CS195258B2 - Facility for processing the signals with the controlled retardation - Google Patents

Facility for processing the signals with the controlled retardation Download PDF

Info

Publication number
CS195258B2
CS195258B2 CS725500A CS550072A CS195258B2 CS 195258 B2 CS195258 B2 CS 195258B2 CS 725500 A CS725500 A CS 725500A CS 550072 A CS550072 A CS 550072A CS 195258 B2 CS195258 B2 CS 195258B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
signal
delay
line
frequency
output
Prior art date
Application number
CS725500A
Other languages
English (en)
Inventor
Murray M Schiffman
Original Assignee
Murray M Schiffman
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 Murray M Schiffman filed Critical Murray M Schiffman
Publication of CS195258B2 publication Critical patent/CS195258B2/cs

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/02Details
    • H04B3/04Control of transmission; Equalising
    • H04B3/10Control of transmission; Equalising by pilot signal
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00Speech or voice signal processing techniques 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
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K4/00Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
    • H03K4/06Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
    • H03K4/08Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
    • H03K4/48Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices
    • H03K4/50Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth voltage is produced across a capacitor
    • H03K4/501Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth voltage is produced across a capacitor the starting point of the flyback period being determined by the amplitude of the voltage across the capacitor, e.g. by a comparator
    • H03K4/502Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth voltage is produced across a capacitor the starting point of the flyback period being determined by the amplitude of the voltage across the capacitor, e.g. by a comparator the capacitor being charged from a constant-current source
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08Duration or width modulation ; Duty cycle modulation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/66Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for reducing bandwidth of signals; for improving efficiency of transmission
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/66Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for reducing bandwidth of signals; for improving efficiency of transmission
    • H04B1/662Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for reducing bandwidth of signals; for improving efficiency of transmission using a time/frequency relationship, e.g. time compression or expansion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Signal Processing Not Specific To The Method Of Recording And Reproducing (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

Vynález se týká zařízení pro zpracování signálů s řízeným zpožděním, pro reprodukci zvuku z nahodilých plynulých analogových elektrických signálů, představujících např. kódované slyšitelné zvuky řeči apod., přičemž elektrické signály jsou vytvořeny jako analogové ztvárnění slyšitelných zvuků s kmitočtovými složkami, které jsou daným činitelem vázány na kmitočtové složky slyšitelných zvuků.
Předmět vynálezu je vhodný pro zpracování hovorových signálů v lidské řeči nebo podobných signálů do konečného, lidskému posluchači srozumitelnému tvaru při vysílání se složkami, majícími v podstatě přirozený nebo normální kmitočet, avšak v časových intervalech, které se obvykle liší od původních intervalů hovoru.
Kompresní a expansní systémy zvuku, které ' užívají relativního pohybu mezi magnetickým pásmem jako: záznamového prostředí a· vzduchovou mezerou snímací hlavy, která snímá signál zaznamenaný na magnetickém prostředí, jsou dobře známé, jak např. popsáno v americkém patentovém spisu č. 2 352 023. Zařízení tohoto typu jsou ale postižena obvyklými omezeními, vyplývajícími z činnosti, nákladů a váhy zařízení, která užívají hlavně mechanických pohyblivých součástí. Verze časové kompre2 se a expanse se zpožďovacím vedením pro signály v reálném čase je rovněž dobře známa, z amerického patentového spisu č. 1 671151. U tohoto zařízení se hovorový signál šíří po zpožďovacím vedení a pohyblivý snímač opakovaně přejíždí přes zpožďovací vedení a snímá signál šířící se v něm; relativní rychlost mezi snímací hlavou a rychlostí šíření · vlny v prostředí udává kompresi· a expansi šířky pásma za účelem přenášení signálu po úzkopásmovém telefonním vedení. Později, jak je . popsáno v americkém patentovém spisu č. 2 545 831, byly vyloučeny mechanické pohyblivé součásti známých systémů, např. systému podle uvedeného amerického patentového spisu č. 1 671151, použitím postupného elektronického spínání na odbočkách elektrického zpožďovacího vedení, tím se vytvořila komprese nebo expanse frekvence signálu, za účelem jeho- přenášení po úzkopásmovém vedení. Užití postupně snímaného zpožďovacího vedení opatřeného odbočkami, za účelem změny intervalu trvání zaznamenaných hovorových signálů beze změny jejich frekvenčních složek, je popsáno v americkém patentovém spisu č. 3 480 737. Vztažením rychlosti snímání zpožďovacího vedení ku rychlosti šíření ve zpožďovacím prostředí a relativní rychlosti reprodukce zaznamenaného· hovoru, ve srovnání s proneseným hovorem od něhož je odvozen, bylo dosaženo časové expanze nebo komprese zaznamenaného hovorového signálu beze změny jeho frekvenčních složek.
Jiný známý způsob frekvenčně-časové transformace užívá proměnlivého zpožďovacího vedení, řízeného signálem, pro korekci chyb. Systémy tohoto typu zjišťují nežádoucí frekvenční jev, způsobený časovými nepravidelnostmi v sledu periodických impulsů opakovaného signálu nebo takové změny ve zvukovém systému, kde rychlost záznamového prostředí vedeného kolem snímací hlavy podléhá periodickým změnám, jejichž výsledkem je vytváření zvukových nepravidelností, známé jako „pomalé kolísání”. Při reprodukci původního signálu eliminují tyto systémy chyby rychlosti pomocí servořízení časového· zpoždění zpožďovacího vedení, zapojeného do signálového kanálu. Zvukové systémy, které využívají referenční nebo časové signálové stopy s kompenzací · rychlosti . reprodukce pomocí proměnného zpožďovacího vedení, jsou znázorněny např. na obr. 9 amerického patentového spisu č. 3 202 768, kde je znázorněna otevřená smyčka servomechanismu. Americký patentový spis č. 3 347 997 znázorňuje uzavřenou smyčku servomechanismu, která řídí rychlost reprodukce za účelem kompenzace poměrně nízkofrekvenční složky „pomalého kolísání”, zatímco závady vysokofrekvenčního původu, tj. „kolísání”, jsou kompenzovány proměnným zpožďovacím vedením. Funkce · takových kompenzačních systémů závisí na opakující se povaze chybových signálů. Vytvořením zpožďovacího vedení s maximálním časovým zpožděním, úměrným kompenzaci maximálně očekávané chyby, nenarážejí tedy tyto systémy na problém, který by nastal u systému, vyžadujícího neomezené zvýšení velikosti zpoždění, za účelem plynulé modifikace časově-frekvenční povahy signálu.
Známé systémy, pokud se jich užívá pro redukci frekvence hovorového signálu, zatímco stlačují čas nebo šířku pásma daného segmentu hovoru, mají nevyhnutelně za následek vypuštění části · původní ·hovorové vlny. Podíl vypuštěného hovorového signálu k signálu celkovému je přímo úměrný poměru komprese, přičemž ztráta vypuštěním je přirozeně a v základě úměrná tomuto procesu snížení frekvence a komprese času pro zpracování dané části hovoru. Protože se část hovoru, která je přenášena, střídá s částmi, které byly vypuštěny, vytváří otázka spojení za účelem přenášení částí v plynulých časových intervalech určitý problém, pro který už byla navržena různá řešení.
Byla např. navržena šikmá vzduchová mezera v rotující magnetické snímací hlavě nebo šikmý přístup pásky k bodu · styku s rotující vzduchovou mezerou, takže přívod a odvod záznamu na magnetické pásce ke vzduchové mezeře nastane · postupně, protože šikmý směr vytváří přechod od nulového do maximálního styku vzduchové mezery se záznamovým prostředím.
Dále byly navrženy různé obměny, zahrnující užití dvou od sebe rozmístěných snímačů, otáčejících se současně s ohledem na zpožďovací prostředí, · takže na hovor, reprodukovaný se stlačenou šířkou pásma v jednom snímači, je superponován hovor z druhého snímače, který · by byl obvykle vynechán prvním snímačem.
Tyto snahy . po kompenzaci nespojitostí, způsobené periodicky vynechávanými částmi spojité hovorové vlny, bylo v podstatě možné realizovat pouze proto, že výstupní signál je odvozen ze vzorkování na dráze, po níž se šíří hovorový signál. Pomocí takového vzorkování lze totiž dosáhnout toho, že signál, probíhající ve vedení, je správně přístupný v kterémkoli bodě vedení. U výše uvedených korekčních systémů s proměnlivým zpožďovacím vedením nebylo vypuštění části hovoru nebo· jeho kompenzace brány v úvahu. .
Předložený vynález dává kompresně-expansní systémy pro hovorové nebo jiné kódované signály, u nichž aktivním prvkem frekvenčně-časové konverze je zpožďovací vedení, reagující na řídicí signál a zapojené přímo· do dráhy mezí zdrojem signálu a posledním reproduktorem nebo jiným zařízením, které přijímá konvertovanou hovorovou vlnu. Takový systém není bez problému vázaného s časovou kompresí, vyvolaného nespojitostí jako výsledek střídavého vypouštění částí hovorové vlny. Vypuštěná část hovorové vlny může být uložena a potom odstraněna ve zpožďovacím vedení nebo odvedena ze vstupu vstupního . koncového zařízení zpožďovacího. vedení, zapojeného přímo v signálovém kanálu. · V každém musí být tento signál a přechodové jevy vyvolané přepojováním vedení vypuštěny, protože proměnné zpožďovací vedení je opakovaně řízeno zpožďovacím signálem mezi minimálními a maximálními hodnotami zpoždění. Přepojování vedení a vypouštění nastávají současně s požadavkem, aby byl výstupní signál tvořen dvěma přilehlými, . .původně oddělenými částmi hovorové vlny. Proto jsou obě tyto funkce realizovány několika různými provedeními zde popsanými, působícími způsobem shodným s požadavky kladenými parametry vlastního hovorového signálu.
Hlavním účelem vynálezu je vytvořit hovorový kompresně-expansní systém, který užívá proměnného zpožďovacího vedení, řízeného signálem, umístěného přímo v signálním kanálu mezi zdrojem signálu a reproduktorem zvuku. Proměnné zpožďovací vedení je opakovaně provozováno·s hodnotami zpoždění, ležícími mezi maximem a· minimem, za účelem změny frekvenčně-časové charakteristiky zvuku, reprodukovaného z původního signálu.
135258
Podstata · zařízení na zpracování signálů s řízeným zpožděním podle vynálezu spočívá v tom, že obsahuje první řízený zpožďovací obvod s první vstupní svorkou připojenou přes zesilovač k reprodukčnímu zařízení elektrických signálů a s druhou vstupní svorkou připojenou ke kontrolnímu bloku, přičemž výstupní svorka pro výstup signálů z prvního zpožďovacího obvodu s řízeným, periodicky lineárně vzrůstajícím časovým zpožděním pro za . sebou následující hodnoty elektrických signálů je . připojena k výběrovému obvodu, přičemž k reprodukčnímu zařízení a zesilovači je zapojeno ručně ovládané řídicí ústrojí pro kontrolu rychlosti reprodukčního · zařízení a kmitočtové přeměny, a výběrový obvod je opatřen výstupním filtrem.
Výběrový obvod může být spojen s prvním mazacím obvodem a také se zdrojem výplňkových signálů.
Podle jiného provedení je · výběrový obvod spojen . s řízeným zpožďovacím obvodem pro vytvoření složených výstupních signálů odvozených od elektrických signálů připojených ke vstupům prvního řízeného zpožďovacího obvodu a druhého řízeného zpožďovacího obvodu.
K prvnímu řízenému zpožďovacímu obvodu lze také připojit první generátor lineárně vzrůstajících impulsů a k druhému řízenému zpožďovacímu obvodu lze připojit druhý generátor lineárně vzrůstajících impulsů, přičemž generátory lineárně vzrůstajících impulsů jsou spojeny s generátorem sledu impulsů.
Podle výhodného provedení je zesilovač opatřen pásmovým filtrem a může také být opatřen filtrem s proměnlivým mezním kmitočtem ovladatelným řídicím ústrojím.
První řízený zpožďovací obvod lze výhodně opatřit zpožďovací linkou s analogovým znázorněním elektrických signálů.
U dalšího provedení je první řízený zpožďovací obvod opatřen analogovým posuvným segistrem, ke kterému je připojen generátor posouvacího kmitočtu kontrolního bloku.
K výstupu prvního řízeného obvodu lze připojit první mazací obvod a k výstupu druhého zpožďovacího · obvodu lze připojit druhý mazací obvod, přičemž druhý generátor lineárně vzrůstajících impulsů je zapojený pro střídavé vybuzení prvního mazacího obvodu a druhého mazacího obvodu, jejichž výstupy jsou připojeny ke vstupu výběrového obvodu.
Výhodně je generátor posouvacího kmitočtu opatřen zdrojem pevného kmitočtu, připojeným k hradlům a dalším zdrojem odlišného pevného· kmitočtu pro kteroukoliv hodnotu uvedeného činitele, připojeným k hradlům, přičemž v kontrolním bloku jsou zapojena hradla, připojená k analogovému posuvnému registru a hradla připojená k dalšímu analogovému posuvnému registru pro střídavé taktování těchto analogových posuvných registrů uvedenými různými kmitočty pro posuv vstupních signálů do jednoho z uvedených analogových posuvných registrů při jednom hodinovém kmitočtu a pro posuv signálů z druhého analogového posuvného registru při druhém hodinovém kmitočtu, zatímco jiná hradla jsou připojena k výstupům analogových posuvných registrů a výstupy uvedených jiných hradel. jsou zapojeny pro střídavé kombinování výstupů analogových posuvných registrů, když jsou signály taktovány druhou hodinovou frekvencí.
Zařízení podle vynálezu s-e dále vyznačuje tím, · že v prvním řízeném zpožďovacím obvodu je do řady zapojen analogový-číslicový převodník, sériový posuvný registr, který má řiditelnou rychlost ukládacích a čtecích hodinových impulsů, číslicový-analogový převodník a generátor proměnlivého kmitočtu pro řízení sériového posuvného registru.
Sériový posuvný registr lze také výhodně opatřit číslicovým sériovým posuvným registrem.
Vynález bude· blíže popsán s pomocí výkresů, kde · obr. 1/a) až 1/h.j znázorňují diagramy, představující reprodukci hovoru zaznamenaného na magnetické pásce a práci systému podle · předloženého vynálezu při různých stupních komprese, obr. 2/aj a 2/bj jsou diagramy komprese a . expanse znázorňující časové vztahy vstupního a · výstupního signálu, obr. 3/a) · znázorňuje soustavu křivek, představujících různé parametry vyskytující se při zpracování hovoru při různých poměrech komprese větších než jedna, zatímco obr. 3/bj znázorňuje podobné vztahy pro poměry menší než jedna, tj. expanzi, obr. 4/a] až 4/f) znázorňují tvary vln vhodné pro popis tvarů zpracování přechodu mezi sousedními reprodukovanými vzorky · hovoru, obr. 5/a) až 5/d) znázorňují soustavu křivek, představující aktivní zpracování přechodu mezi sousedními vzorky, obr. 6/a) až · 6/e) znázorňující tvary vln, kterých se užívá při popisu systému, který pro vyvolání přechodu mezi sousedními · hovorovými vzorky užívá dvou zpožďovacích vedení, obr. 7 znázorňuje blokový diagram hovorového systému kompresor-expander podle vynálezu, obr. 8/a) až 8/d) znázorňují tvary vln vhodné pro popis operace systému podle obr. 7, obr. 9 znázorňuje blokový diagram systému s dvojím zpožďovacím vedením podle vynálezu, obr. 10/a) až 10/d) znázorňují tvary vln vhodné pro popis operace systému podle obr. 9 pro· kompresi, obr. 11/aj až 11/d) znázorňují průběhy vln vhodné pro popis operace systému podle obr. 9 pro expansi, obr. 12 je dílčí blokový diagram jedné z možných modifikací, obr. · 13/aj až 13/c) znázorňují průběhy vln vhodné pro popis operace modifikovaného systému podle obr. 2 pro kompresi, obr. 14/a) a 14/cj znázorňují průběhy vln, kterých je užito při popisu operace mo195258 diflkovaného systému podle obr. 12 pro expanzi, obr. 15 je dílčí blokový diagram binaurálního systému s ' dvojím zpožďovacím vedením, obr. 16/a) až 16/f) znázorňují průběhy vln vhodné pro popis operace systému podle obr. 15, obr. 17 je dílčí blokový diagram, zařízení pro zpracování hovorového signálu podle vynálezu, užívajícího jako prvku s proměnným zpožděním , analogového posuvného registru, obr, 18 je blokový diagram, znázorňující plnění mezery spojitým signálem v systému, podobném obr. 17, obr. 19 znázorňuje část uspořádání vynálezu s , proměnným zpožděním, tvořeným r-bitovým paralelním číslicovým posuvným registrem, obr. 20 znázorňuje uspořádání vynálezu s proměnným zpožděním, tvořeným sériovým číslicovým posuvným registrem, obr. 21 znázorňuje uspořádání užívající analogovou paměťovou matici pro vytvoření proměnného zpoždění, obr. 22 znázorňuje uspořádání užívající r-bitovou paměť s náhodným výběrem, obr. 23 znázorňuje logický diagram řízení úrovně hradlování přímým nulovým signálem, obr. 24 znázorňuje průběhy vln, kterých se užívá při popisu operace obvodu podle obr. 23, obr. 25 znázorňuje graficky hodinový kmitočet a maximální kmitočet signálu pro systém podle obr. 17, obr. 26 je, blokový diagram systému s dvojím zpožďovacím paměťovým vedením, užívajícího analogový posuvný registr s oddělenými , signály čtecích a zapisovacích hodinových impulsů, a konečně obr. 27/a) a b) znázorňují vlnový diagram hradlovacích řídicích signálů pro systém podle obr. 3.
Před popisem výhodných provedení vynázu budou popsány parametry hovorového signálu týkající se zejména komprese hovoru pro, reprodukci daného hovoru v kratším časovém Intervalu. Vzhledem · k základním ,a nevyhnutelným omezením, provázejícím kompresi hovorového · signálu, bude následující diskuse provedena především s přihlédnutím k způsobu a zařízení používaným při kompresi. Výsledkem kompresního postupu v · času je vypuštění části původní informace, přímo úměrné činiteli komprese, který je rovněž činitelem snižujícím čas potřebný pro podání dané hovorové posloupnosti. Způsob a zařízení lze však · uplatnit i při expansním postupu, přičemž úvahy spojené s užitím reprodukovaných signálů, které zabírají delší časové rozmezí, · než je původní hovorový projev, budou důkladně popsány až v dalším textu. . Systém je také schopen provádět frekvenční transformaci bez odpovídající změny času, za účelem dosažení požadovaného frekvenčního signálu, jaký může být použit při vytvoření hovoru v prostředí, jehož rychlost šíření je rozdílná od rychlosti šíření ve vzduchu. .
Obr. 1 znázorňuje zvláštní systém, užívající zpožďovacího vedení, které vytváří maximální časové zpoždění 6 ms pro kon covou část vzorku. Za předpokladu, · že zpracovávaný signál je omezen frekvenčními složkami mezi 333 a 5000 Hz, · mohou být definovány · některé parametry reprodukčního systému pro kompresi. Magnetická páska 21, na níž je zaznamenán hovorový signál, jehož nejnižší frekvenční , složka je 333 Hz, je znázorněn sinusovou vlnou 22, přičemž páska prochází snímacím převodníkem 23 a je navíjena na navíjecí cívku 24 rychlostí S. Elektricky. signál, vytvořený snímacím převodníkem 23, prochází tvářecím obvodem 25, provádějícím kompresi, a je reprodukován ve formě slyšitelného signálu a reproduktoru 26.
Systém tvořený snímacím převodníkem, 23, navíjecí , hlavou 24, tvářecím obvodem· 25 a reprodukuktorem 26, znázorněný , na obr. 1/a), reprodukuje signál, zaznamenaný na pásce 21, bez frekvenční nebo časové změny v případě, že navíjecí cívka 24 táhne pásku snímacím převodníkem 23 rychlostí . záznamu S. V tomto případě by snímací převodník 25 zavedl pevné, konstantní časové zpoždění jakékoli hodnoty. Takže , v pří-., pádě obr. 1/b), kde c = 1, je znázorněna reprodukce sinusového signálu s frekvencí' 333 Hz pouze se změnou spočívající v , pevném fázovém zpoždění, které bylo zanedbáno.
Pro kompresi hovoru vzrůstá rychlost pásky o činitel c a tvářecí obvod 25 mění zpoždění lineárně od minimální do maximální hodnoty. Jak je znázorněno na křivkách obr. 3/c), 3/d) a 3/e), obnovuje poměr komprese c = 2 pro konečné zpoždění signálu 6 ms, vyžadující zpožďovacího vedení 8 ms, část 12 ms původní zaznamenané, vlny 22, která nyní zachovává polovinu a vypouští polovinu signálu, původně zaujímajícího 24 ms zaznamenaného času. Tato zachovaná část je označena jako „zbytek” a je znázorněna ve formě rychlosti před , zpracováním , v případě obr. 1/c), kdy zahrnuje cykly očíslované 1, 2,, 3 a 4. Působením kompresního procesu a jelikož maximální konečné zpoždění signálu je udržováno na, hodnotě 6 ms, která odpovídá ve zpožďovacím vedení 8 , ms na konci vzorku, je část , 6 ms původní informace představující 12 ms při rychlosti záznamu vynechána a v případě obr. 1/c) je označena „vypuštěná”. Tato vypuštěná část zahrnuje cykly 5, 6, 7 a 8 původní vlny 22 a představuje mezeru v , obsahu informace mezi za sebou následujícími „zbytky”, které jsou reprodukovány jako slyšitelné signály. Tento slyšitelný výstup je znázorněn v případě obr. 1/d), kde „zbytek” je znázorněn jako· část pásky 31, přehrávané rychlosti 2 S a obsahující ,cykly 1 , až 4, které jsou po zpracování účelně roztaženy na část pásky 32, zaujímající původních 12 ms doby záznamu a obsahující cykly 1 až 4, s jejich původní zaznamenanou frekvencí. V případě obr. 1/d) je vyznačeno, že příštím reprodukovaným cyklem je cyklus původní vlny očíslovaný 9, protože cykly 5 až 8 včetně byly vypuštěny. Znázornění hladkého přechodu mezi koncem cyklu 4 a začátkem cyklu 9 v případě obr. 1/d) by nemělo· být považováno za . znázornění reálného stavu signálu, jak by bylo zřejmé z pozorování skutečného signálu ve srovnání s idealisovaným signálem, znázorněným na obr. 1.
Případy na obr. 1/f), 1/g) a 1/h) znázorňují situaci, která nastane, je-li poměr komprese roven pěti, je-li tedy rychlost pásky, tažené snímacím převodníkem 23, pětinásobná proti rychlosti ' záznamu S. Při maximálním konečném zpoždění signálu 6 ms je výsledkem tohoto poměru komprese délka „zbytku” 1,5 ms, obsahující 2½ cyklu vlny 22 o frekvenční složky 333 Hz z obr. 1/a) a opět vypuštěný interval 6 ms, rovný konečnému zpoždění signálu a odpovídající délce zpožďovacího vedení 10 ms na konci vzorku. Mezera v informaci však vzrostla do okamžiku, kdy poslední polovina cyklu 3 a první polovina cyklu 13 a všechny mezilehlé informace původní zaznamenané vlny byly ztraceny vypuštěním a tato mezera v hovoru reprezentuje 30 ms původního zaznamenaného hovoru.
Vztahy mezi parametry kompresního systému hovoru a vztahy, týkající se obsahu informace kódovaného hovoru, ' dávají ve vzájemné relaci specifikaci . optimálních podmínek a poskytují maximální omezení operačního vidu systému . podle vynálezu pro· daný činitel srozumitelnosti. 'Tyto parametry mohou být zkoumány ve vztahu ke zvláštnímu systému pro různé poměry komprese a z tohoto důvodu jsou parametry systému, užívajícího zpožďovacího vedení s maximálním konečným zpožděním ATmax = — 6 ms, uvedeny dále v následující tabulce.
Tabulka I
Typické parametry hovorové komprese
Poměr Kom- Délka Cas repro- Cas Vzorko- Rychlost Počet
prese vedení dukce ,,c” záznamu vací opakování cyklů
c d d Tvss/ ATmax Tvyst/CATmax perioda 1/P vzorku
T výst (ms) T(ms) 1/T (f min =
(ms) = 333 Hz)
1,25 2/9 6 2/3 24/6
1,5 2/5 7 1/5 12/6
2 • 2/3 8 6/6
3 1 . 9 3/6
4 6/5 9 3/5 2/6
5 . 4/3 10 1,5/6
Základ pro frekvenčně-časovou transformaci, které je využito v předloženém vynálezu, může být odvozen následujícím způsobem. Uvažujeme sinusovou vlnu V = = E . sinwt, zaznamenanou magnetofonem. Je-li páska · přehrávána c-násobkem rychlostí původního záznamu, je výsledkem
V = E . sin c . ω t,. (1), kde c označuje poměr komprese. Je-li c > 1, dochází k časové kompresi pro kterýkoli lísek hovoru a je-li c < 1, nastává časová expanze, daná činitelem e = 1/c.
Je-li potom signál přiveden na zpožďovací vedení, jehož zpoždění vzrůstá lineárně s časem rychlostí d, takže dochází ke vzniku průměrného zpoždění signálu c', které představuje zpoždění kteréhokoli bodu vlnovky při průchodu vedením, nabude signál tvaru
V — E sin (c—c'j ω t (2).
Původní signál je obnoven v případě, že zpoždění je cť = cť (pro obnovení) = c — 1/t (3),
30/7,5 30 33,3 10
18/9 18 55,6 6
12/12 12 83,3 4
9/18 9 111 3
8/24 8 125 2 2/3
7,5/30 133 2 1/2
takže c' d 2 -(c + 1) (4)
tedy průměrná rychlost zpoždění vedení, která je definována jako polovina součtu konečné a počáteční hodnoty zpoždění zpožďovacího vedení, která znásobena časem t tvoří zpoždění c't.
Obr. 2/a) znázorňuje diagram vztahu mezi výstupním časem/tvyst vzorku signálu a odpovídajícím vstupním časem tvst. Takže přímka I se sklonem 4 reprezentuje signál se čtyřnásobkem původní · frekvence nebo rychlosti výskytu a periodicitu 1/4, zatímco přímka II se sklonem 1 představuje výsledný obnovený nebo nezměněný signál. Za účelem konverze tohoto signálu, jak je znázorněno přímkou I o sklonu c = 4, na signál znázorněný přímkou II se sklonem las odpovídající sníženou frekvencí, je nutné zvýšit zpoždění vstupního signálu ct/vSt o velikost c't, nebo c—1 (t), jak je znázorněno na přímce III. Takže zbytek signálu, Tvst, má pořadnici, která protíná přímku III v hodnotě pořadnice Tvst a tato hodnota, přičtená k ůsečce času o hodnotě TVst v bodě c TvSt na přímce I, zpožďuje signál na Tvýst na přímce III. Zpoždění dt, zavedené zpožďovacím vedením, .19 52 S8 je znázorněno přímkoiu IV. Takové zpožďovací vedení způsobí zpoždění okamžitého signálu ti o lineárně vzrůstající hodnotu d. t pro interval od tvst do tvyst, jak je znázorněno přímkou IV. Takže, jako v případě koncového signálu v době t = T, tvoří polovina součtu počátečního zpoždění dTvst a koncového zpoždění dTvýst, dává průměrnou hodnotu na přímce IV, rovnou c’Tvst, tedy hodnotu potřebnou pro obnovení.
Platí tedy: c’Tvst = dTVst Η” dTvýst (С-l) Tvst = —I-(Tvst + CTvst)
Obecněji vyjádřeno může být obnovení dosaženo' souhrnným zpožďováním vstupního signálu Tvst 0 hodnotu
T výst f (t)
Tvýst Tvst Tvst *dt — C tvst — (C 1] tvst (5).
Pro lineárně proměnné zpožďovací vedení s rychlostí změny zpoždění d, je f (t) *=' ’= dt a
(C2-1) T2 vst Tvst
C Tvst — (C ljTvst —
t2
Tvýst — Tvst (6), z čehož obdržíme (4)
C’ Tvst = —(C + 1) Tvst.
Platí tedy d — 2 c+1 tedy
I (7) pro c > 1 pro c < 1 platí 0 — d < 2 platí —2 < d < 0.
Na obr. 2/b) jsou znázorněny odpovídající vztahy pro expanzi signálu. Přímka Ie se sklonem 1/4 představuje signál, jehož frekvence je .čtvrtinou frekvence původní rychlosti výskytu. Pro konverzi takového signálu na signál, odpovídající přímce II se sklonem las odpovídající větší frekvencí, je nezbytné snížit zpoždění vstupního Signálu CTvst (= --1— Tvst = —v- Tvst) o hodnotu cť =
z počáteční hodnoty zpoždění c’TVýst. Tato hodnota zpoždění c’ť, posouvá v kterémkoli bodě signál na odpovídající hodnotu pořadnice na přímce II. Zpoždění dť, zavedené zpožďovacím vedením, je znázorněno přímkou IVe. Takové zpožďovací vedení způsobí zpoždění okamžitého signálu lineárně klesající hodnotou d. ť pro interval od tvst do tvýst, jak je znázorněno přímkou IVe. Jako v případě počátečního signálu v čase t — o tvoří tedy polovina součtu počátečního zpoždění —dTVst a jeho koncového zpoždění —dTvýst průměrnou hodnotu zpoždění na přímce IVe rovnou — c’Tvst.
Platí tedy ,T __ dTvst — dTvýst
C Ivst — o
Proces lineárního vzrůstu časového zpoždění nemůže pokračovat neomezeně. Čas od času musí být zpožďovací vedení navráceno do Své původní délky. Je-li tento proces opakován v periodických intervalech, které jsou delší než perioda nejnižší frekvenční složky signálu, budou zbytky původního signálu reprodukovány s úhlovou frekvencí (d—c’) ω a zbytek bude vypuštěn. Je-li splněn vztah (3), pracuje systém tak, jakoby byly vyříznuty části z původní pásky, slepeny dohromady a reprodukovány normální rychlostí. Části signálu lze slyšet se správnou frekvencí, avšak informace je přenesena v kratší době, je-li c > 1. Hovor byl stlačen na 1/c násobek své původní délky.
Hodnoty, uvedené v tabulce I, byly vyneseny do grafu na obr. 3/a). Pro jakýkoliv
X.9 5 2 5'8 daný poměr komprese je doba vzorkování dána křivkou Tvýst a · délka „zbytku” je znázorněna křivkou L,st. Rozdíl mezi těmito dvěma křivkami je vypuštění, které je rovno konečnému zpoždění signálu na konci vzorkovací periody, tj. 6 ms v případě znázorněném na obr. 3/a). je-li ' křivka uvažována při kterémkoli poměru komprese, jako např. c = 5 na obr. 3/a), obdrží se doby trvání „zbytku” a vypuštění pro pásku, běžící rychlostí c — krát větší než je rychlost záznamu a tyto hodnoty, promítnuté do časové osy, znázorňují skutečný původní čas záznamu odpovídajících částí „zbytku” a vypuštění. Jak je vyznačeno pro· c = = 5, je délka zbytku 1,5 ms a vypuštění 6 ms, což představuje 7,5 ms zaznamenané a reprodukované informace a 30 ms informace vypuštěné. Tato poslední hodnota je představována velikostí c ATmax, která je rovněž vynesena do grafu na obr. 3/a).
Pro hovorový signál, jehož nejnižší frekvence 333 Hz má periodu 3 ms, obsahuje délka zbytku 1,5 ms pro c = 5, odpovídající době záznamu 7,5 ms, 2,5 cyklů signálu s frekvencí 333 Hz. Pro všechny· vyšší frekvenční složky v hovorovém signálu bude ve zbytku 1,5 ms obsaženo více cyklů. Délka zbytku by měla překročit periodu nejnižší frekvence, která se vyskytla, tj. měla by zahrnovat alespoň celý cyklus, jinak nebude dosaženo uspokojivé komprese. Jak je vyznačeno na obr. 3/a) pod časovou osou v čase 3 ms, vytvářel by signál 333 Hz v případě, že by byl zpracován vzorkovací periodou o hodnotě blížící se 3 ms, se svými opětně shromážděnými vzorky, stlačený výstup nízké kvality, protože vzorkování by potom způsobilo rušivou nespojitost téměř pro všechny cykly zpracovávaného signálu 333 Hz. Vzorkovací periody, menší než 3 ms, by nedovolily dovršení ani jednoho cyklu, takže výsledný, opětně shromážděný výstup by nejen obsahoval uvedené nespojltosti, ale začal by také vykazovat základní změnu ve své frekvenční charakteristice ve formě vlnové komprese následkem uříznutí špiček · a vytvářely by se chybné frekvence. I když· tato podmínka nepředstavuje reálnou podmínku. pro hovorovou vlnu, následkem komplexní povahy vlnových přůběhů, principem řízení zůstává, že vzorkovací periody, menší než perioda nejnižší vlnové frekvence v hovorovém signálu, neposkytne správnou kompresi.
Vzorkovací periody, větší než perioda nejnižší vlnové frekvence, vytvářejí kompresi a interval přerušení existuje od oblasti, kde vzorkovací perioda je jen o málo větší než perioda nejnižší vlnové frekvence, jak je naznačeno na obr. 3/a) na časové ose mezi hodnotou 3 ms a 6 ms. Výsledkem této periody nespojltosti je deformovaná expandovaná vlna, v níž jev nespojltosti mezi vzorky se krajně projevuje v blízkosti bodu jednoho cyklu a zmenšuje se, když vzrůstá počet cyklů ve vzorku. Jako praktická · hrani ce je na obr. 3/a) označován příklad dva a půl cyklu na vzorek, avšak obecně čím je více cyklů ve vzorku, tím je nižší poruchový činitel.
Aby se zabránilo· krajním poruchám tvořeným vlnami, jejichž vlnové délky jsou větší než vzorkovací perioda, měly by tyto nižší frekvence být odfiltrovány před tím než hovorový signál vstoupí do zpožďovacího· vedení, jinak se tyto nespojité a značně zkreslené vlny šíří po· vedení a dojde k intermodulaci s požadovaným signálem, což může vážně snížit výkon systému.
Pro nižší hodnoty poměru komprese než c = 5 a při zachování Δ Tmax — 6 ms, vzrůstá délka zbytku s tím výsledkem, že skutečná doba vzorku vzrůstá nad 7,5 ms a proto bude ve zbytku přítomno více než minimální počet cyklů složek vln s nejnižší frekvencí. Bylo by tedy na vůli uživatele pracovat s vedením vytvářejícím zpoždění menší než je vyznačených 6 ms pro ATmax, za účelem snížení množství vypuštěných částí.
Uvažujme vypuštěnou část vzorku o konstantní délce 6 ms při kompresi -reprodukce, přičemž skutečná ztráta informace je poměr · komprese krát 6 ms, takže při c — = 5 činí vypuštěná část informace pro každý vzorek 30 ms zaznamenaného času.
Jak je znázorněno na časové ose obr. 2, je touto částí intervalu od 7,5 ms do 37,5 ms· a musí být zkoumán vztah mezi ztrátou informace ku srozumitelnosti reprodukovaného· hovorového signálu.
Obecně představuje lidský hovor extrémně komplexní kódování poměrně omezeného souboru zvuků, zvaných fonémy, které spolu s různými přívlastky hovorového· kódu, jako jsou zvukové-nezvukové složky, výška tónu, tvářecí frekvence a plynulost zvukové šablony, representované zvukovou energií, a její nepřítomností, a ' spojené velmi důležitými přechody mezi jejich časovými složkami tvoří akustický tok s nekonečnou proměnností a mnohostranností. Schopnost lidského ucha přijímat tuto akustickou informaci a systém ucho-mozek pro dekódování informace, není zcela jasná, protože se zdá, že snadno a rychle pochopená informace daleko přesahuje vlastní charakteristiky akustické odezvy ucha jako přijímače.
Na štěstí je schopnost systému ucho-mozek chápat informaci, přenášenou lidskými hovorovými signály, dostatečně dobrá, aby dovolila ztrátu nebo vypuštění značných částí skutečného akustického toku, bez znatelné ztráty ve vnímání a pochopení obsahu informace akustického signálu. Protože pochopení obsahu hovoru klesá rychleji než rozpoznávání jednotlivých slov, je-li hovor pronášen k posluchači vzrůstající rychlostí, může se problém, spojený s · vypuštěním části proudu signálů řešit s přihlédnutím k srozumitelnosti, a v blízkosti bodu, v němž se už zhoršuje srozumitelnost jednotlivých slov. Tohoto bodu je dosaženo tam, kde ztráta nebo přeměna přechodů nebo jiných klíčových složek, představujících spojení mezi zvuky souhlásek a samohlásek, je výsledkem vypuštění mnoha nebo všech daných klíčových složek, takže se změní zřejmý obsah informace styčných, vzájemně zřetězených zbytků. Ještě před tím, než je dosaženo bodu úplné ztráty srozumitelnosti, nastává mez snášenlivosti, následkem nepříjemného pocitu u posluchače při trvalém naslouchání. Je to výsledek nepřirozených zvuků a únavy, která nastává při napjaté koncentraci, nutné při pokusu uvolnit obsah informace při nadměrném odříznutí času.
Za účelem komprese hovoru může být ztráta srozumitelnosti spojena s vypuštěním částí hovoru, obsahujícími významné klíčové složky nebo fonémy. Délka těchto složek se mění, přičemž nejkratší složka je přibližně 10 až 20 ms. Tyto krátké klíčové složky neovládají sice obsah hovoru, avšak vyskytují se s pravidelností postačující k tomu, aby jejich systematická , ztráta byla nežádoucí, a tudíž za požadovanou horní hranicí pro periodu vypouštění je považován interval 30 ms a s výhodou blíže k 15 ms. Zavedením této hranice, vytčené pro srozumitelnost reprodukovaných slabik a slov, může být rychlost pronášení daného hovoru zvyšována, až na hranici pochopení kteréhokoliv posluchače a stupeň obtížnosti s minimálním zřetelem na omezení, k němuž by bylo nutno přihlédnout připustí-li se ztráta nebo zkreslení obsahu slov nebo vytvoření nesprávných klíčových složek ve vzájemně zřetězených kusů hovoru.
Obr. 3/aj znázorňuje vztah vypuštění záznamového času ku kompresi jako lineární funkcí cATmax, přičemž rozmezí od 18 do 30 ms je určeno pro oblast nejistoty vypuštění. Vypuštění 6 ms při c — 5, se tedy promítá do záznamového· intervalu reálného času od doby t = 7,5 ms do t = 37,5 ms, který se blíží dovolené horní hranici vypuštění bez přílišné ztráty srozumitelnosti, jak je to třeba, aby to nepřispělo znatelně ke ztrátě srozumitelnosti vnímaného hovoru. Menší hodnoty c mají za následek menší skutečnou dobu vypuštění, a proto se zlepšuje srozumitelnost zejména těch klíčových složek, které se vyskytují na počátku časové osy, tj. v sousedství 10 ms.
I když tabulka I a obr. 3/aj představují parametry pro typický systém pro kompresi hovoru, jehož konečné zpoždění signálu je 6 ms a definují dosti úzké meze působení, je ovšem zřejmé, že použité principy lze přizpůsobit pro použití i pro působení v širším rozmezí. Změna skutečného frekvenčního pásma hovorového signálu a maximální délka zpožďovacího vedení jsou tedy obě důležitými činitely při návrhu, které ovlivňují výběr poměru zbytku k vypuštěným částem a vzorkovací periodu pro dané rozmezí poměru komprese c. Na druhé straně, skutečné frekvenční rozmezí signá lu je důležité pro· návrh zpožďovacího vedení, které se musí přizpůsobit frekvenčnímu spektru· obsaženému v signálu a takovým kvantitativním a kvalitativním činitelům, jako je akustická výška hlasu, přičemž musí být zachovány všechny nebo pouze některé tvarovací frekvence pro individuální hlas a šířku signálového spektra, v němž je třeba zachovat lineární fázově-frekvenční vlastnosti. Konečný použitý systém bude však obsahovat i vybrané konstrukce, vzhledem k činitelům obsaženým v dále popsaných širokých mezích.
Obr. 3/b) znázorňuje diagram odpovídajících vztahů pro expanzi signálu, ukazující počáteční mezeru, výstupní zbytek a změnu maximální délky zpožďovacího^ vedení s poměrem expanze a pro daný vstupní vzorkovací interval TvSt· Výstupní mezera se objevuje na začátku každé vzorkovací periody a potom se objevuje časově expandovaný zbytek výstupu. Maximální požadované zpoždění dTvSt je rovněž znázorněno· jako funkce poměru expanze e.
O jednom aspektu systému pro kompresi hovoru, popsaného ve spojitosti s obr. 1, dosud nebylo pojednáno, totiž o· chování zvukového výstupu reproduktoru 26 v případě, že tvářecí obvod 25 s proměnným zpožděním je na konci periody přepínán z maximálního na minimální zpoždění. Právě před přepnutím je na zpožďovacím vedení hovorový signál, určený k vypuštění, a je-li vedení okamžitě přepnuto na nulové zpoždění, bude celá tato informace zastoupena ve značně zhuštěné formě ve výstupním signálu, ledaže by byla škrtnuta nebo předběžně vymazána. U obvyklého zpožďovacího vedení, užívajícího členů R a L nebo C, se prakticky vyskytuje časový interval, požadovaný pro přepínání vedení z maximálního na minimální zpoždění. Bylo zjištěno, že i když vedení neobsahuje žádnou signálovou informaci, je s tímto přepínáním vedení přece jen spojena značná minimální časová konstanta, což vytváří rušivý přechodový jev ve výstupním signálu, kde je rychlost opakování tohoto přechodového jevu reciproční hodnotou vzorkovací periody. Následkem omezení daných parametry systému, jak bylo výše popsáno, je tato spínací frekvence a složky spektra samotnělo přechodového jevu rovněž v zvukové oblasti. Budou tedy přítomny jako značně nepříjemné intermodulační složky ve zvukovém výstupu zařízení. Předložený vynález poskytuje celou řadu způsobů pro potlačení přechodového jevu a uspořádání pro překlenutí hovorové mezery, za účelem minimalizace uvedených nepříjemných šumových jevů. U složitějších systémů dále zlepšuje zavedení , nepravých nebo skutečných složek hovoru přechod od jednoho vzorku k dalšímu a může být upraveno pro vyplnění části, která je vypuštěna při kompresi.
Na obr. 4 je znázorněna část vlny 333 Hz v bodě přechodu, znázorněném na obr. 1/dj, u níž cyklus 4 a cyklus 9 původně zaznamenané vlny 333 Hz jsou znázorněny jako hladká nepřerušená sinusová vlna. Spojení mezi koncem cyklu 4 a počátkem cyklu 9 v bodě 41, je sice znázorněno jako spojitá část sinusové vlny, ale ve skutečnosti, jak bylo výše uvedeno, takto nikdy neprobíhá v neselektivním periodickém vzorkování nezávislých komplexních průběhů vln. Místo bodu 41 hladkého přechodu je třeba očekávat nespojitost mezi koncem jedné části a počátkem další části v po sobě následujících vzorcích. Tato nespojitost by nepochybně nemusela vést ke ztrátě srozumitelnosti, pokud . by se neobjevil přechodný jev připínání vedení, buď zatíženého, nebo nezatíženého, právě v tomto časovém . okamžiku. Protože tento přechodový jev vyvolává značně rušivý zvukový výstup ze systému, musí být eliminován a pro tento účel může být přiveden hradlový signál, viz obr. 4/b), symetricky vzhledem k bodu 41 přechodu, za účelem vytvoření výstupního signálu, znázorněného na obr. 4/c). Je-li hradlo dostatečně dlouhé, aby zahrnulo přechodový jev vyvolaný přepínáním vedení, je takto vytvořený zvukový šum eliminován. I když je zlepšení, dosažené touto cestou významné, není ideální, protože zavedení hradlového signálu ve zvukové oblasti je samo slyšitelné · jako opakující se nespojitá mezera, která se intermoduluje se zvukovým signálem. Tento jev může být redukován užitím výstupního filtru, navrženého pro určitou rychlost opakování a šířku hradlového signálu, za účelem vyhlazení náhlého přechodu, znázorněného na obr. 4/c), přičemž výstupní odezva je vyznačena na obr. 4/d).
Dalšího zlepšení lze dosáhnout užitím hradlového signálu ve formě signálu, řídícího zisk a odříznutím přechodů při „vypnuto” a snad i „zapnuto”, takže je dosaženo pozvolného· přechodu zvukového výstupu ze stavu „vypnuto” k „zapnuto”. Výsledkem je poměrně hladký přechod, znázorněný na obr. 4/f). Účelem je minimalizovat mezerový jev, který má o sobě zvukovou charakteristiku a může působit jako klíčový prvek. Zúžení zadní hrany hradlového impulsu tomu značně napomáhá, zatímco předčasný začátek nebo poměrné zpoždění hovorového signálu by byl výhodný pro pozvolný začátek náběhové hrany. Těmito relativně jednoduchými opatřeními je dosaženo hladkého přechodu mezi sousedními částmi, které jsou při operaci kompresně vypouštěcího procesu nespojitě spojeny, v míře vhodné pro mnohé aplikace.
Na obr. 5 jsou znázorněna složitější opatření pro překlenutí mezery mezi sousedními vzorky, která budou dále popsána. Jak znázorněno na obr. 5/a), představuje nespojitý přechod, který je obvykle nutno očekávat, ostrou nespojitost v hovorovém . signálu a na něj je superponován zvukový přechodový jev z přepínání vedení, jak bylo výše popsáno. Zavedením dostatečně široké ho hradlového signálu, podle obr. 5/b), který zahrnuje i přechodový jev z přepínání vedení a úpravou hradlového signálu, aby spadal do nulové úrovně a mají-li změny sousedních zpracovávaných signálů stejný směr, může být dosaženo hradlovacího přechodu s nulovou úrovní, jak je znázorněno na obr. 5/c). Bylo shledáno, že tento přechod, který je prost šumu, z přepínání vedení, a který v podstatě prodlužuje existující úroveň signálu s nulovou amplitudou během intervalu hradla, ruší průměrného posluchače málo nebo vůbec ne.
Vzhledem k podstatě jevu lidského sluchu, zejména schopnosti ucha syntetizovat hovor a soustředit se na tento hovor dokonce i v přítomnosti šumu a hluku, měžo být za určitých okolností užitečné zavést nepravou či skutečnou složku hovoru do intervalu nulové úrovně, označeného na obr. 5^c). Za tímto účelem lze vsunout do hovoru vhodně zvolený šum nebo signálové složky s přibližně stejnou amplitudou a frekvencí, do jinak tichého mezerového intervalu. Toto uspořádání vynálezu je vyznačeno· na obr. 5/d). Kde je nutno zaplnit mezeru šumovými složkami, lze snadno použít během hradlovacího intervalu vhodného zdroje a symetrického přepínání pro zavedení šumu, ze zdroje do signálového kanálu.
Obr. 6 znázorňuje výhodnou formu plnění mezery. Je · tu použito dvou zpožďovacích vedení, řízených signálem. Hovorový signál je přiveden na obě zpožďovací vedení, označená jako kanál A a kanál B na obr. 6/a) a 6/b), přičemž tato dvě vedení jsou řízena signálem, aby vykazovala symerické, komplementární amplitudové charakteristiky a překrývající se charakteristiky proměnného zpoždění, znázorněné na obr. 6/c) a 6/d). Zde jsou signály řídící zpoždění, znázorněné na obr. 6/d), fázovány tak, aby se překrývaly alespoň v takové části odpovídající přechodové části charakteristik řízení zisku dle obr. 6/c). Vstupy obou zpožďovacích kanálů A a B jsou kombinovány k vytvoření kombinovaného výstupu, . znázorněného na obr. 6/e).
Obecně je délka zpožďovacích vedení, kterých je užito pro kanály A a B · na obr. 6, složena z jednoho zpožďovacího vedení plné délky a jednoho kratšího· zpožďovacího · vedení pro střádání signálu, kterého je užito pro účely naplnění mezery. Toto uspořádání snižuje náklady na zařízení, tvořené vícenásobnými zpožďovacími vedeními, potřebnými pro· dosažení maximální délky zpoždění pro požadavky na výkon systému. Na druhé straně pro systémy, u nichž nejsou náklady primárním faktorem, může být užito dvou vedení s proměnným zpožděním plné délky, jejichž řídicí signály mohou být přiváděny střídavě, takže signálový kanál vede nejprve jedním a potom druhým zpožďovacím vedením. Tím je dána celková perioda signálu pro přepnutí neaktivního zpožďovacího vedení zpět na podmínku mi19 nimálního zpoždění před jeho užitím pro opětný přenos signálu. Pro taková symetrická zpožďovací vedení může být opět účelné uplatnit určité překrytí během přechodu, jak je znázorněno na obr. 6/d) s vhodnými signály, pro řízení zisku, které jsou aplikovány způsobem vyznačeným na obr. 6/c).
Podle obr. 7 bude nyní popsán základní systém pro kompresi a expansi hovoru podle vynálezu. Tento systém obsahuje zařízení 51 pro reprodukci proměnnou rychlostí, které je znázorněno jako zařízení pro dopravu pásky s ručním voličem 52 rychlosti. Signál, odvozený od dopravy pásky kolem magnetického snímacího převodníku je přiváděn k zesilovači 53 s automatickým řízením zesílení, v němž signál rovněž prochází pásmovou propustí, která vykazuje nastavitelný nízký a vysoký mezní kmitočet. Výběr mezních kmitočtů pro filtr může být proveden ručním voličem 52 ve spojení s volbou rychlosti reprodukce pro reprodukční zařízení 51. Ruční volič 52 rovněž dodává signál pro řízení amplitudy k řídicímu obvodu 54 pro jemné nastavení akustické výšky zvuku, který - vysílá po vedení 55 signál pro řízení konečné amplitudy lineárně vzrůstajícího průběhu vlny, která řídí vedení s proměnným zpožděním, jak bude popsáno dále.
Po průchodu signálu zesilovače 53 a filtrem vstupuje signál do prvního řízeného zpožďovacího obvodu 56, typicky tvořeného vedením s proměnlivým zpožděním, které může být signálem řízeno mezi minimální a maximální hranici zpoždění. Tento řídicí signál, přiváděný po vedení 57, je odvozen od kontrolního bloku 58, typicky tvořeného amplitudovým měničem lineárně vzrůstajících impulsů, který na svém vstupu přijímá buď kompresní trojúhelníkový průběh vlny, přiváděný vedením 59, nebo expansní inversní průběh na vedení 59, který se objeví na vedení 61 po průchodu invertorem 62. Na jedno nebo druhé z vedení 59 a 61 - je přiváděn lineárně-stoupající průběh vlny, závislý na nastavení spínače 63, který přivádí základní lineárně stoupající průběh vlny z generátoru 64 sledu lineárně stoupajících impulsů. Opakovači periodu lineárně stoupajícího průběhu vlny lze nastavit ručně ovládaným řídicím ústrojím 65. Impuls totožný s nulováním lineární části lineárně - stoupajícího průběhu vlny se objeví na vedení 66 a je přiváděn ke generátoru 67 mazacích impulsů k vytvoření výstupních mazacích impulsů, jejichž šířka může být řízena ručním nastavovacím zařízením 68, a které jsou synchronizovány s výstupním impulsem na vedení 66.
Výstup prvního zpožďovacího obvodu 56 s proměnným zpožděním je přiveden k mazacímu obvodu 71, který typicky má zesílení, a který přenáší nebo blokuje signál, závislý na mazacím impulsu B, přiváděném do vedení 72 z generátoru 67 mazacích impulsů, přičemž v nepřítomnosti mazacího im pulsu B je zpožďovací signál přiváděn k ' výběrovému obvodu 7^, který typicky má pásmovou propust pro kovové kmitočty, jejíž výstup je připojen k reproduktoru zvuku 74.
Přídavně k pevně stanovené amplitudovévýchylce lnieárně vzrůstajícího napěťového signálu z generátoru 64, který je řízen ručním - řídicím zařízením 52, může být absolutní úroveň přiváděného napětí řízena zařízením 60 pro nastavení úrovně. Vedení 56 s proměnným zpožděním může být obecně jakéhokoli známého typu, zejména může být tvořeno 360 stupni RC-filtrů,- kde je derivační odpor tvořen FETem nebo jiným polovodičovým uspořádáním, které mění svůj odpor v závislosti na řízeném napětí nebo proudu. Taková zpožďovací vedení v podstatě pracují nejlépe s ohledem na zkreslení signálu, který jimi prochází, je-li fázové zpoždění jednoho stupně stále udržováno pod maximální možnou hodnotou 90°. Podle toho - může být vedení navrženo pro práci s fázovým zpožděním maximálně 45 až 60°, na stupeň, přičemž počet stupňů je potom určen z nerovnosti N - > - (6 nebo 8] sfímax) Δ Tmax. V této nerovnosti čísla 6 a 8 představují počet stupňů na elektrický cyklus nejvyššího kmitočtu, kterými je třeba projít, aby fázové zpoždění odpovídalo 60° nebo 45°, jako maximální fázový posuv na stupeň, jehož se má užít. Hodnota c je poměr komprese, hodnota fmax je nejvyšší frekvence, procházející vedením- a AT je maximální požadované zpoždění signálu, které je stanoveno maximálně přípustným intervalem vypuštění, který byl popsán výše. Je ovšem známo mnoho ostatních konstrukcí zpožďovacích vedení, které je možno řídit signálem, přičemž předložený vynález není omezen jakoukoli zvláštní formou zpožďovacího vedení.
Funkce systému podle obr. 7 bude popsána v souvislosti -s obr. 8/a ] a 8/bj. Průběh vlny 81 má periodu, nastavitelnou pomocí ručního řídicího zařízení 65, pro vytvoření asymetrického pilovitého průběhu vlny 82, čímž se vytváří poměrně dlouhé negativní lineární napětí, následované krátkým positivním lineárním- napětím. Tohoto průběhu vlny je užito přímo na vedení 59 pro kompresi hovoru, zatímco po inverzi v invertoru 62 je jeho inverzního průběhu užito ve vedení 61 pro expanzí. Expanzní průběh vlny 83 je vyznačen čárkovanou čarou na obr. 8/a). Pro vedení 56 s proměnným zpožděním, jehož zpoždění vzrůstá tehdy, stává-li se řídicí napětí zápornějším, mají průběhy vln 82 a 83 správný smysl pro řízení zpožďovacího- intervalu, přičemž velikost zpoždění je určena ručním řídicím zařízením 52 pro řízení amplitudy vzhledem k úrovni napětí, nastavené zařízením 60 pro nastavení úrovně. Takže pracovní bod ve výchylce průběhu vlny 82 je vybrán pro daný poměr komprese ve spojení s vzorkovací periodou, kterou bude předem stanovena kom21 binace pro jakýkoli daný poměr komprese, za ' předpokladu, že maximální zpoždění ATmax ve vedení 56 ' je dáno pevnou hodnotou, získanou výběrem délky vedení podle hodnoty d . TVyst podle obr. 3/a) a tabulky I pro požadovaný poměr komprese.
Není-ll maximální zpoždění signálu udržováno na konstantní hodnotě, bude se odpovídajícím způsobem měnit perioda vypouštění, jako je patrno z popisu obr. 1 a bude nutno odpovídajícím způsobem nastavit amplitudu vlny pro· dosažení· sklonu d, požadovaného pro poměr komprese c. . Podobné úvahy se týkají sklonu křivky vlny 83, který musí být uveden na svoou odpovídající hodnotu d pro poměr expanse e.
Práce generátoru 67 mazacích impulsů spočívá ve vytvoření impulsu 84, viz obr. 8/ /b), který má předem stanovenou šířku, jako odezvu na spouštěcí impuls signálu 81 se vzorkovací periodou přijímaného po vedení 66. Tento impuls může být přiveden ve formě řízení zisku k mazacímu obvodu 92, který modifikuje výběhovou hranu, jak bylo už výše popsáno, ke snížení signálu přechodového jevu a k vytvoření postupného počátku zvukových signálů hlasu, které jsou vedeny k reproduktoru 74, Šířka B mazacího mipulsu je vybrána ručním nastavovacím zařízením 68 a je normálně zvolena s dobou trvání postačující k tomu, aby krátká strmá lineární část lineárně vzrůstajícího průběhu vlny mohla vrátit zpožďovací vedení 56 na jeho nulovou nebo minimální hodnotu zpoždění a rozptýlit energii signálu v tomto vedení nebo přechodový jev vyvolaný přepínáním vedení samotného před otevřením signálového kanálu, který napájí reproduktor zvuku 74 energií následujících segmentů hovorového signálu.
Mazací perioda B a perioda B pro expansní vid jsou znázorněny na obr. 8/cj. Expandované zbytky s počáteční výstupní mezerou jsou znázorněny na obr. 8/d).
Systému podle obr. 7 může být použito pro dosazení gumových nebo nepravých signálů pro zaplněné mezery, což odpovídá systému, popsanému ve spojitosti s obr. 5. Pro tento účel je užito zdroje 75 výplňkových signálů, který přivádí vstupní signál na výběrový obvod 73 během mazacího intervalu. Pomocí vypínače 76 může se toto vyplňování mezery během mazacího intervalu volitelným způsobem zapojit. Signál pro plnění mezery může být odvozen z · výstupního hovorového signálu zesilovače 53.
Na obr. 9 je znázorněno obměněné provedení vynálezu, které je zvláště vhodné pro realizaci různých postupů · plnění mezery u popsaných systémů pro kompresi hovoru. Části obr. 9, které jsou v podstatě totožné s částmi na obr. 7, jsou opatřeny stejnými vztahovými značkami. Budou proto dále popsány pouze přídavné znaky a změny. Současně s vedením 56 s proměnným zpožděním přijímá signální vlnu ze zesilovače 53 druhé zpožďovací vedení 91 s pro měnným zpožděním. Výstupy zpožďovacích vedení 56 a 91 jsou spojeny s mazacími obvody 92 a 93, které jsou komplementární. Signály, procházející těmito mazacími obvody 92 a 93 jsou zesíleny a filtrovány ve výběrovém obvodu 73 a jsou vedeny k reproduktoru 74 zvuku, jak už bylo popsáno.
Generátor 94 vytváří sled impulsů, znázorněný na obr. 10/a) mající volitelnou opakovací frekvencí impulsů, určenou nastavením ručního řídicího zařízení 65. Tím je pevně stanovena základní vzorkovací perioda. Výstupní impuls z generátoru 94 je zpožďován ve zpožďovací jednotce 95 a přiveden k prvnímu generátoru 96 lineárně vzrůstajících impulsů, zatímco v nezpožděné formě je veden k druhému generátoru 97 lineárně vzrůstajících impulsů. Na generátory 96 a 97 lineárně vzrůstajících impulsů působí řízení úrovně průběhu vlny z ručního zařízení 60 pro nastavení úrovně a řízení lineárního vzrůstu amplitudy vlny z ručního řídicího zařízení 52. Jak bylo výše uvedeno, lze použít řídicího obvodu 54 pro jemné nastavení akustické výšky, za účelem malé změny sklonu lineárně vzrůstajícího impulsu jako nastavení akustické výšky hlasu účinných měněním frekvenční konverze v malém rozmezí. Dále lze velikost mazacího intervalu každého generátoru nastavit nastavovacími zařízeními 68 a 70. Výstupy generátorů 96 a 97 lineárně vzrůstajících pulsů jsou jednotlivě připojeny na zpož'ďovací vedení 56 a 91, k řízení časového zpoždění signálů, procházejících odpovídajícími vedeními, v souhlase s přiváděnými řídicími signály. Pomocí výběrového ovládání činitelů s a e může · se vybrat smysl sklonu lineárně vzrůstajícího průběhu vlny pro kompresi nebo expansi. .
Ovládací prvky pro řízení úrovně a amplitudy pro nastavení příslušných generátorů· 98 a 97 lineárně vzrůstajících impulsů jsou s výhodou · vzájemně nastavitelné, aby umožnily výběr vztahu mezi oběma lineárně vzrůstajícími průběhy vln. Je-li zpoždění a fázování zpožďovací jednotky 95 nastavitelné, lze rovněž dosáhnout jakéhokoliv požadovaného překrytí zpožďovacích vedení. Je rovněž možné nově uspořádat složky tak, aby vykazovaly komplementární hradlování na vstupech dvou zpožďovacích vedení 56 a 31 s výstupy přepínanými tak, aby docházelo ke kombinaci ve společném kanále, vedoucím k zesilovači 53. Tato alternativa vypouští část hovorového signálu, které není u každého vedení využito dříve než vstupuje do vedení, čímž odstraňuje nutnost rozptýlení těchto· částí v případě, že jsou vedení přepínána mezi aktivními periodami.
S odvoláním na obr. 10 bude nyní popsána funkce systému pro kompresi hovoru, znázorněného na obr. 9. Generátor 94 sledil impulsů vytváří časovači průběh vlny, znázorněný na obr. 10/a). Tento puls spouští přechod průběhu vlny C2 u generátoru 97 lineárně vzrůstajících pulsů, který generu19 5 2 5 23 je mazací impuls, označený na obr. 10/c/m s předem stanovenou šířkou В a B, která je určena ručním nastavovacím zařízením 68 pro řízení šířky mazacího pulsu. Po uplynutí zpoždění, označeného na obr. ID/Ь) spouští impuls z generátoru 94 generátor 96 lineárně vzrůstajících impulsů, který vytváří průběh vlny Cl, znázorněný na obr. 10/b). Pomocí tohoto uspořádání je řídicí vlna Cl pro zpožďovací vedení 56 časově překrývána průběhem vlny C2, vykazující sklon ve stejném smyslu a překlenující průběh lineárně stoupající vlny Cl se strmým sklonem opačného směru. Pomocí asymetrických časových intervalů, znázorněných na obr. 10, lze realizovat uspořádání pro různé operační vidy plnění mezery, znázorněné na obr. 5 a 6. Dává-li se vlnám Cl а C2 takový průběh, že vykazují symetricky vzrůstající a klesající části, je uspořádání vhodné pro střídavé přepínání vedení 56 a 91, к vytvoření střídavě stlačovaných nebo expandovaných částí hovorového vzorku. Výběr poměrných délek vzorků, procházejících vedením 56 a 91, bude obecně dán výrobními náklady zpožďovacích vedení. Pro hlavní zpožďovací vedení 56 přiměřené délky, pro požadovaný poměr komprese, bude obecně hospodárnější poměrně kratší vedení 91, jehož je užito pouze к plnění mezery. Na druhé straně dvě vedení plné délky, která jsou střídavě aktivní vzhledem к průchodu zbytků hovorového vzorku, čímž vytvářejí přiměřené doby pro neaktivní vedení, které se vrací do stavu svého minimálního zpoždění, zajišťují pro hladké přechody jakékoliv požadované překrytí a maximální časový interval pro vybíjení vedení do stavu minimálního zpoždění dříve než dojde к zpracování dalšího hovorového vzorku. Činnost systému podle obr. 9 při funkci ve vidu plnění mezery je vyznačena na obr. 10/d) a v podstatě odpovídá činnosti, která byla dříve popsána s ohledem na obr. 5.
Činnost systému podle obr. 9 pro hovorovou expanzi, tj. zvětšení doby trvání pro daný přednes hovoru a zvětšení jeho frekvenčních složek z reproduktoru, snímaný při nižší rychlosti než je rychlost záznamu, je znázorněna na obr. 11. Generátory 96 a 97 lineárně vzrůstajících průběhů mají invertované výstupy pro vytváření expanzních průběhů vln El а E2, znázorněných na obr. 11/a) a 11/c), přičemž průběh mazací vlny byl symetrizován, takže zpožďovacích vedení 56 a 91 je užíváno střídavě pro přibližně stejné periody. Následkem povahy expanze hovoru se bude vždy objevovat mezera ve výstupu signálu, protože vedení jsou řízena pro změnu z maximální hodnoty zpoždění na začátku к minimální nebo nulové hodnotě zpoždění na konci vzorku. Je-li tedy vedení přepojeno na maximální zpoždění, vznikne nevyhnutelně časová mezera dříve než se objeví zpožděný signál z výstupního konce vedení. Při aplikaci řídicího sledu, naznačeného na obr. 11, se hovorové vzorky, zpracovávané vedeními 56 a 91, překrývají, takže vyplňují mezeru, jak je naznačeno na obr. 11/d) plně a čárkovaně zakreslenými zbytky signálů El а E2. Přítomnost nepatrného překrytí v reprodukovaném signálu neovlivňuje značně srozumitelnost; protože se zpravidla neprojevuje, a při nejhorším může být jejím výsledkem slabá ozvěna typu, s nímž se lze obvykle setkat v telefonním rozhovoru. Časově expandovaný průběh hovorové vlny získané operačním videm, vyznačeným na obr. 11, je užitečný pro rozpoznání a pochopení obtížných pasáží a pro analýzu a studium cizích jazyků a podobně.
Systém, znázorněný na obr. 12, představuje zjednodušení systému na obr. 9, kde je místo druhého vedení 91 s proměnlivým zpožděním na obr. 9 užito vedení 101 s pevným zpožděním. Řízení mazacích obvodů 92’, 93’ je zjednodušeno tím, že mazací impuls В proměnné šířky, odvozený od generátoru 94 sledu impulsů, vytváří odpovídajícím způsobem mezery ve výstupních signálech, které byly zpožděny průchody vedením 56 s proměnným zpožděním. Pevné zpoždění vedení 101 je zvoleno tak, aby dále zpožďovalo některou část signálu ze zpožďovacího vedení 56 o hodnotu, dostatečnou к plnění mezery, způsobené mazacím impulsem B. Tím se v podstatě opakuje některá část každého zbytku hovoru, zatímco vedení 56 s proměnným zpožděním je přepnuto zpět do stavu minimální hodnoty zpoždění. Toto opakování není opět závadné a může pouze zavést slabou ozvěnu, která je mnohem méně závadná než přítomnost mezery v hovorovém signálu. Tento sled operací je znázorněn na obr. 13, kde se proměnný zbytek Cv a pevný zbytek Cf střídají na výstupu.
Expanzní operační vid obvodu podle obr. 12 je znázorněn na obr. 14, kde jsou lineárně vzrůstající signály invertovány pro vytvoření expanzního průběhu vlny, která řídí zpožďovací vedení 56 tak, že se jeho zpoždění mění od maximální do minimální hodnoty po dobu lineárně vzrůstající části Ё, znázorněné na obr. 14/a). Průběh mazací vlný В je zvolen tak, aby prošla ta část zbytku signálu, která při vhodně zvoleném zpoždění vyplní mezeru mezi zbytky ve výstupu, jak je znázorněno na obr. 14/c). Výstup je tedy tvořen spojitým signálem, složeným ze střídajících se zbytků Ef a Ev.
Systém podle obr. 12 by mohl být dále zjednodušen eliminací zpožďovacího vedení 101 a uplatněním hradla 93’ pro zavedení jakéhokoliv nepravého nebo zvukového signálu z vhodného zdroje do mezerového intervalu, který by simuloval frekvenční obsah skutečného hovorového signálu. I když . by byla tato verze méně žádoucí než užití skutečného hovorového signálu pro vyplnění mezery, byla by nicméně lepší než reprodukce hovorového signálu v přítomnosti mezer v hovoru, protože efekt slyšitelnosti mezer se stává ' škodlivým pro rozpoznání obsahu · hovoru, . zejména při větších poměrech komprese. Tato modifikace poskytuje operační . vid, podobný naplnění mezery libovolným zvukem, popsanému v souvislosti s obr. 7.
Obr. 15 znázorňuje modifikaci vynálezu pro binaurální zpracování. Hovorový signál z pásmové propusti 53 se přivádí na symetrická zpožďovací vedení s proměnným zpožděním VDL1 a VDL2, řízené generátorem vlnových průběhů 102. Výstup VDL1 je přiveden na vstup hradel M3 a 106. Zpožďovací vedení VDJL1 je řízeno tak, aby se jeho zpoždění měnilo lineárně způsobem, odpovídajícím průběhu vlny obr. ' 16/cj. Zpožďovací vedení VDL2 je řízeno tak, aby se jeho zpoždění měnilo lineárně způsobem, odpovídajícím průběhu vlny na obr. 16/d). Každý z těchto průběhů vln má svůj rychlý zpětný přechod ve středu lineární části zpoždění druhého průběhu.
Hradla 103 a 106 jsou řízena · hradlovacími vlnami Bi a Bi, znázorněnými na obr. 16/e). Hradlo 103 je otevřeno pro průchod signálu během Bi a uzavřeno během Bi. Hradlo 106 je uzavřeno během Bi a otevřeno pro průchod signálu během Bi. Zesilovač 107 kombinuje výstupy hradel 103 a 106 a přivádí kombinovaný signál ke zvukovému reproduktoru 108.
Hradla 104 a 105 jsou řízena hradlovacími vlnami B2 a B2, znázorněnými na obr. 16/f). Hradlo 104_ je otevřeno pro průchod signálu během B2 a uzavřeno během B2. Hradlo 105 je uzavřeno během B2 a otevřeno pro průchod signálu během B2. Zesilovač 109 kombinuje výstupy hradel 104 a 105 a přivádí kombinovaný signál ke zvukovému reproduktoru 110.
Systém podle . obr. 15 reprodukuje celý původní signál pro poměr komprese rovný dvěma, protože každé zpožďovací vedení zpracovává část, která byla vypuštěna v druhém vedení, jak je patrno z obr. 16/a) a 16/bj. Pro poměry komprese větší než dvě dochází k vypuštění určitých částí hovoru a pro poměry menší než dvě vzrůstá překrývání nebo zdvojení hovorů na výstupu. Při binaurálním poslechu se však srozumitelnost zvyšuje, protože je celé vypuštění eliminováno nebo alespoň značně sníženo pro vyšší poměry komprese. Překrytí nebo opakování částí hovoru posluchače při rozeznávání slov neruší.
Binaurálního systému bez doplňkového· plnění mezery, jak již bylo· popsáno, by bylo dosaženo odstraněním hradel 105 a 166 na obr. 15. Vedení VDL1 a VDL2 by střídavě přiváděla zpracovávaný signál k jednotlivým výstupním reproduktorům 168 a 110 pro binaurální výstup.
Obr. 17 znázorňuje provedení vynálezu, užívající zpožďovacího vedení, . schopného operační vid komprese, a od frekvence k hodnotám frekpro operační vid expanze. posuvný registr, znázorněný zpracování hovorových signálů způsobem, který značně snižuje problém, spojený s vypouštěním informací, uchovávaných ve vedení. Systém, znázorněný na obr. 17, obsahuje analogový posuvný registr 116, mající větší počet stupňů ASR1, ASR2,... ASRn, jehož vstup hovorového signálu je připojen na vedení 111 a jehož výstup stlačeného nebo expandovaného hovorového signálu je připojen na vedení 112. Střídající se stupně zpožďovacího vedení jsou taktovány dvoufázovými hodinovými signály, přiváděnými vedeními 113 a 114, které jsou generovány generátorem 115 posouvací frekvence. Frekvenční změna generátoru 115 je taková, že inverze hodinové frekvence, totiž perioda od pulsu k pulsu, se mění jako lineární funkce času s frekvencí, měnící se od hodnot vysoké frekvence k hodnotám frekvence nízké pro .....
hodnot nízké vence vysoké
Analogový na obr. 17, je obecného typu. Takové posuvné registry vzorkují analogový signál a vysílají vzorkovanou hodnotu po vedení hodinovou rychlostí ukládáním informace o přítomnosti nebo nepřítomnosti náboje, který umožňuje obnovení signálového vzorku na výstupu zpožďovacího vedení po uplynutí časového zpoždění, které je úměrné hodinové rychlosti. U předloženého vynálezu, kde se hodinová rychlost mění tak, že její inversí je lineární funkce času, pracuje zpožďovací vedení tím způsobem, že expanduje nebo stlačuje hovorový signál a úpravou délky vedení a rychlosti opakování lineární řídicí funkce, v souladu s výše popsanými principy, je dosaženo plynulého zpracování nahodilých hovorových signálů. Při vidu komprese mohou být na konci každého lineárního úseku řídicí funkce, vytvořené generátorem 115, všechny stupně zpožďovacího vedení vynulovány, pokud je vhodné uplatnit nulovací vstup, nebo může být vedení jednoduše vyprázdněno během mazací periody, potom je znovu zatíženo počátkem příštího úseku hovorového signálu s vysokofrekvenční hodinovou rychlostí. Tato rychlost může být dostatečně vysoká, aby zkrátila mazání natolik, aby bylo sluchově nepostižitelné. Takže u této obměny vynálezu mohou být problémy, spojené s plněním mezery nebo vyhlazováním přechodů nebo mazáním, minimální.
Parametry pro návrh analogového posuvného registru ASR mohou být stanoveny aplikací výše uvedeného · kritéria, což bude nyní vysvětleno.
Okamžité zpoždění (t) analogového posuvného registru v čase t je r(t) — dt -j-f- .To, kde d je rychlost změny zpoždění a t0 je počáteční zpoždění. Pro N stupňů v · analogovém posuvném registru nabývá zpožE-—1 1 dění dt hodnoty N ---— . —7—, tt kde ft je frekvence hodinového posouvacího signálu v čase t. Dosadíme-li za N
P—1
P ’ výraz N1, nabývá zpoždění tvaru τ(ΐ] =
kde f0 je počáteční hodinová posouvací frekvence.
Sklony funkce časového zpoždění pro obnovení původních frekvencí hovoru jsou dány stejnými hodnotami jako dříve.
Pro kompresi:
ďt — Δ Tt — celkové zpoždění signálu, vstupujícího ' měr komprese c d - 2 c—1 c-+l v čase t — (c—l)t pro poa t ·(· 1
Ν’ ft
Pro expanzi:
c’t — ATt —
1—e t pro poměr expanze e a
1—e l+e
Ν’ / 1 t V ft
Tedy Inverze posouvací frekvence jako lineární funkce času, násobená Ν’, vytváří zpoždění nezbytné pro dosažení komprese nebo expanze hovorové vlny s obnovenými původními hovorovými kmitočty.
Na obr. 18 je znázorněn nulovací čas tN pro vynulování N stupňů, daný vztahem
který představuje dobu, potřebnou pro prvních N impulsů, opětně plnících vedení. Potlačením přechodů při vzorkovacím přepínání filtrací nebo mazáním nebo jakýmkoli jiným, zde popsaným způsobem, a udržováním hodnoty tN pod 0,2 ms se výše diskutovaný jev intermodulace mezery stává prakticky nerozeznatelným.
Existuje hranice, na kterou je nutno brát zřetel, pro vzorkovací hodinový kmitočet, pro umístění nejvyšší frekvence signálu fmax, která prochází vedením. Z obr. 25 je zřejmé, že frekvence signálů pro kompresi lineárně klesá při průchodu signálů zpožďovacím vedením, jak je naznačeno průběhem 201. Hodinová frekvence se mění jako hyperbolická funkce, označená 202 a musí být po dobu trvání vzorkovací periody rovna nebo větší než hodnoty na průběhu 201, pro které je vztah dán vzorcem ft š —— . fmax, která je pro dvoufázový analogový registr 4fmax pro zajištění průchodu alespoň dvou vzorků za cyklus fm,x.
Obr. 18 znázorňuje obměnu provedení analogového posuvného registru, znázorněného na obr. 17, avšak s uspořádáním pro přesné dosažení zpracovávaného, signálu ' na počátku nulování zpožďovacího ' vedení. Zpožďovací vedení s analogovým posuvným registrem 121 zpracovává vstupní signály, přiváděné vedením 122 v závislosti na proměnné frekvenci posouvacích impulsů, vytvořených generátorem 123 obdélníkových průběhů, který byl výše popsán ve spojitosti s obr. 17. Frekvence pulsů je taková, že se vzdálenost mezi nimi mění lineárně, jak znázorněno, ze zdroje impulsů 124, kde je vyznačena reciprocita frekvence tak, aby byla lineární vzhledem k času. V bodě 125 analogového posuvného registru se vedení rozvětvuje do dvojitých vedení stupňů 126 a 127 posuvného registru. Počet stupňů, požadovaný v každém obdélníčku, představovaném stupni 128 a 127, je postačující k tomu, aby pokračoval ve zpracování signálu i potom, kdy bylo vedení 121 vynulováno. Výstupy stupňů 126 a 127 jsou vedeny ke komplementárním řídicím hradlům 128 a 129 a po provedeném hradlování prochází vstupní signál z obou vstupů na vstup kombinačního zesilovače 130.
Přídavně k řízení hlavního vedení se stupněm 126 generátory 123 a 124 je větev vedení se stupněm 127 řízena hradlem B131 prostřednictvím generátoru impulsů 124, který spouští druhý generátor 132 obdélníkových kmitů, a je-li provedeno hradlování po dobu intervalu B pomocí hradlovací jednotky 133, je rychlost spouštění generátoru 132 dána generátorem 134 pevných impulsů. Generátor impulsů 134 může rovněž pracovat ' při rychlosti impulsů .
Činnost systému na obr. 18 lze popsat s odkazem na průběh vlny, spojený s výstupním vedením 135. Pro danou vzorkovací periodu spouští a řídí změna frekvence· generátoru 124 vedení 121 analogového posuvného registru, jak bylo výše popsáno. V tomto stavu dovolí hradlo B průchod signálů a výstup stupně 128 je přenášen na vstup zesilovače 130, čímž se vytváří frekvenčně konvertovaný výstupní signál, vyznačený během vzorkovací periody průběhu vlny. V téže době umožní hradlo B131, aby stejný signál řídicího impulsu z generátoru 124 spustil generátor 132, čímž bude zachován stav stupňů 127 větve analogového posuvného registru, jejichž činnost je synchronní s odpovídajícími stupni 126. Mazací řízení v hradle 129 však zabrání, aby výstup stupně 127 dosáhl vstupu zesilovače 130. Během mazací nebo nulovací periody pro hlavní vedení 121 analogového posuvného registru · a generátor_124, dochází ke změně stavu hradel B128 a B129, čímž se přeruší signálový tok ze stupně 126 k zesilovači 130 a zároveň umožní průchod signálového toku , ze stup195258 ně 127 na vstup zesilovače 130. Jelikož stupně' 126 a 127 pracovaly synchronně, týká se toto přepínání identických signálů a je proto na výstupním vedení' 135' zesilovače 130 nepostřehnutelné. Ve stejném okamžiku přeruší změna stavu B' a B hradel 133 a 131 spouštěcí impulsy z generátoru 124 a dochází k průchodu spouštěcích impulsů z generátoru 134 ke generátoru 132 obdélníkových průběhů. Toto přepínání řídicích hradel zajišťuje, že generátor 132 bude pokračovat ve zpracování signálů ve stupních 127 v době, kdy generátor 124 může být vynulován pro začátek příštího vzorku. Na konci mazací' periody nastane určitá nespojitost, jelikož se hradla B a B dostávají zpět do svého původního stavu, čímž také vrátí řízení generátoru impulsů 124 do té míry, že začátek následující vzorkovací periody nevytvoří signály, které se přesně shodují se signály, skončenými na konci mazacího impulsu, které byly řízeny generátorem 134 impulsů.
Obr. 19 znázorňuje obměnu předloženého vynálezu, kde vedení s proměnným zpožděním, řízené generátorem 136 proměnné frekvence, pracuje s řídicí funkcí opakovači frekvence —p— způsobem, přesně analogickým případu, popsanému s odvoláním na obr. 17. Na obr. 19 je místo vedení analogového' signálu po sobě následujícími stupni posuvného registru užito' uspořádání, v němž je vstupní signál na vedení 137 ' nejprve převáděn na číslicové slovo v analogově-číslicovém převodníku 138, jehož paralelní výstup přivádí paralelní slovo ke' vstupním registrům prvního stupně 139, který přenáší tuto číslicovou hodnotu postupně sérií stupňů, sériového posuvného registru 150, dokud nedosáhne výstupu číslicově-analogového' převodníku ' 140, kde je převedena na analogový signál, který se objeví na výstupním vedení 141. Tato činnost je zcela analogická činnosti systému, popsaného s odkazem na obr. 17 s tou výjimkou, že kódování informace je provedeno jejím průchodem sérií stupňů, které jsou buzeny proměnnou hodinovou frekvencí, k dosažení požadované frekvenční konverze. Jednou z výhod systému podle obr. 19 je vytváření nulovacího signálu generátorem 136 na ' vedení 142, který může být přiveden ke všem registrům všech stupňů současně, čímž vyvolá okamžité vynulování a navrácení vedení do' původního stavu na konci vzorkovací periody.
Obr. 20 znázorňuje obměnu vynálezu, která je analogická modifikaci znázorněné' na obr. 19 s tou výjimkou, že číslicový signál je sériově zpracováván sériovým posuvným registrem 150 poté, když byl číslicový vstup analogově-číslicového převodníku 138 převeden na sérii signálů v příslušném zařízení 141. Posuvný registr 150 je řízen generátorem 136 posouvací frekvence, který zahr nuje nulovací vstupní vedení 142. Výstup sériového číslicového posuvného registru 158 je veden ' k zařízení 152, které mění sériovou kombinaci na paralelní číslicovou kombinaci, za účelem konverze číslicově-analogovým převodníkem 140 na požadovaný analogový výstupní signál na vedení 141.
Obr. 21 znázorňuje provedení vynálezu, v němž je užito analogové napěťové matice s adresním ukládáním a čtením signálů. Je znázorněna paměťová matice 161, která má větší počet zapisovacích X162 a další počet zapisovacích vedení Y163, jejichž průsečníky definují adresy matice, v níž jsou umístěny analogové paměťové prvky. V typickém případě bude analogová paměťová matice opatřena paměťovým zařízením na principu kondenzátorového náboje v každém průsečíku vedení X a Y, definujících matici pro ukládání analogové hodnoty, představované nábojem kondenzátoru.
Každá taková adresa paměti je rovněž přístupná prostřednictvím většího počtu čtecích vedení X164 a odpovídajícího počtu čtecích vedení Y165, přičemž průsečíky vedení ' 164 a 165 odpovídají 'adrese paměťových prvků, umístěných v průsečících zapisovacích vedení 162 a 163.
Pro' uložení analogového signálu do paměti 161 je analogový vstupní signál přiveden na vedení 168 a jeho okamžitá hodnota je uložena do paměťového prvku, spojeného s průsečíkem zapisovacích vedení X' a Y, napájeným současně energií ze čtecího zapisovacího zařízení X167 a ze čtecího zapisovacího zařízení Y168. Typicky budou X a Y čítače 167 a 188 pracovat s předem stanovenou hustotou impulsů, danou generátorem impulsů 169 s takovým počtem impulsů, následujících po sobě na zapisovacích vedeních X162, po němž je uveden do provozu čítač Y168 a následující řada průsečíků X s potom aktivním vedení Y bude napájena energií následujícím sledem . impulsů z generátoru 169. Podle toho má paměť 167 paměťovou kapacitu X a Y paměťových prvků, odpovídajících počtu průsečíků vedení X a Y. Pomocí generátoru mipulsů 169, pracujícího s konstantní frekvencí, nastává zapisování analogového signálu na vedení 166 předem stanovenou rychlostí, přičemž paměťová kapacita je zvolena tak, aby ukládala vzorkovaný signál v souladu s výše uvedenými základními požadavky.
Frekvenčně konvertovaný výstupní signál je odvozen z výstupního vedení 171, které přijímá sériové kombinace analogových hodnot, z paměťových prvků paměti 161, přičemž průsečíky matice jsou vybírány v pravidelném pořadí působením řídicího čtecího zařízení X172 a řídicího čtecího zařízení Y173. Hustota impulsů pro čítače 172 a 173 je určována generátorem 174 lineárně vzrůstajícího napětí, řídicím oscilátorem 175 pro řízení napětí proměnnou rychlostí, vybranou za účelem provádění požadované komprese nebo expanze signálu podle ' prin čipů tohoto vynálezu. Za tímto účelem je užito pro výběr sklonu lineárně vzrůstajícího napětí v generátoru 174 potenciometru 176 pro řízení hustoty pulsů, přičemž tento sklon bude v podstatě spolu s ručním řídicím zařízením 52 řídit rychlost reprodukce pásky, což je popsáno s odkazem na uspořádání, znázorněné na obr. 7. Tato dvojí řídicí funkce je vyznačena čarou 177. Další řídicí funkce potenciometru 176 pro· řízení hustoty pulsů je prováděna po vedení 178 a týká se opakovači frekvence generátoru impulsů 169, · vzhledem k maximální rychlosti čtení, dané řízením pomocí generátoru 174 lineárně vzrůstajícího napětí a oscilátoru 175. Zejména hustota zapisovacích impulsů musí být udržována vyšší než je maximální hustota čtecích impulsů k zabránění jevu, kdy posloupnost čtecích impulsů předběhla zapisovací pulsy na zapisovacím vstupu. Jakmile byl kterýkoliv paměťový prvek přečten, je · vhodné uložit hodnotu následující posloupnosti signálů, která může být bud vynulována přečtením, nebo příchodem příštího zapisovacího signálu. Generátor lineárně vzůstajícího napětí 174 provádí nulování vedení 179 k uvedení čítačů do původního stavu na konci každé periody lineárně vzrůstajícího napětí pro započetí následujícího· sledu ukládání vzorků signálu.
Obr. 22 znázorňuje systém, užívající paměti 181 s nahodilým vstupem se zařízeními 182 pro· řízení záznamu a zařízením 183 pro řízení čtení, která pracují analogickým způsobem, jak popsáno v souvislosti se systémem na obr. 21. Protože ale paměť 181 ukládá binární informace, je nutné, aby byl vstupní signál na vedení 184 přeměněn v analogově-číslicovém převodníku 185 a odpovídající výstup musí být přeměněn v číslisově-analogovém převodníku 186. Sled zapisovacích a čtecích impulsů pro paměťovou matici v podstatě odpovídá výše popsanému sledu pro obr. 21. Případ, kdy je při plnění mezery užito zvláštního zařízení pro minimalizaci poruchy, způsobené nespojitostí na počátcích a/nebo koncích vzorků signálu, je znázorněn na obr. 23 s řízením hradlovacího signálu, vyznačeným na obr. 24. Prvky logického řízení a posloupnosti jsou v tomto případě uspořádány tak, že způsobí ukončení prvního vzorku 191 signálu při průchodu nulou a započetí doplňkového vzorku 192 signálu plnicího mezeru, v jeho příštím průchodu nulou ve stejném směru a potom · na konci mazací periody pro první signál skončení uvedeného doplňkového signálu při průchodu nulou, kdy je sledován novým prvním vzorkem 191 signálu při jeho příštím průchodu nulou ve stejném směru. Takže signál 193 a 194 ze zdroje jsou pro odfiltrování dolními propustmi 195 a 196, k . odstranění složek zpracování a složek parazitních vysokých frekvencí, vedeny do jejich odpovídajících hradel · 197 a 198 a napěťových komparáforů
199 a 200, které jsou · spojeny · · se · zemí · pomocí směrových obvodů 201 a 202 tak, že dochází ke spuštění generátoru impulsů PG203 nebo 204, kdykoli nastane kladný průchod odpovídajících signálů · 193 · nebo 194 nulovou polohou. Hradla 197 a 198 jsou uváděna v činnost tak, aby · · propouštěla signál 193 a 194 při příchodu impulsů z nulovacích výstupních vedení 205 a . ·206 klopných obvodů 207 a 208. Klopný obvod
207 · je nastavován pulsem na vedení 209 z hradla 211, což je podmíněno nulovacím výstupním vedením · 213 klopného obvodu
208 a invertovaným výstupem 216 generátoru 219 sledu impulsů se vzorkovací periodou. Klopný · obvod 207 je nulován impulsním výstupem hradla 217, což je podmíněno přímým výstupem· generátoru 219 sledu impulsů se vzorkovací periodou. Podobně klopný obvod 208 je nastavován impulsem 210 hradla 212, což je podmíněno nulovacím výstupem vedení 214 klopného obvodu 207 a přímým výstupem 215 generátoru 219 sledu impulsů se vzorkovací periodou. Klopný obvod 208 je nulován impulsním výstupem hradla 218, což je podmíněno invertovaným výstupem vedení 216 generátoru 219 sledu impulsů se vzorkovací periodou. Páry hradel 211 a 217 nebo 212 a 218 jsou ovládány výstupem generátoru impulsů 203 nebo 204, kdykoli dojde ke kladnému průchodu signálu nulovou polohou, jak bylo výše uvedeno. Takže je-li klopný obvod 207 ve stavu logická „1”, může primární signál
191 projít a je-li klopný obvod 208 ve stavu „0”, dochází k zablokování plnicího signálu
192 a pokud jsou impulsy na výstupním vedení 215 kladné, jako v · případě označeném 220, umožní hradlo 217 následujícímu pulsu z generátoru impulsů 203 vynulovat klopný obvod 207. Tím dojde k zablokování primárního signálu na vedení · 191. V témže okamžiku nechává hradlo 212 projít následující impuls z generátoru impulsů 204 k nastavení · klopného obvodu do stavu logická „1” a umožní průchod doplňkového signálu až do konce periody mezery. V tomto okamžiku se stává · intervalový · výstup 216 generátoru sledu impulsů · kladným, . jak je vyznačeno číslem 221, což umožní hradlu · 218 průchod následujícího impulsu z generátoru impulsů 204 a nulování klopného obvodu 208, vypnutí doplňkového signálu 192 a vybuzení hradla 211 pro průchod následujícího impulsu z generátoru impulsů 203. To nastaví klopný obvod 207 do stavu „1”, což umožní průchod primárního signálu 191 zesilovačem 222 a jeho snímání na · výstupu 223. Proces se potom opakuje ve výše popsaném sledu.
S odvoláním na obr. 26 bude popsán systém · s dvojím zpožďovacím vedením, užívající analogového posuvného registru, majícího zvláštní hodinové rychlosti pro čtení a ukládání impulsů. Jak je znázorněno na obr. 26, přijímá vstupní vedení 231 vstupní zvukové signály z jakéhokoliv zdroje, ja ко je např. magnetofon poháněný rychlostí, odlišnou od rychlosti záznamové nebo jiného zdroje signálu přivádějícího hovorové zvukové signály, které je zapotřebí přeměnit na frekvenční složky a rovněž změnit jejich dobu trvání z nuly na nějakou dobu delší nebo kratší než je normální interval, během něhož hovor původně probíhal. Signál na vedení 231 je řízen za účelem přivedení к analogovému posuvnému registru ASRí průchodem hradlem G233 a je rovněž řízen za účelem přivedení к analogovému posuvnému registru ASR2 průchodem hradlem G234. Výstupy analogových posuvných registrů ASRí a ASR2 jsou sloučeny ve výstupním vedení 232, přičemž impulsy z výstupu ASRí procházejí hradlem G235 a impulsy z výstupu ASR2 procházejí hradlem G236.
Analogové posuvné registry ASRí a ASR2 jsou mnohostupňové registry, upravené pro průchod vstupního signálu stupeň po stupni na výstup s přenosy, nastávajícími hodinovou rychlostí, určenou hustotou hodinových impulsů, přiváděných na koncovky hodinových impulsů 237 a 238. Počet stupňů v uspořádání analogových posuvných registrů pro přenos analogových vzorků signálů je v Souladu s popisem souběžné přihlášky téhož přihlašovatele. Obzvláště generátor Si zapisovacích impulsů přivádí přes hradlo G241 sérii zapisovacích impulsů s nastavitelnou opakovači frekvencí na hodinový vstup 237 a přes hradlo G242 na hodinový vstup 238. Generátor S2 čtecích impulsů přivádí přes hradlo G243 sérii čtecích hodinových impulsů s poměrně pevnou frekvencí na vstup 237 a přes hradlo G244 na vstup 238. Hradla G a G jsou ovládána generátorem Ss hradlovacích impulsů, který může mít nastavitelnou periodu, a který vytváří v podstatě symetrický obdélníkový výstup pro obě hradlovací funkce G a G.
Rychlost zapisovacích' impulsů, vytvořených generátorem Si, je jak naznačeno proměnná, a bude v podstatě dána do vztahu se zařízením 245 pro řízenní proměnné rychlosti, které řídí rychlost, jakou magnetofon nebo jiný zdroj zvukových signálů reprodukuje zvukový hovorový signál v době, odlišné od původního hovorového projevu. Je-li tedy zařízení 245 pro řízení rychlosti nastaveno pro přehrávání magnetofonu dvojnásobkem normální rychlosti, může být frekvence zapisovacích hodinových impulsů generátoru Si nastavena na dvojnásobek hodinové frekvence generátoru S2, čímž dochází к zapisování hodinovou frekvencí, která je dvojnásobkem frekvence, při níž bude informace čtena v případě, že je generátorů Si a S2 užíváno střídavě pro řízení posuvných registrů. Podle potřeby může být v místě 246 uplatněna zpětná vazba za účelem modifikace hodinové frekvence generátoru Si chybovým signálem pro kompenzaci pomalého kolísání zvuku a charakteristik kří žového zkreslení gramochasis nebo jiné periodické změny zdroje signálu, které se mají odstranit.
Frekvence generátoru S5 obdélníkových kmitů může být nastavena řídicím zařízením 247, a obecně bude její perioda T dána vztahem
P—1
Í3 kde P je fáze analogového posuvného regisregistru, např. dvě fáze na stupeň a N je celkový počet stupňů. Pro expanzi by měla být perioda T pro zamezení vzniku mezer dána vztahem
Pro tento účel může být zařízení 247 pro řízení frekvey э generátoru S3 během expansní operace spojeno s manuálním zařízením pro· řízení generátoru Si.
Dále mohou být v případě potřeby uplatněna a propojena dolaďovací zařízení 28 a 39 pro generátory S2 a S3.
Činnost systému podle obr. 26 bude nyní popsána s odkazem na průběhy vln, znázorněné na obr. 27/a) a b). Hlavní principy činnosti, Uvedené v základní přihlášce stejného přihlašovatele, lze aplikovat i zde, přičemž dosažený poměr komprese C bude roven poměru
Í2 , kde fi a f2 jsou frekvence průběhu vln, vytvářených generátory Si a S2. Pochopitelně pro expanzi je C převrácenou hodnotou a odpovídá činiteli expanze e, uvedenému v základní přihlášce. Vstupní signály, přicházející po vedení 231, jsou hradlovány hradlem 233 a dostávají se na analogový posuvný registr ASRí po dobu trvání hradlovacího pulsu G, znázorněného na obr. 27/a), přičemž stupně analogového posuvného registru ASRí jsou plněny rychlostí, určenou hodinovými obdélníkovými pulsy na vedení 237, které jsou vytvářeny generátorem Si a procházejí hradlem G241. Během této periody není na výstupu ASRí žádný impuls, avšak pro zabezpečení nepřítomnosti nevhodných nebo šumových sig nálů na výstupu blokuje hradlo G235 signály, vycházející z výstupu ASRí na výstupní vedení 232. Po dobu trvání hradlovacího impulsu G přivádí generátor S2 hodinové impulsy po vedení 238 к posuvnému registru ASR2 a hradlo G236 propouští signály z výstupu ASR2 na výstupní vedení 232.
Změní-li generátor S3 obdélníkový průběh svůj stav, propouští hradla G signály, zatímco hradlo G jejich průchod blokují. Takže během intervalu G, označeného na obr. 27, procházejí signály na vstupním vedení 231 hradlem 234 do ASR2 hodinovou frekvencí generátoru Si, přiváděnou hradlem G242 po vedení 238, a signály uložené v registru ASRí se přes hradlo G235 objevují na výstupním vedení 232 s frekvencí ge nerátoru S2, přiváděnou hradlem G242 na vedení 237. Takže střídáním polovičního cyklu G a G, znázorněných na obr. 27 je vstupní signál střídavě ukládán v analogový posuvný registr ASRí a ASR2, a zatímco nastává uložení signálu do jednoho z registrů, objevuje se uložený signál z druhého registru na výstupním vedení 232. Frekvence objevování se těchto signálů je určena opakovači frekvencí generátorů Si a Sz, a jak bylo výše popsáno, pro· různé frekvence těchto generátorů může být na výstupním vedení 232 dosaženo buď komprese, nebo expanse vlny signálu, přiváděné po vstupním vedení 231.
Podle předloženého provedení vynálezu je tedy uplatněna další forma zpožďování ukládaných signálů, pro frekvenční transformaci, užívající anologových posuvných registrů, pracujících při různé vstupní a výstupní hodinové frekvenci. Toto uspořádání umožňuje zpracování analogových signálů, přiváděných pro vedení 231, zahrnujících komplexní hovorové a podobné vlny, aniž je zapotřebí převádět vstupní signál na číslicovou kombinaci nebo jej jinak upravovat pro proces zpoždění a frekvenční transformaci. Další výhodou činnosti analogových posuvných registrů při různých vstupních a výstupních hodinových frekvencích, když pracují jako vedení s proměnným zpožděním, je odstranění potřeby generátoru funk-

Claims (13)

  1. PREDMĚT
    1. Zařízení pro zpracování signálů s řízeným zpožděním, pro reprodukci zvuku z nahodilých plynulých analogových elektrických signálů, představujících například kódované slyšitelné zvuky řeči, které jsou vytvořeny jako analogové ztvárnění slyšitelných zvuků s kmitočtovými složkami, které jsou daným činidlem vázány na kmitočtové složky slyšitelných zvuků, vyznačené tím, že obsahuje první řízený zpožďovací obvod (56) s první vstupní svorkou připojenou pres zesilovač (53) k reprodukčnímu zařízení (51) elektrických signálů a s druhou vstupní svorkou připojenou ke ' kontrolnímu bloku (58), přičemž výstupní · svorka pro výstup signálů z prvního zpožďovacího· obvodu (56) s řízeným, periodicky lineárně vzrůstajícím časovým zpožděním pro za sebou následující hodnoty elektrických signálů, je připojena k výběrovému obvodu (73), přičemž k reprodukčnímu zařízení (51) a zesilovači (53) je zapojeno ručně ovládané řídicí ústrojí (52) pro kontrolu rychlosti reprodukčního· zařízení (51) a kmitočtové přeměny, zatímco výběrový obvod (73) je opatřen výstupním filtrem,
  2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené fim, že výběrový obvod (73) je spojen s prvním mazacím obvodem (92).
  3. 3. Zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že výběrový obvod (73) je spojen se zdrojem (75) výplňkových signálů. ce pro řízení inverzní frekvence, jako je jednotka 115, znázorněná na obr. 13. U provedení podle obr. 26 jsou hodinové frekvence pevné, avšak rozdílné pro řízení vstupu a výstupu analogových posuvných registrů, přičemž poměr ' hodinových frekvencí přímo určuje poměr komprese nebo poměr expanze, který působí na signál, procházející posuvnými registry.
    I · když byl vynález popsán vzhledem k frekvenčněčasovým transformacím původního signálu, . lze popsaných provedení . podle potřeby užít rovněž pro frekvenční transformace, způsobené jinými činiteli, jako je změna rychlosti šíření zvukových vln. Například člověk, dýchající v umělé atmosféře, jako je např. ovzduší s vysokým obsahem helia, hovoří vyšším hlasem než je normální zvukové zabarvení, přičemž však ostatní parametry zůstávají v podstatě nezměněny. Užitím kompresních vidů hovoru pomocí předkládaného vynálezu může být hovor obnoven v · normálním frekvenčním rozmezí beze změny časového měřítka.
    Je patrné, že způsobů a zařízení zde popsaných může být užito pro· kódované slyšitelné signály, odlišné od hovoru, jako např. pro hudbu, s přihlédnutím k odpovídajícím parametrům důležitým pro porozumění, které zde byly popsány. Mohou být · rovněž provedeny mnohé jiné obměny bez vybočení z rámce vynálezu.
    vynalezu
  4. 4. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že výběrový obvod (73) je spojen s druhým řízeným zpožďovacím odvodem (91) pro vytvoření složených výstupních signálů odvozených od elektrických signálů připojených ke vstupům prvního řízeného zpožďovacího obvodu (56) a druhého řízeného zpožďovacího· obvodu (91). .
  5. 5. Zařízení podle bodu 4, vyznačené tím, že k prvnímu řízenému zpožďovacímu obvodu (56) je připojen první generátor (96) lineárně vzrůstajících impulsů a k druhému řízenému zpožďovacímu obvodu (91) je připojen druhý generátor (97), přičemž generátory (96), (97) lineárně vzrůstajících impulsů jsou spojeny s generátorem (94) sledu impulsů.
  6. 6. Zařízení podle bodů 1 až 5, vyznačené tím, že zesilovač (53) je opatřen pásmovým filtrem.
  7. 7. Zařízení podle ” bodu 6, vyznačené tím, že zesilovač (53) je opatřen filtrem s proměnlivým mezním kmitočtem ovladatelným · řídicím ústrojím (52).
  8. 8. Zařízení podle bodů 1 až 7, vyznačené tím, že první řízený zpožďovací obvod (56) je opatřen zpožďovací linkou s analogovým znázorněním elektrických signálů.
  9. 9. Zařízení podle bodů 1 až 8, vyznačené tím, že první řízený zpožďovací obvod (56j je opatřen analogovým posuvným registrem (116), ke kterému je připojen generátor (115) posouvacího kmitočtu kontrolního bloku (58).
  10. 10. Zařízení podle bodů 8 a 9, vyznačené tím, že k výstupu prvního řízeného obvodu (56) je připojen první mazací obvod (92) a k výstupu druhého zpožďovacího obvodu je připojen druhý mazací obvod (93), k nimž je připojen druhý generátor (97) lineárně vzrůstajících impulsů pro· střídavé vybuzení prvního mazacího obvodu (92) a druhého mazacího obvodu (93), jejichž výstupy jsou připojeny ke vstupu výběrového obvodu (73).
  11. 11. Zařízení podle bodu 9, vyznačené tím, že generátor (115) posouvacího kmitočtu je opatřen zdrojem (246) pevného kmitočtu, připojeným k hradlům (241, 242) a dalším zdrojem (249) odlišného pevného kmitočtu pro kteroukoliv hodnotu uvedeného činitele, připojeným k hradlům (243, 244), přičemž v kontrolním bloku (58) jsou zapojena hradla (241, 243), připojená k analogovému posuvnému registru (116) a hradla (242, 244), připojená k dalšímu analogové mu posuvnému registru (239), pro střídavé taktování těchto analogových posuvných registrů (116, 239) uvedenými různými kmitočty pro posuv vstupních signálů do jednoho z uvedených analogových posuvných registrů (116) při jednom hodinovém kmitočtu a pro posuv signálů z druhého· analogového posuvného registru (239) při druhém hodinovém kmitočtu, zatímco další hradla (235, 236) jsou připojena k výstupům analogových posuvných · registrů (116, 239).
  12. 12. Zařízení podle některého · z bodů 1 až 7, vyznačené tím, že v prvním řízeném zpožďovacím obvodu (56) je v sérii zapojen analogový-číslicový převodník (138), sériový posuvný registr (150), který má řiditelnou rychlost ukládacích a čtecích hodinových impulsů, číslicový-analogový převodník (40) a generátor (136) proměnlivého kmitočtu pro řízení sériového posuvného registru (150).
  13. 13. Zařízení podle bodu 12, vyznačené tím, že sériový posuvný registr (150) je opatřen číslicovým sériovým posuvným registrem.
CS725500A 1971-08-13 1972-08-07 Facility for processing the signals with the controlled retardation CS195258B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17157171A 1971-08-13 1971-08-13
US22403572A 1972-02-07 1972-02-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS195258B2 true CS195258B2 (en) 1980-01-31

Family

ID=26867208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS725500A CS195258B2 (en) 1971-08-13 1972-08-07 Facility for processing the signals with the controlled retardation

Country Status (19)

Country Link
JP (1) JPS551596B2 (cs)
AR (1) AR201269A1 (cs)
AT (1) AT354126B (cs)
BE (1) BE787492A (cs)
CA (1) CA965014A (cs)
CH (1) CH564815A5 (cs)
CS (1) CS195258B2 (cs)
DD (1) DD100347A5 (cs)
DE (1) DE2238136C2 (cs)
ES (1) ES405791A1 (cs)
FR (1) FR2150067A5 (cs)
GB (1) GB1406831A (cs)
IL (1) IL40057A (cs)
IT (1) IT962099B (cs)
LU (1) LU65886A1 (cs)
NL (1) NL172200C (cs)
PH (1) PH9570A (cs)
PL (1) PL95183B1 (cs)
SE (1) SE383934B (cs)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2217754A2 (en) * 1971-08-13 1974-09-06 Greenberg Sanford Compander for reproducing speech or sound signals
JPS4868641A (cs) * 1971-12-17 1973-09-19
JPS51104309A (en) * 1975-03-11 1976-09-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Pitsuchihenkansochi
FR2491703B1 (fr) * 1980-10-03 1988-04-29 Thomson Csf Dispositif de compression et dispositif de decompression temporelle de donnees et systeme de transmission comportant au moins l'un de ces dispositifs

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US320269A (en) * 1885-06-16 Vehicle running-gear
US3093796A (en) * 1959-10-28 1963-06-11 Everett C Westerfield Automatic signal time compressor with gate means for controlling rate of shift register output
US3480737A (en) * 1966-03-08 1969-11-25 Cambridge Res & Dev Group Apparatus for reducing time duration of signal reproduction
GB1213818A (en) * 1967-12-04 1970-11-25 Chicago Musical Instr Co Improvements in or relating to conversion of tonal character of aural signals
CH474805A (de) * 1968-08-27 1969-06-30 Ibm Verfahren und Schaltungsanordnung zur Verbesserung des Grundtonverlaufs bei der Sprachsynthese
US3621150A (en) * 1969-09-17 1971-11-16 Sanders Associates Inc Speech processor for changing voice pitch
JPS55802A (en) * 1978-05-16 1980-01-07 Bulten Kanthal Ab Radiator for heating
US4409736A (en) * 1981-07-31 1983-10-18 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Null seeking system for remote center compliance device

Also Published As

Publication number Publication date
NL172200C (nl) 1983-07-18
IT962099B (it) 1973-12-20
FR2150067A5 (cs) 1973-03-30
AT354126B (de) 1979-12-27
IL40057A0 (en) 1972-10-29
GB1406831A (en) 1975-10-01
DE2238136C2 (de) 1984-04-19
ATA699872A (de) 1979-05-15
ES405791A1 (es) 1976-05-16
CA965014A (en) 1975-03-25
NL7210770A (cs) 1973-02-15
AU4542572A (en) 1974-02-14
PL95183B1 (en) 1977-09-30
CH564815A5 (cs) 1975-07-31
DD100347A5 (cs) 1973-09-12
PH9570A (en) 1976-01-16
LU65886A1 (cs) 1974-02-12
DE2238136A1 (de) 1973-03-01
SE383934B (sv) 1976-04-05
IL40057A (en) 1975-07-28
JPS551596B2 (cs) 1980-01-16
AR201269A1 (es) 1975-02-28
NL172200B (nl) 1983-02-16
JPS4835703A (cs) 1973-05-26
BE787492A (fr) 1973-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3786195A (en) Variable delay line signal processor for sound reproduction
US8045572B1 (en) Adaptive jitter buffer-packet loss concealment
US3723667A (en) Apparatus for speech compression
JPH06504395A (ja) アナログ信号の録音及び再生用の集積回路システムと録音及び再生方法
DE4227826A1 (de) Digitales verarbeitungsgeraet fuer akustische signale
JP5282832B2 (ja) 音声スクランブルのための方法および装置
KR20010021402A (ko) 음성 재생 방법 및 음성 재생 장치
JPH09263010A (ja) コード印刷装置
JP3630609B2 (ja) 音声情報再生方法ならびに装置
US3936610A (en) Dual delay line storage sound signal processor
CS195258B2 (en) Facility for processing the signals with the controlled retardation
JP2001184100A (ja) 話速変換装置
JP3617603B2 (ja) 音声情報の符号化方法及びその生成方法
US3950617A (en) Helium speech unscrambler with pitch synchronization
US3520996A (en) Apparatus for inserting a signal portion into a signal
US3541264A (en) Apparatus for deleting a portion of a signal
US3838218A (en) Bifrequency controlled analog shift register speech processor
JPH0883096A (ja) 音声時間軸変換装置
JPH0573089A (ja) 音声再生方法
Schwartz Transitions in American English/s/as cues to the identity of adjacent stop consonants
JPH04367898A (ja) 音声再生装置
JPS5913086B2 (ja) 時間軸変換装置
JP3607586B2 (ja) 音声遅延制御装置
JPS6014422B2 (ja) 再生信号圧縮装置
JPH05303400A (ja) 音声再生装置と音声再生方法