Lossless Coding of Audio Spectral Coefficients Using Selective Bit-Plane Coding

In this paper, new lossless coding method of spectral coefficients for audio codec is proposed. Conventional lossless coder uses Huffman coding utilizing the statistical characteristics of spectral coefficients, but does not provide the high coding efficiency due to its simple structure. To solve this limitation, new lossless coding scheme with better performance is proposed that consists of bit-plane transform and run-length coding. In the proposed scheme, the spectral coefficients are first transformed by bit-plane into 1-D bit-stream with better correlative properties, which is then coded intorun-length and is finally Huffman coded. In addition, the coding performance is further increased by applying the proposed bit-plane coding selectively to each group, after the entire frequency is divided into 3 groups. The performance of proposed coding scheme is measured in terms of theoretical number of bits based on the entropy, and shows at most 6% enhancement compared to that of conventional lossless coder used in AAC audio codec.

선택적 비트 플레인 부호화를 이용한 오디오 주파수 계수의 무손실 부호화 기술

본 논문에서는 오디오 부호화기의 양자화 된 주파수 계수 인덱스를 무손실 부호화 하는 새로운 방법을 제안한다. 기존의 무손실 부호화기는 계수의 통계적 특성을 이용하여 허프만 부호화 하고 있으나 간단한 구조로 인하여 최고의 성능을 제공하지 못한다. 본 논문에서는 비트 플레인 변환과 런렝스 부호화 기술을 사용하여 성능이 향상된 새로운 주파수 계수의 무손실 부호화 기술을 제안한다. 제안하는 방법은 주파수 계수의 양자화 인덱스를 비트 플레인 변환을 거쳐 상관도가 높은 1차원 비트열로 변환하고 이를 런렝스 부호화 하고 최종적으로 런렝스 심볼을 허프만 부호화 한다. 또한 주파수 대역을 크게 3개의 구역으로 나누고 각 구역에서 비트 플레인 부호화 방법을 선택적으로 사용하도록 하여 성능을 추가로 향상시킨다. 제안한 무손실 부호화 성능을 엔트로피에 의한 이론적 비트 수로 측정하면 기존의 AAC 무손실 부호화에 비하여 최대 6% 성능 향상을 제공한다.