CH636231A5

CH636231A5 - Method for improving the quality of voice reproduction in coding methods

Info

Publication number: CH636231A5
Application number: CH1154978A
Authority: CH
Inventors: Peter Rohm
Original assignee: Tekade Felten & Guilleaume
Priority date: 1977-11-10
Filing date: 1978-11-09
Publication date: 1983-05-13
Also published as: AT369599B; DE2750240A1; ATA796678A; DE2750240C3; FR2408950A1; DE2750240B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Wiedergabequalität von Sprache, die zwischen zwei Teilneh- 35 mern in Form verschlüsselter Sprachsignale übertragen wird. Die Verschlüsselung kann dabei entweder durch Teilband-austauschung erfolgen (vgl. z.B. CH-PS 238 926) oder durch Vertauschung von Sprachabschnitten gleicher Länge vorgenommen werden (vgl. z.B. CH-PS 237 094). Auf der Emp- 40 fängerseite erhält man durch den Entschlüsselungsprozess im Prinzip das ursprüngliche Signal. Praktisch jedoch haften dem auf diese Weise gewonnenen Sprachsignal Mängel an, die sich bei der akustischen Wiedergabe durch erhebliche Störgeräusche bemerkbar machen. Bei der Verschlüsselung durch zeit- 45 liehe Tauschung können diese Störgeräusche unter anderem zweierlei Ursachen haben:

1) Durch die Vertauschung der einzelnen Sprachabschnitte auf der Senderseite erhält das verschlüsselte Sprachsignal Sprungstellen, die bei der Übertragung durch die Bandbegren- so zung und die Laufzeiteigenschaften des Übertragungskanales abgeflacht werden. Dadurch treten nach der Rückvertauschung an den Nahtstellen der einzelnen Sprachabschnitte wiederum Sprünge auf, die die Verständlichkeit der wiedergegebenen Sprache erschweren. 55

2) Die Schnittstellen der Sprachabschnitte, die auf der Empfängerseite aus dem verschlüsselten Signal erzeugt wurden, stimmen wegen der nur endlich genauen Synchronisation nicht mit den senderseitigen Schnittstellen überein. Auf diese Weise erhält das zurückgewonnene Sprachsignal Teile, die nicht ihre 60 ursprüngliche Lage einnehmen und sich bei der akustischen Wiedergabe störend bemerkbar machen.

Störgeräusche mit entsprechenden Ursachen treten auch bei der Verschlüsselung durch Teilbandtauschung auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verständ- 6.5 lichkeit der wiedergewonnenen Sprache zu verbessern, ohne Entzerrerschaltungen zu verwenden oder die Synchronisationsgenauigkeit zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll das erfindungsge-mässe Verfahren einschliesslich seiner Ausgestaltung näher erläutert werden. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Verschlüsselungsverfahren, bei dem die Verschlüsselung durch Vertauschung von Sprachabschnitten gleicher Länge und die Entschlüsselung durch entsprechende Rückvertauschung vorgenommen wird.

Die Figur zeigt schematisch einige Teile einer Anlage, an deren Eingang 1 das verschlüsselte Sprachsignal eingegeben wird und an deren Ausgang 2 das entschlüsselte und von Störungen der genannten Art befreite Sprachsignal abgegriffen wird. Die Figur zeigt eine Anlage, bei der die Entschlüsselung in einer digitalen Zwischenstufe vorgenommen wird. Vorrichtungen und Zuführungen zum Takten der Anlage oder einzelner Bauteile sind nicht eingezeichnet.

Der Analog-Digital-Wandler A/D tastet das verschlüsselte Eingangssignal ab und übergibt die digitalisierten Abtastproben zur Rückvertauschung an die Entschlüsselungsvorrichtung 3 weiter. In dieser Vorrichtung werden die Abtastproben nach ihrer Zugehörigkeit zu bestimmten Sprachabschnitten in Einzelspeichern zusammengefasst und schliesslich die Sprachabschnitte in ihre ursprüngliche Reihenfolge gebracht. Die weiteren Bauteile - bis auf den Digital-Analog-Wandler D/A am Ausgang der Vorrichtung nach der Figur - dienen ausschliesslich der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.

Beim erfindungsgemässen Verfahren wird von der Erkenntnis Gebrauch gemacht, dass Störungen, die die oben aufgezählten Ursachen haben, nur am Anfang und am Ende eines Sprachabschnittes auftreten, während der dazwischenliegende Teil eines Sprachabschnittes störungsfrei ist. Mit anderen Worten: An jeder Nahtstelle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sprachabschnitten des Sprachsignales am Ausgang der Vorrichtung 3 lässt sich, z.B. experimentell, ein Grenzbereich ermitteln, der Störungen mit den oben angegebenen Ursachen enthalten kann. Die Grösse dieses Grenzbereiches hängt von den Eigenschaften des Übertragungskanales und von der Synchronisationsgenauigkeit zwischen senderseitigem und empfänger-seitigem Taktgeber ab.

Nach den Zeitpunkten, die durch Anfang und Ende eines Grenzbereiches bestimmt sind, richtet sich einerseits das Auftreten der Impulse des Impulsgebers 9 und andererseits die Zeitkonstante des Zeitschalters 8. Diese Vorrichtungen sind so konstruiert, dass der Impulsgeber 9 jeweils zu Beginn eines Grenzbereiches einen Startimpuls an den Zeitschalter 8 abgibt, der am Ende eines Grenzbereiches wieder in seine Ausgangsstellung zurückfällt. Während der instabilen Stellung des Zeitschalters 8 - also innerhalb des gesamten Grenzbereiches -wird der Umschalter 5 und die Steuereinrichtung 6 derart be-einflusst, dass der Umschalter den Ausgang des Schreib-/Lese-Speichers 4 statt des Ausganges der Entschlüsselungsvorrichtung 3 mit dem Eingang des Digital-Analog-Wandlers D/A verbindet, während die Steuereinrichtung 6 den Schreib/Lese-Speicher 4 auf Lesebetrieb umstellt. Durch diese Massnahme werden die in den Grenzbereichen enthaltenen Teile des Sprachsignales, das am Ausgang der Entschlüsselungsvorrichtung 3 anliegt, durch Teile des Inhaltes des Speichers 4 ersetzt.

Im einzelnen geht diese Ersetzung derart vor sich, dass ein in der Steuereinrichtung 6 enthaltener Adresszähler mit jedem Takt um eine Stelle weitergestellt wird und somit die Adressen der Speicherstellen des Speichers 4 durchläuft. Die Stellung des Adresszählers gibt an, welche Speicherstelle gerade gelesen oder geschrieben wird. Des weiteren fragt die Synchronisiereinrichtung 7 das Sprachsignal am Eingang des Digital-Analog-Wandlers D/A nach charakteristischen Merkmalen ab. Ein solches Merkmal kann z.B. ein relatives Maximum der Hüllkurve des Sprachsignales sein. Stellt die Synchronisiereinrichtung 7

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ein solches relatives Maximum fest, so setzt sie den Adresszäh- signales mit dem ursprünglichen Signalverlauf übereinstim-ler der Steuereinrichtung 6 sofort auf Null. In den Speicher 4 men (Extrapolationsgenauigkeit). Werden besonders hohe werden daher nur diejenigen Teile des Sprachsignales einge- Ansprüche an die Wiedergabequalität gestellt, so lässt sich - bei schrieben, die sich zwischen zwei aufeinanderfolgenden der Verwendung von relativen Maxima der Hüllkurve als charakteristischen Merkmalen befinden. Gibt während des 5 charakteristische Merkmale des Sprachsignales - die Extrapola-Schreibbetriebes des Speichers 4 der Impulsgeber 9 einen _ tionsgenauigkeit dadurch erhöhen, dass das Sprachsignal in Impuls ab, so wird der Speicher 4 auf Lesebetrieb umgeschaltet, Teilsignale zerlegt wird, von denen jedes nur Frequenzen entwobei der Adresszähler in der Steuereinrichtung 7 weiterläuft hält, die zu einem Frequenzteilband des Gesamtfrequenzban-und nach Erreichen seines letzten Höchststandes wieder bei des gehören. Von jedem Teilsignal wird nun die Hüllkurve Null anfängt. Der Vorgang wiederholt sich so lange, bis der io gebildet und deren relative Maxima zur Extrapolation verwen-Zeitschalter 8 wieder in seine stabile Stellung zurückfällt. det, um jedes Teilsignal für sich von Störungen zu befreien.

Die Wiedergabequalität der Sprache hängt davon ab, wie Nach der Entstörung werden die Teilsignale wieder zum genau die durch Extrapolation gewonnenen Teile des Sprach- Gesamtsignal zusammengefasst.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Verbesserung der Wiedergabequalität von Sprache bei Verschlüsselungsverfahren, bei denen Sprachabschnitte vertauscht und/oder das Frequenzspektrum von Sprachabschnitten verändert wird, dadurch gekennzeichnet, 5 dass nach dem Entschlüsselungsprozess die Übergangsbereiche zwischen den Sprachabschnitten durch einen Signalverlauf ersetzt werden, der durch Extrapolation aus dem vorangegangenen Verlauf des Sprachsignales hervorgeht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 10 dass zur Extrapolation ständig wiederkehrende charakteristische Merkmale des Sprachsignales ermittelt werden, dass bei jedem Auftreten eines solchen Merkmales der nun folgende Verlauf des Sprachsignales in einem Schreib/Lese-Speicher gespeichert wird, während der alte Inhalt dieses Speichers über-15 schrieben wird, und dass beim Auftreten eines Übergangsbereiches dieser durch den restlichen und nötigenfalls durch den zyklisch wiederholten Inhalt des Schreib/Lese-Speichers ersetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 20 dass als charakteristische Merkmale des Sprachsignales die relativen Maxima seiner Hüllkurve verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass zur Erhöhung der Extrapolationsgenauigkeit das Frequenzband des Sprachsignales in Frequenzteilbänder zerlegt 25 wird und dass die aus den einzelnen Teilbändern gebildeten Sprachsignale entstört und zum entstörten Gesamtsignal zusammengefasst werden.

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