Устройство подавления шума паузы при воспроизведении фонограмм Советский патент 1991 года по МПК G11B20/24 

03 ОЗ

00

Изобретение относится к приборостроению и может использоваться в устройствах обработки перезаписи и восстановления фонограмм. Цель изобретения - повышение качества воспроизведения за счет снижения потерь полезной информации при подавлении шума пауэыо Введение в канал обработки сигнала фонограмм, поступающих с входной шины 1, эквалайзера 4, интегратора 9 и источника 11 напряжения, подключенного к неинвертирующему входу дифференциального усилителя 10s, другим входом связанного с выходом интегратора, позволяет с помощью двух управляемых усилителей 3 и 6, подключенных через сумматор 2 к выходной шине 12, сформировать сигнал, замещлюций основной сигнал, в паузах и на тихих участках фонограмма Причем этот сигнал формируется с учетом амплитудного спектра полезного сигнала, помехи и психоакустических свойств человеческого слуха, Это обеспечивает снижение потерь информации при подавлении шума паузы и дает возможность осуществить более глубокое шумопонижение, при ттом воч- растает качество обработанных и восстановленных архивных и изношенных фонограммо 2 ило 1C

Фиг.1

Изобретение относится к приборостроению и может использоваться в устройствах обработки, перезаписи и восстановления некачественных фоно- грамм,,

Цель изобретения - повышение качества воспроизведения за счет снижения потерь полезной информации при подавлении шума паузыо

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиго 2 - эпюры сигналов, поясняющие его работуо

Устройство (фиго 1) содержит вход- ную шину 1, связанную с одним входом сумматора 2 через первый управляемый усилитель 3, а с другим входом сумматора - через последовательно включенные эквалайзер 4, регулятор 5 уровня и второй управляемый усилитель 60 Выход эквалайзера 4 через последовательно включенные формирователь 7 огибающей, амплитудный дискриминатор 8, интегратор 9 и дифференциальный усилитель (ДУ) 10 связан с другим входом второго управляемого усилителя 6С

Выход интегратора 9 соединен также с вторым входом первого управляемого усилителя 3 выход источника 11 напряжения подключен к второму входу ДУ 10 а выход сумматора 2 связан с выходной шиной 12 устройствао

В известных устройствах подавления шумов паузы при обработке фонограмм, содержащих шумы и помехи большего уровня (например, служебных фонограмм, зарегистрированных в сложной помехово обстановке, а также архивных или изношенных фонограмм), при повышении уровня порога подавления шума вместе с шумом понижается и уровень полезного сигналаt составляющие которого на тихих участках фонограм теряются, искажаются начало и конец вокализо- ванных звуков речи, что приводит к снижению разборчивости речи и значительному ухудшению качества восприятия музыкальных фрагментов такой фонограммы t I

Принцип работы предлагаемого устройства основан на том, что в большинстве случаев при обработке фонограмм распределение максимумов энерги полезных сигналов и шума (сигналов помехи) не совпадают по частоте На фиг. 2д показан для примера амплитудный спектр полезного речевого

сигнала на фоне шумов9 примерный амплитудный спектр которых представлен на фиг о 2е„ У этих шумов, принятых вместе с сигналом по каналу связи, имеется пик в области средних частот (примерно на частоте 430 Гц) и подъем в области 2„0„4 кГцс Максимумы энергии сигналов помех старых или изношенных фонограмм сосредоточены в частотном диапазоне Зое«8 кГц

Устройство работает следующим об- разоМо

Входной сигнал (фиг02а) с входной шины 1 поступает на первый управляемы усилитель 3 и через эквалайзер 4 (выполняющий функции многополосного корректора амплитудно-частотной характеристики) - на вход формирователя 7 огибающей и далее на вход амплитудного дискриминатора 8С

Если сигнал огибающей превысит порог (устанавливаемый индивидуально дл каждой обрабатываемой фонограммы в зависимости от уровня шумов и амплитудного спектра полезного сигнала и шума),сигнал, сформированный на выходе амплитудного дискриминатора 8 (фиг о 26), через интегратор 9 поступи на управляющий вход первого управляемого усилителя 3, изменяя его коэффициент передачи от максимального значения до нуля, при этом уровень выходного сигнала также уменьшится до нуля

Для исключения коммутационных щелчков на выходе устройства, которые бы возникли при использовании прямоугольных управляющих импульсов (фиг , 2в), на выходе интегратора 9 формируются импульсы с длительностью фронтов пирядка Зог-7 мс (фиг02в)« С выхода интегратора сигнал поступает также на инвертирующий вход ДУ 10, на второй вход которого подается напряжение смещения с выхода источника 11 напряжения На выходе ДУ 10 формируется импульс (фиг02г), который поступает на управляющий вход второго управляемого усилителя 6 и изменяет его коэффициент передачи от нуля до- максимального значения

Таким образом, сигналы двух управляемых усилителей 3 и 6 через сумматор 6 поступают на выходную шину 12 попеременно, за исключением моментов нарастания и спада уровней сигнала, соответствующих.моментам формирования пологих фронтов импульсов управления (фиг о 2в,г)о

На выходе второго управляемого усилителя 6 при этом формируется сиг- нал, замещающий основной сигнал в паузах и на тихих участках фонограмм Амплитудный спектр этого сигнала формируется с учетом амплитудного спектра полезного сигнала и сигнала помехи (,е) и с учетом психоакустических свойств человеческого слуха, а именно способности слуха разбивать весь диапазон частот на 24 критические полосы, инерционности слуха, зависимости порога слышимости от частот маскировки одних звуков другими иТоДо

Экспериментальные исследования предлагаемого устройства показали,что введение эквалайзера (преобразователя и корректора амплитудного спектра входных сигналов), интегратора и ис- точника напряжения позволяет значительно уменьшить потери полезной информации при подавлении шума паузы по сравнению с известным устройством, поскольку в сигнал паузы подмешивает- ся альтернативная замещающая информация. Снижение потерь информации, в свою очередь, позволяет проводить более глубокое шумопонижение, особенно в частотных областях с максималь- ной энергией шума (например, для архивных фонограмм в частотной области 3 „. о 10 кГц), и тем самым, повысить

качество воспроизведения служебных и некачественных фонограмм.

Формула изобретения

Устройство подавления шума паузы при воспроизведет фонограмм, содержащее входную шину, связанную через первый управляемый усилитель с входом сумма- тора, второй управляемый усилитель, амплитудный дискриминатор, формирователь огибающей, дифференциальный усилитель, регулятор уровня и выходную шину, отличающееся тем, что, с целью повышения качества воспроизведения за счет снижения потерь полезной информации при подавлении шума паузыj в него введены эквалайзер интегратор и источник напряжения, при этом входная шина связана с другим входом сумматора через последовательно включенные эквалайзер, формирова- тель огибающей, амплитудный дискриминатор, интегратор, дифференциальный усилитель и второй управляемый усилитель s другой вход которого соединен с выходом эквалайзера через регулятор уровня ,, выход интегратора подключен к второму входу первого управляемого усилителя, источник напряжения соединен выходом с вторым входом дифференциального усилителя, а выход сумматора подключен к выходной шине.

Ь -I

у

Фиг.1

Порог

t

t

t

f

f