Устройство кодирования звуковых сигналов в частотной области Советский патент 1990 года по МПК G10H1/02 

Изибретение относится к технике обработки звуковых сигналов и может быть использовано в цифровых системах звукового вещания.

Цель изобретения .- повышение точности передачи звуковых сигналов путем увеличения количества обрабатываемых спектральных составляющих.

На фиг.1 показана структурная схема устройства кодирования звуковых сигналов в частотной области; на . фиг.2 - схема распределения информации в разрядах параллельного регистра.

Устройство кодирования звуковых сигналов в частотной области содержит аналого-цифровой преобразователь 1, преобразователь Фурье 2, преобразователь 3 в.полярные координаты, блок 4 задержки, вычитатель 5

первый детектор 6 единицы, адаптивный дифференциальный преобразователь 7, второй детектор 8 единицы, параллельный регистр 9, первый 10 и второй 11 коммутаторы, буферный накопитель 12, счетный узел 13, выход 14 преобразователя 3, выход 15 буферного накопителя 12, вход 16 счетного узла 13, дешифратор 17, блок 18 памяти, первый 19 и второй 20 блоки сравнения и счетчик 21.

Устройство кодирования звуковых сигналов в частотной .области работает следующим образом.

Звуковой сигнал в аналоговой форме поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 1, где преобразуется в цифровую форму, и подается на вход преобразователя Фурье 2, в котоСП

00

;о

00

POM преобразуется в ряд коэффициенто Фурье, представлелных в виде комплексных чисел. В преобразователе 3 в полярные координаты коэффициенты пре- образуются из прямоугольной систеьы координат в полярную систе(у, где число пведставляется в виде амплитуды угла (фазы). Так как человеческий слух менее чувствителен к фазе сигнала, т на отображение фазы сигнала исполь- j зуется меньшее количество информации I (достаточно четырех бит). : Информация об амплитуде с выхода преобразователя 3 поступает на один вход вычитатея 5, а затем на другой вход после задержки на один такт в блоке 4 задержки, длительность такта определяется числом отсчетов, используемых в разложении Фурье, и обеспечивает сравнение в вычитате- ле 5 частотных коэффициентов с одним и тем же номером. Одновременно на выходе детектора 6 формируется сигнал 1 в случае наличия хотя бы одной единицы в кодовой комбинации и О в случае их отсутствия. С выхода вычитателя 5 разность двух после- ДУ701ЦИХ.значений коэффициентов поступает на адаптивный дифференциальный преобразователь 7, где отображается в виде ограниченного количества разрядов, например трех. Одновременно информация о разности двух коэффициентов поступает на вход второго детектора 8, на выходе которого формируется сигнал 1 в случае наличия хотя бы одной единицы в кодовой комбинации и О в слу11ае их отсутствия.

Далее информация о наличии сигна- ла (выход детектора 6), о наличии изменения сигнала детектора 8, о величине изменения амплитуды сигнала (выход адаптивного дифференциального преобразователя 7) и о фазе (выход 14 преобразователя 3) поступает на соответствующие входы параллельного регистра 9.

Считывание информации с параллельного регистра 9 производится с помощью коммутатора 10, управление ко- торьм осуществляется первыми двумя разрядами, записанными в параллель- ном регистре 9 (фиг.2) при помощи дешифратора 17.

Коммутатор 10 подключает на вход коммутатора 11 информацию следующим образом:

только первые два разряда в случае отсутствия сигнала;

только первые пять разрядов в случае отсутствия изменения амплитуды сигнала;

все девять разрядов в случае наличия сигнала и изменения его амплитуды.

В буферный накопитель 12 записываются разные по длительности кодовые слова, выборка производится на пониженной тактовой частоте.

Для исключения возможности переполнения буферного накопителя 12 служат счетный узел 13 и коммутатор 11, с помощью которых устраняется информация о коэффициентах, соответствующих высокочастотным компонентам сигнала, счетный узел 13 определяет текущее значение .номера спектральной составляющей, который однозначно определяет ее положение в спектре сигнала, и управляет коммутатором 11 таким образом, что послед- .ний прерывает прохождение информации с коммутатора 10 на буферный накопитель 12.

Буферный накопитель 12 разрещает работу счетного узла 13 на прерывание по управлению коммутатором 11 в случае своего заполнения по заданной величине.

Счетный узел 13 работает следующим образом.

Блок 18 памяти содержит информацию о заданной (допустимой) величине наполнения буферного накопителя 12.

Информация по входу 16 поступает непосредственно на счетчик 21. Выход счетчика 21, соответствуюгщй высокочастотным компонентам сигнала, соединен с одним входом блока 20 сравнения, на другой вход которого подается сигнал с выхода блока 19 сравнения

Таким образом, с корость цифрового потока уменьшается за счет использования разностных методов, кодирования амплитуды всех спектральных составляющих сигнала (меняющихся сравнительно медленно), статистического сокращения цифрового потока и устранения спектральных составляющих, не воспринимаемых слущателем вследствие эффекта маскировки.

Устройство обеспечивает повышение точности звукопередачи, за счет пеедачи всех входящих в него спектральных составляющих, что дополнительно расширяет его функциональные возможности, позволяя осуществлять передачу сигналов широкого класса с высоким камеством, необходимым в системе цифрового радиовещания.

Формула изобретения

Устройство -одироваиия звуковых сигналов в частотной области, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом

звуковых сигналов в частотной области, при этом первый выход преобразователя Б полярные координаты подключен к второму входу вычитателя и входу блока задержки, выход которого через -первый детектор единицы подключен к второму входу параллельного регистра, третий и четвертый входы кото 10 рого подключены соответственно к второму выходу преобразователя в полярные координаты и выходу адаптивного дифференциального преобразователя, вход которого подключен к выходу выустройства кодирования звуковых сигна-15 читателя, второй выход буферного налов в частотной области, а выход через преобразователь Фурье подлючен к входу преобразователя в полярные координаты, отличающееся тем, что с целью повышения точности передачи звуковых сигналов путем увеличения количества обрабатываемых спектральных составляющих, введены дешифратор, адаптивный дифференциальный преобразователь, первый детектор единицы и последовательно соединённые блок задержки, вычитатель, второй детектор единицы, параллельный регистр, первый коммутатор, счетный узел, второй коммутатор и буферный накопитель, первый выход которого является выходом устройства кодирования

9314 . 6

звуковых сигналов в частотной области, при этом первый выход преобразователя Б полярные координаты подключен к второму входу вычитателя и входу блока задержки, выход которого через -первый детектор единицы подключен к второму входу параллельного регистра, третий и четвертый входы кото- 10 рого подключены соответственно к второму выходу преобразователя в полярные координаты и выходу адаптивного дифференциального преобразователя, вход которого подключен к выходу выкопителя подключен к второму входу счетного узла, первый вход которого подключен к второму входу второго коммутатора, первый и второй входы

первого коммутатора подключены соответственно к входу и выходу дешифратора, а счетный узел содержит счетчик и последовательно соединенные блок памяти, первый блок сравнения и второй блок сравнения, выход которого является выходом счетного узла, вторым и первым входами ко- торого являются соответственно второй вход первого блока сравнения и

вход счетчика, выход которого подключен к второму входу второго блока срапнеиия.

Изобретение относится к технике обработки звуковых сигналов и может быть использовано в цифровых системах звукового вещания. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь, преобразователь Фурье, преобразователь в полярные координаты, блок задержки, вычитатель, первый и второй детекторы единицы, адаптивный дифференциальный преобразователь, параллельный регистр, первый и второй коммутаторы, буферный накопитель, счетный узел и дешифратор. Устройство обеспечивает повышение точности передачи звукового сигнала путем увеличения числа передаваемых коэффициентов Фурье при скорости цифрового потока не выше, чем в прототипе. Это достигается за счет использования разностного метода кодирования амплитуд коэффициентов и устранения избыточности в передаваемом сигнале. 2 ил.

Л

со

Фиг.2

J - наличие,О- отсутствие cutHaaa

,1 - напичие, .0 - оасутствае I изменений (угнана

информация о зе

ин рормация об изменении амплитуды