지금 이 순간

오디오 또는 음성신호를 압축할 수 있게 하는 심리청각 특성을 설명하고 오디오 신호의 압축방식을 설명하시오

1. 개요

- 아날로그 오디오 신호를 디지털 변환하기 위해 표본화, 양자화, 부호화 과정을 거침

     - 원음의 충실도를 최대한 유지하면서 부호화된 데이터 양을 줄이기 위한 기술이 압축임

     - 압축 방식에는 무손실 압축 기술과 심리청각 특성을 이용한 압축 기술이 사용됨

2. 심리청각특성

  - 인간의 감각특성은 최소가청한계와 마스킹 특성이 있음

  가. 마스킹 특성

     - 강한 음과 약한 음이 동시에 발생되면 약한 음을 들을 수 없는 현상

     - 마스커란 것은 방해하는 음을 말하는 것이고 마스키는 방해받는 음

     - 방해음때문에 목적음의 최소가청한계가 높아지게 됨

     - 동시적 마스킹(Simultaneous Masking, 주파수영역에서 마스킹), 순시적 마스킹(Temporal Masking, 시간영역에서 마스킹)

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  나. 최소가청한계 

     - 최소가청한계는 잡음이 없는 환경에서 인간이 감지할 수 있는 최소음압레벨임

     - 인간의 청음대역: 20Hz~20kHz, 1~4kHz 대역에서 가장 민감

3. 오디오 압축 원리

  가. 가변장 부호화(엔트로피 부호화)

      - 신호의 통계적 중복성을 제거하여 정보를 효율적으로 압축

      - 원신호와 재생신호가 동일하기 때문에 정보의 손실이 전혀 없음(Lossless)

  나. 지각부호화(Perceptual coding)

      - 신호를 받아들이는 인간의 감각특성을 이용해서 감도가 낮은 세부의 정보를 생략하여 부호량을 절감

      - 지각부호화에서는 원신호와 재생신호가 다르지만 인간의 귀로 듣는 경우에는 동일하게 들림

      - 지각적 오디오 파형 부호기

   - 청각심리를 효율적으로 이용하기 위하여 서브밴드로 오디오 주파수 대역을 세분화함

   - 다음 각 대역별로 청각심리모델을 적용하여 양자화함

   - 양자화된 결과에 대해서 최종적으로 부호화

4. Digital 오디오 표준 규격

MP4_HE-AAC.pdf

1. 개요

2. 개념도

3. 맺음말

Ⅰ. 개요
- H.264 SVC 기술은 ITU-T와 ISO/IEC의 JVT(Joint Video Team)에 의해 2007년 표준화된 동영상 압축 기술임.
- SVC(Scalability Video Coding)는 계층적인 코딩방식으로 하나의 비트스트림으로 다양한 네트워크와 단말이 존재하는 수신 환경에서 공간적, 시간적,품질적 스케일러빌러티를 통해 다양한 해상도, 프레임율, 화질을 갖는 영상을 서비스 할 수 있는 압축 기술임.
- SVC는 무선, 모바일· 와이브로 네트워크 환경이 혼재된 UC (Unified Communication)와 같은 다양한 네트워크 상황하에서 이동 방송, HD(High Definition)방송은 물론 IP-TV 방송을 동시에 서비스할 수 있음.

 2. 개념도

  - 기존의 비디오 코딩은 고화질 영상을 소비하는 단말기를 위해서는 고화질 영상을, 저화질 영상을 소비하는 단말에는 저화질 영상을 별도로 전송해야 하였으나, SVC는 한번의 인코딩을 통하여 고화질이나 저화질 영상이나 고화질 영상을 동시에 OSMU(One Source Multi Use)서비스를 가능하게 함.

3. 맺음말

 - SVC는 한번의 인코딩으로 다양한 네트워크 환경과 단말에 적응 서비스를 가능하게 하는 동영상 압축기술임

 - SVC는 휴대폰, PC, 디지털 TV에서 연속적으로 방송 콘텐츠를 시청할 수 있는 3-SCREEN의 핵심 압축 기술임

<참조>

김기남 공학원 93회 기출문제 풀이

1. 개요

 - Inter Symbol Interference의 약자로 심벌간 간섭을 의미

 - ISI는 전송되는 디지털 심볼 신호가 다중경로 페이딩, 대역제한된 채널을 통과하는 등의 문제를 겪으면서 발생되는 디지털 심볼간에 상호 간섭현상을 말한다

OFDM(Orthogonal Frequency Frequency Division Multiplexing)과 CDMA(Code Division Multiple Access)방식의 주요 응용 통신 및 방송시스템을 열거하여 설명하고, 차세대 이동통신 방식에서 OFDM방식이 채택된 이유를 설명하시오

1. OFDM
 가. 개요
    - CDMA 전송방식으로는 대용량의 무선 데이터를 전송하기 어려워 4세대 무선통신의 전송방식으로 채택
    - OFDM방식은 고속의 데이터열을 여러 개의 부채널로 동시에 나란히 전송하는 방식

  나. 특징

    - Multi path fading에 강함
    - 직교 반송파 사용으로 주파수 효율이 높음
    - 환경에 따라 적응적으로 전송률을 쉽게 가변 가능
    - Guard Interval 사용으로 동일 채널 간섭에 강해 SFN(Single Frequency Network) 구현이 가능
    - PAR(Peak to Average Ratio)이 단일 반송파 방식보다 큼→ 부호화 기법, 사전 왜곡기법으로 해결
   - 주파수 offset 및 위상잡음에 민감

   다. OFDM 응용시스템

     1) 무선 LAN
       - 802 11.a/802.11g/802.11n는 OFDM 방식을 사용하여 고속 구현
     2) 무선 MAN
       - 광대역 무선 액세스 기술인 802.16e에 OFDM 방식 사용

     3) Digital 방송
       - 지상파 디지털 TV 방송 - 유럽식, 일본식 방식
       - 디지털 멀티미디어 방송 – 지상파 DMB

     4) ADSL/VDSL
       - ADSL/VDSL은 DMT(Discrete Multi-Tone)방식 사용하여 각 부반송파 마다 최적의 비트수를 할당하여 높은 전송률을 얻음

2. CDMA

  가. 개요

    - 디지털 변조방식의 일종으로 신호를 넓은 주파수 대역에 확산하여 송신하는 방식임.

    - 정보 Data 신호의 주파수 대역보다 매우 넓은 대역폭을 갖는 코드(PN 코드와 Walsh 코드)를 사용해서 정보 Data 신호를 대역확산 후 전송하는 통신방식

    - 수신기에서는 송신기에서 사용한 동기가 맞는 동일한 코드를 사용해서 대역축소 후 원래의 정보 Data 신호를 복원

  나. 특징

    - 통신의 기밀성 유지
    - 혼신 및 잡음 영향에 강인
    - 직교코드 분할을 통한 다중액세스 가능
    - 페이딩 채널에서 고 신뢰도의 통신가능
    - 광대역 전송로가 필요
    - 하드웨어 구성이 복잡하고 고가임

  다. CDMA 응용시스템

     1) 휴대 이동통신
       - IS-95A,B,C,CDMA20001x, CDMA20001x_EVDO REV A,B,C
     2) UWB
      - UWB는 대역 확산방식을 적용하여 광대역, 초고속 전송방식을 구현함.
     3) Binary CDMA
     - CDMA와 TDMA방식을 적용하여 CDMA의 단점을 보완한 홈네트워킹 기술
임.

3. OFDM이 채택된 이유
  - 차세대 이동통신에서의 주요 이슈중의 하나가 고속, 대용량처리의 확보임.
  - CDMA방식의 경우 저속의 경우 하드웨어 복잡성측면에서 OFDM방식보다 유리하나, 고속전송의 경우 하드웨어 복잡도가 지수 함수적으로 증가하여 경제성 측면에서 OFDM방식보다 불리함.
 - 향후 통신방식은 적은 커버리지내에서 많은 사용자에서 고속서비스 제공이 주요이슈가 됨에 따라 상호간섭이 중요한데, OFDM은 간섭에 강인한 방식임.
 - 차세데 통신방식에서 고속화를 구현하기 위해 MIMO방식과의 결합이 필수적인데 OFDM과 MIMO의 조합은 최적의 조합임.
 - OFDM 시스템은 고속 이동 시 문제가 되는 주파수 선택적 페이딩에 강인함

4. 맺음말
- CDMA방식은 복잡성 증대로 인해 차세대통신방식에서는 제한적으로 사용될 전망이며 , 홈네트워킹 등의 일부 응용분야에서는 지속적으로 사용될 전망임
- OFDM은 동적채널할당 기법으로 주파수 효율을 크게 향상시킬 수 있으며, MIMO, 스마트 안테나 기술과 결합하여 무선 Link Budget, 채널용량을 크게 증가 시킬 수 있음
- OFDM기반 기술은 커버리지 및 동기문제점이 상존하고 있어 이에 대한 보완 기술 필요
- OFDM기술은 4G의 주력기술로 급부상하고 있으며, OFDM-MIMO의 결합은 상호 장점을 극대화 할 수 있는 기술로 관심이 대두되고 있음.