ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЦИФРОВЫХ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИХ СИГНАЛОВ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ УПОМЯНУТОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ЦИФРОВЫХ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИХ СИГНАЛОВ В ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИОННЫЙ АУДИОСИГНАЛ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА, СНАБЖЕННОГО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬЮ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИХ СИГНАЛОВ Российский патент 2017 года по МПК G10L19/00 H04N5/08 

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к последовательности цифровых переключающих сигналов для целей переключения, устройству для включения упомянутой последовательности цифровых переключающих сигналов в цифровой информационный сигнал и устройству для приема информационного сигнала, снабженного последовательностью переключающих сигналов.

Первым случаем применения является возможность дистанционного управления изменением широковещательной услуги в начале или в конце совместно используемой ночной программы. Перекрестное микширование должно следовать содержимому программы, которое, однако, должно быть фиксировано станцией, осуществляющей вещание. Поскольку различные времена распространения аудио сигнала и переключающих сигналов не могут быть точно обнаружены в настоящее время, точное перекрестное микширование или переключение осуществить таким образом невозможно.

Изобретение имеет целью предложить переключающий сигнал, который имеет лучшие свойства, чем переключающие сигналы, используемые до сих пор и который более точно определяет момент времени переключения.

Последовательность переключающих сигналов, в соответствии с изобретением, характеризуется согласно п.1. Предпочтительные варианты воплощения последовательности переключающих сигналов содержатся в п.2 и 3.

Устройство для включения последовательности переключающих сигналов в цифровой информационный сигнал характеризуется согласно п.4. Предпочтительные варианты воплощения этого устройства содержатся в пп.5-9.

Устройство для приема информационного сигнала, который снабжен последовательностью переключающих сигналов, характеризуется согласно п.10. Предпочтительные варианты воплощения этого устройства содержатся в пп.11-13.

Предлагается, в соответствии с изобретением, брать в качестве последовательности переключающих сигналов оцифрованный, отфильтрованный фильтром верхних частот сигнал белого шума предварительно определенной длительности. За счет того, что верхняя частота среза этого сигнала шума лежит выше частот, на которых характеристика порогового значения громкости в тишине для человеческого слуха имеет свою наибольшую чувствительность, эта последовательность переключающих сигналов является полностью неслышимой даже без наличия информационного сигнала. При одновременной передаче с информационным сигналом, эффект его маскировки используется посредством соответствующего повышения уровня последовательности переключающих сигналов, так что информационный сигнал, действующий как сигнал помехи для передачи служебных сигналов, не становится слишком сильным относительно наблюдаемого.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение будет далее проиллюстрировано со ссылкой на описание чертежей. На чертежах:

Фиг.1 показывает вариант воплощения устройства для включения последовательности переключающих сигналов в цифровой информационный сигнал,

Фиг.2 показывает вариант воплощения устройства для приема информационного сигнала, который снабжен последовательностью переключающих сигналов, сгенерированной в соответствии с устройством согласно Фиг.1,

Фиг.3 показывает второй вариант воплощения, когда приемник имеет возможность удалять последовательность переключающих сигналов из аудио сигнала,

Фиг.4 схематично показывает первый вариант выполнения последовательности цифровых переключающих сигналов в соответствии с изобретением,

Фиг.5 показывает сигнал взаимной корреляции как результат взаимной корреляции между информационным сигналом и версией последовательности цифровых переключающих сигналов, сохраненной в схеме детектора приемника,

Фиг.6 схематически показывает второй вариант воплощения последовательности цифровых переключающих сигналов в соответствии с изобретением,

Фиг.7 схематически показывает третий вариант воплощения последовательности цифровых переключающих сигналов в соответствии с изобретением,

Фиг.8 показывает вариант воплощения с другой схемой детектора,

Фиг.9 показывает другой вариант воплощения приемника, и

Фиг.10 показывает частотную диаграмму с характеристикой порогового значения громкости в тишине и маскированного порогового значения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Отфильтрованный фильтром верхних частот сигнал белого шума длительности Т используется в качестве последовательности цифровых переключающих сигналов. Таким образом, этот определенный шаблон цифрового сигнала является "скрытым" в информационном сигнале. Как уже известно из статистического кодирования, преимущество низкочастотных гармоник слишком мало с точки зрения передачи данных по отношению к усилиям, когда используются маскирующие эффекты для человеческого слуха. Показано, что простая адаптация амплитуды последовательности переключающих сигналов к характеристике уровня информационного сигнала достаточна для исключения компонентов аудио шума и одновременного поддержания достаточного уровня сигнала для обнаружения последовательности переключающих сигналов.

Фиг.10 показывает частотную диаграмму с характеристикой порогового значения громкости в тишине для человеческого слуха, данная линия указана ссылочной позицией 1001. Эта кривая имеет минимум 1005 приблизительно на 3,5 кГц. (Нижняя) частота среза отфильтрованного фильтром верхних частот сигнала белого шума находится выше упомянутых 3,5 кГц.

В одном варианте воплощения, частота среза находится в диапазоне частот от 4 до 10 кГц. Чтобы было возможно получить лучшие результаты в обнаружении, предлагается, предпочтительно, выбирать частоту среза между 6 и 8 кГц. Фиг.10, кроме того, показывает, как пороговое значение слышимости для человеческого слуха изменяется под воздействием данного информационного сигнала, в данном случае три синусоидальных звука 1002, 1003 и 1004. Пороговое значение слышимости увеличивается в диапазоне частот приблизительно между 100 Гц и 8 кГц, как показано кривой 1008. Это, в свою очередь, оказывает влияние на амплитуду последовательности переключающих сигналов, что означает, что амплитуда последовательности переключающих сигналов может быть увеличена с увеличением амплитуд информационного сигнала. Это дополнительно показано на Фиг.10 ссылочными позициями 1006 и 1007. Здесь предполагается, что нижняя частота среза последовательности переключающих сигналов составляет, приблизительно, 5 кГц. Если информационный сигнал отсутствует, амплитуда, равная A1, обозначенная как 1007, возможна для последовательности переключающих сигналов, поскольку эта амплитуда не превышает характеристику порогового значения громкости в тишине при 5 кГц. Если информационный сигнал присутствует, амплитуда последовательности переключающих сигналов может быть увеличена до A2, см. ссылочную позицию 1006. Пороговая частота не должна, таким образом, опускаться ниже 4 кГц, поскольку иначе свойство характеристики порогового значения громкости в тишине используется неоптимально. Тогда надо полагаться на маскированное пороговое значение или динамический резерв ("место" ниже характеристики порогового значения громкости в тишине) канала передачи.

С помощью шаблона сигнала последовательности переключающих сигналов, сохраненного в приемнике, должен быть исследован входящий непрерывный информационный сигнал для определения возникновения этого шаблона. Как только этот шаблон будет найден, должен быть издан управляющий сигнал.

Для обнаружения этого шаблона, формируется так называемая функция взаимной корреляции входного сигнала с помощью функции шаблона последовательности цифровых переключающих сигналов, сохраненной в приемнике. Для этого, уровень входного сигнала предпочтительно предварительно выравнивается таким образом, что адаптации уровня последовательности переключающих сигналов, необходимые для слияния, почти не производятся. В противном случае, гармоники сигнала с самыми шумными компонентами будут доминировать и приводить к неэффективному обнаружению.

Фильтрация верхних частот, предпочтительно, не должна иметь какую-либо высокую скорость нарастания, чтобы не повлиять на пиковое значение функции взаимной корреляции. Для фильтров с резкими скоростями роста, пульсация ("звон фильтра") имеет негативное влияние на четкость обнаружения максимума.

Фиг.1 показывает первый вариант воплощения устройства для включения последовательности переключающих сигналов в цифровой информационный сигнал. Информационный сигнал подается источником 101 информационного сигнала на входе 100 устройства. Вход 100 соединен с входом схемы 105 комбинирования, а также со входом детектора 102 огибающей. Выходной сигнал детектора 102 огибающей активизирует схему 103 управления уровнем. Устройство снабжено генератором 104 последовательности переключающих сигналов, который подает последовательность переключающих сигналов на вход схемы 105 управления уровнем. Выходной сигнал, уровень которого усиливается в ответ на выходной сигнал детектора 102 огибающей, подается в схему 105 комбинирования в момент, который определяется моментом 107 запуска. Конечно, момент запуска выбирается таким образом, что когда последовательность переключающих сигналов вводится в информационный сигнал в этот момент, он инициирует функцию переключения в нужный момент, когда обнаруживается в приемнике. Информационный сигнал, снабженный последовательностью переключающих сигналов, затем подается на выход 110 для передачи на приемник.

Схема 106 контроля снабжена и оборудована средством 106 обнаружения для обнаружения последовательности переключающих сигналов, содержащейся в информационном сигнале.

Схема 103 управления уровнем усиливает амплитуду последовательности переключающих сигналов в ответ на управляющий сигнал схемы 102 управления так, что когда огибающая информационного сигнала становится больше, амплитуда последовательности переключающих сигналов соответственно увеличивается. Схема 105 комбинирования может быть сконструирована таким образом, что она суммирует последовательные значения цифрового сигнала информационного сигнала и последовательность переключающих сигналов.

Фиг.2 показывает приемник для приема, с помощью входа 201, информационного сигнала 200, генерируемого устройством, в соответствии с Фиг.1, и снабженного последовательностью переключающих сигналов. Вход 201 соединен с входом ограничителя 202 и с первым входом переключателя 206. Второй информационный сигнал подается на переключатель 206 через вход 207. Выход ограничителя 202 соединен с входом детектора 204 взаимной корреляции. Фиксированный шаблон 203 последовательности переключающих сигналов, сохраненный в устройстве, подается на другой вход детектора 204 взаимной корреляции. Выход детектора 204 соединен со входом пороговой схемы 205. Выход пороговой схемы 205 соединен со входом управления переключателя 206. Выход переключателя 206 соединен с выходом 208 приемника. В первой ситуации, переключатель 206 устанавливается так, что информационный сигнал, поданный на вход 201, передается на выход 208.

Ограничитель 202 следит, чтобы входной сигнал 200 был выровнен по амплитуде, так что шумные и тихие фрагменты в информационном сигнале и, следовательно, в последовательности переключающих сигналов, передаются на схему 204 взаимной корреляции на постоянных уровнях. В этой схеме происходит взаимная корреляция между ограниченным информационном сигналом, поданном на первый вход, и фиксированным шаблоном последовательности переключающих сигналов, поданным на второй вход. Фиг.5 показывает, что выходной сигнал схемы 204 взаимной корреляции может выглядеть так, будто этот шаблон точно взаимно коррелируется с последовательностью переключающих сигналов, содержащейся в информационном сигнале. 700 000 выборок по оси Х приблизительно соответствуют времени проигрывания около 14 секунд.

Как видно, генерируется очень узкий пик 501 с существенно большей амплитудой, чем у остальной части выходного сигнала схемы 204 взаимной корреляции. В пороговой схеме 205 присутствует пороговое значение 502 (см. Фиг.5). Когда это пороговое значение превышено, сигнал обнаружения генерируется на выходе пороговой схемы 205 и подается на переключатель 206. В ответ на этот сигнал обнаружения, переключатель 206 переключается, так что второй информационный сигнал, поданный на вход 207, передается на выход 208. За счет того, что пик является достаточно узким, может быть достигнуто очень точное время переключения.

В другом варианте воплощения приемника с Фиг.2, блок 206 выполнен иначе, а именно, в качестве синхронизирующей схемы для синхронизации двух информационных сигналов. Первый информационный сигнал, поданный на вход 200, в свою очередь, является цифровым аудио сигналом. Второй информационный сигнал является, например, цифровым видео сигналом. Аудио сигнал является частью видео сигнала, однако он неправильно синхронизирован с видео сигналом. Последовательность переключающих сигналов включается в таком положении в первый информационный сигнал, что она служит в качестве точки синхронизации по отношению к соответствующему второму информационному сигналу. При обнаружении последовательности переключающих сигналов в первом информационном сигнале, пороговая схема 205 порогового значения генерирует такой управляющий сигнал, посредством которого два информационных сигнала синхронизируются в блоке 206.

Фиг.3 показывает второй вариант воплощения приемника для приема. С помощью входа 301, информационный сигнал 300, снабженный последовательностью переключающих сигналов и сгенерированный с помощью устройства в соответствии с Фиг.1, в свою очередь, передается в устройство. Вход 301 соединен с входом ограничителя 302 и с первым входом переключателя 306. Второй информационный сигнал подается на переключатель 306 через вход 307. Выход ограничителя 302 соединен с входом детектора 304 взаимной корреляции. На другой вход детектора 304 взаимной корреляции подается фиксированный шаблон 303 последовательности переключающих сигналов, сохраненный в устройстве. Выход детектора 304 соединен с входом пороговой схемы 305. Выход пороговой схемы 305 соединен с входом управления переключателя 306. Выход переключателя 306 соединен с выходом 308 приемника. Функция этого приемника по отношению к обнаружению последовательности переключающих сигналов и переключению между двумя информационными сигналами является идентичной функции устройства с Фиг.2. Устройство с Фиг.3, кроме того, снабжено блоком 309 задержки, который передает информационный сигнал, принятый через вход 310, с некоторой задержкой на вход схемы 301 суммирования. Шаблон 303 переключающего сигнала, сохраненный в устройстве, также подается в схему 310 суммирования, после инверсии сигнала в инверторе 311. Конечно, это говорит само за себя, что комбинирование схемы 311 инвертора и схемы 310 суммирования также может быть выполнено в виде схемы вычитания.

Режим работы схемы 310 суммирования и схемы 311 инвертора таков, что при обнаружении последовательности переключающих сигналов в первом информационном сигнале, схема 311 инвертора управляется таким образом, что инвертированная последовательность переключающих сигналов поступает на схему 310 суммирования в нужный момент, и тем самым последовательность переключающих сигналов исключается в информационном сигнале, так что информационный сигнал, освобожденный от последовательности переключающих сигналов, может быть подан на переключатель 306. Время задержки схемы 309 задержки, таким образом, равно времени, необходимому для обнаружения последовательности переключающих сигналов в информационном сигнале и предоставления шаблона сигнала на второй вход схемы 310 суммирования.

Фиг.4 показывает фактически, только очень схематично (и не в точности), как последовательность переключающих сигналов длительности T сохраняется в памяти 104 на Фиг.1. Фактически, последовательность переключающих сигналов представляет собой сигнал белого шума. Для дальнейшего описания, правильный чертеж сигнала белого шума не будет подходить, поскольку в дальнейшем описании предлагаются измененные последовательности переключающих сигналов. Например, массив из N последовательностей переключающих сигналов может быть включен в информационный сигнал, где N≥2. Например, Фиг.6 показывает, как в другом варианте воплощения устройства в соответствии с Фиг.1 (N=) две последовательности 600 и 601 переключающих сигналов формируются одна за другой во времени генератором 104 и включаются схемой 105 комбинирования в информационный сигнал.

Таким образом, надежность обнаружения увеличивается по следующим причинам:

Предполагается, что при приеме последовательности переключающих сигналов, в соответствии с Фиг.4, переключающий сигнал управления генерируется в момент времени, указанный стрелкой 602 на Фиг.6. В варианте воплощения в соответствии с Фиг.6, в схеме 204 или 304 взаимной корреляции, соответственно, сначала генерируется отрицательный пик, потому что сначала должна быть принята и обнаружена инвертированная последовательность 601 переключающих сигналов. Только после этого принимается последовательность 600 переключающих сигналов и генерируется положительный пик. Если, таким образом, результатом является отрицательный пик, это должно быть отложено на период Δt, чтобы инициировать переключающий сигнал; если результатом является положительный пик, он сразу же инициирует переключающий сигнал. Взаимная корреляция с ограничением по скорости вычислений здесь используется дважды. Увеличение надежности состоит в том, что желаемая операция переключения сигнализируется избыточно (дважды).

Например, инвертированная последовательность переключающих сигналов поступает за (Δt=) 5 секунд до точки переключения, так что приемник может четко инициировать операцию переключения. Это просто задерживает отрицательный корреляционный пик на 5 секунд. Положительный пик сразу приводит к операции переключения. С помощью этого приема, а именно, инверсного повторения последовательности переключающих сигналов, удваивается надежность обнаружения посредством, таким образом, двойной длительности последовательности переключающих сигналов (которая равна сумме длительности последовательности переключающих сигналов и длительности инвертированной последовательности переключающих сигналов) без каких-либо дополнительных усилий в схеме взаимной корреляции.

Этот подход может быть расширен, если требуется даже более высокая надежность обнаружения. Сигнал шаблона разделяется во времени, например, на две половины, и взаимная корреляция также вычисляется по этим двум частям, и для обнаружения шаблона обе составляющие просто суммируются. Теперь можно также передавать эти две части по отдельности в инвертированном состоянии, то есть перевернутом на 180 градусов, обеспечивая четыре возможных результата (две части сигнала с их двумя вариантами 0 и 180 градусов представляют собой два бита данных).

Посредством подразделения на М субпоследовательностей (где M≥2), можно генерировать шаблон битов в последовательности переключающих сигналов. Вычисление взаимной корреляции из временных отрезков последовательности переключающих сигналов незначительно сложнее, чем вычисление на первом этапе. Последовательность переключающих сигналов, продолжающаяся, например, 5 секунд, формируется из пяти отдельных субпоследовательностей продолжительностью в 1 секунду каждая, причем первая субпоследовательность, естественно, происходит за 4 секунды до импульса переключения, вторая за 3 секунды до него, и т.д., см. Фиг.7. Фиг.7 показывает две переключающих последовательности 700 и 701, которые подразделяются на (М=) пять субпоследовательностей от 700.1 до 700.5 и от 701.1 до 701.5, соответственно. В переключающей последовательности 701, части 701.1 и 701.3 последовательности инвертированы.

В этой связи следует отметить, что, например, такое сегментирование осуществляется также в быстрой свертке, если сигнал шаблона больше, чем выбранная длительность окна для преобразования частоты. Быстрая свертка является алгоритмом вычисления свертки с помощью Быстрого Преобразования Фурье (FFT) для сбережения вычислительной мощности. Если в суммировании для получения сигнала корреляции используются не только положительные субсигналы, но и инвертированные варианты, получается, без каких-либо значительных дополнительных усилий, 2×2×2×2×2, т.е. 32 сигнала корреляции, и можно передавать 5 битов, соответствующих полярности отправленных субшаблонов. Таким образом, переключающие сигналы могут передаваться 31 раз заранее в этом примере, потому что они могут быть различимы и, следовательно, связаны с одним и тем же временем переключения в декодере. Это делает операцию очень надежной для осуществления переключения, даже если будет идентифицирован только один из в общей сложности 32 шаблонов сигнала, причем не требуется заметно больших вычислительных усилий по сравнению с корреляцией с только одной из функций шаблона. Это дополнительно проиллюстрировано со ссылкой на Фиг.8.

Если время распространения возможно из этой точки пути сигнала, шаблон сигнала может быть микширован в инвертированном состоянии с программным сигналом, задержанным на его продолжительность и даже быть снова удален таким же образом. Затем также может быть использован более короткий сигнал шаблона с более низким требованием по неслышимости. Передача со статистическим кодированием ограничивает возможность отмены, потому что статистический кодер создает шум квантования также от сигнала шаблона, что приводит к более плохому "представлению" сигнала шаблона и не известному для приемника, в зависимости от настроенной скорости передачи данных.

Фиг.8 показывает другой вариант воплощения схемы 204 и 304 взаимной корреляции с Фиг.2 и 3, соответственно. Здесь выполняется взаимная корреляция с пятью подуровнями. Схема взаимной корреляции на Фиг.8 содержит четыре линии 801.1-801.4 задержки. На входе 800 подается информационный сигнал, снабженный последовательностью переключающих сигналов. В пяти линиях 801 задержки время задержки каждой линии составляет Т/5, где Т может быть длительностью одной последовательности переключающих сигналов. Имеется пять схем 802.1-802.5 взаимной корреляции. Вход схемы 802.1 взаимной корреляции соединен с входом 800. Входы схем 802.2-802.5 взаимной корреляции соединены с соответствующими выходами схем 801.1-801.4 задержки.

Схема взаимной корреляции содержит сумматоры 804.1-804.16. Сумматор 804.1 имеет пять входов, соединенных с выходами схем 802.1-802.5 взаимной корреляции (см. двоичное число 00000 на Фиг.8). Сумматор 804.2 (не показан) имеет пять входов, один из которых соединен с инвертированным выходом 803.5 схемы 802.5 взаимной корреляции, а остальные четыре входа соединены с выходами схем 802.1-802.4 взаимной корреляции (двоичное число 00001, не показано на Фиг.8). Сумматор 804.3 (не показан) имеет пять входов, один из которых соединен с инвертированным выходом 803.4 схемы 802.4 взаимной корреляции, а остальные четыре входа соединены с выходами схем 802.1-802.3 и 802.5 взаимной корреляции (двоичное число 00010, не показано). Сумматор 804.4 (не показан) имеет пять входов, два из которых соединены с инвертированными выходами 803.4 и 803.5 схем 802.4 и 802.5 взаимной корреляции, соответственно, а остальные три входа соединены с выходами схем 802.1-802.3 взаимной корреляции (двоичное число 00011, не показано). Сумматор 804.5 (не показан) имеет пять входов, один из которых соединен с инвертированным выходом 803.3 схемы 802.3 взаимной корреляции, а остальные четыре входа соединены с выходами схем 802.1, 802.2, 802.4 и 802.5 взаимной корреляции (двоичное число 00100, не показано). Сумматор 804.6 имеет пять входов, два из которых соединены с инвертированными выходами 803.3 и 803.5 схем 802.3 и 802.5 взаимной корреляции, соответственно, а остальные три входа соединены с выходами схем 802.1, 802.2 и 802.4 взаимной корреляции (см. двоичное число 00101 на Фиг.8).

Этот тип соединений между входами сумматоров и выходами или инвертированными выходами схем 802.1-802.5 взаимной корреляции выполняется дополнительно с сумматорами 804.7 (не показан) -804.16. Это означает, что пять входов сумматора 804.7 (не показан) соединены с входами схем 802.1, 802.2 и 802.5 взаимной корреляции и инвертированными входами 803.3 и 803.4 схем 802.3 и 802.4 взаимной корреляции, соответственно, (двоичное число 00110, не показано). Это также означает, что пять входов сумматора 804.16 соединены с входом схемы 802.1 взаимной корреляции и инвертированными входами 803.2-803.5 схем 802.2-802.5 взаимной корреляции (см. двоичное число 01111 на Фиг.8).

Выходы сумматоров 804.1-804.16 соединены с входами схемы 805 компаратора. 806 обозначает различные выходные сигналы схем 804.1-804.16 суммирования, здесь предполагается, что последовательность переключающих сигналов, соответствующая 810, подается на вход 800.

Работа схемы с Фиг.8 будет далее проиллюстрирована ниже. Последовательность переключающих сигналов, как указано ссылкой 810 на Фиг.4, подается на вход 800 и перемещается в линии 801.1-801.4 задержки. Субпоследовательности последовательности 700 (см. Фиг.7) или 810 (на Фиг.8), указанные как 701.1-700.5 на Фиг.7, и как 1-5 на Фиг.8, взаимно коррелируются в схемах 802.1-802.5 взаимной корреляции с соответствующими субпоследовательностями, которые хранятся в схемах 802 взаимной корреляции, т.е. с субпоследовательностью 1 в схеме 802.5 взаимной корреляции, с субпоследовательностью 2 в схеме 802.4 взаимной корреляции,..., и с субпоследовательностью 5 в схеме 802.1 взаимной корреляции. На выходе сумматора 804.1, таким образом, формируется положительный пик с номинальной амплитудой (в качестве примера, равной 1 или 100%). На выходах других сумматоров генерируются пики с малой амплитудой и, возможно, отрицательными значениями. Например, пик с амплитудой 0,6 (60%) генерируется на выходе сумматора 804.2 (не показан), так как инвертированный выход схемы 802.5 взаимной корреляции соединен с входом сумматора 804.2. На выходе сумматора 804.3 (не показан), генерируется пик с амплитудой 0,6 (60%), так как инвертированный выход схемы 802.4 взаимной корреляции соединен с входом сумматора 804.3. На выходе сумматора 804.4 (не показано) генерируется пик с амплитудой 0,2 (20%), так как инвертированные выходы схем 802.5 и 802.4 взаимной корреляции соединены с соответствующими входами сумматоров 804.2 и 804.3, соответственно. Этот способ вычисления амплитуд пиков на выходах сумматоров 804.i продолжается до тех пор, пока амплитуда на выходе сумматора 804.16 (i=16) не станет равной -0,6 (-60%), так как инвертированные выходы схем 802.2-802.5 взаимной корреляции соединены с входами сумматора 802.16.

Амплитуды пиков на выходах сумматоров 804.1-804.16 указаны на Фиг.8 ссылочной позицией 806.

Теперь полагаем, что последовательность переключающих сигналов, как показано на Фиг.6 ссылкой 601, подается на вход 800 и перемещается в линии 801.1-801.4 задержки. Субпоследовательности последовательности 601 (не указана на Фиг.6) взаимно коррелируется в схемах 802.1-802.5 взаимной корреляции с соответствующими субпоследовательностями, которые хранятся в схемах 802 взаимной корреляции (обозначенных 801 на Фиг.9), т.е. с субпоследовательностью 1 в схеме 802.5 взаимной корреляции, с субпоследовательностью 2 в схеме 802.4 взаимной корреляции,..., и с субпоследовательностью 5 в схеме 802.1 взаимной корреляции. На выходе сумматора 804.1, таким образом, генерируется отрицательный пик с номинальной амплитудой (100%). Для всех других выходов сумматоров 804.2-804.16, пики генерируются с меньшими амплитудами, как и в предыдущем примере, но с противоположной амплитудой.

Последовательность переключающих сигналов, как показано ссылкой 701 на Фиг.7, подается на вход 800 и перемещается в линии 801.1-801.4 задержки. Субпоследовательности 701.1-701.5 последовательности 701 (см. Фиг.7) взаимно коррелируются в схемах 802.1-802.5 взаимной корреляции с соответствующими субпоследовательностям последовательности 700 (810 на Фиг.9), которые хранятся в схемах 802 взаимной корреляции, т.е. с субпоследовательностью 701.1 в схеме 802.5 взаимной корреляции, с субпоследовательностью 701.2 в схеме 802.4 взаимной корреляции,... и с субпоследовательностью 701.5 в схеме 802.1 взаимной корреляции. На выходе сумматора 804.6, таким образом, формируется положительный пик с номинальной амплитудой (равной 1 или 100%). На выходах других сумматоров генерируются пики с низкой амплитудой и, возможно, инвертированным значением.

Выходные сигналы сумматоров 804.1-804.16 оцениваются в схеме 805 компаратора. Схема 805 компаратора определяет, на котором из выходов схем 804.1-804.16 сумматоров возникает пик с номинальной амплитудой. Если на выходе сумматора 804.1 возникает пик с положительной номинальной амплитудой, то определяется, что была обнаружена последовательность переключающих сигналов, согласно 801 (700 на Фиг.7). Как уже было описано со ссылкой на Фиг.6, переключающий сигнал "сразу" (см. 601 на Фиг.6) генерируется на выходе 811. Если на выходе сумматора 804.1 генерируется пик с отрицательной номинальной амплитудой, то определяется, что была обнаружена последовательность переключающих сигналов, согласно 601 (см. Фиг.6). Как уже было описано со ссылкой на Фиг.6, переключающий сигнал теперь генерируется на выходе 811 после определенного периода (см. Δt на Фиг.6).

И последний пример. Если на выходе сумматора 804.6 возникает пик с положительной номинальной амплитудой, то определяется, что была обнаружена последовательность переключающих сигналов, согласно 701 (см. Фиг.7). Как уже было описано со ссылкой на Фиг.6, теперь по истечении определенного (другого) периода (Δt2), в свою очередь, генерируется переключающий сигнал на выходе 811. Этот период Δt2 равен промежутку времени между возникновением последовательности 701 переключающих сигналов и возникновения переключающей последовательности 700 в массиве различных последовательностей переключающих сигналов, включенных в информационный сигнал.

Фиг.9 показывает еще один пример приемника согласно изобретению, в котором обнаружение последовательности переключающих сигналов используется для изменения регулировки компрессора динамического диапазона или расширителя динамического диапазона 910 посредством дистанционного управления. Обнаружение, в устройстве с Фиг.9, является идентичным тому, которое описано для устройства с Фиг.2. Элементы на Фиг.9 показаны ссылочными номерами 90x, таким же образом, как и соответствующие элементы 20x на Фиг.2. Компрессор динамического диапазона/расширитель динамического диапазона 910 снабжен входом управления для приема управляющего сигнала, генерируемого пороговой схемой 905. Сигнальный вход компрессора/расширителя 910 соединен с входом 901 для приема информационного сигнала.

Если последовательность переключающих сигналов обнаруживается в информационном сигнале, управляющий сигнал генерируется с помощью схемы 905. Компрессор динамического диапазона/расширитель динамического диапазона 910 изменит, под действием управляющего сигнала, степень сжатия или расширения и подаст более или менее сжатый или расширенный информационный сигнал на выход 908.

Улучшение переключения, согласно изобретению, для различного источника сигнала через изменяющуюся последовательность сигналов можно видеть в том факте, что можно, в свою очередь, использовать х-битовое кодирование в изменяющейся последовательности сигнала, как описано выше, с помощью Фиг.7. Для х, например, равного 2, имеется четыре различных кодирования. Эти различные кодирования могут быть отдельно проанализированы в детекторе взаимной корреляции, что обеспечивает возможность переключения одного из четырех различных источников в зависимости от соответствующего х (02)-битового кодирования в последовательности переключения.

Изобретение относится к последовательности цифровых переключающих сигналов для целей переключения. Технический результат – повышение точности обнаружения последовательности цифровых переключающих сигналов. Последовательность цифровых переключающих сигналов реализуется как предварительно оцифрованный, отфильтрованный фильтром верхних частот сигнал белого шума предварительно определенной длительности T, с верхней частотой среза, лежащей выше частоты, на которой характеристика порогового значения громкости в тишине для человеческого слуха имеет наибольшую возможную чувствительность. Последовательность переключающих сигналов используется для целей переключения, например переключения между двумя информационными сигналами. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Устройство для включения последовательности цифровых переключающих сигналов в цифровой информационный сигнал, причем устройство снабжено первым входом (100) для приема информационного сигнала и генератором цифровых переключающих сигналов для генерирования последовательности цифровых переключающих сигналов, причем устройство дополнительно снабжено схемой (105) комбинирования сигналов для комбинирования информационного сигнала и последовательности переключающих сигналов,

при этом последовательность цифровых переключающих сигналов составлена из предварительно определенного оцифрованного, отфильтрованного фильтром верхних частот сигнала белого шума предварительно определенной длительности Т, имеющего верхнюю частоту среза, которая лежит выше частоты (1005), на которой характеристика порогового значения громкости в тишине (1001) для человеческого слуха имеет свою наибольшую чувствительность, причем верхняя частота среза оцифрованного, отфильтрованного фильтром верхних частот сигнала белого шума лежит в области частот между 4 и 10 кГц.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что верхняя частота среза оцифрованного, отфильтрованного фильтром верхних частот сигнала белого шума лежит в области частот между 6 и 8 кГц.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что схема комбинирования сигналов дополнительно выполнена с возможностью включения второй последовательности (601) переключающих сигналов в информационный сигнал, причем вторая последовательность переключающих сигналов инвертирована по сравнению с первой последовательностью (600) переключающих сигналов, причем обе последовательности переключающих сигналов включены в информационный сигнал с предварительно определенным временным расстоянием (Δt) друг от друга.

4. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что схема комбинирования дополнительно выполнена с возможностью включения массива из N последовательностей переключающих сигналов в информационный сигнал, где N является целым числом, для которого выполняется N≥2, причем массив из N последовательностей переключающих сигналов включается в информационный сигнал с предварительно определенными временными расстояниями друг от друга, причем вторая и более (при наличии) последовательность(и) переключающих сигналов имеют ту же амплитуду, что и первая последовательность переключающих сигналов, причем последовательности переключающих сигналов были составлены заранее из М субпоследовательностей предпочтительно равной длительности, где М представляет собой целое число, для которого выполняется М≥2, причем вторая и более (при наличии) последовательность(и) переключающих сигналов - все отличаются от первой последовательности переключающих сигналов тем, что в одной или более из субпоследовательностей амплитуда инвертирована по сравнению с амплитудой соответствующей субпоследовательности первой последовательности переключающих сигналов.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что N больше чем 2, и все вторые и более последовательности переключающих сигналов отличаются друг от друга тем, что они имеют различные комбинации инвертированных субпоследовательностей по сравнению с субпоследовательностями первой последовательности переключающих сигналов.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что схема (105) комбинирования выполнена с возможностью суммирования цифровых значений информационного сигнала и последовательности переключающих сигналов друг с другом.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что схема комбинирования выполнена с возможностью изменения амплитуды последовательности переключающих сигналов в ответ на изменение значений сигналов информационного сигнала перед комбинированием последовательности переключающих сигналов и информационного сигнала.

8. Устройство для приема информационного сигнала, который снабжен последовательностью переключающих сигналов, генерируемой устройством по любому из пп. 1-7, причем данное устройство снабжено входом (201) для приема информационного сигнала, схемой (203-205) детектора для обнаружения наличия последовательности переключающих сигналов в информационном сигнале и для генерирования, в ответ на это, сигнала управления переключением, причем сигнал управления переключением может быть использован для целей переключения.

9. Устройство по п. 8, снабженное схемой (206) переключения для переключения между упомянутым информационным сигналом и вторым информационным сигналом (207), отличающееся тем, что схема переключения выполнена с возможностью передачи другого из двух информационных сигналов (207) в ответ на сигнал управления переключением.

10. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что схема детектора снабжена схемой (204) взаимной корреляции для взаимной корреляции принятого информационного сигнала с сохраненной версией последовательности (203) цифровых переключающих сигналов, которая сохранена в схеме детектора, и для генерирования сигнала взаимной корреляции в ответ на этап взаимной корреляции, проведенный в схеме взаимной корреляции, и тем, что схема детектора выполнена с возможностью генерирования сигнала управления переключением в ответ на пик (501) в сигнале взаимной корреляции, превышающий предварительно определенное пороговое значение (502).

11. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что устройство снабжено схемой (310, 311) вычитания для удаления последовательности переключающих сигналов из упомянутого информационного сигнала при обнаружении наличия такой последовательности переключающих сигналов в упомянутом информационном сигнале, причем сигнал вычитания имеет выход для подачи информационного сигнала, который освобожден от последовательности переключающих сигналов.