• 전자공학회논문지
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• 제50권1호
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• pp.86-96
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• 2013

통합 음성/오디오 부호화기 (Unified Speech and Audio Coding, USAC)는 2011년 MPEG에서 FDIS (Final Draft International Standard)를 승인받은 최고 성능의 통합 음성/오디오 부호화기이다. 전통적으로 MPEG에서는 복호화기 기술만 표준화하므로 인코더 기술에 대한 고찰이 쉽지 않을 뿐 아니라, 예제로 공개하는 인코더 (Reference Model, RM)의 경우에도 기본 아이디어만을 포함하고 있기 때문에 이를 사용할 경우 성능 저하가 매우 심각하다. 성능 열화는 매우 심각하다. 이러한 문제를 최소화하기 위해 오픈 소스 기반으로 진행되고 있는 프로젝트 JAME에서는 USAC에 적용된 핵심 인코더 기술의 성능을 최대화 할 수 있는 방법을 제안하고 있다. 본 논문에서는 입력 신호에 따라 두 코더가 선택적으로 동작되게 하는 신호 분류기와 심리 음향 모델을 기반으로 하는 주파수 부호화 기술, 그리고 전이 윈도우 기술 등의 주요 인코더 기술들에 대하여 소개한다. 또한 FDIS를 위한 verification test 결과와 Common Encoder의 성능 평가를 덧붙인다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제13A권4호
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• pp.275-288
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• 2006

빠른 디자인 공간 탐색 (Design space exploration)은 응용 프로그램의 동작을 구현하기 위한 임베디드 시스템을 디자인하는데 매우 중요하다. Time-to-market이 디자인의 주관심사가 되어감에 따라 ASIP(Application specific instruction-set processor)에 기반한 접근 방식이 디자인 방법론적으로 중요한 대안이 되고 있다. 이러한 접근 방식에서는 타깃 프로세서의 ISA(Instruction set architecture)를 코드 크기와 실행 속도 측면에서 응용 프로그램에 가장 적합하도록 변경한다. 본 논문의 목적은 우리의 새로운 재겨냥성 컴파일러를 소개하고, 많이 알려진 디지털 신호 처리용 응용 프로그램을 위한 ASIP 기반 디자인 공간 탐색에서 컴파일러가 어떻게 활용될 수 있는지 설명하고자 하는 것이다. 새롭게 개발된 재겨냥성 컴파일러는 이전의 재겨냥성 컴파일러의 기능을 제공할 뿐만 아니라 application 프로그램의 특징을 시각화하고 application 프로그램의 프로파일된 결과를 제공하므로 application의 성능을 증가시키기 위해 어떤 명령어들을 넣어야 하는지를 결정하는데 도움을 준다. 재겨냥성 컴파일러의 ADL(Architecture description language)를 이용하여 타깃 프로세서의 초기 RISC-style ISA을 기술하고, 컴파일러가 응용 프로그램을 위한 어셈블리 코드를 더 최적화할 수 있도록 응용 프로그램에 특화된 명령어를 ISA에 점진적으로 추가해 나간다. AC3 오디오 codec을 위한 실험 결과로부터 우리는 32%의 성능 증가와 20%의 프로그램 크기 감소를 얻을 수 있는 6개의 새로운 특화 명령어를 빠르게 찾을 수 있었다. 따라서 우리는 고성능의 재겨냥성 컴파일러는 특정 응용 프로그램을 위한 새로운 ASIP의 빠른 디자인을 하기 위한 중요한 핵심이라는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제36권1호
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• pp.70-77
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• 2017

대역폭 확장 기술은 300 ~ 3,400 Hz 대역의 협대역 음성 신호를 50 ~ 7,000 Hz 대역의 광대역 음성신호로 확장하여 음질, 명료도, 그리고 자연성을 높이는 기술이다. 본 논문에서는 협대역 음성 정보를 이용하여 광대역 음성신호를 추정하는 인공 대역폭 확장 기술을 설계하여, 오푸스(Opus) 오디오 복호화기에 내장시킴으로써, 대역폭 확장 모듈에서의 LPC(Linear Prediction Coding) 분석 및 LSF(Line Spectral Frequencies) 해석과 관련된 계산량을 감소시켰고 알고리즘 지연도 줄였다. 이를 위해 현재 다양한 분야에 적용되고 있는 딥 러닝 기술 중 하나인 심층 신뢰 신경망(Deep Belief Network, DBN) 방식을 스펙트럼 포락선 확장에 도입하여 전통적인 코드북 매핑법보다 더 좋은 품질의 스펙트럼을 만들 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제26권6호
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• pp.301-305
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• 2007

본 연구에서 관심을 갖는 수중환경에서의 천이소음도 가청주파수 대역임에 착안하여 이동통신 시스템의 표준 음성부호화기인 EVRC의 전처리단을 이용하여 배경잡음 구간을 판별하고 이를 바탕으로 수중 천이신호를 탐지하는 알고리즘을 제안하였다. EVRC 전처리 모듈에 프레임 단위의 입력신호가 들어가면 모듈로부터 잡음 구간을 결정하는 플래그, 각 채널의 에너지, 잡음이 제거된 신호, 입력신호의 에너지, 배경잡음의 에너지, 잡음이 제거된 신호의 에너지에 해당하는 파라미터 값을 얻게 된다. 잡음이 제거된 신호의 에너지를 배경잡음의 에너지로 정규화하고 이를 문턱값과 비교함으로써 천이신호를 검출할 수 있다. 또한 문턱 값은 잡음 구간에서 구한 이전 값을 이용해서 갱신된다. 실험결과를 통해 제안한 알고리즘이 백색 또는 유색잡음 하에서도 4% 미만의 오차를 보여주는 것을 검증한다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제47권3호
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• pp.87-95
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• 2010

오디오 신호를 무손실 압축하여 휴대용 멀티미디어 기기에서 최고의 오디오 품질을 제공하는 기기들이 등장하고 있으며, 무손실 오디오 압축을 위한 기술에서는 2006년 MPEG-4 audio lessless coding(ALS)와 MPEG-4 scalable lossless coding(SLS)가 국제 표준으로 채택 되었다. 2009년에는 MPEG에서 최대 스테레오 음원까지만 지원하는 MPEG-4 ALS simple profile을 정의하였다. 표준화된 무손실 오디오 코덱이 휴대용 멀티미디어 기기에서 널리 이용되기 위해서는 휴대용 멀티미디어 기기에서 가장 널리 쓰이는 스테레오 조건에서 낮은 복잡도를 보여야 한다. 하지만 기존 연구에서는 MPEG-4 ALS의 압축률을 향상시키거나, 혹은 다채널 환경에서의 복잡도를 개선하기 위한 연구들이 주로 이루어졌다. 본 논문에서는 MPEG-4 ALS 인코더의 복잡도와 압축률을 분석하고, 이를 바탕으로 MPEG-4 ALS simple profile 조건에서 MPEG-4 ALS 인코더의 복잡도를 개선하기 위한 방법을 제안한다. 분석 결과 MPEG-4 ALS 인코더의 analysis 블록에서 전체 복잡도의 75% 발생하므로, 기존의 연구에서 개발된 저 복잡도 필터를 인코더에 적용하여 복잡도를 감소시키며, joint coding의 압축 효율과 여기 신호의 상호상관계수의 관계를 기반으로 joint coding 결정 방법을 제안한다. 제안된 방법과 저 복잡도 필터가 포함된 MPEG-4 ALS 인코더의 성능은 MPEG-4 conformance test 파일과 일반 음악 파일을 이용하여 복잡도 및 압축률로써 평가된다. 실험 결과 제안된 방법이 적용되었을 경우 압축률은 유사하면서 인코더 복잡도가 24% 감소한다. 이를 통해 본 논문에서 제안된 방법이 MPEG-4 ALS 인코더의 복잡도 감소에 탁월한 성능을 가짐을 보였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.257-258
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• 2006

In this paper, we address several issues in the real time implementation of MPEG-1 Layer II decoder on a fixed-point digital signal processor (DSP), especially TMS320C6416. There is a trade-off between processing speed and the size of program/data memory for the optimal implementation. In a view of the speed optimization, we first convert the floating point operations into fixed point ones with little degradation in audio quality, and then the look-up tables used for the inverse quantization of the audio codec are forced to be located into the internal memory of the DSP. And then, window functions and filter coefficients in the decoder are precalculated and stored as constant, which makes the decoder faster even larger memory size is required. It is shown from the real-time experiments that the fixed-point implementation enables us to make the decoder with a sampling rate of 48 kHz operate with 3 times faster than real-time on TMS320C6416 at a clock rate of 600 MHz.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.507-508
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• 2006

High performance delta-sigma modulator is developed for audio-codec applications(i.e.. 16-bit resolution at a 20kHz signal bandwidth). The modulator is realized with fully-differential switched capacitor integrators. All stages employ a single-stage folded-cascode amplifier. The presented delta-sigma modulator when clocked at 3.2MHz achieves 85.2dB peak-SNDR and 94.8dB SNR. This modulator is designed in a SAMSUNG $0.18{\mu}m$ CMOS process. Finally, this paper shows the test setup and FFT result gained from delta-sigma modulator chip designed for audio applications.

• 방송공학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.829-849
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• 2017

TV디스플레이 대형화, 방송과 통신의 융합화, 신호 압축 및 전송 기술의 고도화로 인해 지상파 디지털 방송은 초고품질 방송, 하이브리드 방송, 고정UHD/이동HD 동시방송을 제공할 수 있는 UHD 방송으로 진화하고 있다. 이러한 지상파 UHDTV 방송을 위한 국내 표준은 북미의 차세대 방송 표준인 ATSC3.0을 근간으로 하고 있다. ATSC3.0은 비디오 압축 표준으로 HEVC 비디오 부호화 표준을, 오디오 압축 표준으로는 MPEG-H 3D 오디오 부호화 표준을 채택하고 있다. 또한 방송망과 IP망에서의 운용을 위해 기존의 MPEG-2 TS 방식을 대신하여 IP기반의 ROUTE/DASH와 MMT를 전송 포맷으로 채택하고 있으며, 4K UHD 방송과 이동 HD 서비스를 동시에 제공하기 위한 다중화 기술을 도입하고 있다. 본 논문에서는 ATSC3.0을 기반으로 HDR/WCG 지원 고품질 비디오 서비스, 10.2채널/4객체 지원 입체음향 서비스, 고정 UHD와 이동 HD 동시방송 서비스를 제공하기 위해 필요한 오디오/비디오 부호화기, ROUTE/DASH 패키저, 다중화 시스템과 물리계층 송수신을 위한 ATSC 3.0 LDM 시스템을 구현하고, 이를 실시간 방송 송수신 환경에 적용하여 서비스 가능성을 검증하고자 하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 1999년도 학술대회
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• pp.261-266
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• 1999

본 논문에서는 인터넷 폰이나 디지털 이동통신에서와 같이 낮은 비트율이 요구되는 응용분야에서 사용될 수 있는 HVXC 부호화 및 복호화 알고리즘을 TMS320C6701 160MHz DSP를 사용하여 실시간 동작을 구현한 내용을 기술한다. 사용한 최적화 방법으로는 기본적으로 연산 시간이 많이 소요되는 함수 루틴에 대한 C 언어레벨의 최적화 및 어셈블리어 레벨의 최적화를 수행하였고, TMS320C6701 DSP 내부 프로그램 메모리를 프로그램 캐쉬로 사용하였다. 또한, 계산량이 많은 부분과 테이블 참조가 필요한 연산을DSP의 내부 데이터 메모리 영역에서 수행하여 소요시간을 단축하였으며, 음성신호 및 비트스트림의 입출력에는 background DMA(direct memory access) 방식을 이용하였다. 이와 같은 최적화결과 2kbps 및 4kbps의 비트율에서 압축 및 복원을 실시간으로 수행할 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.304-305
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• 2008

DVD/BD 및 HDTV의 보급으로 인해 다수의 오디오 컨텐츠들이 멀티채널(5.1채널 이상) 형식으로 제작되고 있다. 오디오 정보를 담고 있는 물리적인 채널의 수가 증가하면, 이에 따라 정보량도 선형적으로 증가하게 된다. 선형적으로 증가된 정보를 기존의 오디오 코덱을 이용해 큰 압축할 경우, 압축에 필요한 비트레이트의 선형적인 증가를 피할 수 없다. 최근 채널 수 증가로 야기되는 비트레이트의 증가를 최소화하고 효율적으로 멀티채널 오디오 신호를 압축할 수 있는 방법으로 MPEG surround와 같은 파라메트릭 멀티채널 오디오 코딩 방식이 제안되었다. 파라메트릭 멀티채널 오디오 코딩 방식의 경우, 멀티채널 오디오 신호를 채널 수가 감소된 다운믹스 신호와 다운믹스 신호로부터 다시 멀티채널 오디오 업믹스 하는데 필요한 파라미터로 표현하는 방식이다. 따라서 다운믹스 방식 및 업믹스에 필요한 파라미터에 따라 업믹스된 멀티채널 오디오 신호의 품질이 달라진다. 본 논문에서는 MPEG surround에서 사용하고 있는 기존의 ITU-R 다운믹스 방식의 문제점을 실제 멀티채널 오디오 신호의 사례를 통해 제시하고 이 문제점을 해결하기 위한 새로운 다운믹스 방식과 파라미터를 제안하고자 한다.