for the frequency coefficient index and does not perform additional processing for improving the performance, and thus does not provide the optimal performance.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 동일한 부호화 왜곡을 가지면서 적 은 수의 비트열로 오디오 신호를 압축하여 오디오 부호화기의 성능을 향상시킬 수 있는 무손실 부호화/복호화 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a lossless encoding / decoding apparatus and method capable of improving the performance of an audio encoder by compressing an audio signal with a small number of bit streams having the same encoding distortion.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 무손실 부호화/복호화 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing a lossless encoding / decoding method on a computer.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 무손실 부호화기의 일 실시예는, 현 프레임의 주파수 계수에 대한 양자화 인덱스들로부터 각 레벨에 대한 제1 비트열을 생성하는 비트 변환부; 상기 각 레벨에 대한 제1 비트열을 일렬로 나열한 제2 비트열의 런 길이로 구성되는 심볼을 생성하는 런 길이 변환부; 및 상기 심볼을 제3 비트열로 부호화하는 런 길이 부호화부;를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the lossless encoder according to the present invention includes a bit converter for generating a first bit string for each level from quantization indexes for frequency coefficients of a current frame; A run length converter configured to generate a symbol including a run length of a second bit string in which the first bit string for each level is arranged in a line; And a run length encoder to encode the symbol into a third bit string.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 무손실 부호화 방법의 일 실시예는, 현 프레임의 주파수 계수에 대한 양자화 인덱스들로부터 각 레벨에 대한 제1 비트열을 생성하는 단계; 상기 각 레벨에 대한 제1 비트열을 일렬로 나열한 제2 비트열의 런 길이로 구성되는 심볼을 생성하는 단계; 및 상기 심볼을 제3 비트열로 부호화하는 단계;를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the lossless coding method according to the present invention comprises: generating a first bit string for each level from quantization indices of frequency coefficients of a current frame; Generating a symbol comprising a run length of a second bit string in which the first bit string for each level is arranged in a line; And encoding the symbol into a third bit string.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 무손실 복호화 장치의 일 실시예는, 비트열을 복호화하여 런 길이로 구성된 심볼을 구하는 런 길이 복호화부; 상기 런 길이에 따라 비트 값들을 배열하여 제1 비트열을 생성하는 런-비트 변환부; 및 상기 제1 비트열로부터 주파수 계수에 대한 양자화 인덱스들을 복원하 는 비트 역변환부;를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of a lossless decoding apparatus according to the present invention includes: a run length decoder for decoding a bit string to obtain a symbol having a run length; A run-bit converter configured to arrange bit values according to the run length to generate a first bit string; And a bit inverse transform unit reconstructing quantization indices of frequency coefficients from the first bit string.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 무손실 복호화 방법의 일 실시예는, 비트열을 복호화하여 런 길이로 구성된 심볼을 구하는 단계; 상기 런 길이에 따라 비트 값들을 배열하여 제1 비트열을 생성하는 단계; 및 상기 제1 비트열로부터 주파수 계수에 대한 양자화 인덱스들을 복원하는 단계;를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the lossless decoding method according to the present invention includes: obtaining a symbol having a run length by decoding a bit string; Generating a first bit string by arranging bit values according to the run length; And restoring quantization indices for frequency coefficients from the first bit string.
이로써, 오디오 신호의 부호화 성능을 향상시킬 수 있다.As a result, the encoding performance of the audio signal can be improved.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 무손실 부호화/복호화 장치 및 그 방법에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a lossless encoding / decoding apparatus and method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명에 따른 무손실 부호화 및 복호화의 과정을 도 3을 참조하여 설명한다.First, a process of lossless encoding and decoding according to the present invention will be described with reference to FIG. 3.
현재 프레임에 해당하는 N개의 주파수 계수의 정수 양자화 인덱스를 라 하고, 부호를 제거한 절대값을 이라고 하자. 먼저, 을 0 레벨(k=0)부터 시작하여 각 레벨 k에 대한 비트값 Qk[n]을 다음 수학식 1과 같이 구한다. 여기서, k및 은 모두 0 이상의 정수이고, Qk[n]은 비트값이다.Integer quantization index of N frequency coefficients corresponding to the current frame The absolute value without the sign Let's say. first, Starting from the 0 level (k = 0), the bit value Q k [n] for each level k is obtained as in
예를 들어, 도 3의 주파수 계수에 대해서 살펴보면, N=10이고 Qk[n]은 다음수학식 2와 같다.For example, referring to the frequency coefficient of FIG. 3, N = 10 and Q k [n] are given by
Q2[n] = { ,0,1,1, , , , , , }Q 2 [n] = {, 0,1,1,,,,,,}
Q1[n] = {0,1,1,1,0, , , ,0,0}Q 1 [n] = {0,1,1,1,0,,,, 0,0}
Q0[n] = {1,1,1,1,1,0,0,0,1,1}Q 0 [n] = {1,1,1,1,1,0,0,0,1,1}
여기서, Null 값은 제외하고 표시하였다. Here, Null values are shown except.
Qk[n]에서 null 값을 가지는 n위치는 복원 과정에서 "Stack" 성질에 의하여 추가 정보 없이 알 수 있으므로 부호화에서 제외된다. 또한 특정 레벨에서 비트가 모두 0이면 그 이상의 레벨은 필요가 없으므로 자동으로 비트 생성이 종료된다.The n position with a null value in Q k [n] is excluded from coding because it can be known without additional information by the "Stack" property in the restoration process. In addition, if the bit is all 0 at a certain level, the bit generation is terminated automatically because there is no need for more levels.
복원 과정은 k=0부터 시작하여 k를 증가시키면서 진행하며, 만일 특정 n=n0에서 Qp[n0]=0 이면, r>p인 모든 레벨 r에 대하여 Qr[n0]=Null 이다. 따라서 Qk[n]에서 각 비트의 n 정보는 별도로 전송할 필요가 없고, k=0부터 시작하여 k를 증가시키면서 비트를 1차원으로 나열하여 새로운 비트열 을 정의하여 전송하면 필요한 모든 정보가 전달된다. 또한 비트열이 종료되는 시점이 자동적으로 정해지므로 이에 대한 추가 정보는 필요없다. 수학식 2에 대한 값은 다음 수학식 3과 같 다.The restoration process starts at k = 0 and increments k and if Q p [n 0 ] = 0 at a specific n = n 0 , then Q r [n 0 ] = Null for all levels r with r> p. to be. Therefore, the n information of each bit in Q k [n] does not need to be transmitted separately, and a new bit string is obtained by arranging bits in one dimension while increasing k starting from k = 0. After defining and sending, all necessary information is delivered. In addition, when the bit string ends is automatically determined, no additional information is required. For equation (2) The value is shown in
로부터 을 복원하는 과정은 다음과 같다. 먼저 다음 수학식 4에 따라 로부터 Qk[n]을 복원한다. from The process of restoring is as follows. First, according to the following equation (4) Restore Q k [n] from.
다음 수학식 5에 따라 Qk[n]으로부터 을 복원한다.From Q k [n] according to the following equation (5) Restore
이와 같이 정의된 비트열 를 전송하면 주파수 계수의 인덱스 절대값 의 복원이 가능하다. 따라서 종래 기술에 따라 을 무손실 부호화하는 대신에, 본 발명에서는 으로부터 새로운 정보 을 정의하여 무손실 부호화하는 방법을 사용함으로써, 부호화에 필요한 비트수를 감소한다. Bit strings defined in this way Transmits the absolute value of the index of the frequency coefficient Restoration is possible. Thus according to the prior art Instead of lossless coding, in the present invention New information from The number of bits required for encoding is reduced by using the method for lossless encoding by defining the s i n.
에는 일반적으로 동일한 비트값이 연속적으로 발생하게 되며, 연속적으 로 발생하는 동일한 비트열을 런(Run)이라 한다. 비트열에는 '1'의 런과 '0'의 런이 반복적으로 발생하므로, 각 런의 길이만 전달하면 정보의 손실 없이 복원이 가능하다. 예를 들어, 도 3의 주파수 계수에 대하여 다음 수학식 6과 같은 런 길이 열만 전송하면 된다. In general, the same bit value is continuously generated, and the same bit string that is continuously generated is called a run. Since the run of '1' and the run of '0' are repeatedly generated in the bit string, the length of each run can be restored without loss of information. For example, only the run length column as shown in
본 발명에서는 주파수 계수 양자화 인덱스를 레벨별 비트로 변환하여 비트열을 생성하고, 이 비트열을 다시 런 길이 열로 변환하여 최종 부호화할 심볼을 새롭게 정의한 후, 이 심볼을 무손실 부호화한다.In the present invention, a bit string is generated by converting a frequency coefficient quantization index into bits for each level, the bit string is converted into a run length string, and a new symbol to be finally encoded is newly defined, and then the symbol is losslessly encoded.
Qk[n]으로부터 를 생성할 때 각 레벨 Qk[n]의 비트 나열 방향을 변경할 수 있다. 일 예로, 특정 레벨에서 주파수가 증가하는 방향으로 비트를 나열하고 다음 레벨에서는 주파수가 감소하는 방향으로 비트를 나열하여 인접한 레벨에서 비트 반향이 반대가 되게 할 수 있다. 이 방법을 적용하면 도 3에 대한 와 그에 따른 런 길이는 다음 수학식 7과 같다. 여기서 k=0에서 주파수 증가 방향으로 비트를 나열하였다.From Q k [n] You can change the bit-ordering direction of each level Q k [n] when generating. For example, bits may be arranged in a direction of increasing frequency at a specific level, and bits may be arranged in a direction of decreasing frequency at a next level so that bit reflections may be reversed at adjacent levels. Applying this method to FIG. 3 And the resulting run lengths are shown in
즉, 비트열을 생성할 때 각 레벨마다 두 가지의 방향을 사용할 수 있으며, 각 방향에 따라 비트열과 런 길이 열이 다르고, 그에 따라 부호화에 필요한 비트수가 다르게 된다. 따라서 각 프레임에 대하여 모든 레벨에서 비트 나열 방향을 선택하여 심볼을 구하는 것도 가능하다. In other words, when generating a bit stream, two directions can be used for each level. The bit string and the run length string are different, and accordingly, the number of bits required for encoding is different. Therefore, it is also possible to obtain a symbol by selecting bit ordering directions at all levels for each frame.
도 4는 본 발명에 따른 무손실 부호화기의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a configuration of an embodiment of a lossless encoder according to the present invention.
도 4를 참조하면, 무손실 부호화기는 절대값 모듈(400), 부호 처리부(410), 심볼 변환부(420), 런 길이 부호화부(430) 및 비트 다중화부(440)를 포함하고, 심볼 변환부(420)는 비트 변환부(422) 및 런 길이 변환부(424)를 포함한다.Referring to FIG. 4, a lossless encoder includes an
절대값 모듈(400)은 주파수 계수의 양자화 인덱스를 입력받으면, 양자화 인덱스를 부호(sign)와 절대값으로 분리하여 각각 부호 처리부(410) 및 심볼 변환부(420)로 출력한다. When the
부호 처리부(410)는 절대값 모듈(400)로부터 출력된 부호(sign)를 부호화(coding)한 제1 부호 비트열을 출력한다. The
심볼 변환부(420)는 양자화 인덱스의 절대값인 제1 심볼을 입력받은 후, 제1 심볼을 실제로 부호화를 적용할 제2 심볼로 변환하여 출력한다. 심볼 변환부(420)는 구체적으로 비트 변환부(422)와 런 길이 변환부(424)로 구성된다.The
비트 변환부(422)는 수학식 1의 동작을 수행하여 제1 심볼을 레벨(level)별 비트값으로 변환하고 1차원으로 나열하여 제1 비트열을 생성하여 출력한다. 비트 변환부(422)는 수학식 1의 동작에 한정되지 아니하며 동일한 개념의 동작을 수행하여 동일한 출력을 구할 수 있는 여러 다른 방법들이 적용될 수 있다. 런 길이 변환부(424)는 제1 비트열에서 동일 비트의 런(Run)을 구하고 각 런의 길이에 해당하는 제2 심볼을 구하여 출력한다. The
런 길이 부호화부(430)는 런 길이인 제2 심볼을 부호화하고 제1 절대값 비트열을 출력한다. 런 길이 부호화부(430)는 종래의 허프만 부호화(Huffman Coding) 또는 산술 부호하(Arithmetic Coding)을 사용할 수 있다.The
비트 다중화부(440)는 부호 처리부(410)로부터 출력된 제1 부호 비트열과 런 길이 부호화부(430)로부터 출력된 제1 절대값 비트열을 결합하여 최종 무손실 부호화기의 제2 비트열을 출력한다.The
도 5는 본 발명에 따른 무손실 복호화기의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a configuration of an embodiment of a lossless decoder according to the present invention.
도 5를 참조하면, 무손실 복호화기는 비트 역다중화부(500), 부호 복호화 부(510), 런 길이 복호화부(520), 심볼 역변환부(530) 및 부호 결합부(540)를 포함하고, 다시 심볼 역변환부(530)는 런-비트 변환부(532) 및 비트 역변환부(534)로 구성된다. 본 발명에 따른 무손실 복호화기는 도 4에 도시된 무손실 부호화기로부터 출력된 비트열을 복호화한다.Referring to FIG. 5, the lossless decoder includes a
비트 역다중화부(500)는 제1 비트열을 입력받으면, 제1 비트열을 제1 부호 비트열과 제1 절대값 비트열로 역다중화하여 출력한다. When the
부호 복호화부(510)는 제1 부호 비트열을 계수 부호(sign)로 복원한다. The
런 길이 복호화부(520)는 제1 절대값 비트열을 도 4에 도시된 런 길이 부호화부(430)의 역 과정을 통하여 런 길이에 해당하는 제1 심볼을 출력한다. The
심볼 역변환부(530)는 제1 심볼을 역변환하여 제2 심볼을 출력한다. 구체적으로, 심볼 역변환부(530)는 런-비트 변환부(532) 및 비트 역변환부(534)로 구성된다. 런-비트 변환부(532)는 제1 심볼의 런 길이로부터 제2 비트열을 생성하고, 비트 역변환부(534)는 수학식 4 및 수학식 5의 동작에 따라 제2 비트열로부터 계수 절대값에 해당하는 제2 심볼을 출력한다. 비트 역변환부(534)는 수학식 4 및 수학식 5의 동작에 한정되지 아니하며 동일한 개념의 동작을 수행하여 동일한 출력을 구할 수 있는 여러 다른 방법들이 적용될 수 있다.The symbol
부호 결합부(540)는 계수 부호와 계수 절대값을 결합하여 최종 계수 인덱스를 출력한다. The
도 6은 본 발명에 따른 무손실 부호화 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 도면이다.6 is a flowchart illustrating an embodiment of a lossless encoding method according to the present invention.
도 6을 참조하면, 무손실 부호화기는 현 프레임의 주파수 계수의 양자화 인덱스를 부호(sign)와 절대값으로 분리한다(S600). 무손실 부호화기는 부호(sign)를 부호화하여 부호 비트열을 생성한다(S610). 무손실 부호하기는 절대값들에 대하여 수학식 1에 따라 각 레벨별 비트열로 변환하고, 변환된 각 레벨별 비트열을 1차원으로 나열하여 제2 비트열을 생성한다(S620). 무손실 부호화기는 제2 비트열을 런 길이 열로 변환시키고(S630) 런 길이 열을 부호화한다(S640). 그리고, 무손실 부호화기는 부호 비트열과 런 길이 열의 부호화 값을 결합하여 최종 출력 비트열 생성한다(S650).Referring to FIG. 6, the lossless encoder separates the quantization index of the frequency coefficient of the current frame into a sign and an absolute value (S600). The lossless encoder generates a code bit string by encoding a sign (S610). Lossless coding converts the absolute values into bit strings for each level according to
도 7은 본 발명에 따른 무손실 복호화 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 도면이다.7 is a flowchart illustrating an embodiment of a lossless decoding method according to the present invention.
도 7을 참조하면, 무손실 복호화기는 입력 비트열로부터 부호 비트열과 절대값 비트열을 분리한다(S700). 무손실 복호화기는 부호 비트열을 복원하여 계수 부호를 구하고(S710), 절대값 비트열을 복원하여 런 길이를 구한다(S720). 무손실 복호화기는 런 길이로부터 비트열을 생성하고(S730), 수학식 4 및 5에 따라 계수 절대값을 구한다(S740). 그리고 무손실 복호화기는 계수 부호화 절대값을 결합하여 최종 주파수 계수의 양자화 인덱스를 구한다(S750).Referring to FIG. 7, the lossless decoder separates a code bit string and an absolute value bit string from an input bit string (S700). The lossless decoder restores the code bit string to obtain the coefficient code (S710), and restores the absolute value bit string to obtain the run length (S720). The lossless decoder generates a bit string from the run length (S730) and obtains the absolute value of coefficients according to
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet). Include. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
본 발명에 따르면, 오디오 부호화기에서 주파수 계수의 무손실 부호화의 성능을 향상시키므로 동일한 부호화 왜곡을 가지면서 보다 적은 수의 비트열로 오디오 신호를 압축할 수 있다. 또한 목표 비트 수를 동일하게 할 경우 동일한 압축률을 가지면 왜곡을 감소시켜 오디오 부호화기의 성능을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, since the performance of lossless coding of frequency coefficients is improved in the audio encoder, the audio signal can be compressed with a smaller number of bit streams with the same encoding distortion. In addition, if the target number of bits is the same, having the same compression rate can reduce distortion and improve the performance of the audio encoder.
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