CH657934A5

CH657934A5 - Verfahren zur speicherung und wiedergabe eines analogen signales.

Info

Publication number: CH657934A5
Application number: CH920180A
Authority: CH
Inventors: Dieter Dipl-Ing Schwarz
Original assignee: Tekade Felten & Guilleaume
Priority date: 1979-12-13
Filing date: 1980-12-12
Publication date: 1986-09-30
Also published as: GB2066603A; DE2950066C2; DE2950066A1; GB2066603B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Speicherung und Wiedergabe eines analogen Signals gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Verfahren kann z.B. bei automatischen Ansagediensten verwendet werden. Das analoge Signal kann insbesondere ein Sprachsignal sein.

Der Vorschlag, Sprache oder Musik in digital codierter Form in Halbleiterspeichern zu speichern und wiederzugeben, ist aus z.B. DE-OS 2 800 387, bekannt. Bei dieser Speicherung eines Sprachsignals in einem Halbleiterspeicher können allerdings Sprachteile von nennenswerter Länge nur mit grossem Aufwand gespeichert werden.

Wird z.B. ein analoges, über einen CCITT-Kanal übertragbares Sprachsignal nach dem PCM-Verfahren digital codiert, wobei für jedes PCM-Codewort acht Bits vorgesehen sind, so benötigt man zur Speicherung eines Sprachsignals von einer Sekunde Länge einen 64 k Bit-Speicher.

Bei einer binären Codierung des gleichen Sprachsignals nach einem adaptiven Deltamodulationsverfahren beträgt der Speicherbedarf für eine Sekunde Sprechdauer noch 34 k Bit bei vergleichbarer Sprachqualität.

Der Erfindung liegt die Aufgage zugrunde, ein Verfahren zur Speicherung und Wiedergabe eines analogen Signals, insbesondere eines Sprachsignals mit Hilfe eines digitalen Schreib-Lese-Speichers derart anzugeben, dass zur Speicherung möglichst wenig Speicherraum benötigt wird, ohne dabei die Qualität des wiedergebenden Signals zu vermindern.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen geben die abhängigen Patentansprüche an.

Anhand der Figuren soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden.

Die Fig.l zeigt schematisch die Vorgänge beim Speichern des Sprachsignals.

Die Fig. 2 zeigt ebenfalls schematisch die Vorgänge bei der Wiedergabe des in den Speicher eingelesenen Sprachsignals.

In Fig. 1 wird an eine Klemme 1 z.B. das auf einen CCITT-Kanal bandbegrenzte und analoge Sprachsignal gegeben. Über eine Leitung 2 gelangt es an den Eingang eines Codierers 3, der es nach einem Deltamodulationsverfahren binär codiert.

Bei einem solchen Verfahren wird das Sprachsignal z.B. mit einer Frequenz von 34 kHz abgetastet und jeder Abtastwert wird durch nur ein Bit codiert. Die Abtastfrequenz ist also zah-lenmässig gleich der Bitgeschwindigkeit, mit der das codierte Signal am Ausgang des Codierers 3 über eine Leitung 4 an einen Schreib-Lese-Speicher 5 weitergegeben wird. Ein Taktsignal mit der Abtastfrequenz wird dem Codierer 3 über eine Leitung 6 zugeführt. Das gleiche Signal gelangt über eine Leitung 7 an den Eingang des Schreib-Lese-Speichers 5 und steuert das bitweise Einlesen des Ausgangssignals des Codierers 3.

Dieses Ausgangssignal wird auch über eine Leitung 8 an eine Schaltung zur Binärmustererkennung 9 gegeben, die z.B. die Werte von jeweils acht aufeinanderfolgenden Bits speichert und in Abhängigkeit des sich daraus ergebenden Binärmusters ein Signal an eine Auswahlschaltung 10 weitergibt.

An einem solchen Binärmuster lässt sich z.B. in groben Zügen die Änderungsgeschwindigkeit des analogen Eingangssignals erkennen. Ändert sich z.B. das analoge Eingangssignal mit der Zeit nicht — wie das etwa bei Sprachpausen der Fall ist — so erzeugt der Codierer eine Folge von Binärwerten, in der sich Nullen und Einsen regelmässig abwechseln.

Erkennt die Schaltung 9 z.B. ein solches Muster und gibt ein hierfür charakteristisches Signal an die Auswahlschaltung 10 weiter, so wählt diese aus einer Reihe von möglichen Taktsignalen, die von der Schaltung 12 erzeugt werden und die die Frequenz fi bis U haben, dasjenige Signal mit geringster Frequenz aus. Dieses Signal wird über eine Leitung 11 und die Leitungen 6 und 7 gleichzeitig an die Takteingänge des Codierers 3 und des Speichers 5 gelegt.

Dem eben beschriebenen Vorgang liegt die Erkenntnis zugrunde, dass für die Codierung von langsam veränderlichen Signalen nach einem Deltamodulationsverfahren eine geringere Abtastfrequenz notwendig ist als für die Codierung von rasch veränderlichen Signalen, wenn man in beiden Fällen die gleiche Anforderung an die Qualität des decodierten Signals stellt. Werden z.B. die Sprachpausen, die etwa die Hälfte jedes Sprachsignals ausmachen, mit 8 kHz oder einer kleineren Frequenz und der Rest des Sprachsignals mit 34 kHz abgetastet — in diesem Beispiel sind also nur zwei mögliche Abtastfrequenzen vorgesehen — so gibt der Codierer im Mittel (8 + 34)/2 = 21 k Bit pro Sekunde ab. Das bedeutet gegenüber der Einspeicherung ohne Verringerung der Abtastfrequenz während der Sprachpausen eine Speicherraumersparnis von etwa 38%.

Durch eine differenziertere Abstufung der verwendeten Abtastfrequenzen lässt sich die Speicherraumeinsparung noch weiter vergrössern.

Anhand der Fig. 2 soll das Auslesen des gespeicherten Signals aus dem Schreib-Lese-Speicher erläutert werden. In dieser Figur stimmen eine Reihe von Funktionseinheiten mit Funktionseinheiten aus der Fig. 1 überein. Sie sind deshalb mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Über die Leitungen 11,6 und 7 werden ein Decodierer 23 und der Speicher 5 mit gleichem Taktsignal versorgt, d.h., mit der Geschwindigkeit, mit der die Bits aus dem Speicher 5 auf die Leitung 24 gegeben werden, werden sie auch in den Decodierer eingelesen. Die aus dem Schreib-Lese-Speicher 5 ausgele5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

senen Bits werden gleichzeitig über die Leitung 8 der Schaltung 9 zur Erkennung der Binärmuster zugeführt. In eindeutiger Abhängigkeit von dem gerade vorliegenden Muster wird wieder ein Signal an die Auswahlschaltung 10 weitergegeben und durch diese ein neues Taktsignal mit einer der möglichen Frequenzen 5

657 934

fi bis f4 ausgewählt. Dieses Taktsignal wird über die Ausgangsleitung 11 der Schaltung 12 an den Speicher 5 und den Decodierer 23 übertragen. Der Decodierer 23 gibt das decodierte und analoge Signal über eine Leitung 22 an eine Ausgangsklemme 21.

v

1 Blatt Zeichnungen

Claims

657 934

1. Verfahren zur Speicherung und Wiedergabe eines analogen Signals, bei welchem Verfahren das analoge Signal nach einem Deltamodulationsverfahren durch einen Codierer (3) binär codiert und in einen digitalen Schreib-Lese-Speicher (5) eingeschrieben wird bzw. aus dem Schreib-Lese-Speicher (5) ausgelesen und nach einem Deltamodulationsverfahren durch einen Decodierer (23) decodiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Geschwindigkeit, mit der die Bits vom Codierer (3) erzeugt und in den Schreib-Lese-Speicher (5) eingelesen werden bzw. die momentane Geschwindigkeit, mit der die Bits aus dem Schreib-Lese-Speicher (5) ausgelesen und in den Decodierer (23) eingegeben werden, durch den Wert gesteuert wird, den eine charakteristische Grösse des analogen Signals oder des zugehörigen binär codierten Signals zur gleichen Zeit annimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als charakteristische Grösse des analogen Signals das Binärmuster verwendet wird, das sich nach der Codierung oder vor der Codierung aus einer begrenzten Anzahl aufeinanderfolgender Bits ergibt.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die möglichen Binärmuster in zwei Gruppen aufgeteilt werden und dass beim Auftreten eines Binärmusters — je nach dessen Gruppenzugehörigkeit — eine von zwei Bitgeschwindigkeiten eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als charakteristische Grösse die Änderungsgeschwindigkeit des analogen Signals verwendet wird und dass Information über deren Wert ebenfalls digital codiert in den Schreib-Lese-Spei-cher (5) eingegeben wird.