DE10031219A1

DE10031219A1 - Method for compressing a digital signal

Info

Publication number: DE10031219A1
Application number: DE2000131219
Authority: DE
Inventors: Philippe Neau; Fernando Romao
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2001-04-19
Anticipated expiration: 2020-06-28
Also published as: GB2355352A; GB2355352B; FR2795890B1; DE10031219B4; FR2795890A1; GB0015946D0

Abstract

Verfahren, bei dem ein Signal komprimiert wird, indem möglichst nahe bei seiner ursprünglichen Form geblieben wird. Dazu werden Maxima (205, 206) erfaßt, deren Wert größer als eine Grenze (S) ist. Für ein Laufmuster (207) wird ein neuer Wert berechnet, indem seine zeitliche Position (d1, d2) in bezug auf die erfaßten Maxima berücksichtigt wird. Je näher das Muster einem Maximum ist, umso stärker unterliegt es seiner Wirkung.Method in which a signal is compressed by remaining as close as possible to its original shape. For this purpose, maxima (205, 206) are detected, the value of which is greater than a limit (S). A new value is calculated for a running pattern (207), taking into account its temporal position (d1, d2) in relation to the detected maxima. The closer the pattern is to a maximum, the more it is subject to its effect.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompression eines digitalen Signals. Das Gebiet der Erfindung sind das Mobiltelefonwesen und die Freisprecheinrichtungen oder jede andere Anwendung, bei der akustisch ein Signal verbreitet werden muß, dessen Spitzen einen Leistungsverstärker sättigen können. Ziel der Erfindung ist es, den Benutzungskomfort des Mobiltelefons zu erhöhen, indem das laute Stimmengewirr eines Gesprächspartners, das Knackgeräusche aufgrund einer Sättigung eines Leistungsverstärkers hervorruft, gedämpft wird.The present invention relates to a method for compressing a digital Signal. The field of the invention is mobile phone and the like Hands-free kits or any other application that sounds acoustically Signal needs to be spread, the tips of which are a power amplifier can saturate. The aim of the invention is to improve the comfort of use Increase cell phones by the loud babble of voices of a Interlocutor, the clicking noises due to a saturation of a Power amplifier causes, is damped.

Im Stand der Technik empfängt ein Mobiltelefon ein radioelektrisches Stimmsignal über eine Freileitung. Dieses Signal wird demoduliert und sodann digitalisiert, in ein Analogsignal umgeformt und schließlich verbreitet. Im Rahmen der Verwendung einer Freisprechfunktion wird das analoge Stimmsignal vor seiner Verbreitung durch einen Lautsprecher durch einen Leistungsverstärker verstärkt. Die durchschnittliche, von diesem Lautsprecher zulässige Leistung ohne Verzerrungen beträgt 200 Milliwatt.In the prior art, a cell phone receives a radio electric one Voice signal via an overhead line. This signal is demodulated and then digitized, converted into an analog signal and finally distributed. in the As part of using a hands-free function, the analog Voice signal before being broadcast by a loudspeaker Power amplifier reinforced. The average, from this speaker permissible power without distortion is 200 milliwatts.

Während eines Gesprächs kann ein lautes Stimmengewirr entstehen. Dieses Stimmengewirr führt zu einer Erhöhung der Ausgangsdynamik des Leistungsverstärkers um 20 dB. Der Verstärker funktioniert somit im Sättigungsmodus während dieses Stimmengewirrs. Dies ruft Knackgeräusche und andere unangenehme Geräusche in dem Lautsprecher hervor.A loud babble of voices can arise during a conversation. This The babble of voices leads to an increase in the output dynamics of the Power amplifier by 20 dB. The amplifier works in Saturation mode during this babble of voices. This calls crackling noises and other unpleasant noises in the speaker.

Die offensichtliche Lösung zur Vermeidung dieser Unannehmlichkeiten besteht darin, den Leistungsverstärker derart zu dimensionieren, daß er diese Signalspitzen weitergeben kann. Jedoch dies würde zu einer Erhöhung der Kosten, des Platzbedarfs und des Verbrauchs eines Mobiltelefons führen. Dies ist nicht annehmbar.The obvious solution to avoid these inconveniences is in dimensioning the power amplifier such that it Signal peaks can pass on. However, this would increase the Cost, space requirements and consumption of a mobile phone. This is not acceptable.

Die Erfindung löst diese Probleme, indem ein Leistungsverstärker von ungefähr 200 Milliwatt beibehalten wird und indem ein Verfahren eingesetzt wird, das die plötzlichen Amplitudensprünge des Stimmsignals in dem digitalen Signal von Stimmdaten beseitigen soll. An jedes Muster des digitalen Stimmsignal wird ein Korrekturfaktor angelegt, der von dem Wert des Musters, von einer nicht zu überschreitenden Grenze, um den Leistungsverstärker nicht zu sättigen, und von den benachbarten Mustern abhängt. Auf diese Weise wird die Verzerrung beseitigt und werden unangenehme Geräusche vermieden.The invention solves these problems by adding a power amplifier of approximately 200 milliwatts is maintained and by using a process that sudden changes in the amplitude of the voice signal in the digital signal from Eliminate voice data. Each pattern of the digital voice signal has a Correction factor applied by the value of the pattern, not by one limit so as not to saturate the power amplifier, and depends on the neighboring patterns. This way the distortion eliminated and unpleasant noises are avoided.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Kompression eines digitalen Signals, bei dem:
The invention thus relates to a method for compressing a digital signal, in which:

- The signal is analyzed in a time window, the N pattern of the signal includes
- the new value of a running pattern based on the results of this analysis is calculated,

dadurch gekennzeichnet, daß:characterized in that:

the local amplitude maxima M 1 , M 2,. , , Mn of the signal that is greater than an amplitude limit S in the window are searched for and stored,
- A factor and / or an offset is determined that is related to the value of the Pattern depending on its temporal offset in relation to the found maxima is to be applied,
- The factor and / or the offset is applied to the running pattern so that the maximum of the signal generated does not exceed the limit S.

Die Erfindung wird durch die Studie der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Figuren besser verständlich. Diese haben nur hinweisenden Charakter und sind für die Erfindung keinesfalls einschränkend. Die Figuren zeigen:The invention is achieved by studying the following description and the associated figures easier to understand. These have only indicative Character and are in no way restrictive for the invention. The figures demonstrate:

Fig. 1 eine Darstellung eines Originalsignals und eines in einem ein Maximum enthaltenden Zeitfenster bearbeiteten Signals; Fig. 1 is a representation of an original signal and a contained in a maximum time window processed signal;

Fig. 2 eine Darstellung eines Originalsignals und des entsprechenden bearbeiteten Signals in einem zwei Maxima enthaltenden Zeitfenster; Fig. 2 is contained in a two maxima time window is a representation of an original signal and the corresponding processed signal;

Fig. 3 eine funktionelle Darstellung der Elemente eines Mobiltelefons, das für den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird; Fig. 3 is a functional representation of the elements which is used for implementing the method according to the invention of a mobile phone;

Fig. 4 eine Darstellung der Etappen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 4 shows the stages of the method according to the invention.

Fig. 1 zeigt ein Diagramm 100, das auf der Abszisse die Zeiteinteilung und auf der Ordinate Amplituden eines Stimmsignals aufweist. Das Diagramm 100 zeigt eine Kurve 101 der Amplituden des Stimmsignals vor der Bearbeitung durch ein erfindungsgemäßes Verfahren, und die Kurve 102 zeigt Amplituden der Kurve 101, die durch das erfindungsgemäße Verfahren bearbeitet wurde. In dem Zeitfenster, das durch die Zeitpunkte 103 (t₁) und 104 (t₂) begrenzt ist, besitzt die Kurve ein Amplitudenmaximum 105 M₁. Dieses Maximum wird als solches angesehen, da es höher als eine Amplitudengrenze S 106 ist. Es wird ein Muster 107 während der Bearbeitung betrachtet. Dieses Muster 107 weist eine Amplitude E kleiner als M₁ auf, und das Muster 107 ist nicht ein Maximum der Kurve 101. Wenn das Muster 107 bearbeitet wurde, weist es eine Amplitude E' auf. Wenn das Muster 105, das eine maximale Amplitude M₁ aufweist, zur Bearbeitung an der Reihe ist, wird dieses derart bearbeitet, daß es eine korrigierte Amplitude mit dem Wert S aufweist, um einen Leistungsverstärker, dessen maximal zulässiger Signalpegel vor der Sättigung S beträgt, nicht zu sättigen. Die Muster 105 und 107 sind durch eine Dauer 108 (d₁) getrennt. Dies erfordert, daß das Muster 105 und das Muster 107 nicht um denselben Wert korrigiert werden. Das Muster 105 entspricht nämlich dem Maximum, somit wird dieses am meisten korrigiert. Da das Muster 107 von dem Maximalmuster 105 entfernt ist, wird es weniger korrigiert. Dies bedeutet, daß M₁ - S größer ist als E - E'. Die an dem Muster E vorgenommene Korrektur ist umso größer als der Abstand d₁ klein ist. Falls die Dauer d₁ ausreichend groß ist, wird das Muster E aufgrund des Vorhandenseins des Maximums 105 nicht korrigiert. Fig. 1 shows a diagram 100 having on the abscissa the timing and the ordinate represents amplitude of a voice signal. Diagram 100 shows a curve 101 of the amplitudes of the voice signal before processing by a method according to the invention, and curve 102 shows amplitudes of curve 101 which has been processed by the method according to the invention. In the time window, which is limited by the times 103 (t ₁ ) and 104 (t ₂ ), the curve has an amplitude maximum 105 M ₁ . This maximum is considered as such since it is higher than an amplitude limit S 106. A pattern 107 is considered during processing. This pattern 107 has an amplitude E smaller than M ₁ , and the pattern 107 is not a maximum of the curve 101 . When the pattern 107 has been processed, it has an amplitude E '. If the pattern 105 , which has a maximum amplitude M ₁ , is to be processed, it is processed in such a way that it has a corrected amplitude with the value S by a power amplifier whose maximum permissible signal level before saturation is S, not to saturate. Patterns 105 and 107 are separated by a duration 108 (d ₁ ). This requires that pattern 105 and pattern 107 are not corrected by the same amount. This is because the pattern 105 corresponds to the maximum, so this is corrected the most. Since the pattern 107 is removed from the maximum pattern 105 , it is less corrected. This means that M ₁ - S is larger than E - E '. The correction made to the pattern E is all the greater since the distance d _{1 is} small. If the duration d _{1 is} sufficiently long, the pattern E is not corrected due to the presence of the maximum 105 .

Fig. 2 zeigt eine Graphik mit auf der Abszisse der Zeiteinteilung und auf der Ordinate einer Musteramplitudeneinteilung. Die Graphik zeigt eine Kurve 201 der Amplituden eines Stimmsignals vor der Bearbeitung durch das erfin dungsgemäße Verfahren. Die Graphik zeigt auch eine Kurve 202 der Amplituden desselben Stimmsignals nach der Bearbeitung durch das erfindungsgemäße Verfahren. Die Kurve 201 umfaßt in einem von den Zeitpunkten 203 (t₁) und 204 (t₂) begrenzten Zeitfenster zwei Muster, die Maximalamplituden aufweisen. Ein erstes Muster 205 mit einer Amplitude M₁ und ein zweites Muster 206 mit einer Amplitude M₂. Die Amplitude M₂ ist größer als die Amplitude M₁. Das Laufmuster 207 wird als in dem Zeitfenster zwischen den Mustern 205 und 206 angeordnet betrachtet. Das Muster 207 weist eine Amplitude E kleiner als M₁ auf, und das Muster 207 ist nicht ein Maximum. Um den neuen Wert E' des Musters 207 zu berechnen, wird die Korrektur berücksichtigt, die auf dem Muster 207 das Muster 206, falls es alleine wäre, erfordern würde, und die Korrektur, die das Muster 205 auf dem Muster 207, falls es alleine wäre, erfordern würde. Es wird nur die größte der beiden Korrekturen festgehalten. Im vorliegenden Fall ist die größte Korrektur jene, die am Muster 206 erforderlich ist. M₂ ist nämlich größer als M₁, und der zeitliche Abstand 208 (d₂) zwischen den Mustern 207 und 206 ist nicht ausreichend groß, um vor dem Muster 205 die Korrekturen, die das Muster 206 am Muster 207 vornehmen muß, vernachlässigen zu können. Fig. 2 shows a graph with the abscissa represents the timing and the ordinate represents an amplitude pattern classification. The graphic shows a curve 201 of the amplitudes of a voice signal before processing by the method according to the invention. The graphic also shows a curve 202 of the amplitudes of the same voice signal after processing by the method according to the invention. In a time window delimited by the times 203 (t ₁ ) and 204 (t ₂ ), the curve 201 comprises two patterns which have maximum amplitudes. A first pattern 205 with an amplitude M ₁ and a second pattern 206 with an amplitude M ₂ . The amplitude M ₂ is larger than the amplitude M ₁ . Run pattern 207 is considered to be located in the time window between patterns 205 and 206 . Pattern 207 has an amplitude E less than M ₁ and pattern 207 is not a maximum. In order to calculate the new value E 'of pattern 207 , the correction is taken into account which would require pattern 206 on pattern 207 if it were alone and the correction that pattern 205 would have on pattern 207 if it was alone would require. Only the largest of the two corrections is recorded. In the present case, the greatest correction is that required on pattern 206 . This is because M ₂ is larger than M ₁ and the time interval 208 (d ₂ ) between patterns 207 and 206 is not large enough to neglect the corrections that pattern 206 must make to pattern 207 before pattern 205 .

In diesem Beispiel der Fig. 2 ist festzustellen, daß der korrigierte Wert der Muster 205 kleiner als die Amplitude S der Grenze ist. Dies bedeutet, daß die von dem Muster 206 an dem Muster 205 vorgenommene Korrektur größer als jene war, die von dem Muster 205 an sich selbst vorgenommen wurde. Auf diese Weise wird vermieden, daß alle Maxima eines selben Fensters auf die Grenze korrigiert werden und auf diese Weise ein vollkommen glattes Signal erhalten wird, das überhaupt nicht mehr dem Originalsignal entspricht.In this example of FIG. 2 it can be seen that the corrected value of the patterns 205 is smaller than the amplitude S of the limit. This means that the correction made by pattern 206 to pattern 205 was greater than that made by pattern 205 to itself. In this way it is avoided that all the maxima of the same window are corrected to the limit and in this way a completely smooth signal is obtained which no longer corresponds to the original signal at all.

Fig. 3 zeigt eine Freileitung 301, gefolgt von einer Digitalisierungskette 302, die ein digitalisiertes Signal 303 liefert. Die Luftleitung 301 empfängt Radiofrequenzsignale beispielsweise von einer Basisstation. Das digitalisierte Signal 303 wird von Mustern gebildet. Jedes Muster hat einen Wert, der seine Amplitude in dem Signal darstellt. Die Muster, die einem Zeitfenster 304 entsprechen, werden in einem Speicher 305 gespeichert. Der Speicher 305 wird als ein Stapel gesteuert, nämlich das erste Muster, das darin gespeichert wird, ist das erste, das aus ihm austritt. Jedem Muster in dem Speicher 305 entspricht eine Nummer 306 von 1 bis N, wobei N die Anzahl von Mustern ist, wobei ein Wert 307 die Amplitude des Musters darstellt und eine Zahl 308 den zeitlichen Abstand dieses Musters zu dem folgenden Maximum darstellt. Die Zahl 308 eines Musters entspricht der Zahl, die der Nummer 306 dieses Musters hinzuzufügen ist, um zu der Zahl 306 eines Musters zu kommen, das ein Maximum darstellt. Dies ermöglicht es, die Maxima in dem Speicher 305 zu erfassen. Ein Muster ist ein Maximum, wenn die Zahl 308 des Musters, die ihm vorangestellt ist, gleich 1 ist. So ist es möglich, durch Lesen der Zahl 308 des ersten Musters des Speichers zu dem ersten Maximum des Speichers zu kommen. Sodann wird durch Lesen der Zahl 308 des ersten Maximums des Speichers das zweite Maximum des Speichers 305 erreicht, und so weiter. Die Werte 307 und die Abstände 308 werden in dem Maße aktualisiert, als die Muster in den Speicher 305 eintreten und daraus austreten. FIG. 3 shows an overhead line 301 , followed by a digitizing chain 302 that supplies a digitized signal 303 . Air line 301 receives radio frequency signals from a base station, for example. The digitized signal 303 is formed by patterns. Each pattern has a value that represents its amplitude in the signal. The patterns corresponding to a time window 304 are stored in a memory 305 . Memory 305 is controlled as a stack, namely the first pattern stored therein is the first to exit from it. Each pattern in memory 305 corresponds to a number 306 from 1 to N, where N is the number of patterns, a value 307 represents the amplitude of the pattern and a number 308 represents the time interval of this pattern from the following maximum. The number 308 of a pattern corresponds to the number to be added to the number 306 of this pattern in order to arrive at the number 306 of a pattern which represents a maximum. This makes it possible to record the maxima in the memory 305 . A pattern is a maximum if the number 308 of the pattern that precedes it is 1. It is thus possible to arrive at the first maximum of the memory by reading the number 308 of the first pattern of the memory. Then, by reading the number 308 of the first maximum of the memory, the second maximum of the memory 305 is reached, and so on. Values 307 and distances 308 are updated as the patterns enter and exit memory 305 .

Fig. 3 zeigt auch einen Mikroprozessor 306, einen Speicher 307 und einen Digital-Analog-Umsetzer 308. Der Speicher 305 und die Elemente 306 bis 308 sind miteinander durch einen Bus 309 verbunden. Der Analogausgang des Digitalumsetzers ist an einen Leistungsverstärker 310 angeschlossen, dessen Ausgang an einen Lautsprecher 311 angeschlossen ist. Der Speicher 307 enthält das erforderliche Programm für den Mikroprozessor 306, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Fig. 3 also includes a microprocessor 306, a memory 307 and showing digital to analog converter 308. The memory 305 and the elements 306 to 308 are connected to one another by a bus 309 . The analog output of the digital converter is connected to a power amplifier 310 , the output of which is connected to a loudspeaker 311 . The memory 307 contains the necessary program for the microprocessor 306 to carry out the method according to the invention.

Das Muster, dessen neuer Wert berechnet wird, befindet sich in der Mitte des Fensters 304. Um nämlich diesen neuen Wert zu berechnen, müssen die Muster bekannt sein, die sich um das Muster, dessen neuer Wert berechnet wird, herum befinden. Wenn nämlich der Rand des Fensters 304 für das Lauf muster herangezogen wird, wird ein Teil der Information nicht beachtet. Wenn es durch den Mikroprozessor 306 bearbeitet wurde, wird das Laufmuster an den Digital-Analog-Umsetzer 308 übertragen, um akustisch durch den Lautsprecher 311 nach Verstärkung durch den Verstärker 310 verbreitet zu werden. Es ist somit ein Zeitraum Δt zwischen dem Beginn des Zeitfensters und der Mitte des Zeitfensters, das dem Laufmuster entspricht, vorhanden, eine Verzögerung zwischen dem Eintreffen der Information, die dem Muster auf der Freileitung 301 entspricht, und der Verbreitung dieser Information durch den Lautsprecher 311. Es muß ein Kompromiß zwischen dieser Verzögerung, der verfügbaren Speichermenge und der gewünschten Bearbeitungsqualität gefunden werden. In der Praxis wird ein Zeitfenster, das 10 Millisekunden dauert, verwendet. Die Verzögerung beträgt somit 5 Millisekunden. Diese Verzögerung ist somit für den Benutzer nicht störend, und die auf diese Weise gespeicherten Informationen ermöglichen eine zufriedenstellende Bearbeitung. Die Ergebnisse sind auch noch zufriedenstellend, wenn ein Zeitfenster herangezogen wird, dessen Dauer von 5 Millisekunden bis 20 Millisekunden variieren kann. The pattern whose new value is calculated is in the middle of window 304 . Namely, in order to calculate this new value, the patterns around the pattern whose new value is being calculated must be known. If the edge of the window 304 is used for the running pattern, part of the information is ignored. When processed by microprocessor 306 , the run pattern is transmitted to digital-to-analog converter 308 to be acoustically propagated through speaker 311 after amplification by amplifier 310 . There is thus a time period Δt between the beginning of the time window and the middle of the time window corresponding to the running pattern, a delay between the arrival of the information corresponding to the pattern on the overhead line 301 and the dissemination of this information by the loudspeaker 311 . A compromise must be found between this delay, the amount of memory available, and the quality of machining desired. In practice, a time window that lasts 10 milliseconds is used. The delay is therefore 5 milliseconds. This delay is therefore not a nuisance to the user, and the information stored in this way enables satisfactory processing. The results are also satisfactory if a time window is used, the duration of which can vary from 5 milliseconds to 20 milliseconds.

Fig. 4 zeigt eine vorherige Suchetappe 401 der Maxima. Mit der beschriebenen Speicherstruktur 305 kann die Suche nach den Maxima in dem Maße erfolgen, in dem die Muster wieder in den Speicher 305 eintreten. A1 ist der Wert des Musters, das wieder in den Speicher eintritt, A2 ist der Wert des vorhergehenden Musters, das gerade wieder in den Speicher eingetreten ist, . . ., AN ist der Wert des letzten Musters des Speichers. Wenn A1 größer als A2 ist, ist A2 kein Maximum. Wenn A1 kleiner als A2 ist, wird A2 mit A3 verglichen. Wenn A2 größer als A3 ist, ist A2 ein Maximum. Wenn A2 größer als A3 ist, ist A2 kein Maximum. Zu dem Zeitpunkt, zu dem A1 in den Speicher eintritt, kann somit gesagt werden, ob A2 ein Maximum ist oder nicht. Wenn A2 ein Maximum ist, ist der Abstand zwischen A1 und dem folgenden Maximum gleich 1. Wenn A2 kein Maximum ist, ist der Abstand zwischen A1 und dem folgenden Maximum gleich dem Abstand zwischen A2 und dem folgenden Maximum plus 1. Wann der Abstand zwischen A1 und dem folgenden Maximum größer als N ist, bedeutet dies, daß sich kein Maximum in dem Zeitfenster befindet. Um die Auswirkungen der Überschreitung der Dynamik zu vermeiden, wird der Abstand zwischen einem Muster und dem nächsten Maximum auf N + 1 begrenzt. Wenn für ein eintretendes Muster ein Abstand gleich N + 2 erhalten wird, wird nun diesem Abstand vorgegeben, gleich N + 1 zu sein. Dies reicht nämlich aus, um anzuzeigen, daß sich kein Maximum in dem Zeitfenster befindet. Bevor die Kommunikation hergestellt wird, wurden alle Werte der Muster des Speichers auf Null eingestellt, und der Abstand des ersten Musters des Speichers zu dem folgenden Maximum ist gleich N + 1, was bedeutet, daß sich in dem Speicher kein Maximum befindet. Fig. 4 is a previous search stage 401 shows the maxima. With the memory structure 305 described , the search for the maxima can take place to the extent that the patterns reenter the memory 305 . A1 is the value of the pattern that re-enters the memory, A2 is the value of the previous pattern that has just re-entered the memory. , ., ON is the value of the last pattern of the memory. If A1 is greater than A2, A2 is not a maximum. If A1 is less than A2, A2 is compared to A3. If A2 is larger than A3, A2 is a maximum. If A2 is larger than A3, A2 is not a maximum. At the point in time when A1 enters the memory, it can thus be said whether A2 is a maximum or not. If A2 is a maximum, the distance between A1 and the following maximum is 1. If A2 is not a maximum, the distance between A1 and the following maximum is equal to the distance between A2 and the following maximum plus 1. When the distance between A1 and the following maximum is greater than N, this means that there is no maximum in the time window. To avoid the effects of exceeding the dynamic, the distance between a pattern and the next maximum is limited to N + 1. If a distance equal to N + 2 is obtained for an incoming pattern, this distance is now given to be equal to N + 1. This is enough to indicate that there is no maximum in the time window. Before communication is established, all values of the patterns of the memory have been set to zero and the distance of the first pattern of the memory from the following maximum is N + 1, which means that there is no maximum in the memory.

Für die Erfassung eines Maximums, wenn es entsteht, wenn A2 gleich A3 ist, wird nun A3 mit A4 verglichen. Und so weiter, indem ein maximaler zeitlicher Abstand für eine Stufe festgelegt wird. Beispielsweise zehn Muster. Wenn die Muster A2 bis A9 gleich sind, wird nun A2 als ein Maximum betrachtet.For the detection of a maximum when it arises when A2 is A3, A3 is now compared to A4. And so on by a maximum temporal Distance is set for a step. For example, ten patterns. If the Patterns A2 to A9 are the same, A2 is now considered a maximum.

Dieses Verfahren zur Erfassung eines Maximums erfolgt nur, wenn A1 und A2 größer als S sind. D. h. wenn es nützlich ist, eine Bearbeitung an den Amplitudenmustern A1 und A2 vorzunehmen.This maximum detection procedure only occurs when A1 and A2 are larger than S. That is, if it is useful to edit to the Make amplitude patterns A1 and A2.

Es wird nun in eine Phase 402 der Initialisierung des Korrekturfaktors übergegangen. Der Wert dieses Faktors wird auf F = 1 initialisiert. A transition is now made to a phase 402 of the initialization of the correction factor. The value of this factor is initialized to F = 1.

Es wird nun in eine Etappe 403 übergegangen, in der bestimmt wird, ob sich zumindest ein Maximum in dem Zeitfenster befindet. Damit sich ein Maximum in dem Zeitfenster befindet, reicht es aus, wenn der Abstand zwischen dem ersten Muster und dem folgenden Maximum ungleich N + 1 ist, andernfalls ist kein Maximum in dem Zeitfenster vorhanden. Ist kein Maximum in dem Zeitfenster vorhanden, wird direkt in die Etappe 408 der Berechnung des neuen Wertes des Laufmusters übergegangen. Dieser neue Wert E' wird erhalten, indem der Wert E des Laufmusters mit dem Korrekturfaktor F multipliziert wird. In diesem Fall wird das Muster nicht verändert, da F = 1. Es wird somit, wie es ist, an den Digital-Analog-Umsetzer übertragen und sodann von dem Lautsprecher verbreitet.A transition is now made to a stage 403 , in which it is determined whether there is at least one maximum in the time window. So that there is a maximum in the time window, it is sufficient if the distance between the first pattern and the following maximum is not equal to N + 1, otherwise there is no maximum in the time window. If there is no maximum in the time window, a step is made to step 408 of calculating the new value of the running pattern. This new value E 'is obtained by multiplying the value E of the running pattern by the correction factor F. In this case, the pattern is not changed because F = 1. It is thus transmitted as it is to the digital-to-analog converter and then broadcast from the speaker.

Falls sich ein Maximum in dem Zeitfenster befindet, wird zu einer Etappe 404 der Berechnung des besten Korrekturfaktors, der auf das Muster anzuwenden ist, übergegangen. In der Etappe 404 wird der Durchschnitt der Maxima des Zeitfensters berechnet. Wenn dieser Durchschnitt berechnet ist, wird zu einer Etappe 405 der Berechnung des Korrekturfaktors F übergegangen.If there is a maximum in the time window, a step 404 is made to the calculation of the best correction factor to be applied to the pattern. In step 404 , the average of the maxima of the time window is calculated. When this average has been calculated, a step 405 is made to calculate the correction factor F.

F ist gleich dem Verhältnis R von S auf dem soeben berechneten Durchschnitt, multipliziert mit einem Faktor, der von dem Abstand des Laufmusters und dem Abstand dieses Musters zu dem nächsten Maximum abhängt.F is equal to the ratio R of S on the average just calculated, multiplied by a factor that is the distance between the running pattern and the Distance of this pattern depends on the next maximum.

Mit fd wird der Korrekturfaktor des Verhältnisses R des Werts S der Grenze auf dem Durchschnitt M in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen dem Laufmuster und dem nächsten Maximum bezeichnet. Nun ist Fd eine steigende Funktion des Abstandes. Wenn der Abstand zwischen dem Laufmuster und dem nächsten Maximum gleich Null ist, ist Fd gleich 1, somit wird die Maximalkorrektur an dem Muster vorgenommen. Wenn der Abstand zwischen dem Laufmuster und dem nächsten Maximum groß ist, ist Fd gleich 1/R, somit ist die vorgenommene Korrektur nicht vorhanden. In der Praxis kann nun, wenn eine Kurve mit auf der Abszisse den Abständen und auf der Ordinate dem Faktor Fd angenommen wird, eine Gerade zwischen den Koordinatenpunkten (0; 1), und (Dmax; 1/R) gezogen werden. In dieser Geraden stellt Dmax den maximalen Abstand dar, bei dem ein Maximum des Fensters wirken soll. Die Gleichung dieser Geraden ist somit:
Fd denotes the correction factor of the ratio R of the value S of the limit on the average M as a function of the distance between the running pattern and the next maximum. Now Fd is an increasing function of the distance. If the distance between the running pattern and the next maximum is zero, Fd is 1, so the maximum correction is made to the pattern. If the distance between the running pattern and the next maximum is large, Fd is 1 / R, so the correction made is not available. In practice, if a curve is assumed with the distances on the abscissa and the factor Fd on the ordinate, a straight line can be drawn between the coordinate points (0; 1) and (Dmax; 1 / R). In this line, Dmax represents the maximum distance at which a maximum of the window should act. The equation of this line is:

es ergibt sich somit, daß F das Produkt von fd mal R und Fd der Wert von fd für x ist, der den zeitlichen Abstand des Laufmusters zu dem nächsten Maximum angibt. Es wird in die Etappe 408 der Berechnung des neuen Wertes des Laufmusters übergegangen.it thus follows that F is the product of fd times R and Fd is the value of fd for x, which indicates the time interval between the running pattern and the next maximum. Step 408 of the calculation of the new value of the running pattern is entered.

Die soeben beschriebene Methode korrigiert die Muster in bezug auf den Durchschnitt der Maxima des Zeitfensters. Dies bedeutet, daß manche Maxima des Zeitfensters unter die Grenze korrigiert werden, während andere darüber korrigiert werden. Die allgemeine Form des Signals wird beibehalten, jedoch es bleiben geringe Verzerrungen. Jedoch das Interesse dieser Methode besteht in dem geringen Berechnungsaufwand, den sie erfordert. Bei einer Variante der Erfindung werden die Etappen 404 bis 407 durch die Etappen 414 bis 417 ersetzt.The method just described corrects the patterns for the average of the maxima of the time window. This means that some maxima of the time window are corrected below the limit, while others are corrected above. The general shape of the signal is retained, but little distortion remains. However, the interest of this method lies in the little computation effort that it requires. In a variant of the invention, stages 404 to 407 are replaced by stages 414 to 417 .

Bei einer Etappe 414 wird der Korrekturfaktor des Laufmusters in bezug auf das erste Maximum des Zeitfensters berechnet. Diese Rechnung erfolgt auf dieselbe Weise wie für die Korrektur in bezug auf den Durchschnitt, außer daß bei dem Verhältnis R der Durchschnitt durch den Wert des betreffenden Maximums ersetzt wird. Auf diese Weise wird ein Zeitkorrekturfaktor Ft erhalten. Es wird zu einer Etappe 415 übergegangen.At a step 414 , the correction factor of the running pattern is calculated in relation to the first maximum of the time window. This calculation is carried out in the same way as for the correction for the average, except that for the ratio R the average is replaced by the value of the maximum in question. In this way a time correction factor Ft is obtained. Step 415 is proceeded to.

In der Etappe 415 wird der Faktor Ft mit dem Faktor F verglichen. Falls der Faktor Ft größer als F ist, wird nun in eine Etappe 416 übergegangen. In der Etappe 416 wird nur der Wert Ft F zugeteilt. Sodann wird in eine Etappe 417 übergegangen, in der bestimmt wird, ob noch Maxima in dem Zeitfenster verbleiben. Wenn Maxima verbleiben, wird in die Etappe 414 zurückgegangen, andernfalls wird in die Etappe 408 der Berechnung eines neuen Werts des Musters übergegangen.In step 415 the factor Ft is compared with the factor F. If the factor Ft is greater than F, a transition is now made to a step 416 . In stage 416 only the value Ft F is allocated. A transition is then made to a step 417 , in which it is determined whether maxima still remain in the time window. If maxima remain, step 414 is returned to, otherwise step 408 of calculating a new value of the pattern is entered.

Der Weg der Maxima ist einfach, es reicht nämlich aus, ab dem ersten Muster des Speichers den Abstand dieses Musters zu dem folgenden Maximum zu dem Index des Musters hinzuzufügen, um zu dem folgenden Maximum zu kommen. Um zu erfahren, ob das Laufmuster ein Maximum ist, reicht es aus zu überprüfen, ob das in dem Speicher vorhergehende Muster einen Abstand des Musters zum Maximum von höchstens gleich 1 aufweist. Ist dies der Fall, bedeutet dies, daß das Laufmuster ein Maximum ist.The path of the maxima is easy, because it is enough, starting with the first pattern the distance of this pattern to the following maximum to add to the index of the pattern to the following maximum come. To find out whether the walking pattern is a maximum, it is sufficient check whether the previous pattern in the memory is a distance from the Patterns to the maximum of at most equal to 1. Is that the case, this means that the walking pattern is a maximum.

Von der Etappe 408 wird in die folgende Etappe 410 übergegangen. Diese Etappe entspricht dem Eintritt eines neuen Musters in den Speicher, somit dem Austritt des Musters N aus dem Speicher. Sodann wird wieder mit Etappe 401 begonnen.From stage 408 there is a transition to the following stage 410 . This stage corresponds to the entry of a new pattern into the memory, and thus the exit of the pattern N from the memory. Then stage 401 is started again.

In der Praxis wird, um Randeffekte auszuschließen, angenommen, daß das erste und das letzte Muster des Zeitfensters Maxima sind, wenn ihre Werte größer als der Wert S der Grenze sind.In practice, in order to rule out marginal effects, it is assumed that the first and last patterns of the time window are maxima if their values are greater than the value S of the limit.

Claims

1. A method of compressing a digital signal in which:

the signal is analyzed ( 401-405 ) on a time window ( 304 ) which comprises N patterns of the signal,
- the new value of a running pattern EC is calculated on the basis of the results of this analysis ( 408 ),

characterized in that:

the local amplitude maxima M ₁ , M _2,. , , Mn of the signal which is greater than an amplitude limit S ( 106 ) in the window is searched ( 401 ) and stored,
a factor and / or an offset is determined ( 405 ), which is to be applied to the value of the running pattern as a function of its time offset with respect to the maxima found,
- The factor and / or the offset is applied to the running pattern ( 408 ) so that the maxima of the resulting signal do not exceed the limit S.

2. The method according to claim 1, characterized in that the signal to be compressed is a voice signal before amplification by a power amplifier ( 310 ) in means ( 306-311 ) for the use of a hands-free device for a mobile phone.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that it is provided that the running pattern ( 105 , 207 ) is arranged in the middle of the window.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that for the evaluation of the temporal offset between two patterns E1 ( 207 ) and E2 ( 206 ), the number of patterns that are between E1 and E2 is counted.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that for the calculation of the correction to be used for the running pattern EC:

the average Moy of the amplitudes of the stored local maxima is calculated ( 404 ),
a ratio R = S / Moy is calculated,
a factor Fd is calculated for each maximum Mi stored, which depends on R and a time offset di between EC and Mi in the window,
- Fmax is selected for the largest of the Fd,
a new value E 'of the running pattern EC, which depends on Fmax and on E, the original value of the pattern EC, is calculated, ie E' = Fmax × E.

6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that for the calculation of the correction to be used for the running pattern EC:

a ratio Ri = S / Mi is calculated for each amplitude Mi of a stored local maximum,
a factor Fi is calculated ( 404 ) for each ratio Ri, which depends on Ri and a time offset di between EC and Mi in the window, ie Fi = fi (di) × Ri,
- the largest Fmax is selected from among the Fi ( 415-417 ),
a new value E 'of the running pattern EC is calculated as a function of Fmax and of E, the original value of the running pattern EC, ie E' = Fmax × E.

7. The method according to any one of claims 5 or 6, characterized in that that the function fi (x) is increasing for x <0.

8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that is used:
where Dmax is a maximum time interval in which a local maximum produces an effect.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the time window lasts about 10 milliseconds.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the patterns of the time window are stored in a memory ( 307 ).