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디지털 오디오 코덱을 위한 새로운 비선형 역 양자화 알고리즘과 하드웨어 구조
New Non-linear Inverse Quantization Algorithm and Hardware Architecture for Digital Audio Codecs

문종하   (LG전자 Digital TV 연구소CC0145603  ); 백재현   (아주대학교 정보통신대학 전자공학부 SoC 연구실UU0000892  ); 선우명훈   (아주대학교 정보통신대학 전자공학부 SoC 연구실UU0000892  );
  • 초록

    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.


    This paper This paper proposes a new inverse-quantization(IQ) table interpolation algorithm, specialized Digital Signal Processor(DSP) instructions and hardware architecture for digital audio codecs. Non-linear inverse quantization algorithm is representatively used in both MPEG-1 Layer-3 and MPEG-2/4 Advanced Audio Coding(AAC). The proposed instructions are optimized for the non-linear inverse quantization. The proposed algorithm can minimize operational complexity which reduces total computational load. Performance comparisons show a significant improvement of average error. The proposed instructions and hardware architecture can reduce 20% of the instruction counts and minimize computational loads of IQ algorithms effectively compared with existing IQ table interpolation algorithms. Proposed algorithm can implement commercial DSPs.


  • 주제어

    Audio Coding .   MP3 .   AAC .   Inverse Quantization .   ASIP .   SoC.  

  • 참고문헌 (10)

    1. Keun-Sup Lee and Hyen-O Oh, "High Quality MPEG Audio Layer III Algorithm for a 16-bit DSP," in Proc. IEEE Int. Symp. On Circuits and Syst., 2001, pp. 205-208 
    2. Gilvert A, Soulodre, Theodore Grusec, Michel Lavoie and Louis Thibault, "Subjective Evaluation of State-of-the-Art Two-Channel Audio Codecs," J. Audio Eng. Soc., vol. 46, Num. 4, pp. 164-177, 1998 
    3. Suk Hyun Yoon, Jong Ha Moon and Myung H. Sunwoo, "Design of a High-Quality Audio-Specific DSP Core," in Proc. IEEE Workshop on Signal Processing Systems, 2005, pp. 509-513 
    4. ISO/IEC 13818-7 "Generic Coding of Moving Pictures and Associated Audio (Part 7: Advanced Audio Coding(AAC))," 2nd Edition, Aug. 2003 
    5. ISO/IEC 11172-3 "Generic Coding of Moving Pictures and Associated Audio (Part 3: Audio)," 1st Edition, 1993 
    6. T. H. Tsai and C. C. Yen, "A High Quality Re-quantization/Quantization Method for MP3 and MPEG-4 AAC audio coding," in Proc. IEEE Int. Symp. On Circuits and Syst., 2002, pp. 851-854 
    7. ISO/IEC 13818-3 "Coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1.5 Mbit/s (Part 3: Audio)," 1st Edition, Nov. 1994 
    8. AudioCoding.com, Available: http://www.audiocoding.com/ 
    9. Tsung H. Tsai and Jiun N. Liu, "Architecture design for MPEG-2 AAC filterbank decoder using modified regressive method," in proc. ICASSP, 2002, pp. 3216-3219 
    10. Suk Hyun Yoon, Jong Ha Moon and Myung H. Sunwoo, "Efficient DSP architecture for high-quality audio algorithms," in Proc. IEEE int. Symp. on Circuits and Systems, 2005, pp. 2947-2950 

 저자의 다른 논문

  • 백재현 (1)

    1. 2003 "새로운 DCME 알고리즘을 사용한 고속 Reed-Solomon 복호기" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체 40 (6): 459~468    
  • 선우명훈 (36)

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