RU169931U1 - AUDIO COMPRESSION DEVICE FOR DATA DISTRIBUTION CHANNELS - Google Patents

AUDIO COMPRESSION DEVICE FOR DATA DISTRIBUTION CHANNELS Download PDF

Info

Publication number
RU169931U1
RU169931U1 RU2016143166U RU2016143166U RU169931U1 RU 169931 U1 RU169931 U1 RU 169931U1 RU 2016143166 U RU2016143166 U RU 2016143166U RU 2016143166 U RU2016143166 U RU 2016143166U RU 169931 U1 RU169931 U1 RU 169931U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
signal
audio signal
delta
audio
Prior art date
Application number
RU2016143166U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Алексеевич Куницын
Original Assignee
Акционерное Общество "Объединенные Цифровые Сети"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Объединенные Цифровые Сети" filed Critical Акционерное Общество "Объединенные Цифровые Сети"
Priority to RU2016143166U priority Critical patent/RU169931U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU169931U1 publication Critical patent/RU169931U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00Processing of the speech or voice signal to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/04Time compression or expansion
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G5/00Tone control or bandwidth control in amplifiers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к устройству для достижения качественного представления звука в средах с высоким уровнем шума, в частности к устройству для сжатия аудио-данных, содержащих по меньшей мере один аудио-сигнал. Техническим результатом является повышение эффективности сжатия аудио-контента. Устройство для сжатия аудио-данных содержит последовательно соединенные: блок обработки и хранения аудио-данных, дельта-сигма модулятор с балансировкой заряда, цифровой интегратор, цифровой фильтр низких частот, компрессор, осуществляющий сжатие упомянутого аудио-сигнала посредством ослабления высокоамплитудных характеристик аудио-сигнала и усиления низкоамплитудных характеристик аудио-сигнала, а также модуль обратной связи, вход которого подключен к выходу цифрового интегратора, фазовый детектор, подключенный к выходу модуля обратной связи, и дифференциатор, вход которого подключен к выходу фазового детектора, а выход – к дельта-сигма модулятору, приемопередатчик, подключенный к компрессору и двухсторонней связью к блоку обработки и хранения аудио-данных.The invention relates to a device for achieving high-quality sound representation in high noise environments, in particular to a device for compressing audio data containing at least one audio signal. The technical result is to increase the compression efficiency of audio content. A device for compressing audio data contains serially connected: a unit for processing and storing audio data, a delta-sigma modulator with charge balancing, a digital integrator, a digital low-pass filter, a compressor that compresses said audio signal by attenuating the high-amplitude characteristics of the audio signal and amplification of low-amplitude characteristics of the audio signal, as well as a feedback module, the input of which is connected to the output of the digital integrator, a phase detector connected to the output of the image module communication, and a differentiator, the input of which is connected to the output of the phase detector, and the output to the delta-sigma modulator, a transceiver connected to the compressor and two-way communication to the processing unit and storage of audio data.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Полезная модель относится к устройству для достижения качественного представления звука в средах с высоким уровнем шума, в частности, к устройству для сжатия аудио-сигнала для передачи по различным каналам передачи данных, содержащих по меньшей мере один аудио-сигнала.The invention relates to a device for achieving high-quality sound representation in environments with a high noise level, in particular, to a device for compressing an audio signal for transmission over various data transmission channels containing at least one audio signal.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Из уровня техники известно устройство для обработки аудио-сигнала, описанное в патенте RU 2407142 C2, опубл. 20.12.2010. Данное устройство осуществляет обработку аудио-сигналов, в том числе сжатие медиа-данных, для их представления в среде с высоким уровнем шума, а также дополнительно обеспечивает способы регулировок с постоянным программированием многодиапазонного эквалайзера, которые компенсируют аномалии, ассоциированные с предполагаемой средой для прослушивания. Недостатком данного устройства является отсутствие фильтрации шумов при сжатии аудио-сигнала, вследствие чего процесс сжатия проходит недостаточно эффективно.The prior art device for processing an audio signal described in patent RU 2407142 C2, publ. 12/20/2010. This device processes audio signals, including compressing media data, to represent them in a high-noise environment, and additionally provides adjustment methods with constant programming of a multi-band equalizer that compensate for anomalies associated with the intended listening environment. The disadvantage of this device is the lack of noise filtering during compression of the audio signal, as a result of which the compression process is not efficient enough.

Данное устройство выбрано в качестве ближайшего аналога.This device is selected as the closest equivalent.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF A USEFUL MODEL

Технической задачей заявленной полезной модели является создание устройства для более эффективного сжатия медиа-данных.The technical task of the claimed utility model is to create a device for more efficient compression of media data.

Техническим результатом является повышение эффективности сжатия медиа-данных для передачи их по медиа-каналу за счет снижения количества шумов в аудио-сигнале.The technical result is to increase the compression efficiency of media data for transmission over a media channel by reducing the amount of noise in the audio signal.

Для достижения технического результата заявленное устройство для сжатия аудио-данных содержит последовательно соединенные: блок обработки и хранения данных, дельта-сигма модулятор с балансировкой заряда, цифровой интегратор, цифровой фильтр низких частот, компрессор, осуществляющий сжатие упомянутого аудио-сигнала посредством ослабления высокоамплитудных характеристик аудио-сигнала и усиления низкоамплитудных характеристик аудио-сигнала, а также модуль обратной связи, вход которого подключен к выходу цифрового интегратора, фазовый детектор, подключенный к выходу модуля обратной связи, и дифференциатор, вход которого подключен к выходу фазового детектора, а выход – к дельта-сигма модулятору, приемопередатчик, подключенный к компрессору и двухсторонней связью к блоку обработки и хранения аудио-данных. To achieve a technical result, the claimed device for compressing audio data contains serially connected: a data processing and storage unit, a delta-sigma modulator with charge balancing, a digital integrator, a digital low-pass filter, a compressor that compresses the mentioned audio signal by attenuating the high-amplitude characteristics of the audio -signal and amplification of low-amplitude characteristics of the audio signal, as well as a feedback module, the input of which is connected to the output of the digital integrator, phases a second detector connected to the output of the feedback module, and a differentiator, the input of which is connected to the output of the phase detector, and the output to the delta-sigma modulator, a transceiver connected to the compressor and two-way communication to the processing unit and storage of audio data.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are significant and are interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.The present utility model is illustrated by a specific example of execution, which, however, is not the only possible one, but clearly demonstrates the possibility of achieving the required technical result.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг. 1 - общий вид заявленного устройства.In FIG. 1 is a general view of the claimed device.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИIMPLEMENTATION OF A USEFUL MODEL

В частности, заявленное устройство 10, приведенное на фиг. 1, содержит: блок обработки и хранения аудио-данных 1, дельта-сигма модулятор с балансировкой заряда 2, цифровой интегратор 3, цифровой фильтр низких частот 4, компрессор 5, модуль обратной связи 6, фазовый детектор 7, дифференциатор 8 и приемопередатчик 9.In particular, the claimed device 10 shown in FIG. 1, contains: an audio data processing and storage unit 1, a charge-balanced delta-sigma modulator 2, a digital integrator 3, a digital low-pass filter 4, a compressor 5, a feedback module 6, a phase detector 7, a differentiator 8, and a transceiver 9.

При поступлении запроса от внешнего устройства на приемопередатчик 9, блок обработки и хранения данных 1 извлекает из запоминающего устройства в соответствии с запросом аудио-данные, содержащие по меньшей мере один аудио-сигнал, который необходимо преобразовать для передачи по каналу передачи данных, после чего указанные аудио-данные поступают в дельта-сигма модулятор 2 и преобразование их из цифрового вида в аналоговый аудио-сигнал осуществляется в соответствии с заданными характеристиками в рабочей полосе частот с учетом сигнала коррекции. Далее сигнал обрабатывается интегратором 3 и интегрированный сигнал от цифрового интегратора 3 поступает на цифровой фильтр 4, который обеспечивает подавление компонентов с частотами выше частоты Котельникова. Далее сигнал с фильтра 4 поступает в компрессор 5, осуществляющий сжатие аудио-сигнала посредством ослабления высокоамплитудных характеристик аудио-сигнала и усиления низкоамплитудных характеристик аудио-сигнала. Сжатый аудио-сигнал поступает на приемопередатчик 9 для его последующей передачи по выбранному каналу передачи данных в соответствии с поступившем запросом.Upon receipt of a request from an external device to the transceiver 9, the data processing and storage unit 1 extracts from the storage device in accordance with the request, audio data containing at least one audio signal that must be converted for transmission over the data channel, after which the audio data is supplied to the delta-sigma modulator 2 and their conversion from digital to analog audio signal is carried out in accordance with the specified characteristics in the working frequency band taking into account the signal projection. Next, the signal is processed by the integrator 3 and the integrated signal from the digital integrator 3 is fed to a digital filter 4, which provides suppression of components with frequencies above the Kotelnikov frequency. Next, the signal from the filter 4 enters the compressor 5, which compresses the audio signal by attenuating the high-amplitude characteristics of the audio signal and amplifying the low-amplitude characteristics of the audio signal. The compressed audio signal is transmitted to the transceiver 9 for its subsequent transmission on the selected data channel in accordance with the request.

Для определения сигнала коррекции в устройство введены модуль обратной связи 6, фазовый детектор 7 и дифференциатор 8. Модуль обратной связи 6 представляет собой дробный делитель частот. Данный модуль принимает с выхода цифрового интегратора интегрированный сигнал, обрабатывает его в соответствии с заданным алгоритмом и передает на фазовый детектор 7 и дифференциатор 8. Алгоритм обработки интегрированного сигнала выбирается в соответствии с величиной погрешности, которую необходимо скорректировать. Фазовый детектор 7 сравнивает полученный сигнал с опорным сигналом и через дифференциатор 8 формирует сигнал коррекции на дельта-сигма модулятор 2. Методы генерирования опорного сигнала на фазовые детекторы хорошо известны из уровня техники и не раскрываются в данной заявке. В качестве примера для генерирования опорного сигнала может быть использован генератор опорного сигнала.To determine the correction signal, a feedback module 6, a phase detector 7, and a differentiator 8 are introduced into the device. Feedback module 6 is a fractional frequency divider. This module receives the integrated signal from the output of the digital integrator, processes it in accordance with a predetermined algorithm, and transfers it to the phase detector 7 and differentiator 8. The integrated signal processing algorithm is selected in accordance with the error value that needs to be adjusted. A phase detector 7 compares the received signal with a reference signal and, through a differentiator 8, generates a correction signal for a delta-sigma modulator 2. Methods of generating a reference signal for phase detectors are well known in the art and are not disclosed in this application. As an example, a reference signal generator may be used to generate a reference signal.

Приемопередатчик 9 может быть выполнен в виде модуля беспроводной связи (такой, как Wi-Fi, Bluetooth и т.д.), или устройства обеспечения проводной связи (USB, RG-59, оптическая связь, Ethernet контроллер и т.д.), и предназначен для передачи сжатого аудио-сигнала, получаемых от блока обработки и хранения аудио-данных 5, на различные устройства пользователя в соответствии с полученным ох них запросом.The transceiver 9 can be made in the form of a wireless communication module (such as Wi-Fi, Bluetooth, etc.), or a wired communication device (USB, RG-59, optical communication, Ethernet controller, etc.), and is intended for transmitting compressed audio signal received from the processing and storage unit of audio data 5 to various user devices in accordance with the received request.

Устройство представляет собой единую конструкцию, а все элементы заявленного устройства могут быть также размещены в едином корпусе, объединенные общей шиной данных.The device is a single design, and all elements of the claimed device can also be placed in a single package, combined by a common data bus.

Заявленное устройство выполняется на базе усовершенствованного вычислительного устройства, такого как, например, персональный компьютер, который включает в себя необходимый набор аппаратных средств, предназначенных для обработки данных. Таким средствами выступают процессорный блок, содержащий один или более процессоров, оперативная память и средство для хранения информации (Flash память, HDD, SSD, ROM, EEPROM и т.п.), которые образуют в заявленном решении блок обработки и хранения аудио-данных 5. Конструкция упомянутого блока 5 зависит от конкретной технической реализации сервера.The claimed device is based on an advanced computing device, such as, for example, a personal computer, which includes the necessary set of hardware designed for data processing. Such means are a processor unit containing one or more processors, RAM and a means for storing information (Flash memory, HDD, SSD, ROM, EEPROM, etc.), which form an audio data processing and storage unit 5 in the claimed solution The design of said block 5 depends on the specific technical implementation of the server.

Таким образом, за счет использования в конструкции устройства дельта-сигма модулятора с балансировкой заряда с цифровым фильтром низких частот, и за счет обеспечения обратной связи для корректировки генерируемого дельта-сигма модулятором сигнала, обеспечивается снижение шумов в аудио-сигнале, вследствие чего сжатый аудио-сигнал занимают меньший объем, а следовательно повышается эффективность сжатия аудиоданных и увеличивается пропускная способность канала передачи данных.Thus, by using a delta-sigma charge-balanced modulator with a digital low-pass filter in the design of the device, and by providing feedback for adjusting the signal generated by the delta-sigma modulator, noise in the audio signal is reduced, resulting in compressed audio the signal takes up less volume, and therefore, the compression efficiency of audio data is increased and the throughput of the data transmission channel is increased.

Claims (1)


Устройство для сжатия медиа-данных, включающих по меньшей мере один аудио-сигнал, содержащее последовательно соединенные: блок обработки и хранения медиа-данных, дельта-сигма модулятор с балансировкой заряда, цифровой интегратор, цифровой фильтр низких частот, компрессор, осуществляющий сжатие упомянутого аудио-сигнала посредством ослабления высокоамплитудных характеристик аудио-сигнала и усиления низкоамплитудных характеристик аудио-сигнала, а также модуль обратной связи, представляющий собой дробный делитель частот, вход которого подключен к выходу цифрового интегратора, причем модуль обратной связи выполнен с возможностью приема интегрированного сигнала с выхода цифрового интегратора, алгоритм обработки которого выбирается в соответствии с величиной погрешности, которую необходимо скорректировать, фазовый детектор, подключенный к выходу модуля обратной связи, и дифференциатор, вход которого подключен к выходу фазового детектора, а выход - к дельта-сигма модулятору, приемопередатчик, подключенный к компрессору и двухсторонней связью к блоку обработки и хранения музыкальных данных, при этом фазовый детектор выполнен с возможностью сравнения полученного интегрированного сигнала от модуля обратной связи с опорным сигналом, и формирования через дифференциатор сигнала коррекции на дельта-сигма модулятор для корректировки генерируемого сигма-дельта модулятором сигнала.

A device for compressing media data comprising at least one audio signal comprising in series connected: a media processing and storage unit, a delta-sigma modulator with charge balancing, a digital integrator, a digital low-pass filter, a compressor that compresses said audio -signal by attenuating the high-amplitude characteristics of the audio signal and amplifying the low-amplitude characteristics of the audio signal, as well as a feedback module, which is a fractional frequency divider, the input of which connected to the output of the digital integrator, and the feedback module is configured to receive an integrated signal from the output of the digital integrator, the processing algorithm of which is selected in accordance with the amount of error that needs to be adjusted, a phase detector connected to the output of the feedback module, and a differentiator, the input of which connected to the output of the phase detector, and the output to the delta-sigma modulator, the transceiver connected to the compressor and two-way communication to the processing unit and stored Nia musical data, wherein the phase detector is adapted to compare the integrated signal obtained from the feedback module with a reference signal and generating a correction signal via a differentiator to the delta-sigma modulator for adjusting the generated sigma-delta modulator signal.
RU2016143166U 2016-11-02 2016-11-02 AUDIO COMPRESSION DEVICE FOR DATA DISTRIBUTION CHANNELS RU169931U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016143166U RU169931U1 (en) 2016-11-02 2016-11-02 AUDIO COMPRESSION DEVICE FOR DATA DISTRIBUTION CHANNELS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016143166U RU169931U1 (en) 2016-11-02 2016-11-02 AUDIO COMPRESSION DEVICE FOR DATA DISTRIBUTION CHANNELS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU169931U1 true RU169931U1 (en) 2017-04-06

Family

ID=58505362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016143166U RU169931U1 (en) 2016-11-02 2016-11-02 AUDIO COMPRESSION DEVICE FOR DATA DISTRIBUTION CHANNELS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU169931U1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6163789A (en) * 1998-11-18 2000-12-19 Oak Technology, Inc. Digital parametric equalizer with symmetrical cut and boost spectrums
EP1517300B1 (en) * 2003-09-15 2007-02-21 STMicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Encoding of audio data
RU2407142C2 (en) * 2004-08-10 2010-12-20 Энтони БОНДЖОВИ System and method of processing audio signal for presentation in high noise level medium
US8019614B2 (en) * 2005-09-02 2011-09-13 Panasonic Corporation Energy shaping apparatus and energy shaping method
RU2543308C2 (en) * 2009-01-21 2015-02-27 Фраунхофер-Гезелльшафт цур Фёрдерунг дер ангевандтен Форшунг Е.Ф. Apparatus, method and computer-readable medium for obtaining parameter describing variation of signal characteristic
RU2563164C2 (en) * 2009-06-29 2015-09-20 Фраунхофер-Гезелльшафт цур Фёердерунг дер ангевандтен Форшунг Е.Ф. Bandwidth expansion coder, bandwidth expansion decoder and phase vocoder

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6163789A (en) * 1998-11-18 2000-12-19 Oak Technology, Inc. Digital parametric equalizer with symmetrical cut and boost spectrums
EP1517300B1 (en) * 2003-09-15 2007-02-21 STMicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Encoding of audio data
RU2407142C2 (en) * 2004-08-10 2010-12-20 Энтони БОНДЖОВИ System and method of processing audio signal for presentation in high noise level medium
US8019614B2 (en) * 2005-09-02 2011-09-13 Panasonic Corporation Energy shaping apparatus and energy shaping method
RU2543308C2 (en) * 2009-01-21 2015-02-27 Фраунхофер-Гезелльшафт цур Фёрдерунг дер ангевандтен Форшунг Е.Ф. Apparatus, method and computer-readable medium for obtaining parameter describing variation of signal characteristic
RU2563164C2 (en) * 2009-06-29 2015-09-20 Фраунхофер-Гезелльшафт цур Фёердерунг дер ангевандтен Форшунг Е.Ф. Bandwidth expansion coder, bandwidth expansion decoder and phase vocoder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2835989A2 (en) System for tuning audio processing features and method thereof
AU2020213326A1 (en) System and method for digital signal processing
AU2014203194A1 (en) System and method for narrow bandwidth digital signal processing
CN104318919B (en) Environment noise elimination method and system and mobile terminal
CN104067520B (en) Clock generator
US10368174B2 (en) Distributed phase locked loop in hearing instruments
JP7013364B2 (en) Wideband adjustable synthesizer system
CN105721365B (en) Noise shaping circuit, digit time converter and noise shaping method
US10547927B1 (en) Systems and methods for processing an audio signal for replay on stereo and multi-channel audio devices
US9059727B2 (en) Hybrid coded audio data streaming apparatus and method
RU169931U1 (en) AUDIO COMPRESSION DEVICE FOR DATA DISTRIBUTION CHANNELS
US20150003502A1 (en) N-Order Noise Shaper
CN109474358B (en) Power detection apparatus, method, device and storage medium for mobile communication
US9084050B2 (en) Systems and methods for remapping an audio range to a human perceivable range
US7576672B2 (en) Adaptive Dynamic Range Control
EP3599775B1 (en) Systems and methods for processing an audio signal for replay on stereo and multi-channel audio devices
US9131454B2 (en) Compensating power spectral density for power levels
AU2018289986A1 (en) Audio signal encoding and decoding
CN1121677C (en) Device for determining quality of output signal to be generated by a signal processing circuit, and method therefor
US20170194013A1 (en) Band expander, reception device, band expanding method for expanding signal band
TWI559781B (en) Piezoelectric speaker driving system and method thereof
KR101253136B1 (en) Method and apparatus for automatic loudness control
CN105553435A (en) Method and apparatus for presetting audio gain curve
CN103714809A (en) Voice transmitting device, voice transmitting method, voice receiving device, and voice receiving method
US20230111979A1 (en) Systems and methods for wireless surround sound

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20181103

NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20191108

MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20201103