NO314239B1 - Anordning for behandling av audiosignaler - Google Patents

Anordning for behandling av audiosignaler Download PDF

Info

Publication number
NO314239B1
NO314239B1 NO19940381A NO940381A NO314239B1 NO 314239 B1 NO314239 B1 NO 314239B1 NO 19940381 A NO19940381 A NO 19940381A NO 940381 A NO940381 A NO 940381A NO 314239 B1 NO314239 B1 NO 314239B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
audio signal
digital audio
bit
word
bits
Prior art date
Application number
NO19940381A
Other languages
English (en)
Other versions
NO940381D0 (no
NO940381L (no
Inventor
Gordon Kent Walker
Ron D Katznelson
Paul Moroney
Original Assignee
Cable Home Comm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Publication of NO940381L publication Critical patent/NO940381L/no
Application filed by Cable Home Comm Corp filed Critical Cable Home Comm Corp
Priority to NO19940381A priority Critical patent/NO314239B1/no
Publication of NO940381D0 publication Critical patent/NO940381D0/no
Publication of NO314239B1 publication Critical patent/NO314239B1/no

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G7/00Volume compression or expansion in amplifiers
    • H03G7/007Volume compression or expansion in amplifiers of digital or coded signals
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M7/00Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
    • H03M7/30Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
    • H03M7/3053Block-companding PCM systems

Landscapes

  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Signal Processing Not Specific To The Method Of Recording And Reproducing (AREA)
  • Stereo-Broadcasting Methods (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

En anordning for behandling av audiosignaler behandler kompanderte, digitale audiosignalsampler med det formål å korrigere feil som oppstår ved kompresjons- og ekspansjonsprosessene. Ved hjelp av anordningen frembringes et forsterkningsord som utnyttes i en behandlingsprosess hvor et digitalt audiosignalsampel komprimeres for å. overføres sammen med forsterkningsordet til en dekoder, i hvilken det komprimerte digitalsignalsampel og forsterkningsordet behandles i samsvar med en annen. behandlingprosess for å frembringe et reprodusert digitalt audiosignalsampel. Den beskrevne anordning omfatter utstyr (26) for å kode hver bit av det beregnede forsterkningsord som skal overføres, ved å gjenta hver bit fem ganger, og utstyr (31) for å dekode hver bit av det kodede forsterkningsord ved behandling av de fem gjentatte bit ut fra majoritetsvotering. Derved. korrigeres enhver enkeltstående eller dobbelt feil ved. overføringen av hver bit av forsterkningsordet i. samsvar med nevnte majoritetsvotering.

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder audiosignalbehandling i sin alminnelighet og er særlig rettet på forbedret kompandering av digitale audiosignaler.
Digitale audiosignaler kompanderes for å spare båndbredde ved signaloverføring. Et tidligere kjent system som utnyttes for kompandering av digitale audiosignaler for signal-overføring sammen med fjernsynssignaler i deres horisontale slukningsintervall, er beskrevet i US-patent nr. 4 608 456. I senderen for det system som er beskrevet i dette patent omformes et analogt audiosignal tii digitale audiosignal-punktprøver. Hver digitale audiosignal-punktprøve komprimeres til en kombinasjon av et forsterkningsord (som i patentet betegnes "eksponent"), flere størrelsesbiter (som betegnes "mantisse") og en fortegnsbit. Under komprimeringsprosessen posisjonsforskyves de mest signifikante biter av den digitale audiosignal-punktprøve i samsvar med verdien av forsterkningsordet, og de øvrige biter kuttes vekk. Den komprimerte digitale audiosignal-punktprøve kodes for frem overrettet feilkorreksjon av en Hamming-kodegenerator som frembringer kodebiter for påvisning og korreksjon av enkeltbitfeil i en kombinasjon av fortegnsbiten, forsterkningsordet og størrelsesbitene, og feilkorrigeres ytterligere i retning fremover av en paritetsbit-generator som frembringer en paritetsbit for påvisning av dobbeltbitfeil i eh kombinasjon av de mest signifikante størrelsesbiter og/eller nevnte paritetsbit. I mottageren korrigeres de påviste enkeltbitsfeil i de overførte feilkodede og komprimerte digitale audiosignal-punktprøver, mens de påviste dobbeltbitfeil skjules ved å gjenta den sist mottatte korrekte eller korrigerte punktprøve. De mottatte komprimerte punktprøver ekspanderes i mottageren ved en prosess som går ut på å posisjonsforskyve de mottatte størrelsesbiter i samsvar med verdien av forsterkningsordet og ved å legge til biter av en nominell verdi i de ufylte bitposisjoner som foreligger etter en sådan forskyvning, for derved å gjenskape de digitale audiosignal-punktprøver. De gjenopprettede digitale audiosignal-punktprøver omformes til et gjenskapt analogt audiosignal. Ved bort-kuttingen og bit-tillegget i henholdsvis kompresjons- og ekspansjonsprosessen vil imidlertid uunngålig feil bli innført i de gjenopprettede digitale audiosignal-punktprøver.
Det er derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en forbedret anordning for behandling av digitale audiosignal-punktprøver med det formål å korrigere feil som har kommet inn ved kompresjons- og ekspansjonsprosessen. Disse feil beregnes før punktprøvene komprimeres.
Oppfinnelsen gjelder således en anordning for behandling av audiosignaler, og som omfatter: - utstyr for å frembringe et forsterkningsord for en første digital audiosignal-punktprøve, - utstyr for å behandle den første digitale audiosignal-punktprøve med nevnte forsterkningsord i samsvar med en første forutbestemt behandlingsprosess for å komprimere den første digitale audiosignal-punktprøve for overføring til en dekoder sammen med
forsterkningsordet, og
- utstyr i nevnte dekoder for å behandle forsterkningsordet og den komprimerte digitale audiosignal-punktprøve i samsvar med en andre forutbestemt behandlingprosess for å frembringe en reprodusert digital audiosignal-punktprøve.
På denne bakgrunn av prinsipielt kjent teknikk har så anordningen i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at den videre omfatter: - utstyr for å kode hver bit av det beregnede forsterkningsord for nevnte overføring ved å gjenta hver bit fem ganger, og - utstyr for å dekode hver bit av det kodede forsterkningsord ved behandling av de fem gjentatte biter ut fra en majoritetsvotering og derved korrigere enhver enkeltstående eller dobbelt feil ved overføringen av hver bit av forsterkningsordet i samsvar med nevnte majoritetsvotering.
Fortrinnsvis omfatter en anordning i henhold til oppfinnelsen også utstyr for fremoverrettet feilkorreksjonskoding av bare de mest signifikante biter av den komprimerte første digitale audiosignal-punktprøve for overføring, med det formål å tillate korrigering av enkeltbitsfeil i overføringen av de kodede punktprøvebiter og påvise dobbeltbitsfeil i overføringen av de kodede punktprøvebiter. Samtidig kan anordningen omfatte utstyr i dekoderen for å påvise og korrigere enkeltbitsfeil i de kodede biter av den komprimerte digitale audiosignal-punktprøve og for å påvise og tildekke dobbeltbitsfeil i de kodede biter av den komprimerte digitale audiosignal-punktprøve.
I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen utgjøres det beregnede forsterkningsord av et tre-biters dataord, hvilket gir åtte mulige områder av størrelsesverdier representert ved kombinasjonen av forsterkningsordet og de komprimerte digitale audiosignal-punkt-prøver.
Uttrykket "overføring" innebærer signaloverføring til en mottager og/eller lagring og gjenvinning.
Ytterligere trekk ved foreliggende oppfinnelse vil nå bli omtalt i forbindelse med en beskrivelse av foretrukkede utførelseseksempler og under henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke: Fig. 1 er et blokkskjema av en første del av en foretrukket utførelse av en audiosignalbehandlende anordning i henhold til foreliggende oppfinnelse, og som er anbragt
i en signalkode-innretning,
fig. 2 er et blokkskjema av en andre del av den foretrukne utførelse av den audiosignalbehandlende anordning i henhold til foreliggende oppfinnelse, og som er
anbragt i en signaldekoder, og
fig. 3 viser det format som de fremoverrettet feilkorrigerte punktprøver overføres i.
I fig. 1 er det vist en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse, hvor den del av den audiosignalbehandlende anordning som befinner seg i signalkode-innretningen omfatter følgende komponenter for hver audiokanal, nemlig en forbetoningsenhet 10, en begrenser 11, et 15 kHz-lavpassfilter 12, en analog/digital-omformer (A/D) 13, en første addisjonsenhet 14, en forsinkelsesenhet 15, en toppdetektorenhet 16, en forsterknings-beregnende enhet 17, en utgangsberegnende.enhet 18, en første subtraksjonsenhet 19, en komprimeirngsenhet 20, en lesehukommelse (ROM) 21, en andre subtraksjonsenhet 22, en multiplikator 23, et filter med endelig pulsreaksjon (FIR - Finite Impuise Respon-se) 24 og en andre addisjonsenhet 25. Koderdelen av systemet omfatter videre en (5,1) fremoverrettet feilkorreksjonsinnkoder 26, en (13,8) fremoverrettet feilkorreksjonsblokk-innkoder 27 og en formatenhet 28 for innfelling og parallell/seriell omforming.
I fig. 2 er det vist at den del av den audiosignalbehandlende anordning som befinner seg i dekoderen omfatter en formatenhet 30 for baneskilling og seriell/parallell omforming, en (5,1) fremoverrettet feilkorreksjonsdekoder 31, en (13,8) fremoverrettet feilkorreksjons-blokk-dekoder 32 og en ekspansjonsenhet 33. Dekoderdelen omfatter videre to audiokanaler, som hver omfatter en digital/analog-omformer (DAC) 34, et lavpasfilter 35, en avbetoningsenhet 36 og en audioforsterker 37.
Det henvises igjen til fig. 1, hvor et analogt audiosignal på ledning 39 forbetones av forbetoningsenheten 10, klippes av begrenseren 11 og filtreres av lavpasfilteret 12 før det avgis på ledning 40 til A/D-omformeren 13. Denne omformer 13 tar punktprøver av det analoge signal i en punktprøvetakt (sampling rate) på F5 i samsvar med frekvensen av et klokkesignal på ledning 41, for derved å frembringe digitale audiosignal-punkt-prøver på femten parallelle ledningsiinjer 42.
Hver digital audiosignal-punktprøve utgjøres av et binært signal bestående av 15 biter som omfatter en fortegnsbit A og 14 størrelsesbiter B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N og O angitt i avtagende signifikans-rekkefølge. Fortegnsbiten separeres fra punktprøven og overføres på ledning 43 til forsinkelsesenheten 15.
Det angitt system i fig. 1 og 2 er innrettet for å kompandere de digitale audiosignal-punktprøver i samsvar med en utgangsstruktur som følger en u-Iov. Således adderes en binær bit av verdi 64 til de fjorten størrelsesbiter ved hjelp av addisjonsenheten 14 for på ledning 44 å avgi størrelsesbiter for komprimering. Enhver overstrømning som skriver seg fra en slik addisjon blir undertrykket. Når det anvendes en utgangsstruktur i samsvar med en A-lov, er det imidlertid intet behov for å addere en tilleggsverdi til punktprøven, og adderingsenheten 14 inrtgår da heller ikke i dette tilfelle.
Et eneste forsterkningsord beregnes for en blokk på sytti punktprøver. Forsterkningsordet beregnes og avgis av enheten 17 for forsterkningsberegning på ledning 45, som reaksjon på en påvisning i toppdetektorenheten 16 av den største digitale audiosignal-styrke innenfor blokken på sytti punktprøver. Forsterkningsordet beregnes for punktprøveblokken i samsvar med posisjonen av den mest signifikante enerbit innenfor de punktprøver som har toppstørrelse. Forsterkningsordet er et tre-biters ord med en binær verdi på 7 (111) når den mest signifikante bit B er en enerbit. Binærverdien for det beregnede forsterkningsord avtar fra verdien 7 med en enhetsverdi for hver bitposisjon som den mest signifikante enerbit i den påviste toppstørrelsespunktprøve, er mindre enn den mest signifikante bitposisjon B. Bruk av et tre-biters forsterkningsord gir således åtte mulig størrelsesområder som kan representeres ved kombinasjonen av forsterkningsordet og de komprimerte størrelsesbiter for de digitale audiosignal-punkt-prøver.
Den blokk-kompanderende prosess som er beskrevet her sparer nesten 2 biter pr. punktprøve sammenlignet med systemer med øyeblikkelig kompandering, men gjengir likevel toppsignalene med samme nøyaktighet.
Forsinkelsesenheten 15 forsinker den foreliggende fortegnsbit på ledningen 43 og de tilsvarende størrelsesbiter på ledningene 44 med varigheten av blokken på sytti punkt-prøver mens punktprøvenes toppstørrelsesverdi påvises og forsterkningsordet beregnes. Forsinkede fortegnsbiter avgis på ledning 46 og de fjorten forsinkede størrelsesbiter av den digitale audiosignal-punktprøve avgis på ledningene 47.
Den andre addisjonsenhet 25 adderer et filtrert awikssignal på ledning 49 til størrelses-bitene på ledningene 47 for å korrigere de foreliggende størrelsesbiter av den digitale audiosignal-punktprøve og derved avgi en korrigert punktprøve av størrelsesbiter på ledning 50. Frembringelsen av avvikssignalet på ledningen 49 vil bli beskrevet nedenfor.
Utgangsberegningsenheten 18 behandler hver punktprøve av størrelsesbitene på ledningene 50 med forsterkningsordet på ledningene 45 for den blokk som omfatter vedkommende punktprøve, i samsvar med komprimeringsprosessen i komprimeringsenheten 20 og ekspansjonsprosessen i ekspansjonsenheten 33, for å beregne virkningen av sådanne kompresjons- og ekspansjonsprosesser på nøyaktigheten av det gjengitte digitale audiosignal som avgis av ekspansjonsenheten 33 på ledning 51. Resultatet av sådanne kompresjons- og ekspansjonsprosesser er vist i tabell 1.
Tabell 1 viser sammenhengen mellom den mest signifikante bitposisjon som har en enerbit i det eller de påviste toppstørrelsespunktprøver, og det beregnede forsterkningsord og de komprimerte størrelsesbiter som frembringes i samsvar med den kompresjonsprosess som utføres av kompresjonsenheten 20. Størrelsesbitene i de gjenværende posisjoner av den binære digitale audiosignal-punktprøve på ledningene 50 kuttes bort.
Tabell 1 viser videre de tilsvarende binære verdier av de gjengitte digitale audiosignal-punktprøver som frembringes i samsvar med den ekspansjonsprosess som utføres av ekspansjonsenheten 33. Det skal her bemerkes at i ekspansjonsprosessen legges en enerbit som representerer halvparten av verdien av den minst signifikante størrelsesbit av de komprimerte størrelsesbit, til disse komprimerte størrelsesbiter for å gi middelverdien av de størrelsesbiter som ble kuttet bort under kompresjonsprosessen.
Utgangsberegningsenheten 18 avgir beregnede komprimerte størrelsesbiter for hver punktprøve på ledningene 53 til hukommelsen (ROM) 21. Hukommelsen 21 lagrer permanent alle de forskjellige kombinasjoner av de fjorten beregnede og gjengitte størrelsesbiter som tilsvarer hver mulig kombinasjon av beregnede komprimerte størrelsesbiter, og reagerer på de beregnede komprimerte størrelsesbiter på ledningene 53 ved å avgi de fjorten kalkulerte gjengitte størrelsesbiter for den nettopp behandlede punktprøve over ledningene 54 til den andre subtraksjonsenhet 22.
Denne subtraksjonsenhet trekker de beregnede komprimerte størrelsesbiter på ledningene 54 fra de foreliggende størrelsesbiter av den digitale audiosignal-punktprøve på ledningene 50, for derved å frembringe et utgangsawikssignal for anordningen på ledningene 55.
Multiplikatorenheten 23 multipliserer avvikssignalet på ledningene 55 med den foreliggende fortegnsbit på ledning 46 for derved å frembringe på ledningene 56 et awikssignal som filtreres av FlR-filteret 24.
FIR-filteret 24 filtrerer awiksignalet på ledningene 56 for å frembringe det filtrerte avviksignal på ledning 49 som adderes av den andre addisjonsenhet 25, slik som
beskrevet ovenfor. Addisjonsenheten 25 adderer det filtrerte awikssignal på ledningene 49 til den neste frembragte digitale audiosignal-punktprøve på ledning 47. Avvikene fra de tidligere punktprøver samles således opp og et mindre utgangsavvik blir da mulig når systemets utgangsbåndbredde er mindre enn punktprøvetakten på Fs/2.
FIR-filteret 24 behandler avvikssignalet på ledningene 56 ved støyspektralfiltrering for derved å redusere hørbare avkutningsfeil og/eller avkutningsfeil med hensyn til kvadratisk middelverdi (rms) når det filtrerte awikssignal adderes til den nærmest påfølgende digitale audiosignal-punktprøve på ledningene 47. Filtreringsegenskapene fastlegges av de valgte koeffisienter for FIR-filteret 24.
Dette støyformende trekk tillater systemkonstruktøren å forandre spektralinnholdet av kvantiseringsstøy som frembringes av kompresjonsenheten 20. Forbetoning og avbetoning anvendes vanligvis for å gi et audiosystems støyspektraldensitet en ønsket kontur, for derved å forbedre oppfatningskvaliteten. Det er alltid blitt klaget over tap av høyderom pga. forbetoning (klipping vil finne sted ved lavere nivåer for høye frekvenser enn for lavere frekvenser). Bruk av støyformirvg for å gi systemets støy passende kontur frembringer ingen sådan forskjell i klippenivå med frekvensen. Forbetoning og avbetoning bibeholdes likevel i den foretrukne utførelse fordi de subjektive virkninger av bitfeil reduseres vesentlig ved avbetoningen. Forbetoningsenheten 10 konturerer følgelig spektraldensiteten for det analoge inngangsaudiosignal på ledning 39, og avbetonings-enheten 36 (fig. 2) avbetoner det gjengitte analoge audiosignal på ledning 48 for derved å konturere spektraldensiteten av kvantiseringsstøyen i det gjengitte analoge audiosignal. En slik konturering reduserer dén hørbare virkning av eventuelle bitfeil i de reproduserte digitale audiosignal-punktprøver.
Støyforming er en fremgangsmåte som vanligvis anvendes for- å redusere antall inngangs- eller utgangstilstander som kreves i en D/A- eller A/D-prosess som drives ved flere ganger den påkrevde Nyquist-punktprøvetakt. I anordningen i henhold til foreligg- r ende oppfinnelse utnyttes den støyformende prosess på lett overpunktprøvede (over-sampled) systemer (10-20 %). Med dette trekk foreligger det muligheter for vesentlige forbedringer i forholdet mellom signal og kvantiseringsstøy ved kraftige signaler. Hvis f.eks. feilen i den kvadratiske middelverdi (rms error) innenfor en båndbredde på 20 kHz måles med en punktprøvefrekvens på 44 kHz, mens utgangsbåndbredden er lik 18,7
kHz og forbetoning samt avbetoning anvendes (med tidskonstanter på 50 /15 us), vil forbedringen være 3,1 dB. Det vil være mulig å oppnå store subjektive forbedringer ved å velge forskjellige kriterier for koeffisientene for FIR-filteret 24. Ved å inngå et kompromiss med hensyn til forbedring av den kvadtatiske middelverdi oppnådd innenfor en båndbredde på 20 kHz med 0,1 dB, kan forholdet mellom oppfattet signal og kvanti-seringsstøy forbedres med 6,0 dB. Dette tilsvarer en bit i ytterligere nøyaktighet, eller omvendt tillater dette ytterligere en bits kompresjon ved samme gjengivelseskvalitet.
En annen fordel som oppnås ved hjelp av dette trekk er hovedsakelig en subjektiv fordel. Korrelerte feilkomponenter kan opptre på signaler med lav flankehelning (lav frekvens) når det er utilstrekkelig dirring. Korrelasjonen med inntiiliggende punktprøver fører til uharmoniske toner av varierende frekvens. Dette er særlig alvorlig ved lavfrekvente signaler (20 - 100 Hz) da de uharmoniske tonekomponenter opptrer omkring 1 kHz, hvor det menneskelige øre er mest følsomt. Dette er bedre hørbart og mer forstyrrende enn tilsvarende hvit støy lagt til signalet, hvilket er resultatet når det ikke foreligger noen korrelasjon mellom nærliggende punktprøver. Tilbakekoblingsstrukturen av FIR-filteret
24 bryter opp korrelerte signalkomponenter ved effektivt å eksitere de innkommende audiopunktprøver med tilformet kvantiseringsstøy. Utgangsberegningsenheten 18 avgir på ledning 57 en avviksverdi som har sammenheng med virkningen av å anvende ett eneste forsterkningsord for en blokk av punktprøver ved kompandering av de enkelte punktprøver i blokken. Som angitt ovenfor, legges ved ekspansjonsprosessen en enerbit som representerer halvparten av verdien av den minst signifikante størrelsesbit av de komprimerte størrelsesbit, til disse komprimerte biter for å representere middelverdien av de størrelsesbiter som ble kuttet bort ved kompresjonsprosessen. Alt etter hvilken grad blokkens forsterknigsord er egnet for de enkelte punkt-prøver, kan virkningen av å legge til denne spesielle enerbit være ganske betydningsfull. Hvis for eksempel blokkens forsterkningsord er 111 og den mest signifikante enerbit i vedkommende punktprøve befinner seg i bitposisjon J, vil virkningen av å legge til denne spesielle enerbit ved ekspansjonen være den samme som å addere binærverdien 64 til denne punktprøve. Tilsvarende dette eksempel avgir da utgangsberegningsenheten på ledningslinjene 57 en avviksverdi med en binærverdi på 64. Tabell 2 viser de beregnede feil- eller avviksverdier for forskjellige forsterkningsord i sammenheng med bitposisjonen (MSB) for den mest signifikante enerbit i den enkelte digitale audiosignal-punktprøve.
Substraksjonsenheten 19 subtraherer avviksverdien på ledningene 57 fra størrelses-bitene på ledning 50 for på ledning 58 å frembringe en korrigert digital audiosignal-punkt-prøve som komprimeres i komprimeringsenheten 20. Denne komprimeringsenhet 20 avgir da syv komprimerte størrelsesbiter på ledningene 60.
Det digitale signal er fremoverrettet feilkorreksjonskodet for overføring. Vedkommende
fortegnsbit på ledning 46 og de tre mest signifikante størrelsesbiter på ledningslinjene 60 avgis til (13,8)-blokk-koderen 27 sammen med tilsvarende fortegns- og størrelsesbiter på ledningene 61 og 62 fra en parret audiokanal. (13,8)-blokk-koderen 27 frembringer fem paritetsbiter for de åtte fortegns- og størrelsesbiter som tilføres innkoderen og avgir de fem paritetsbiter sammen med disse åtte fortegns- og størrelsesbiter på tretten ledninger 63 til omformingsenheten 28 for innfelling og parallell/seriell omforming.
Denne (13,8)-blokk-koder kodebehandler disse åtte fortegns- og størrelsesbiter for å tillate påvisning og korreksjon av enkeltbitsfeil ved overføring av disse åtte biter og også for å muliggjøre påvisning av dobbeltbitfeil i vedkommende bit. En passe omfattende undersøkelse ble utført for å velge den kode som iverksettes av (13,8)-koderen og det foreligger en stor gruppe koder med stort sett samme avstandsprofiler. Syklisk kode-avledning ble valgt forbi den er lett å realisere, ved at den tillater en område-effektiv kodeopprettelse. Den valgte kodegeneratormatrise er vist i tabell 3. Grunnlaget for å angi. en sådan matrise er beskrevet i " Information Theory and Reliable Communication" av R. G. Gallager (1968).
Feilreguleringen er like effektiv, men mer virkningsfull enn med tidligere kjent teknikk.
Det system som er beskrevet i det ovenfor nevnte US-patent nr. 4 608 456 gir enkelbits feilkorreksjon samt dobbeltbits feilkorreksjon og tildekning, men krever 4 biter pr. punkt-prøve for å oppnå dette. Antall frembragte holdepunkter varierer omtrent som to ganger kanalens sannsynlige bitfeilhyppighet (PE). European Broadcasting Union har beskrevet et system som gir dobbeltbits feilpåvisning samt enkelbits feilretteise ved 5 biter pr. punktprøve og en holdetakt på 78 PE<2>, hvilket er bedre enn det som er angitt i systemet beskrevet i det ovenfor nevnte patent ved bittakter mindre enn 2,6 x 1 rj"2 hvor begge systemer arbeider. (" Specification of the System of the MAC/ Packet Family", Tech. 3258-E, European Broadcasting Union, Oktober 1986, Technical Center, Brussel, Belgia). Den feilregulering.som er beskrevet der opptar 2,5 biter pr. audiopunktprøve, og har den samme holdetakt på 78 PE<2.> Tidligere kjent teknikk har stort sett samme tilsvarende feilregulering når det gjelder funksjonsevne, men foreliggende anordnings effektivi-tet er bedre med 1,5 - 2,5 biter pr. punktprøve.
Som helhet er kompresjonsalgoritmen 2 biter pr. punktprøve bedre enn ved tidligere kjent teknikk. Den støyformende kompresjonsprosess i henhold til foreliggende oppfinnelse kan i drift samordnes med digital/analog-omformere (DAC) i henhold til u-Iov eller A-lov og sparer en bit pr. punktprøve. Feiireguleringen tilsvarer tidligere kjent teknikk med en besparelse på 1,5 - 2,5 biter pr. punktprøve. Det totale resultat er en innsparing på 4,5 - 5 biter pr. punktprøve med tilsvarende kvalitet. I tillegg er granuler-ingen av signaler med lav flankehelning minsket.
Forsterkningsordet på ledningene 45 avgis til (5,1)-koderen 26 sammen med et forsterkningsord på ledningene 64 for den parrede audiokanal, som vedkommende fortegnsbit på ledning 61 og de,syv størrelsesbiter på ledningene 62 er utledet fra. Denne koder frembringer hver av de seks forsterkningsordbiter fem ganger på ledning 65 til omformingsenheten 28 for innfelling og parallell/seriell omforming. Forsterkningsordene blir derved kodet for fremoverrettet feilkorreksjon for å muliggjøre påvisning og korreksjon av både enkeltstående og dobbelte feil ved overføring av en hvilken som helst bit i et forsterkningsord ved databehandling i samsvar med majoritetsvotering av de fem gjentatte biter.
De fire minst signifikante biter av de komprimerte størrelsesbiter som avgis til hver av ledningene 60 og 62, overføres direkte til omformerenheten 28 for innfelling og paralell/- serieil omforming uten noen som helst fremoverrettet feilkorrigerende koding.
Omformerenheten 28 for innfelling og parallell/seriell omforming feller inn fortegnsbitene, størrelsesbitene og paritetsbitene i samsvar med det forsinkelsesmønster som er angitt i tabell 4, for derved å opprette en Hamming-avstand på ti mellom kodede biter i en og samme punktprøve. Støy pulser av varighet opp til ti punktprøver kan håndteres. Innfellingen av de ukodede, minst signifikante størrelsesbiter minsker den kvadratisk middelverdi av støyenergien (rms noise energy).
I tabell 4 er betegnelsene "venstre" og "høyre" benyttet for å angi to forskjellige audiokanaler, mens uttrykkene "MS" og "LS" henviser henholdsvis til det mest (most) og det minst (least) signifikante bit.
Et forsterkningsord overføres for hver førtiniende innfelte punktprøvebit, og det er således ikke nødvendig også å innfelle vedkommende forsterkningsordbiter.
I en foretrukket utførelse, hvor de komprimerte og kodede biter overføres i det horisontale slukningsintervall (HBI) av et fjernsynssignal, frembringer omformerenheten 28 for innfelling og parallell/seriell omforming vedkommende biter i den orden som er vist i fig.
3 for hver sekvens på tre videolinjer. 1 fig. 3 angir "S-1" sett nr. 1 i en sekvens, mens tallet i parantes angir antallet biter fra vedkommende sett. "GW" (Gain Word) angir en
forsterkningsordbit og "CB" (Colour Burst) angir den videofargeskur som typisk sendes ut i det horisontale slukningsintervall (HBI). Syv fullstendige sett overføres i løpet av de tre videolinjer. En blokk på sytti kodede, komprimerte digitale audiosignal-punktprøver for et par audiokanaler kan således overføres i løpet av tretti videolinjer. I dette 30-linjers tidsintervall overføres således tretti forsterkningsordbiter, hvilket gir mulighet for fem gjentagelser av hver av de tre forsterkningsordbiter for hver av de to audiokanaler.
I den viste dekoder i fig. 2 utfeller omformerenheten 30 for utfelling og seriell/parallell omforming de overførte kodede og komprimerte punktprøvebiter og avgir de utfelte biter parallelt på ledningene 67, idet åtte kodede biter overføres til (13,8)-FEC-blokkdekoderen 32. Omformerenheten for utfelling og seriell/parallell omforming frembringer også de gjentatte forsterkningsordbiter på ledning 68 til (5,1)-majoritetsdekoderen 31. Utfellings-forsinkelsene er angitt i tabell 4 ovenfor.
(13,8)-blokkdekoderen 32 påviser og korrigerer alle enkelbitsfeil i et sett bestående av åtte kodede biter, og påviser og skjuler eventuelle dobbeltbitfeil i vedkommende sett på åtte kodede bit. Den skjulende tildekning oppnås ved å gjenta de siste korrekte eller korrigerte parrede punktprøver i stedet for de punktprøver hvor de påviste dobbelbitsfeil opptrer. (13,8)-blokkdekoderen 32 avgir de åtte dekodede fortegns- og størrelsesbiter over ledningene 69 til ekspansjonsenheten 33.
(5,1)-majoritetsdekoderen 31 påviser og korrigerer alle enkelbits eller dobbeltbits feil ved majoritetsvotering av de fem gjentatte biter for hver bit av forsterkningsordet, og avgir tre forsterkningsordbiter for hver av de to audiokanaler parallelt over ledning 70 til ekspansjonsenheten 33.
Den minst signifikante av de komprimerte størrelsesbiter blir ikke kodet for overføring til dekoderen (fig. 2), slik at de avgis direkte til ekspansjonsenheten 33 over ledningene 71. Ekspansjonsenheten 33 skiller forsterkningsordene fra fortegns- og størrelsesbitene for de enkelte audiokanaler og databehandler forsterkningsordet, fortegnsbiten og størr-elsesbitene for en individuell punktprøve fra en av kanalene, for derved å frembringe gjengitte digitale audiosignal-punktprøver for hver av audiokanalene på separate 15-biters ledningssett, henholdsvis 51 og 52. Sammensetningen av de gjengitte digitale audiosignal-punktprøver som frembringes av ekspansjonsenheten 33 er angitt i tabell 1 ovenfor. Når en kompanderingsprosess i henhold til u-loven anvendes, trekkes den binære verdi 64 fra den binære signalverdi av den gjengitte digitale audiosignal-punkt-prøve ved hjelp av ekspansjonsenheten, før de gjengitte digitale audiosignal-punktprøver avgis over linjene 51 og 52 for omforming til analoge audiosignaler ved hjelp av digital/- analog-omformerne (DAC) 34.
I hver av audioutgangskanalene omformer DAC 34 de gjengitte digitale audiosignal-punktprøver på ledningene 51 til et analogt audiosignal på ledning 74. Alternativt kan en kompanderende DAC anvendes. En kompanderende DAC kombinerer ekspansjons-funksjonen og omformerfunksjonen fra digital til analog. Kompanderende DAC-enheter for å oppnå ekspansjon i samsvar med enten u-loven eller A-loven, er kjent for fagfolk på området digital signalkompandering. Sådanne kompanderende DACer er lett tilgjengelig og deres anvendelse fører til besparelser i produksjonsomkostningene.

Claims (4)

1. Anordning for behandling av audiosignaler og som omfatter: - utstyr (17) for å frembringe et forsterkningsord for et første digital audiosignal-punktprøve, - utstyr (20) for å behandle den første digitale audiosignal-punktprøve med forsterkningsordet i samsvar med en første forutbestemt behandlingsprosess for å komprimere den første digitale audiosignal-punktprøve for overføring til en dekoder sammen med nevnte forsterkningsord, - utstyr (33) i nevnte dekoder for å behandle forsterkningsordet og den komprimerte digitale audiosignal-punktprøve i samsvar med en andre forutbestemt behandlingsprosess for å frembringe en reprodusert digital audiosignal-punktprøve, karakterisert ved at anordningen videre omfatter: - utstyr (26) for å kode hver bit av det beregnede forsterkningsord for nevnte overføring ved å gjenta hver bit fem ganger, og - utstyr (31) for å dekode hver bit av det kodede forsterkningsord ved behandling av de fem gjentatte biter ut fra en majoritetsvotering og derved korrigere enhver enkeltstående eller dobbelt feil ved overføringen av hver bit av forsterkningsordet i samsvar med nevnte majoritetsvotering.
2. Anordning som angitt i krav 1, og som videre omfatter utstyr (27) for fremoverrettet feilkorreksjonskoding av bare de mest signifikante biter av den komprimerte første digitale audiosignal-punktprøve for overføring, med det formål å tillate korrigering av enkeltbitsfeil i nevnte overføring av de kodede punktprøvebiter og påvise dobbeltbitsfeil i overføringen av de kodede punktprøvebiter.
3. Anordning som angitt i krav 2, og som videre omfatter utstyr (32) i nevnte dekoder for å påvise og korrigere enkeltbitsfeil i de kodede biter av den komprimerte digitale audiosignal-punktprøve og for å påvise og tildekke dobbeltbitsfeil i de kodede biter av den komprimerte digitale audiosignal-punktprøve.
4. Anordning som angitt i krav 1, og hvor det beregnede forsterkningsord er et tre-biters dataord for å frembringe åtte mulige områder av størrelsesverdier som representeres ved kombinasjonen av forsterkningsordet og de komprimerte digitale audiosignal-punktprøver.
NO19940381A 1986-09-19 1994-02-07 Anordning for behandling av audiosignaler NO314239B1 (no)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO19940381A NO314239B1 (no) 1986-09-19 1994-02-07 Anordning for behandling av audiosignaler

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US90977686A 1986-09-19 1986-09-19
US07/091,911 US4809274A (en) 1986-09-19 1987-09-04 Digital audio companding and error conditioning
PCT/US1987/002377 WO1988002201A1 (en) 1986-09-19 1987-09-16 Digital audio companding and error conditioning
NO882137A NO176040C (no) 1986-09-19 1988-05-16 Anordning for behandling av audiosignaler
NO19940381A NO314239B1 (no) 1986-09-19 1994-02-07 Anordning for behandling av audiosignaler

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO940381L NO940381L (no) 1988-07-18
NO940381D0 NO940381D0 (no) 1994-02-07
NO314239B1 true NO314239B1 (no) 2003-02-17

Family

ID=26784471

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO882137A NO176040C (no) 1986-09-19 1988-05-16 Anordning for behandling av audiosignaler
NO19940381A NO314239B1 (no) 1986-09-19 1994-02-07 Anordning for behandling av audiosignaler

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO882137A NO176040C (no) 1986-09-19 1988-05-16 Anordning for behandling av audiosignaler

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4809274A (no)
EP (1) EP0284627B1 (no)
JP (1) JPH0685509B2 (no)
AT (1) ATE81572T1 (no)
AU (1) AU601513B2 (no)
CA (1) CA1299751C (no)
DE (1) DE3782245T2 (no)
DK (1) DK175140B1 (no)
NO (2) NO176040C (no)
WO (1) WO1988002201A1 (no)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4965825A (en) 1981-11-03 1990-10-23 The Personalized Mass Media Corporation Signal processing apparatus and methods
USRE47642E1 (en) 1981-11-03 2019-10-08 Personalized Media Communications LLC Signal processing apparatus and methods
US7831204B1 (en) 1981-11-03 2010-11-09 Personalized Media Communications, Llc Signal processing apparatus and methods
US5101432A (en) * 1986-03-17 1992-03-31 Cardinal Encryption Systems Ltd. Signal encryption
CA1309665C (en) * 1987-06-27 1992-11-03 Kenzo Akagiri Amplitude compressing/expanding circuit
JPH01166632A (ja) * 1987-12-22 1989-06-30 Mitsubishi Electric Corp ディジタル信号の復号方法及びその回路
JP2624299B2 (ja) * 1988-06-09 1997-06-25 株式会社日立製作所 加速演算回路
SE464271B (sv) * 1990-03-23 1991-03-25 Televerket Foerfarande och anordning foer kryptering/dekryptering av digitalt flerljud i teve
US5241689A (en) * 1990-12-07 1993-08-31 Ericsson Ge Mobile Communications Inc. Digital signal processor audio compression in an RF base station system
JPH0581774A (ja) * 1991-09-20 1993-04-02 Olympus Optical Co Ltd 情報記録再生装置
DE69231369T2 (de) * 1991-09-30 2001-03-29 Sony Corp., Tokio/Tokyo Verfahren und Einrichtung zur Audiodatenkompression
US5805770A (en) * 1993-11-04 1998-09-08 Sony Corporation Signal encoding apparatus, signal decoding apparatus, recording medium, and signal encoding method
CN1111959C (zh) * 1993-11-09 2003-06-18 索尼公司 量化装置、量化方法、高效率编码装置、高效率编码方法、解码装置和高效率解码装置
US5615222A (en) * 1994-02-04 1997-03-25 Pacific Communication Sciences, Inc. ADPCM coding and decoding techniques for personal communication systems
DE69533259T2 (de) * 1995-05-03 2005-08-18 Sony Corp. Nichtlineares quantisieren eines informationssignales
US5710781A (en) * 1995-06-02 1998-01-20 Ericsson Inc. Enhanced fading and random pattern error protection for dynamic bit allocation sub-band coding
JP3189660B2 (ja) * 1996-01-30 2001-07-16 ソニー株式会社 信号符号化方法
US8908872B2 (en) * 1996-06-07 2014-12-09 That Corporation BTSC encoder
US5796842A (en) * 1996-06-07 1998-08-18 That Corporation BTSC encoder
US5737434A (en) * 1996-08-26 1998-04-07 Orban, Inc. Multi-band audio compressor with look-ahead clipper
US6542612B1 (en) * 1997-10-03 2003-04-01 Alan W. Needham Companding amplifier with sidechannel gain control
US6597961B1 (en) 1999-04-27 2003-07-22 Realnetworks, Inc. System and method for concealing errors in an audio transmission
GB2409389B (en) * 2003-12-09 2005-10-05 Wolfson Ltd Signal processors and associated methods
JPWO2006043403A1 (ja) * 2004-10-20 2008-05-22 株式会社安川電機 エンコーダ信号処理装置およびその信号処理方法
US8321776B2 (en) 2007-12-15 2012-11-27 Analog Devices, Inc. Parity error correction for band-limited digital signals
CN102812431A (zh) 2010-03-22 2012-12-05 Lrdc系统有限公司 用于识别与保护一组源数据的完整性的方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3863215A (en) * 1973-07-03 1975-01-28 Rca Corp Detector for repetitive digital codes
US3919690A (en) * 1975-02-27 1975-11-11 Gte Sylvania Inc Digital receiving apparatus
US4225751A (en) * 1978-12-18 1980-09-30 Harris Corporation Variable-angle, multiple channel amplitude modulation system
NL7901477A (nl) * 1979-02-26 1980-08-28 Philips Nv Geluidsweergave in een ruimte met een onafhankelijke geluidsbron.
US4295223A (en) * 1979-04-25 1981-10-13 Westinghouse Electric Corp. Digital signal/noise ratio amplifier apparatus for a communication system
US4249042A (en) * 1979-08-06 1981-02-03 Orban Associates, Inc. Multiband cross-coupled compressor with overshoot protection circuit
US4373115A (en) * 1980-08-18 1983-02-08 Kahn Leonard R Predictive distortion reduction in AM stereo transmitters
DE3381548D1 (de) * 1982-09-20 1990-06-13 Sanyo Electric Co Geraet zur geheimuebertragung.
JPS6070836A (ja) * 1983-09-27 1985-04-22 Sansui Electric Co 送信装置
US4752953A (en) * 1983-05-27 1988-06-21 M/A-Com Government Systems, Inc. Digital audio scrambling system with pulse amplitude modulation
US4608456A (en) * 1983-05-27 1986-08-26 M/A-Com Linkabit, Inc. Digital audio scrambling system with error conditioning
US4701953A (en) * 1984-07-24 1987-10-20 The Regents Of The University Of California Signal compression system
US4704727A (en) * 1985-11-27 1987-11-03 Beard Terry D Low noise and distortion FM transmission system and method

Also Published As

Publication number Publication date
NO940381D0 (no) 1994-02-07
EP0284627A1 (en) 1988-10-05
CA1299751C (en) 1992-04-28
EP0284627A4 (en) 1990-01-29
NO940381L (no) 1988-07-18
DK272588D0 (da) 1988-05-18
DK175140B1 (da) 2004-06-14
ATE81572T1 (de) 1992-10-15
DK272588A (da) 1988-05-18
NO882137L (no) 1988-07-18
US4809274A (en) 1989-02-28
EP0284627B1 (en) 1992-10-14
DE3782245D1 (de) 1992-11-19
JPH01501748A (ja) 1989-06-15
NO882137D0 (no) 1988-05-16
AU601513B2 (en) 1990-09-13
NO176040C (no) 1995-01-18
AU8103487A (en) 1988-04-07
JPH0685509B2 (ja) 1994-10-26
DE3782245T2 (de) 1993-04-15
WO1988002201A1 (en) 1988-03-24
NO176040B (no) 1994-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO314239B1 (no) Anordning for behandling av audiosignaler
US4719642A (en) Error detection and concealment using predicted signal values
US4922537A (en) Method and apparatus employing audio frequency offset extraction and floating-point conversion for digitally encoding and decoding high-fidelity audio signals
JPH0731280Y2 (ja) 符号化音声信号の処理装置
KR101890216B1 (ko) 동적 범위 제어에서 효율적인 이득 코딩을 갖는 오디오 인코더 디바이스 및 오디오 디코더 디바이스
KR930003281B1 (ko) 디지탈 신호 전송장치
NL8420063A (nl) Gegevenscompressiewerkwijze en -inrichting.
WO1989009965A1 (en) Error detection method for sub-band coding
US4633483A (en) Near-instantaneous companding PCM involving accumulation of less significant bits removed from original data
KR20000022435A (ko) 스테레오포닉 스펙트럼값의 부호화 및 복호화프로세스
JP2796673B2 (ja) ディジタル・コード化方法
JPWO2017081874A1 (ja) 音声通信システム
US5054025A (en) Method for eliminating errors in block parameters
JP3572090B2 (ja) ディジタル伝達システムにおける送信機,受信機及び記録担体
JP2002515659A (ja) 改善された信号符号器および復号器を使用する伝送システム
JP2543345B2 (ja) 音声符号化方式
JPS5859639A (ja) ブロツク符号化復号化方式
JPS5866440A (ja) 波形符号化方式
JPH0229255B2 (ja) Shingodensohoshiki
JPS59182639A (ja) 信号伝送方式
JPS6342532A (ja) 音声符号化装置
JPS5919359B2 (ja) パコ−ル形音声合成器
JPH01194531A (ja) デジタルオーディオデータのエンコード方法
JPS6129220A (ja) デイジタル信号伝送方法
JPS6046629A (ja) 信号伝送方式