본 논문에서는 디지털 오디오 방송 시스템으로서 사용하기 위한 AAC (MPEG-2 Advanced Audio Coding) 코덱 시스템의 개발에 관하여 기술한다. 인코더 및 디코더는 ETRI가 제안한 디지털 오디오 방송 시스템에 접속하기 위해 MPEG-2 (Moving Picture Experts Group phase 2) 시스템의 TS(Transport Stream) 형식으로 입/출력한다. 내부 오디오 신호처리를 위한 DSP(Digital Signal Processor)로서는 Tl(Texas Instruments) 사의 TMS320C6701 (Floating point, 166 MHz)을 사용하였다. 인코더에서는 DSP 를 4 개까지, 디코더에서는 3 개까지 사용하여 구성할 수 있도록 설계하였다. DSP 에서는 시스템 제어, 오디오 신호 입력, 오디오 신호 처리, TS 신호 발생, 비트스트림 출력 등의 처리를 수행하며, 각 DSP 는 직렬 및 병렬 접속에 의해 서로 데이터를 전달한다. 본 시스템은 이후 다양한 디지털 방송 분야에 활용될 것이다.
본 논문에서는 IP 네트워크에서 동작하는 오디오 협업 시스템의 성능을 향상시키는 방법들을 구현하고 구현된 방법들의 성능을 검증한다. IP 네트워크가 갖는 지연(jitter) 및 패킷 손실 등의 특성은 음성 및 오디오의 품질을 저하시킨다. 이러한 품질 저하를 줄이기 위해, 패킷 손실률은 패킷 크기를 줄임으로써 감소시킬 수 있다는 점에 착안하여 MPEG-2 AAC 오디오 코덱을 이용한 저전송률 오디오 전송 방법을 제안한다. 또한, 음성 전송 시 패킷손실에 따른 음성 품질을 향상시키기 위해 패킷 손실에 견고한 iLBC(Internet Low-Bitrate Codec) 음성 코덱 및 ITU-T G.711 패킷 손실 은닉 알고리즘을 오디오 협업 시스템에 적용한다. 제안한 방법들을 RAT (Robust-Audio Tool)[7]를 기반으로 구성된 오디오 협업 시스템에 구현하였다. 구현한 결과, 256 kbit/s에서 동작하는 MPEG-2 AAC 오디오 코덱은 압축하지 않고 전송된 오디오와 유사한 품질을 제공하는 것을, iLBC와 G.711 패킷 손실 은닉 알고리즘은 2~10% 패킷 손실 환경에서 음질을 개선하는 것을 확인할 수 있었다.
MPEG-2 오디오 압축방식인 AAC(Advanced Audio Coding) LC(Low Complexity) 스테레오 부호화기를 고속으로 구현할 수 있는 칩을 32비트 DSP 코어를 기반으로 설계하고 0.25um CMOS 기술을 이용하여 제작하였다. 계산량과 메모리 용량을 줄이기 위하여 알고리즘 구현방법 측면에서 최적화를 하였으며, FFT(Fast Fourier Transform)를 하드웨어로 구현하여 고속화하였다. 제작된 칩의 크기는 $7.20\times7.20 mm^2$ 이었으며 등가 게이트는 약 830,000 이었으며 70MIPS 이내에서 AAC 부호화를 할 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 멀티채널 오디오 부호화 방식인 MPEG-2 AAC(Advanced Audio Coding) 국제 표준을 수용한 AAC 인코더 및 디코더의 실시간 구현에 대해 기술한다. 범용 DSP 인 TMS320C6701 DSP를 이용한 하드웨어 플랫폼과 이 플랫폼에서 실시간으로 동작되는 인코더와 디코더 소프트웨어를 설계, 개발(MASIC 시스템)하였다. 구현한 MASIC 시스템은 오디오 입력 장치, 출력 장치, 인코더 보드, 그리고 디코더 보드로 구성되어 있으며, 개인용 컴퓨터의 PCI 슬롯을 이용하여 인코더의 경우 최대 6채널의 오디오를, 디코더의 경우 8채널의 오디오를 실시간 동작으로 처리할 수 있다. 인코더 및 디코더의 실시간 처리를 위한 소프트웨어 최적화 기술 및 인코더와 디코더의 연동시험에 대해서도 기술하며, 개인용 컴퓨터에서 실시간으로 수행되는 스테레오 AAC 디코더 소프트웨어의 개발 결과를 기술한다.
본 논문에서는 MPEG-2 AAC 디코더를 고정소숫점 DSP 프로세서로 구현할 때 연산 구조에 따른 연산량 및 메모리 소요량 등의 측면에서의 최적 구현구조를 도출하고자 하였다. 이를 위하여 본 논문에서는 AAC의 주요 기능블록들인 inverse quantizer, predictor, TNS, IMDCT/Windowing등을 대상으로 연산 비트수 및 데이타 표현 구조에 따른 디코더의 성능 변화를 시뮬레이션 한 후 이를 통해 얻어진 결과를 적용하여 16 비트 Teaklite DSP 프로세서 상에서 AAC 디코더를 구현하였다. 구현한 디코더는 일정수준의 음질을 유지하면서도 경제적인 메모리 소요를 보였으며 실시간으로 동작하는 것을 확인하였다.
MPEG 오디오 그룹에서는 오디오 부호화 기술의 국제 표준으로 MPEG-1 오디오, MPEG-2 오디오 BC, MPEG-2 AAC의 규격 제정을 완료하였고, 현재 MPEG-4 오디오 및 MPEG-7 오디오의 국제 표준을 제정하고 있다. 본 논문에서는 이들 표준에 대한 요구 기능 및 기술 특징을 분석하고, 각각의 표준에 대한 응용분야와 향후의 계획에 대하여 기술한다.
본 논문에서는 허프만 코딩의 기본 원리인 이진트리로부터 생성된 효율적인 일차원 검색테이블 구성과, 프로세싱 효율을 증가시키기 위한 수치연산 기법의 도입을 통하여 도출된 효율적인 허프만 디코딩 방법을 제시한다. 제안된 방법에서는 허프만 코드화 된 비트스트림으로부터 읽어 들인 비트 데이터를 직접 이진트리를 검색하기 위한 주소연산에 적용함으로써, 기존의 이진트리 검색을 위하여 수행되던 비교 및 분기문의 제거를 가능토록 하였다. 본 논문에서 제안하는 허프만 디코딩 기법은 기존의 비교 및 분기구분에 의하여 수행되던 허프만 디코딩 기법대비 30%이상의 검색속도 증가 및 이진트리 방식의 검색을 수행하기 위하여 필요로 하는 검색테이블에서 존재하던 데이터 및 노드간의 연결주소를 저장하기 위하여 사용되던 메모리 공간을 효율적으로 제거할 수 있는 일차원 검색테이블을 구성함으최써, 기존 방법대비 1/3의 메모리 공간만을 사용하도록 하였다. 제안된 허프만 디코딩 기법의 성능평가를 위하여 MPEG-2 AAC의 허프만 디코더에 적용한 결과 기존의 순차검색방법에 의한 디코딩 기법대비 198%의 성능향상 결과를 확인할 수 있었다.
This paper presents a new method for Huffman decoding specially designed for the MPEG-2 AAC audio. The method significantly enhances the processing efficiency of the conventional Huffman decoding realized with the ordinary binary tree search method. A data structure is newly designed based on the numerical interpretation of the incoming bit stream and its utilization for the offset oriented nodes allocation. The experimental results show the average performance enhancement of 54% and 665%, compared to those of the conventional binary tree search method and the sequential search method, respectively.
이 논문은 MPEG-2/4 Advanced Audio Coding(AAC), 돌비 AC-3, MPEG-2 Backward Compatible(BC) 등 오디오 압축 알고리즘을 효율적으로 구현할 수 있는 전용의 하드웨어를 가진 DSP 구조를 제안하며 제안된 전용의 하드웨어를 구동하기 위한 DSP 전용 명령어들을 제공한다. 제안된 구조는 효율적인 MDCT/IMDCT(Inverse Modified Discrete Cosine Transform), 허프만 복호 연산을 지원한다. 제안된 하드웨어 구조는 TMS320C62x, ASDSP21060 등 상용 DSP프로세서와 비교하여 매우 우수한 MDCT/IMDCT 연산 성능을 보인다. 또한 제안된 전용 허프만 복호 가속기는 1 사이클에 복호화 및 오퍼랜드 준비를 병렬 수행하여 고속 연산에 적합하다. 제안된 DPU(Data Processing Unit)는 Samsung SEC $0.18{\mu}m$ 표준 셀 라이브러리를 사용하여 107,860 게이트를 나타내며 150 MIPS 를 나타낸다.
본 논문은 디지털 오디오 코덱에 효율적으로 적용 가능한 새로운 역 양자화 테이블 보간 알고리즘과 알고리즘에 특화된 DSP(Digital Signal Processor) 명령어 및 하드웨어 구조를 제안한다. 비선형 역 양자화 알고리즘은 대표적으로 MPEG-1 Layer-3와 MPEG-2/4 AAC(Advanced Audio Coding)에서 사용되며, 제안하는 명령어는 비선형 역 양자화에 최적화 되어 있다. 제안하는 알고리즘은 연산의 복잡도를 최소화하여 구현 시전체 연산량을 줄일 수 있으며, 제안된 알고리즘은 타 알고리즘에 비해 우수한 평균 오차값을 나타낸다. 제안하는 명령어 및 하드웨어 구조는 기존의 알고리즘과 비교하여 연산 과정에서 사용되는 명령어 수를 20% 정도 줄일 수 있으며, 역 양자화의 계산 부하를 효율적으로 줄일 수 있다. 제안한 알고리즘은 일반 상용 DSPEE 구현이 가능하다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.