Устройство для кодирования звуковых сигналов в частотной области Советский патент 1992 года по МПК H03M3/00 H04B1/64 

С/1

С

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. Его использование в цифровых системах звукового вещания позволяет повысить точность кодирования звуковых сигналов. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, преобразователь 2 Фурье, преобразователь 3 прямоугольных координат в полярные. Благодаря введению блока 4 задержки, вычитателя 5, адаптивного дифференциального преобразователя 6, элементов ИЛИ 7, 8, параллельного регистра 9, коммутатора 10 и буферного накопителя 11 обеспечивается применение разностных методов кодирования. 2 ил.

Г

гИ mJ-f7i

3-

IJ-

/

о

4

Os

ЧЭ 00

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи и может быть использовано в цифровых системах звукового вещания.

Цель изобретения - повышение точно- сти кодирования звуковых сигналов.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 показано расположение информации в параллельном регистре.

Устройство содержит аналого-цифро- зой преобразователь 1, преобразователь 2 Фурье, преобразователь 3 прямоугольных координат в полярные, блок 4 задержки, вычитатель 5, адаптивный дифференциальный преобразователь 6, первый 7 и второй 8 элементы ИЛИ, параллельный регистр 9, коммутатор 10 и буферный накопитель 11.

Адаптивный дифференциальный преобразователь 6 служит для объединения нескольких разрядов поступающего кода в соответствии с выбранным законом адаптации шага приращения дельта-кода в зависимости от отображаемой им величины. (Стандартной является адаптация шага с переходной функцией, описываемой последо- вательностью чисел Фибоначчи).

Устройство работает следующим образом. - . ., ;

Звуковой .сигнал в аналоговой форме поступает на вход аналого-цифрового пре- образователя 1, где преобразуется в цифровую форму и подается на вход преобразователя 2 Фурье, в котором преобразуется в ряд коэффициентов Фурье, представленных в виде комплексных чисел. В преобразователе 3 коэффициенты преобразуются из прямоугольной системы координат в полярную систему, где число тредставляется в виде амплитуды и угла (фазы). Так как человеческий слух менее чув- с вителен к фазе сигнала, используется .меньшее количество бит информации (достаточно четырех).

Информация об амплитуде с первых выходов преобразователя 3 поступает на пер- ВУЙ вход вычитателя 5, а на второй - после задержки на один такт в блоке 4 задержки. Одновременно выходе первого много- входового элемента ИЛИ 7 формируется сигнал логической 1 в случае наличия хотя бы одной Г в кодовой комбинации и сигнал логического О в случае их отсутствия. С выхода вычитателя 5 разность между двумя последующими значениями коэффициентов поступает на адаптивный дифференциаль- ный преобразователь 6, где отображается в виде ограниченного количества разрядов, например трех. Одновременно информация о разнице между двумя коэффициентами поступает на вход второго многовходового

логического элемента ИЛИ 8, на выходе которого формируется сигнал логической 1н в случае наличия хотя бы одной 1 в кодовой комбинации и сигнал логического О в случае отсутствия. Далее информация о наличии сигнала с выхода первого элемента ИЛИ 7, о наличии изменения сигнала с выхода второго многовходового элемента ИЛИ 8, о величине изменения сигнала с выходов адаптивного дифференциального преобразователя 6 и о фазе с вторых выходов преобразователя 3 поступает соответственно на первый, второй, третий и четвертые входы параллельного регистра 9 (фиг.2).

Считывание информации с параллельного регистра 9 производится с помощью коммутатора 10, управление которым осуществляется первыми двумя разрядами, записанными в параллельном регистре 9. Коммутатор 10 подключает на входы буферного накопителя 11 информацию следующим образом: только первые два разряда в случае отсутствия сигнала, только первые пять разрядов в случае отсутствия изменения амплитуды изменения сигнала; все девять разрядов в случае наличия сигнала и изменения его амплитуды.

Таким образом, в буферный накопитель 11 записываются разные по длительности кодовые слова, что позволяет снизить тактовую частоту при выборе информации.

Принцип работы устройства основан на физике процесса звукообразования и слухового восприятия звукового образа, при котором гармонические составляющие звука по амплитуде изменяются достаточно долго, что повышает эффективность использования разностных методов кодирования, требующих меньшего объема передаваемой информации. Дополнительное статистическое сокращение цифрового потока, производимое в буферной памяти на основе тех же закономерностей, позволяет еще более сократить объем передаваемой информации без изменения объективного качества сигнала.

Преимуществом устройства по сравнению с прототипом и аналогами является повышение точности звукопередачи при передаче музыкальных сигналов за счет передачи всех входящих в него спектральных составляющих.

Формула изобретения

Устройство для кодирования звуковых сигналов в частотной области, содержащее последовательно соединенные аналого- цифровой преобразователь, преобразователь Фурье и преобразователь прямоугольных координате полярные, вход аналого-цифрового преобразователя является входом

устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности кодирования звуковых сигналов, в устройство введены блок задержки, вычитатель, адаптивный дифференциальный преобразователь кода, элементы ИЛИ, параллельный регистр, коммутатор и буферный накопитель, первые выходы преобразователя прямоугольных координат в полярные подключены к первым входам вычитателя и входам блока задержки, выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ и вторыми входами вычитателя, выходы которого 0ч

О. ГО

X

CL

Фгг. 2

0

ключейы к входам второго элемента ИЛИ и адаптивного дифференциального преобразователя кода, выходы первого и второго элементов ИЛИ, выходы адаптивного дифференциального преобразователя кода и вторые выходы преобразователя прямоугольных координат в полярные соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами параллельного регистра, выходы которого через коммутатор подключены к входам буферного накопителя, выход которого является выходом устройства.

I - наличие, С - отсутствие сигнала

I - надгчие, 0 - отсутствие изменяй. сигнала

УТЛ

кч срча::. об измен ч z S2.