[멀티미디어] 4장 사운드 처리기술 : 사운드의 저장과 고품질화

디지털 사운드 파형의 저장 방식

아날로그 사운드 부호화 방식

•  PCM 방식 → 파일의 크기가 큼
• ADPCM 방식 → 주로 사용

(1) PCM 방법(Pulse Coded Modulation) : 입력된 값 그대로를 기록하는 방법
- 압축을 하지 않기 때문에 용량이 큼

- CD나 DAT(Digital Audio Tape) 등에서 사용

(2) ADPCM 방법(Adaptive Differential Pulse Coded Modulation) : 표본화 된 신호의 차이를 저장하는 방식

- IMA(International Multimedia Association)에서 제안
- 차이만 저장하는 방식은 DPCM(Differential Pulse Coded Modulation)이라고 함

(DPCM은 인접한 값과의 차이가 크면 비효율적)
- ADPCM는 DPCM에서 인접한 값과의 차이가 크면 진폭을 나누는 단계를 크게 하고, 차이가 작으면 진폭을 나누는 단계를 작게 하여 가변적으로 차이를 정밀하게 저장
- 기본적으로 PCM 방법으로 기록한 것과 내용이 같으나 데이터 압축에 의한 값을 기록하므로 최대 4:1 까지 압축 가능
- 멀티미디어 협회에서 기본적인 알고리즘을 정의하였으나, 업체마다 다르게 구현하여 상호 호환성이 없음23

 

디지털 사운드 파일의 크기(1분 길이의 음원)

표본화, 양자화 및 모드에 따른 음질의 비교

• 파일의 크기 = 표본화율 x 해상도 x 모드(mono=1, stereo=2) x 시간(초) 
• 1분 길이의 음악 CD = 44100 (Hz) x 16 (bit) x 2 (stereo) x 60 (초) = 84,672,000 bit = 10,584,000 byte = 10.6 MB 
  ➢ CD 한 장의 용량이 650MB이므로 그 안에는 약 10곡에서 15곡의 음악이 저장 가능

고품질 사운드의 획득

1. 사운드를 어디에 사용할 것인지를 고려하여 표본화율과 해상도를 결정

 

2. 아날로그 신호가 들어 오면 먼저 표본화율(Sampling Rate)보다 높은 고주파 성분을 제거

- 전처리 필터(Prefilter: Low-pass filter)를 통해 표본화율의 1/2보다 높은 고주파 성분을 제거

 

3. ADC(Analog-Digital-Converter)에 의해 표본화, 양자화 과정을 거쳐 디지털 신호로 변환, 부호화

 

4. 부호화된 디지털(bit stream) 정보를 DSP(Digital Signal Processor) 에서 원하는 목적에 맞게 편집, 가공, 저장

 

5. 출력시에 DAC(Digital-Analog-Converter)를 거쳐서 아날로그 파형으로 변환. 이 때 가청 주파수보다 높은 고주파 성분 발생

 

6. 고주파 성분을 제거 시키기 위해 후처리 필터(Postfilter: Low-pass filter)를 통과시켜 최종적인 아날로그 신호로 변환

 

아날로그 파형의 디지털 과정