다중 채널 오디오 신호를 생성하기 위한 디코더, 수신기 및 방법 document_id A220623063242

다양한 소스 신호들의 디지털 인코딩은 디지털 신호 표현 및 통신이 아날로그 표현 및 통신을 점차 대체함에 따라 지난 십여년에 걸쳐 점점 중요하게 되었다. 예를들어, 모바일 통신용 글로벌 시스템 같은 모바일 전화 시스템들은 디지털 스피치 인코딩을 기초로 한다. 비디오 및 음악 같은 미디어 콘텐트의 분배는 점점 디지털 콘텐트 인코딩을 바탕으로 한다. 게다가, 지난 십년에 걸쳐 다중 채널 오디오 및 특히 종래 스테레오 신호들을 넘어 확장하는 공간 오디오 쪽으로 진행하는 경향이 있다. 예를들어, 종래 스테레오 레코딩은 단지 두 개의 채널들만을 포함하지만, 현대 개선된 오디오 시스템들은 통상적으로 대중적인 5.1 서라운드 사운드 시스템에서처럼 5 또는 6 채널들을 사용한다. 이것은 사용자가 사운드 소스들에 의해 둘러싸일 수 있는 보다 복잡한 청취 경험을 제공한다. 다양한 기술들 및 표준들은 상기 다중 채널 신호들의 통신을 위하여 개발되었다. 예를들어, 5.1 서라운드 시스템을 표현하는 6개의 독립된 채널들은 AAA(Advanced Audio Coding) 또는 돌비 디지털 표준들 같은 표준들에 따라 전송될 수 있다. 그러나, 백워드(backward) 호환성을 제공하기 위하여, 보다 높은 수의 채널들을 보다 낮은 수의 채널에 다운믹스(down-mix)하는 것이 공지되었고, 이것은 구체적으로 5.1 서라운드 사운드 신호를, 스테레오 신호가 이전(스테레오) 디코더들에 의해 재생되게 하는 스테레오 신호 및 서라운드 사운드 디코더들에 의한 5.1 신호로 다운믹스하기 위하여 빈번히 사용된다. 부가적인 다중 채널 정보 없이 백워드 호환 가능 다중 채널 전송을 위한 종래 방법들은 통상적으로 매트릭스화된 서라운드 방법들을 특징으로 한다. 매트릭스 서라운드 사운드 인코딩의 예들은 돌비 프로로직 Ⅱ 및 로직-7 같은 방법들을 포함한다. 이들 방법들의 공통 원리는 적당한 비-2차 매트릭스로 입력 신호의 다중 채널을 매트릭스 곱셈하여 보다 작은 수의 채널들을 가진 출력 신호를 생성하는 것이다. 특히, 매트릭스 인코더는 통상적으로 프론트(front) 및 센터(center) 채널들을 가진 채널들을 혼합하기 전에 서라운드 채널들에 위상 시프트들을 적용한다. 다운-믹스된 신호(Lt,Rt)의 생성은 예를들어 하기와 같이 제공된다: (1) 따라서, 좌측 다운믹스 신호(Lt)는 우측 프론트 신호(Lf), 인자(q)에 의해 곱셈된 센터 신호(c), 90도 위상(,j') 회전되고 인자(a)만큼 스케일된 좌측 서라운드 신호(Ls), 및 마지막으로 90도 위상 회전되고 인자(b)만큼 스케일된 우측 서라운드(Rs) 신호로 구성된다. 우측 다운믹스 신호(Rt)는 유사하게 생성된다. 통상적인 다운믹스 인자들은 q 및 a에 대해 0.707이고, b에 대해 0.408이다. 우측 하부 믹스 신호(Rt)에 대한 반대 신호들의 이론은 서라운드 채널들이 다운믹스 쌍(Lt,Rt)에서 안티 위상으로 혼합되는 것이다. 이런 특성은 디코더가 다운믹스 신호 쌍으로부터 프론트 및 리어(rear) 채널들 사이를 구별하는 것을 돕는다. 디코더는 디매트릭스(de-matrixing) 동작을 적용함으로써 스테레오 다운믹스로부터 다중 채널 신호를 (부분적으로) 재구성한다. 재생성된 다중 채널 신호가 본래 다중 채널 신호와 얼마나 정확하게 유사한지는 다중 채널 오디오 콘텐트의 특정 특성들에 따를 것이다. 비록 매트릭스화된 서라운드 사운드 시스템들이 백워드 호환성을 제공하지만, 단지 AAC 또는 돌비 디지털 시스템들 같은 서라운드 시스템들/코더들과 비교하여 낮은 오디오 품질만을 제공할 수 있다. 공간 오디오 코딩(SAC)으로서 공지된 코딩/디코딩 기술은 다운믹스된 오디오 신호들의 품질 개선을 제공하기 위하여 개발되었다. SAC에서, 디코더는 보다 작은 수로 채널들을 다운믹스하고 게다가 다운믹스된 신호들에 관련하여 다중 채널 신호들의 특성들을 기술하는 파라메트릭 데이터를 생성한다. 부가적인 파라메트릭 데이터는 통상적으로 모노 또는 스테레오 오디오 신호인 다운믹스 신호를 함께 쇠퇴하게 하는 비트 스트림에 포함된다. 따라서, 기존 디코더들은 부가적인 파라메트릭 데이터를 무시할 수 있고 모노 또는 스테레오 신호(또는 가능하면 낮은 품질의 매트릭스 디코딩된 서라운드 사운드 신호)를 재생성한다. 게다가, SAC 디코더들은 파라메트릭 데이터를 추출할 수 있고 이것을 사용하여 보다 높은 품질의 다중 채널 신호를 생성한다. 그러나, 이런 방법이 가지는 문제는 많은 시스템들에 SAC 인코딩 신호들이 갖추어지지 않았다는 것이다. 예를들어, 많은 시스템들은 SAC 파라메트릭 데이터를 생성하지 않는 매트릭스 서라운드 사운드 인코딩만을 사용한다. 게다가, 많은 신호 및 디코더 표준들은 부가적인 파라메트릭 데이터가 포함되게 하는 융통성을 제공하지 못하여 SAC가 배치될 수 있기 전에 새로운 표준으로의 완전한 스위치를 요구한다. 이것은 시스템내 모든 종래 인코더들 및 디코더들이 SAC 인에이블 인코더들 및 디코더들에 의해 대체될 것을 요구할 수 있다. 특히, SAC에 필요한 부가적인 정보를 부가하기 위한 노력이 매우 어렵고, 즉 SAC를 사용하기 위하여 상기 시스템들을 확장하기 위한 비용이 너무 높은 많은 두 개의 채널 스테레오 바탕 기존 시스템들(라디오, 디지털 라디오, 등등 같은)이 있다. 게다가, 이용할 수 있는 다량의 매트릭스 인코딩된 오디오 자료가 이미 있고 이것은 SAC 디코딩의 장점들이 달성될 수 있기 전에 SAC 인코더에 의해 재인코딩을 요구한다. 따라서, 다중 채널 오디오 신호들을 처리 및/또는 통신하기 위한 개선된 시스템은 바람직하고 특히 증가된 융통성, 증가된 오디오 품질, 증가된 SAC 원리들의 응용성 및/또는 개선된 성능의 기능은 바람직하다.