DD235404A3 - Wiedergabeschaltungsanordnung fuer redundanzgemindert nach dem pcm-verfahren gespeicherte sprachdaten - Google Patents

Abstract

Wiedergabeschaltungsanordnung fuer redundanzgemindert nach dem PCM-Verfahren gespeicherte Sprachdaten, bestimmt zur Rueckgewinnung analoger Zeitfunktionen, einsetzbar zur Realisierung akustischer Ausgabegeraete, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang eines Taktgenerators geundet entweder einem ODER-Glied oder dem Takteingang eines Adressgenerators zugefuehrt wird und durch geeignete Beschaltung mit einem Sprachspeicher, einem Markenerkenner, Logikeinheiten und einem Hilfsspeicher der gewuenschte Wiedergabeeffekt von nach dem PCM-Verfahren gespeicherten Sprachdaten entsteht. Fig. 2

Description

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Wiedergewinnung redundanzarm gespeicherter PCM-codierter Sprachsignale anzugeben, bei der aufeinanderfolgende identische Abtastwerte des Sprachsignals, die jedoch nur durch einen abgespeicherten Abtastwert und einer ebenfalls abgespeicherten Wiederholzahl repräsentiert werden in die originale Folge identischer Abtastwerte rückgewandelt werden und eine neue vom Stand der Technik unabhängige Lösung darstellt. Durch die erfindungsgemäße Lösung sollen mindestens gleiche Sprachqualität bei kleinerem notwendigen Informationsfluß oder höhere Sprachqualität bei gleichem Informationsfluß realisierbar sein, wie sie durch bisherige Lösungen erreicht werden. Das Verfahren beruht auf der Tatsache, daß das Sprachsignal als ein Schwingungsgemisch unterschiedlicher Frequenzbestandteile aufzufassen ist. Insbesondere sind die Anteile niedrigerer Frequenz intensitätsstärker vertreten als solche höherer Frequenz. Die Folge davon ist, daß über größere Bereiche des Sprachsignals mit einer, gemessen an der Signalfrequenz, zu hohen Abtastfrequenz abgetastetwird, also der Informationsfluß unnötig hoch ist. Dies zu umgehen, wird bei der Analyse des Sprachsignals beim Auftreten gleicher Amplitudenwerte nacheinander nur der erste dieser Werte und eine Angabe über die Häufigkeit des Auftretens dieses Wertes abgespeichert. Damit aber der die Häufigkeit darstellende Wert von den übrigen Abtastwerten unterschieden werden kann, wird diesem eine vereinbarte Marke vorangestellt und ebenfalls abgespeichert. Somit ergibt sich eine Folge von drei abgespeicherten Dualzahlen: die erste stellt den Abtastwert dar, der zweite die vereinbarte Marke und die dritte die Wiederholanzahl des Abtastwertes. Eine Einsparung an Infofmationsfkn ; verzeichnen, wenn mehr als drei Abtastwerte im Signalfluß aufeinanderfolgend identisch sind (Fig. 1). Bei der Synthese des Sprachsignals werden die einzelnen abgespeicherten Dualzahlen mit Hilfe einer Adreßlogik aus dem Sprachspeicher aufeinanderfolgend abgerufen und auf das Auftreten der vereinbarten Marke geprüft. Alle Dualzahlen, die nicht der Marke entsprechen oder der Marke unmittelbar folgen sind Abtastwerte des Sprachsignals und werden dementsprechend in einen Hilfsspeicher eingelesen und für die Dauer eines Abtastintervalls D/A-gewandelt. Tritt eine Marke im Signalfluß auf, dann wird der Inhalt des Hilfsspeichers nicht verändert und die Dualzahl nach der Marke wird in einen Zähler geladen. Bei jedem Takt des den Adreßgenerator treibenden und mit der Abtastfrequenz schwingenden Taktgenerators wird der Zähler bei festgehaltenem Adreßgeneratorum 1 erniedrigt, bis der Durchgang durch 0 erfolgt ist. Mit dem Nulldurchgang wird der Adreßgenerator wieder freigegeben und der normale Syntheseprozeß nimmt seinen Fortgang.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Die Amplituden-Zeit-Diagramme einer Abtastfolge vor und nach der Redundanzminderung. Fig.2: Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung.

Die Anordnung Adreßgenerator 1, Sprachspeicher 2, Hilfsspeicher 3, D/A-Wandler 4, Tiefpaßfilter 5 und Taktgenerator 6 der erfindungsgemäßen Lösung stellt die zum Stand der Technik gehörende Einrichtung zur Wandlung von digital gespeicherten Sprachsignalen dar. Hierbei erzeugt der vom Taktgenerator 6 gespeiste Adreßgenerator 1, ausgehend von einer einmal geladenen Anfangsadresse, ein n-stelliges monoton steigendes Adreßwort, das die Bereitstellung des zu dieser Adresse gehörigen Datenwortes aus dem Sprachspeicher 2 bewirkt. Dieses Datenwort wird im Hilfsspeicher 3 für die Dauer eines Abtastintervalls zwischengespeichert, dabei D/A-gewandelt, tiefpaßgefiltert und zur weiteren Verwendung als analoges Sprachsignal zur Verfügung gestellt. Erfindungsgemäß wird die unmittelbare Verbindung des Taktgenerators 6 mit dem Adreßgenerator 1 durch die Einfügung eines UND-Gatters 7 und eines ODER-Gatters 8 unterbrochen, um beim Erkennen der vereinbarten Marke im vom Sprachspeicher 2 gelieferten Signalfluß durch den Markenerkenner 10 und des infolge dessen gesetzten Flip-Flop 11 die weitere Adreßerhöhung des Adreßgenerators 1 und das Laden des Hilfsspeichers 3 verhindern zu können. Mit dem Erkennen der vereinbarten Marke wrd über das ODER-Gatter 8 ein zusätzlicher Taktimpuls an den Adreßgenerator 1 geleitet, dessen Vorderflanke das aktuelle Adreßwort um 1 erhöht und damit die Ausgabe des nach der Marke folgenden Datenwortes aus dem Sprachspeicher 2 bewirkt. Dieses Datenwort stellt vereinbarungsgemäß die Wiederholanzahl des Stützwertes vor der Marke dar. Mit der Rückflanke des vom Markenerkenner 10 erzeugten Zusatzimpulses wird das die Wiederholanzahl darstellende Datenwort in den Rückwärtszähler 12 eingelesen. Das nunmehr gesetzte Flip-Flop 11 gibt jetzt das Taktsignal des Taktgenerators 6 über das UND-Gatter 9 frei, womit der Zählerstand des Rückwärtszählers 12 bei jedem Abtastintervall um den Wert 1 erniedrigt wird. Erst beim Durchgang des Zählerstandes durch den Wert 0 liefert der Rückwärtszähler 12 einen Übertrag, der das Flip-Flop 11 zurücksetzt und damit die weitere Adreßerhöhung zur Fortsetzung der Datenausgabe aus dem Sprachspeicher 2 ermöglicht. Zwischen der Ausgabe des letzten Abtastwertes vor der vereinbarten Marke und dem ersten Abtastwert nach Beendigung der Wiederholungsbehandlung liegt eine Anzahl von Leertakten, während derer der Abtastwert nicht geändert wurde und deren Anzahl gleich der abgespeicherten Wiederholanzahl ist.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch:

   Wiedergabeschaitungsanordnung für redundanzgemindert nach dem PCM-Verfahren gespeicherte Sprachdaten, bestehend aus UND-Gattern, einem ODER-Gatter, einem Markenerkenner, einem Zustands-Flip-Flop und einem Rückwärtszähler, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang eines Taktgenerators (6) auf je einem Eingang der UND-Gatter (7) und (9) geführt ist, wobei der Ausgang des UND-Gatters (7) einerseits mit dem Takteingang eines Hilfsspeichers (3) und andererseits mit einem Eingang des ODER-Gatters (8) verbunden ist, das ausgangsseitig auf den Takteingang eines Adreßgenerators (1) geführt ist, dessen Ausgang mit einem Sprachspeicher (2) verbunden ist, welcher ausgangsseitig einerseits den Hilfsspeicher (3), der über einen D/A-Wandler (4) mit einem das Sprachsignal liefernden Tiefpaß (5) verbunden ist, speist und andererseits auf den Markenerkenner (10) geführt ist, der ausgangsseitig über das Zustands-Flip-Flop (11) mit dem zweiten Eingang des UND-Gatters (9) verbunden ist und daß der negierte Ausgang des Zustands-Flip-Flop (11) auf den zweiten Eingang des UND-Gatters (7) geführt ist und daß der Markenerkenner (10) ausgangsseitig direkt auf den
2. 2. Eingang des ODER-Gatters (8) und den Setzeingang von Rückwärtszähler (12) geführt ist, während der Ausgang des UND-Gatters (9) mit dem Takteingang von Rückwärtszähler (12) verbunden ist und der zweite Eingang des UND-Gatters (9) mit dem Ausgang des Zustands-Flip-Flop (11) beschaltet ist.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die erfindungsgemäße Lösung dient der Wiedergabe redundanzgemindert digital gespeicherter PCM-codierter Sprachsignale. Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Wiedergewinnung analoger Zeitfunktionen, einsetzbar zur Realisierung akustischer Ausgabegeräte.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Die Redundanzminderung digital zu speichernder Signale gehört in vielfacher Weise zum Stand der Technik. Es ist bekannt, daß in der Verringerung der Signalfrequenzbandbreite, der Verringerung der Amplitudenauflösegenauigkeit und in der Unterdrückung bestimmter zeitlicher Passagen des Signals beachtliche Einsparungen an Informationsfluß, die gleichbedeutend mit Einsparungen an aufzuwendendem Speichermedium sind, möglich werden. Noch weitergehendere Redunanzminderungen sind durch die Anwendung solcher Verfahren möglich, die das Originalsignal in den Frequenzbereich (Fouriertransformation) oder ähnliche Bereiche (LPC-Transformation) transformieren und die dort gültigen Merkmale speichern. Während die Frequenzbandbegrenzung bereits durch die Vorschriften der Telekommunikationseinrichtungen (CCITT) festgelegt ist, liegt die Beschränkung auf eine Mindestzahl von aufzulösenden Amplitudenstufen im Ermessen des Anwenders, wobei hier das auftretende Quantisierungsrauschen das Kriterium darstellt. Die Beschränkungen des Informationsflusses im Zeitbereich (US-Patentschrift 4163120 vom 31.7.1979, DE-Patentschrift 2531 006 vom 11.7.1975 und DE-Patentschrift 2519483 vom 2.5.1975) beziehen sich auf das Ausblenden von Pausensegmenten und die Wiederholung von stimmhaften Perioden des Sprachsignals, wobei nur ein Repräsentant der Sprachphase und eine Wiederholungsangabe dieses Repräsentanten abzuspeichern ist. Hierbei bleiben solche Signalelemente unberücksichtigt, bei denen aufeinanderfolgende Abtastwerte des

   Signals identisch sind, wie die erfindungsgemäße Lösung vorschlägt. .. -

   Verfahren, die mathematische Signaltransformationen zum Gegenstand haben (US-Patentschrift 4064363 vom 20.12.1977, DE-Patentschrift 3017517 vom 7.5.1980 und DE-Patentschrift 3018508 vom 14.5.1980) gestatten Redundanzverminderungen eines sehr hohen Grades, die jedoch einen mehr oder weniger starken qualitätsmindernden Einfluß auf das Sprachsignal ausüben.

   Zu diesem Nachteil ist der Nachteil eines hohen technischen Aufwandes zur Realisierung der Transformationen hinzuzufügen. Die an erster Stelle genannten Schriften beinhalten im Anliegen naheliegende Lösungen, die den vorliegenden Erfindungsgedanken jedoch nicht berühren. Die erfindungsgemäße Lösung bietet mit der Einführung einer Abtastwertwiederholung insbesondere bei niedrigen Amplitudenauflösungsgraden eine weitere, vom Stand der Technik unabhängige Lösung an.

   Ziel der Erfindung

   Die Erfindung verfolgt das Ziel, eine Lösung frei von Rechten Dritter zu schaffen, deren Aufwand und Kosten bei gleichbleibender Sprachqualität geringer sind, als es bei vergleichbaren Lösungen der Fall ist.