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KR100188924B1 - Bit division method of audio signal coder - Google Patents

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KR100188924B1
KR100188924B1 KR1019940029589A KR19940029589A KR100188924B1 KR 100188924 B1 KR100188924 B1 KR 100188924B1 KR 1019940029589 A KR1019940029589 A KR 1019940029589A KR 19940029589 A KR19940029589 A KR 19940029589A KR 100188924 B1 KR100188924 B1 KR 100188924B1
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signal
bits
noise ratio
masking
threshold
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KR1019940029589A
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허정권
오영남
Original Assignee
윤종용
삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 오디오 신호의 부호화 시스템에 있어서 비트 할당방법 및 그에 적합한 장치에 관한 것으로 특히, 본 발명의 방법은 부호화 알고리즘을 수행하기 위한 변수들과 상수들을 초기화하는 제1단계; 양자화 단계에 따라 소정의 문턱값(Threshold)을 설정하는 제2단계; 상기 제2단계에서 설정된 문턱값보다 큰 신호대 마스킹비(SMR)를 갖는 모든 서브밴드에 대해, 상기 마스킹대 잡음비(NMR)가 상기 문턱값보다 크게 되도록 양자화 단계를 증가가키고, 이에따라 비트를 할당하는 제3단계; 상기 제3단계에서 비트 할당이 수행된 후에 할당될 비트가 남아 있는지 여부를 판단하는 제4단계; 및 할당될 비트가 남지 않을 때까지 상기 제2단계에서 상기 제4단계를 반복하는 제5단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a bit allocation method and a device suitable therefor in an encoding system of an audio signal. In particular, the method of the present invention includes a first step of initializing variables and constants for performing an encoding algorithm; A second step of setting a predetermined threshold according to the quantization step; For all subbands having a signal-to-masking ratio (SMR) greater than the threshold set in the second step, the quantization step is increased so that the masking-to-noise ratio (NMR) is greater than the threshold, thereby allocating bits. The third step; A fourth step of determining whether bits to be allocated remain after the bit allocation is performed in the third step; And a fifth step of repeating the fourth step from the second step until no bits to be allocated remain.

따라서, 본 발명에 의한 오디오 신호의 부호화에 있어서 비트 할당방법은 양자화 단계에 따라 소정의 문턱값을 설정하고, 신호대 마스킹비(SMR)가 상기 문턱값보다 큰 서브밴드에 소정 비트수를 할당함으로서 비트 할당 당간을 단축할 수 있다.Accordingly, in the encoding of the audio signal according to the present invention, the bit allocation method sets a predetermined threshold value according to the quantization step, and allocates a predetermined number of bits to a subband having a signal-to-masking ratio (SMR) greater than the threshold value. You can shorten the time per assignment.

Description

오디오 신호의 부호화에 있어서 비트 할당방법 및 장치Bit allocation method and apparatus in encoding audio signal

제1도는 일반적인 오디오 신호의 부호화 시스템을 나타낸 블럭도.1 is a block diagram showing a coding system of a general audio signal.

제2도와 제3도는 종래의 오디오 신호의 부호화 시스템에 있어서 비트 할당방법을 설명하기 위한 플로우챠트.2 and 3 are flowcharts for explaining a bit allocation method in a conventional audio signal coding system.

제4도는 본 발명에 의한 오디오 신호의 부호화 시스템에 있어서 비트 할당방법을 설명하기 위한 플로우차트.4 is a flowchart for explaining a bit allocation method in an audio signal encoding system according to the present invention.

본 발명은 오디오 신호의 부호화 시스템에 있어서 비트 할당방법 및 그에 적합한 장치에 관한 것으로 특히, 양자화 단계에 따라 소정의 문턱값을 설정하고, 신호대 마스킹비(SMR)가 소정의 문턱값보다 큰 서브밴드에 소정 비트수를 할당하는 것을 반복하는 오디오 신호의 부호화에 있어서 비트 할당방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bit allocation method and an apparatus suitable for the encoding of an audio signal. In particular, a predetermined threshold value is set according to a quantization step, and a signal-to-masking ratio (SMR) is set to a subband having a predetermined threshold value. A bit allocation method and apparatus for encoding an audio signal which repeats allocating a predetermined number of bits.

제1도는 일반적인 오디오 신호의 부호화 시스템을 나타낸 블록도로서, 기존의 MPEG 오디오 신호를 비롯한 퍼셉츄얼 오디오 신호 부호화에서 사용되는 오디오 신호 압축 알고리즘을 나타낸다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a general audio signal encoding system, and illustrates an audio signal compression algorithm used in perceptual audio signal encoding including an existing MPEG audio signal.

퍼셉츄얼 오디오 신호 부호화란 인간이 들을 수 있는 부분의 신호만을 부호화하는 것을 말하는 것으로, 일반적인 오디오 신호의 부호화 시스템은 시간영역의 다중채널 오디오 신호들을 입력하여 주파수 영역의 신호로 변환하는 전처리 과정(10)과, 입력된 다중채널 오디오 신호들의 심리 음향적인 특성을 모델링하는 과정(20)과, 심리 음향적인 특성값들을 이용하여 소정의 비트를 할당하는 과정(30)과, 할당된 비트에 상응하여 양자화를 수행하는 과정(40)으로 이루어진다.The perceptual audio signal encoding refers to encoding only signals of a part that can be heard by a human, and a general audio signal encoding system inputs multichannel audio signals in a time domain and converts them into signals in a frequency domain. And (20) modeling psychoacoustic characteristics of the input multi-channel audio signals, assigning predetermined bits using psychoacoustic characteristic values (30), and quantization corresponding to the allocated bits. It consists of a process 40 to perform.

음향신호는 여러개의 크고 작은 오디오 신호로 이루어지며, 인접한 오디오 신호들의 영향으로 소정의 크기보다 작은 오디오 신호는 들리지 않게 된다.The sound signal is composed of several large and small audio signals, and audio signals smaller than a predetermined size are not heard due to the influence of adjacent audio signals.

이러한 현상 즉, 인접하여 있는 큰 오디오 신호의 영향으로 작은 오디오 신호가 들리지 않게 되는 현상을 마스킹 효과(Masking Effect)라 하며, 오디오 신호가 들리기 시작하는 소정의 크기를 마스킹 레벨이라고 한다.This phenomenon, that is, a phenomenon in which a small audio signal is not heard due to an adjacent large audio signal is called a masking effect, and a predetermined size at which an audio signal starts to be heard is called a masking level.

오디오 신호의 비트 할당장치는 각 서브밴드의 신호대 잡음비(SMR)를 적절히 조절하여 소정의 비트를 할당하는데, 마스킹대 잡음비(MNR)가 최대값이 될 때 음질이 가장 좋다.The bit allocation device of the audio signal allocates a predetermined bit by appropriately adjusting the signal-to-noise ratio (SMR) of each subband, and the sound quality is best when the masking-to-noise ratio (MNR) becomes the maximum value.

제1도에 도시된 심리 음향적 특성을 모델링하는 과정(20)에서는 인간이 들을 수 있는 신호와 들을 수 없는 신호를 구별하여 각 주파수에서의 신호대 마스킹비(Signal To Masking Ratio;SMR)를 계산하며, 비트할당과정(30)에서는 각 서브밴드의 마스킹대잡음비(MNR)가 최대값이 되도록 해당 서브밴드의 신호대 잡음비(SMR)를 적절히 조절하여 비트를 할당한다.In the process 20 of modeling the psychoacoustic characteristics shown in FIG. 1, a signal to masking ratio (SMR) at each frequency is calculated by distinguishing between a human audible signal and an audible signal. In the bit allocation process 30, bits are allocated by appropriately adjusting a signal-to-noise ratio (SMR) of a corresponding subband such that the masking-to-noise ratio (MNR) of each subband is a maximum value.

제2도는 오디오 신호의 부호화 시스템에 있어서, 종래의 비트 할당방식을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 오디오신호의 부호화 알고리즘을 수행하기 위해 변수들을 초기화하고, 제1도의 심리음향적 특성 모델링 과정(20)에서 구한 신호대 마스킹비(SMR)를 근거로 하여 마스킹대 잡음비(Masking To Noise Ratio;MNR)를 구한다.FIG. 2 is a flowchart for explaining a conventional bit allocation method in an audio signal encoding system, in which variables are initialized to perform an encoding algorithm of an audio signal, and the psychoacoustic modeling process of FIG. Masking To Noise Ratio (MNR) is obtained based on the signal-to-masking ratio (SMR) obtained from.

마스킹대 잡음비(MNR)는 마스킹 레벨과 같은 잡음 레벨의 비를 나타낸 것으로, 마스킹 레벨이 잡음 레벨보다 크면 사람의 귀에 잡음이 들리지 않게 된다.The masking-to-noise ratio (MNR) represents the ratio of the same noise level as the masking level. If the masking level is greater than the noise level, the human ear is noisy.

즉, 마스킹대 잡음비(MNR)는 신호대 잡음비(SNR)에서 신호대 마스킹비(SMR)를 뺀 값이다.(MNR=SNR-SMR)That is, the masking-to-noise ratio (MNR) is obtained by subtracting the signal-to-masking ratio (SMR) from the signal-to-noise ratio (SNR). (MNR = SNR-SMR)

처음에는 모든 밴드에 하나의 비트도 할당되어 있지 않기 때문에 즉, 신호대 잡음비(SNR)가 0이므로 모든 서브밴드의 마스킹대 잡음비(MNR)는 -신호대 마스킹비(SMR)가 된다.Since no bits are initially assigned to all bands, that is, the signal-to-noise ratio (SNR) is zero, the masking-to-noise ratio (MNR) of all subbands is -signal-to-masking ratio (SMR).

종래의 비트 할당 알고리즘은 비트를 할당하는데 필요한 변수들을 초기화 하고, 마스킹대 잡음비(MNR)가 최소인 서브밴드를 선택(201)하여 양자화 단계를 하나 증가시키고(202), 이에 따라 한 비트를 해당 서브밴드에 할당한(203) 후에, 할당할 비트가 남아 있는 지 여부를 판단하여(204) 판단 결과에 따라 할당할 비트가 없으면 비트 할당 알고리즘을 종료시키고, 할당할 비트가 남아 있으면 증가된 양자화 단계에 상응하는 마스킹대 잡음비(MNR)를 갱신(205)하고 마스킹대 잡음비(MNR)가 최소인 서브밴드를 선택(201)하여 한 비트를 할당한다.The conventional bit allocation algorithm initializes the variables needed to allocate the bits, selects 201 the subbands with the minimum masking-to-noise ratio (MNR) to increase the quantization step by one (202), and thus adds one bit to the corresponding subband. After allocating to the band (203), it is determined whether or not there are bits to be allocated (204). If there is no bit to allocate according to the determination result, the bit allocation algorithm is terminated. The corresponding masking-to-noise ratio (MNR) is updated (205) and the subband with the minimum masking-to-noise ratio (MNR) is selected 201 to allocate one bit.

이때, 마스킹대 잡음비(MNR)는 양자화 단계에 따른 신호대 잡음비(SNR)를 나타낸 표를 이용하여 업데이트하게 된다.At this time, the masking-to-noise ratio (MNR) is updated using a table showing the signal-to-noise ratio (SNR) according to the quantization step.

이와같이 종래의 방법에서는 최소의 마스킹대 잡음비(MNR)를 갖는 서브밴드를 선택하여 한 비트씩 할당하므로, 사용 가능한 비트를 모두 할당하려면 면간이 오래 걸리는 문제점이 있다.As described above, in the conventional method, since the subband having the minimum masking-to-noise ratio (MNR) is selected and allocated one bit at a time, it takes a long time to allocate all available bits.

제3도는 오디오 신호의 부호화에 있어서 종래의 비트 할당방식의 또 다른 알고리즘을 나타낸 플로우챠트로서, 제2도에 도시한 비트 할당방식의 문제점을 개선한 것이다.3 is a flowchart showing another algorithm of a conventional bit allocation method in encoding an audio signal, which improves the problem of the bit allocation method shown in FIG.

먼저, 비트 할당 알고리즘을 수행하기 위해 사용되는 변수들과 상수들을 초기화 시키고(301), 마스킹대 잡음비(MNR)가 소정의 문턱값(Threshold)보다 작은 서브밴드에 대해서 마스킹대 잡음비(MNR)가 상기 문턱값보다 크게 되도록 소정 개수의 비트를 할당한다.(302)Initially, the variables and constants used to perform the bit allocation algorithm are initialized (301), and the masking-to-noise ratio (MNR) for the subband whose masking-to-noise ratio (MNR) is smaller than a predetermined threshold is described above. A predetermined number of bits are allocated to be larger than the threshold (302).

비트 할당을 수행하고 난 후에 남아 있는 비트가 있는지 여부를 판단하여 (303) 할당할 비트가 없으면 알고리즘을 종료하고, 할당할 비트가 남아 있으면 마스킹대 잡음비(MNR)가 최소인 서브밴드를 선택(304)하여 양자화 단계를 하나 증가시키고(305), 이에따라 한 비트를 해당 서브밴드에 할당(306)한 후에 남아 있는 비트가 있는지 없는지 여부를 판단한다.(307)After performing bit allocation, it is determined whether there are any bits remaining (303). If there are no bits to allocate, the algorithm is terminated. If the bits to be allocated remain, the subband having the minimum masking-to-noise ratio (MNR) is selected (304). In step 307, the quantization step is incremented by one (305), and thus a bit is allocated to the corresponding subband (306).

이때, 할당할 비트가 없으면 비트 할당 알고리즘을 종료하고, 할당할 비트가 남아 있으면 증가된 양자화 단계에 상응하는 마스킹대잡음비(MNR)를 갱신(308)한 후에 마스킹대 잡음비(MNR)가 최소인 서브밴드를 선택(304)하여 비트 할당을 반복 수행한다.At this time, if there is no bit to be allocated, the bit allocation algorithm is terminated. If the bit to be allocated remains, the masking-to-noise ratio (MNR) corresponding to the increased quantization step is updated 308, and then the sub masking-to-noise ratio (MNR) is the minimum. The band is selected 304 to repeat the bit allocation.

즉, 소정의 문턱값보다 작은 마스킹대 잡음비(MNR)를 갖는 서브밴드에 대해서 상기 마스킹대 잡음비(MNR)가 상기 문턱값보다 크도록 소정의 비트를 할당한 후에, 할당할 비트가 남아 있으면 제2도에 도시한 종래의 비트 할당 알고리즘(200)을 수행한다.That is, after allocating a predetermined bit such that the masking-to-noise ratio MNR is greater than the threshold value for a subband having a masking-to-noise ratio MNR smaller than a predetermined threshold value, the second bit is allocated. The conventional bit allocation algorithm 200 shown in FIG.

이러한 기존의 비트 할당방식은 입력 오디오 신호와 심리 음향적 특성을 모델링 하는 부분(20)에 따라 문턱값을 변화시켜야 하기 때문에 문턱값을 설정하기 위하여 부가적인 계산을 해야하는 문제점이 있다.This conventional bit allocation method has a problem in that an additional calculation is required to set the threshold value because the threshold value needs to be changed according to the portion 20 for modeling the input audio signal and psychoacoustic characteristics.

이에따라 일반적으로 문턱값을 0으로 설정하는데, 이 경우 실제로 할당되어지는 비트수가 작아서 제2도에 도시된 방식과 속도상의 차이가 나지 않는다.Accordingly, the threshold is generally set to 0. In this case, the number of bits actually allocated is small so that there is no difference in speed from the method shown in FIG.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 양자화단계에 따라 소정의 문턱값을 설정하고, 신호대 마스킹비(SMR)가 소정의 문턱값보다 큰 서브밴드에 소정 비트수를 할당하는 것을 반복하는 오디오 신호의 부호화에 있어서 비트 할당방법 및 그에 적합한 장치를 제공하는 데에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to set a predetermined threshold value according to the quantization step to solve the above-described problem, and to repeatedly assign a predetermined number of bits to a subband whose signal-to-masking ratio SMR is larger than the predetermined threshold. The present invention provides a bit allocation method and apparatus suitable for encoding an audio signal.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 오디오 신호의 부호화에 있어서 비트 할당방법은 오디오 신호의 부호화 알고리즘을 수행하기 위한 변수들과 상수들을 초기화 하는 제1단계; 양자화 단계에 따라 소정의 문턱값(Threshold)을 설정하는 제2단계; 상기 제2단계에서 설정된 문턱값보다 큰 신호대 마스킹비(SMR)를 갖는 모든 서브밴드에 대해, 상기 신호대 마스킹비(SMR)가 상기 문턱값보다 작게 되도록 양자화 단계를 증가시키고, 이에따라 비트를 할당하는 제3단계; 상기 제3단계에서 비트 할당이 수행된 후에 할당될 비트가 남아 있는지 여부를 판단하는 제4단계; 및In order to achieve the above object, a bit allocation method in encoding an audio signal according to the present invention includes: a first step of initializing variables and constants for performing an encoding algorithm of an audio signal; A second step of setting a predetermined threshold according to the quantization step; For all subbands having a signal-to-masking ratio SMR greater than the threshold set in the second step, the quantization step is increased so that the signal-to-masking ratio SMR is smaller than the threshold, and bits are allocated accordingly. Step 3; A fourth step of determining whether bits to be allocated remain after the bit allocation is performed in the third step; And

할당될 비트가 남지 않을 때까지 상기 제2단계에서 상기 제4단계를 반복하는 제5단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.And a fifth step of repeating the fourth step from the second step until no bits to be allocated remain.

상기 목적을 달성하기 위한 비트 할당장치는 양자화 단계(Quantizer Step Size), 할당하고자 하는 비트의 개수, 서브밴드의 개수, 서브밴드 인덱스, 마스킹대 잡음비(Masking To Noise Ratio; MNR)등 오디오 신호의 부호화 알고리즘을 수행하기 위한 변수들과 상수들을 초기화하는 수단; 양자화 단계와 신호대 잡음비(SNR)의 관계를 나타낸 표에서 소정의 양자화 단계에 상응하는 신호대 잡음비(SNR)를 선택하여, 상기 신호대 잡음비(SNR)에 마이너스 부호를 붙인 값을 소정의 문턱값으로 설정하는 문턱값 설정수단; 상기 신호대 마스킹비(SMR)가 상기 설정된 문턱값보다 큰 서브밴드에 대해, 상기 신호대 마스킹비(SMR)가 상기 문턱값보다 작게 되도록 양자화 단계를 증가가키고, 이에따라 비트를 할당하는 비트할당수단; 및A bit allocation apparatus for achieving the above object includes encoding of an audio signal such as a quantization step, a number of bits to be allocated, a number of subbands, a subband index, and a masking to noise ratio (MNR). Means for initializing variables and constants for performing the algorithm; In the table showing the relationship between the quantization step and the signal-to-noise ratio (SNR), a signal-to-noise ratio (SNR) corresponding to a predetermined quantization step is selected, and a value having a negative sign added to the signal-to-noise ratio (SNR) is set to a predetermined threshold. Threshold setting means; Bit allocation means for increasing a quantization step so that the signal-to-masking ratio SMR is smaller than the threshold for a subband in which the signal-to-masking ratio SMR is greater than the set threshold, thereby allocating bits; And

할당될 비트의 유무를 판단하여 할당될 비트가 있으면 상기 문턱값 설정수단과 비트 할당수단을 동작작키고, 할당될 비트가 없으면 부호화 알고리즘을 종료시키는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.And determining the presence or absence of bits to be allocated and operating the threshold value setting means and the bit allocation means if there is a bit to be allocated, and ending the encoding algorithm if there is no bit to be allocated.

이하 첨부된 제4도를 참조하여 본 발명에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIG. 4.

제4도는 본 발명에 의한 비트 할당방법을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 비트 할당 알고리즘에 사용되는 변수들을 초기화(400)하고 양자화 단계에 따른 신호대 잡음비(SRN)를 나타낸 표에서 소정의 양자화 단계에 상응하는 신호대 잡음비(SNR)를 선택하여, 상기 신호대 잡음비(SNR)에 마이너스 부호를 붙인 값을 문턱값으로 설정한다(401).4 is a flowchart illustrating a bit allocation method according to the present invention, which initializes (400) variables used in a bit allocation algorithm and corresponds to a predetermined quantization step in a table showing a signal-to-noise ratio (SRN) according to the quantization step. A signal-to-noise ratio (SNR) is selected to set a threshold value in which a negative sign is added to the signal-to-noise ratio (SNR) (401).

신호대 마스킹비(SMR)와 문턱값의 크기를 비교하여(402) 신호대 마스킹비(SMR)가 문턱값보다 작으면 서브밴드 인덱스(S1)를 하나 증가가키고(403), 신호대 마스킹비(SMR)가 문턱값보다 크면 마스킹대 잡음비(MNR)가 문턱값보다 크게 되도록 비트수를 해당 서브밴드에 할당한다.(404)Compare the signal-to-masking ratio (SMR) with the magnitude of the threshold (402), if the signal-to-masking ratio (SMR) is less than the threshold, increase the subband index (S1) by one (403), and the signal-to-masking ratio (SMR) If is greater than the threshold, the number of bits is allocated to the corresponding subband so that the masking-to-noise ratio (MNR) is greater than the threshold.

신호대 마스킹비(SMR)가 상기 문턱값보다 큰 서브밴드에 대해서 비트할당이 모두 끝난 후에 할당할 비트가 남아 있는지를 판단하여(406), 할당할 비트가 남아 있으면 서브밴드 인덱스를 초기화(407)하고 증가된 양자화 단계에 상응하는 새로운 문턱값을 설정(401)하여 위의 과정을 반복하여 수행한다.It is determined whether the bits to be allocated remain after the bit allocation is completed for the subbands having a signal-to-masking ratio SMR greater than the threshold (406). If the bits to be allocated remain, the subband index is initialized (407). A new threshold value corresponding to the increased quantization step is set 401 and the above process is repeated.

제5도는 양자화 단계에 따른 신호대 양자화비(SNR)를 나타낸 표(이하 신호대 잡음비(SNR)표라 칭함)로서, 비트할당 알고리즘의 새로운 문턱값을 설정하는 데에 이용하며 본 발명의 일실시예를 제4도와 함께 설정하면 다음과 같다.5 is a table showing a signal-to-quantization ratio (SNR) according to the quantization step (hereinafter referred to as a signal-to-noise ratio (SNR) table), which is used to set a new threshold value of a bit allocation algorithm. If set with 4 degrees, it is as follows.

비트 할당 알고리즘에 사용되는 변수들을 초기화(400)하고 초기 문턱값을 0으로 설정하며(401), 신호대 마스킹비(SMR)의 크기에 따라 신호대 마스킹비(SMR)가 0보다 작으면 서브밴드 인덱스(SI)를 하나 증가시키고(403), 신호대 마스킹비(SMR)가 0보다 크면 마스킹대 잡음비(MNR)가 0보다 크게 소정의 비트수를 할당한다.(404)Initialize the variables used in the bit allocation algorithm (400) and set the initial threshold to 0 (401). If the signal-to-masking ratio (SMR) is less than 0 according to the size of the signal-to-masking ratio (SMR), the subband index ( SI is increased by one (403), and when the signal-to-masking ratio (SMR) is greater than zero, the masking-to-noise ratio (MNR) is assigned a predetermined number of bits larger than zero (404).

신호대 마스킹비(SMR)가 상기 문턱값보다 큰 서브밴드에 대해서 비트할당이 모두 끝난 후에 할당할 비트가 남아 있는지를 판단하여(406), 할당할 비트가 남아 있으면 서브밴드 인덱스를 초기화(407)하고 새로운 문턱값을 설정한다.(401)It is determined whether the bits to be allocated remain after the bit allocation is completed for the subbands having a signal-to-masking ratio SMR greater than the threshold (406). If the bits to be allocated remain, the subband index is initialized (407). Set a new threshold value (401).

즉, 제5도에 도시된 신호대 잡음비(SNR)표 첫 단의 신호대 잡음비(S NR)에 -1을 곱한 값을 새로운 문턱값으로 설정하고(401), 각 서브밴드의 신호대 마스킹비(SMR)의 값이 상기 문턱값보다 크면 해당 서브밴드의 양자화기를 한 단계 더 세밀한 것으로 바꾸어 비트 할당을 수행하며(404), 각 서브밴드의 신호대 마스킹비(SMR)의 값이 상기 문턱값보다 작으면 서브밴드의 인덱스(SI)를 하나 증가가킨다.(403)That is, a value obtained by multiplying the signal-to-noise ratio (S NR) of the first stage of the signal-to-noise ratio (SNR) table shown in FIG. 5 by -1 is set as a new threshold (401), and the signal-to-masking ratio (SMR) of each subband. If the value is greater than the threshold, bit allocation is performed by changing the quantizer of the corresponding subband to one level of finer (404), and if the signal-to-masking ratio (SMR) of each subband is smaller than the threshold, the subband is performed. Increment the index (SI) by one (403)

신호대 마스킹비(SMR)가 상기 문턱값보다 큰 서브밴드에 대해서 비트할당을 모두 수행한 후에 할당할 비트가 남아 있는지 판단(406)하여 할당할 비트가 없으면 알고리즘을 종료하고, 할당할 비트가 남아 있으면 서브밴드 인덱스를 초기화(407)한 후 신호대 잡음비(SNR)표에서 다음단의 신호대 잡음비(SNR)에 -1을 곱한 값을 새로운 문턱값으로 설정한다.(401)After all the bit allocations are performed for subbands whose signal-to-masking ratio (SMR) is larger than the threshold value, it is determined whether the bits to allocate remain (406), and if there are no bits to allocate, the algorithm is terminated. After initializing the subband index (407), a value obtained by multiplying the next signal-to-noise ratio (SNR) by −1 in the signal-to-noise ratio (SNR) table is set as a new threshold value (401).

상기와 같은 방법으로 문턱값을 계속 바꾸어 가면서 주어진 모든 비트를 할당한다.All the given bits are allocated while changing the threshold in the same way.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 오디오 신호의 부호화 있어서 비트 할당방법 및 장치는 양자화 단계에 따라 소정의 문턱값을 설정하고, 신호대 마스킹비(SMR)가 상기 문턱값보다 큰 서브밴드에 소정 비트수를 할당함으로써 비트 할당 당간을 단측할 수 있다.As described above, the method and apparatus for allocating a bit in encoding an audio signal according to the present invention sets a predetermined threshold value according to a quantization step, and sets a predetermined number of bits in a subband having a signal-to-masking ratio (SMR) greater than the threshold value. By assigning, it is possible to single-side the bit allocation.

또한, 양자화 단계에 따른 신호대 잡음비(SNR)에 마이너스를 붙인 값을 문턱값으로 설정함으로서 문턱값 계산이 간단해지고, 신호대 마스킹비(SMR)를 사용하여 소정 비트를 할당하므로서 심리음향적 특성을 모델링 할 때 발생하는 계산상의 오류에 대해 민감하지 않다.In addition, the threshold calculation is simplified by setting the negative value of the signal-to-noise ratio (SNR) according to the quantization step as the threshold value, and the psychoacoustic characteristics can be modeled by allocating predetermined bits using the signal-to-masking ratio (SMR). Insensitive to computational errors that occur when

Claims (6)

오디오 신호의 부호화 알고리즘을 수행하기 위한 변수들과 상수들을 초기화 하는 제1단계; 양자화 단계에 따라 소정의 문턱값(Threshold)을 설정하는 제2단계; 상기 제2단계에서 설정된 문턱값보다 큰 신호대 마스킹비(SMR)를 갖는 모든 서브밴드에 대해, 상기 마스킹대 잡음비(MNR)가 상기 문턱값보다 크게 되도록 양자화 단계를 증가시키고, 이에 따라 비트를 할당하는 제3단계; 상기 제3단계에서 비트 할당이 수행된 후에 할당될 비트가 남아 있는지 여부를 판단하는 제4단계; 및 할당될 비트가 남지 않을때까지 상기 제2단계에서 상기 제4단계를 반복하는 제5단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 오디오 신호의 부호화에 있어서 비트 할당방법.A first step of initializing variables and constants for performing an encoding algorithm of the audio signal; A second step of setting a predetermined threshold according to the quantization step; For all subbands having a signal-to-masking ratio (SMR) greater than the threshold set in the second step, the quantization step is increased such that the masking-to-noise ratio (MNR) is greater than the threshold, thereby allocating bits. The third step; A fourth step of determining whether bits to be allocated remain after the bit allocation is performed in the third step; And a fifth step of repeating the fourth step from the second step until no bits to be allocated remain. 제1항에 있어서, 상기 제2단계는 양자화 단계에 따른 신호대 잡음비(SNR)를나타낸 표에서 소정의 양자화 단계에 상응하는 신호대 잡음비(SNR)를 선택하여, 상기 신호대 잡음비(SNR)에 마이너스 부호를 붙인 값을 소정의 문턱값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호의 부호화에 있어서 비트 할당방법.The method of claim 1, wherein the second step selects a signal-to-noise ratio (SNR) corresponding to a predetermined quantization step from a table representing the signal-to-noise ratio (SNR) according to the quantization step, and adds a minus sign to the signal-to-noise ratio (SNR). A bit allocation method in encoding an audio signal, wherein the appended value is set to a predetermined threshold. 제2항에 있어서, 상기 제2단계의 초기 문턱값은 0으로 설정하고, 이후의 문턱값은 양자화 단계를 한 단계씩 증가가켜서 설정하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호의 부호화에 있어서 비트 할당방법.The method of claim 2, wherein the initial threshold value of the second step is set to 0, and the subsequent threshold value is set by incrementing the quantization step by one step. 제1항에 있어서, 상기 제3단계는 낮은 주파수 밴드에서부터 높은 주파수 밴드로 비트 할당을 수행하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호의 부호화에 있어서 비트 할당방법.The method of claim 1, wherein the third step is to perform bit allocation from a low frequency band to a high frequency band. 양자화 단계(Quantizer Step Size), 할당하고자 하는 비트의 갯수, 서브밴드의 갯수, 서브밴드 인덱스, 마스킹대 잡음비(Masking To Noise Ratio; MNR)등 오디오 신호의 부호화 알고리즘을 수행하기 위한 변수들과 상수들을 초기화 하는 수단; 양자화 단계와 신호대 잡음비(SNR)의 관계를 나타낸 표에서 소정의 양자화 단계에 상응하는 신호대 잡음비(SNR)를 선택하여, 상기 신호대 잡음비(SNR)에 마이너스 부호를 붙인 값을 소정의 문턱값으로 설정하는 문턱값 설정수단; 상기 신호대 마스킹비(SMR)가 상기 설정된 문턱값보다 큰 서브밴드에 대해, 상기 마스킹대 잡음비(MNR)가 상기 문턱값보다 크게 되도록 양자화 단계를 증가시키고, 이에따라 비트를 할당하는 비트할당수단; 및 할당될 비트의 유무를 판단하여 할당될 비트가 있으면 상기 문턱값 설정수단과 비트할당수단을 동작시키고, 할당될 비트가 없으면 부호화 알고리즘을 종료시키는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 오디오 신호의 부호화에 있어서 비트 할당장치.Variables and constants for performing the encoding algorithm of the audio signal, such as the quantization step, the number of bits to be allocated, the number of subbands, the subband index, and the masking to noise ratio (MNR) Means for initializing; In the table showing the relationship between the quantization step and the signal-to-noise ratio (SNR), a signal-to-noise ratio (SNR) corresponding to a predetermined quantization step is selected, and a value having a negative sign added to the signal-to-noise ratio (SNR) is set to a predetermined threshold. Threshold setting means; Bit allocation means for increasing a quantization step so that the masking-to-noise ratio (MNR) is greater than the threshold for a subband in which the signal-to-masking ratio (SMR) is greater than the set threshold; And a control means for determining the presence or absence of bits to be allocated and operating the threshold value setting means and the bit allocation means if there is a bit to be allocated, and terminating the encoding algorithm if there are no bits to be allocated. Bit allocator in. 제4항에 있어서, 상기 비트할당수단은 낮은 주파수 밴드에서부터 높은 주파수 밴드로 비트를 할당하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호의 부호화에 있어서 비트 할당장치.The bit allocation apparatus according to claim 4, wherein the bit allocation means allocates bits from a low frequency band to a high frequency band.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100548891B1 (en) * 1998-06-15 2006-02-02 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 Audio coding apparatus and method

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