Устройство кодирования звуковых сигналов в частотной области

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ(ЧИ)(РЕСПУБЛИК (19) (И) (505 G 10 Н 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPb(THAM

ПРИ ГКНТ СССР

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4468550/24-09 (22) 28,07,88 (46) 30.08,90. Вюл. Р 32 (71) Московский институт связи (72) В.В.Добровольский, Л.)),Зеленин, О.Б.Попов и P.Á.Õàéêèí (53) 62 1.395.42 (088.8) (56) Патент Сшл 4433604, кл. G 10 H 1/02, 1984. (54) УСТРОЙСТВО КОДИРОВАНИЯ ЗВУКОВЫХ

СИГНЛЛОВ В ЧАСТОТНОЙ ОВЛЛСТИ () 1.эобретение относится к технике об б ра очки звуковых сигналов и может быть использовано в цифровых системах звукового вещания. Устройство . содержит аналого-цифровой преобразоИэибретение относится к технике обработки звуковых сигналов и может быть использовано в цифровых системах звукового вещания.

Цель изобретения . — повышение точности передачи звуковых сигналов путем увеличения коли ества 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 коор. динаты, блок 4 задержки, вычитатель 5

2 ватель, 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 вышее, чем в известном устройстве, Это достигается эа счет ис пользования разностного метода кодирования амплитуд коэффициентов и устранения избыточности в передаваемом сигнале. 2 ил. первый детектор 6 единицы, адаптивный дифференциальный преобразователь 7, второй детектор 8 единицы, параллельный регистр 9, первый 10 и второй 1! 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

1 вход преобразователя Фурье 2, в кото1589314 ром преобразуется в ряд к фф,„ „- „ „ фур, представленных в виде комп сных чисел. В преобразователе 3 в полярные координаты коэффициенты преобразуются из прямоугольной системы координат в полярную систему, где число представляется в виде амплитуды и угла (фазы). Так как человеческий слух менее чувствителен к фазе сигнала, то на отображение фазы сигнала исполь зуется меньшее количество информации (достаточно четырех бит).

Информация об амплитуде с выхода преобразователя 3 поступает на одни 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 вычитателе 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 последующих .значений коэффициентов посту. пает 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 случае 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 ре. гистра 9;

Считывание информации с параллельного регистра 9 производится с по- . мощью коммутатора 10, управление которым осуществляется первьжи двумя

1 разрядами, записанными в параллельном регистре 9 (фиг.2) при помощи дешифратора 17 °

Коммутатор 10 подключает иа 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 воэмояяости пере15 полнения буферного накопителя 12 служат счетный узел 13 и коммутатор 11, с помощью которых устраняется информация о коэффициентах, соответствующих высокочастотным компонен20 там сигнала, счетный узел 13 определяет текущее значение номера спектральной составляющей, который однозначно определяет ее положение в спектре сигнала, и управля,ет комму25 татором 11 таким образом, что последний прерывает прохождение информации с коммутатора 10 на буферный накопитель 12.

Буферный накопитель 12 разрешает

30 работу счетного узла 13 на прерывание по управлению коммутатором 11 в случае своего заполнения по заданной величине.

Счетный узел 13 работает следующим обра ом.

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

Информация по входу 16 поступает

40 непосредственно на счетчик 21. Выход ...счетчика 21, соответствующий высокочастотным компонентам сигнала, соединен с одним входом блока 20 сравнения, на другой вхоц которого ло45 дается сигнал с выхода блока 19 сравнения

Таким образом, скорость цифрового потока уменьшается эа счет использо-. вания разностных методов. кодирования

50 амплитуды всех спектральных составляющих сигнала (меняющихся сравнительно медленно), статистического сокращения цифрового потока H устранения спектральных составляющих, не воспринимаешьtx слушателем вследствие эффекта маскировки.

Устройство обеспечивает повышение точности звукопередачи, за счет передачи всех входящих в него спектраль1589314 ных составляющих, что дополнительно расширяет его функциональные возможности, позволяя осуществлять передачу сигналов широкого класса с высоким качеством, необходимым в системе цифрового радиовещания.

Формула изобретения

Устройство одирования звуковых сигналов в частотной области, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом устройства кодирования звуковых сигна- 15 лов в частотной области, а выход через преобразователь Фурье подлючен к входу преобразователя в полярные координаты, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности передачи звуковых сигналов путем уве- ° личения количества обрабатываемых спектральных составляющих, введены дешифратор, адаптивный дифференциальный преобразователь, первый детектор единицы и последовательно соединенные блок задержки, вычитатель, второй детектор единицы, параллельный регистр, первый коммутатор, счетный узел, второй коммутатор и буферныи 30 накопитель, первый выход которого является выходом устройства кодирования звуковых сигналов в частотной области, при этом первый выход преобразователя в полярные координаты подключен к второму входу вычитателя и входу блока задержки, выход которого через -первый детектор единицы подключен ; второму входу параллельного регистра, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к второму выходу преобразователя в полярные координаты и выходу адаптивного дифференциального преобразователя, вход которого подключен к выходу вычитателя, второй выход буферного накопителя 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 которого являются соответственно второй вход первого блока сравнения и вход счетчика, выход которого подключен к второму входу второго блока сравнения.

1589314

„i - наеичие,.О. - аасуюсвбие сигнаее

1 - наличие, .О- евщвсвбие изменений сегнаиа инрориоция а рам инрармацоя ад измемении амлииеудм фиг.2

Составитель Г. Корсаков

Редактор А.Огар Техред Л.Сердюкова - Корректор С.Черни .

Заказ 2543 Тираж 319 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 аа

Производственно- издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101