실시간 처리를 위한 멀티채널 오디오 코덱의 구현

The Implementation of Multi-Channel Audio Codec for Real-Time operation

본 논문은 저비트율을 갖는 고품질의 HDTV용 멀티채녈 오디오 코덱을 구현에 대해 기술한다. 이 코덱은 저주파수 효과 채널을 포함한 최대 3/2 스테레오 채널 구성, 최대 채널 구성보다 낮은 채널 구성과의 호환성, 기존 2채널 스테레오 시스템과의 호환성(MPEG-1 오디오), 그리고 다중 대화 채널 등을 제공하는 특징을 갖는다. 구현한 멀티채널 오디오 코덱의 인코더는 3개의 DSP(TI의 TMS320C40)로 구성되었고, 최대 48KHz 샘플링율과 16비트의 부호화를 갖는 5.1 채널의 아날로그 및 AES/EBU, IEC 958등의 포맷을 갖는 스테레오 2채널의 디지털 오디오를 이력으로 받아 지각 심리음향 모델을 사용하여 압축한후 384Kbps의 빛 스트림으로 전송하는 특징을 가지며, 디코더는 2개의 DSP로 구성되어 있고, 384Kbps로 입력되는 비트 스트림을 받아 최대 5.1 채널의 아날로그 및 2개의 2채널 스테레오의 디지털 오디오 신호로 출력시키는 특징을 갖는다. DSP를 이용한 다중처리는 DMA를 통한 통신포트를 이용한 DSP들간의 고속 데이터 전송에 의해 이루어진다. 끝으로, 멀티 채널 오디오 코덱의 구현을 통하여 나타난 실시간 처리는 위해 고려해야할 기술적 사항을 제안한다.

This paper describes the implementation of a multi-channel audio codec for HETV. This codec has the features of the 3/2-stereo plus low frequency enhancement, downward compatibility with the smaller number of channels, backward compatibility with the existing 2/0-stereo system(MPEG-1 audio), and multilingual capability. The encoder of this codec consists of 6-channel analog audio input part with the sampling rate of 48 kHz, 4-channel digital audio input part and three TMS320C40 /DSPs. The encoder implements multi-channel audio compression using a human perceptual psychoacoustic model, and has the bit rate reduction to 384 kbit/s without impairment of subjective quality. The decoder consists of 6-channel analog audio output part, 4-channel digital audio output part, and two TMS320C40 DSPs for a decoding procedure. The decoder analyzes the bit stream received with bit rate of 384 kbit/s from the encoder and reproduces the multi-channel audio signals for analog and digital outputs. The multi-processing of this audio codec using multiple DSPs is ensured by high speed transfer of date between DSPs through coordinating communication port activities with DMA coprocessors. Finally, some technical considerations are suggested to realize the problem of real-time operation, which are found out through the implementation of this codec using the MPEG-2 layer II sudio coding algorithm and the use of the hardware architecture with commercial multiple DSPs.