DE19640825A1 - Encoder arrangement for applying inaudible data signal - Google Patents

Encoder arrangement for applying inaudible data signal

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DE19640825A1 DE1996140825 DE19640825A DE19640825A1 DE 19640825 A1 DE19640825 A1 DE 19640825A1 DE 1996140825 DE1996140825 DE 1996140825 DE 19640825 A DE19640825 A DE 19640825A DE 19640825 A1 DE19640825 A1 DE 19640825A1
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Abstract

The encoder converts an audio signal into a spectral range and determines the masking threshold for the audio signal. The audio signal is converted into the spectral range using Fast Fourier Transformation (100). A pseudonoise signal (106) and a data signal (104) is generated. The data signal and the pseudonoise signal are multiplied to produce a frequency spread data signal. The frequency spread data signal is weighted with the masking threshold and the audio signal and weighted data signal is weighted.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Codierer zur Einbringung eines nicht hörbaren Datensignals in ein Audiosignal, und auf einen Decodierer zum decodieren eines nicht hörbar in einem Audiosignal enthaltenen Datensignals. The present invention relates to a coder for introducing a non-audible data signal into an audio signal, and a decoder for decoding an inaudible audio signal in a data signal contained.

Die Übertragung von nicht hörbaren Datensignalen in einem Audiosignal findet beispielsweise Anwendung bei der Reich weitenforschung für den Rundfunk. The transmission of inaudible data signals in an audio signal is for example application in the realm much research for broadcasting. Die Reichweitenforschung dient dazu, die Zuhörerverteilung einzelner Radiostationen zuverlässig zu ermitteln. The audience research is used to determine the listener distribution of individual radio stations reliably. Im Stand der Technik sind unter schiedliche Verfahren bekannt, um die Zuhörerverteilung ein zelner Radiostationen zu ermitteln. In the prior art are known by schiedliche method to determine the listener distribution of individual radio stations one.

Ein erstes Verfahren arbeitet derart, daß mittels eines Mi krophons, das von einem Hörer getragen wird, die Umgebungs geräusche aufgezeichnet und mittels eines Referenzempfängers verglichen. A first method operates such that by means of a krophons Mi, which is supported by a listener, the recorded ambient noise and compared by means of a reference receiver. Aus dem Vergleich läßt sich dann die Empfangs frequenz des Rundfunkempfängers ermitteln. the reception frequency of the radio receiver can then be determined from the comparison.

Bei einem zweiten Verfahren werden die Umgebungsgeräusche in komprimierter Form mit der Information der genauen Uhrzeit in einem Speicher aufgezeichnet werden und anschließend an eine Zentrale übertragen werden. In a second method, the ambient noise in compressed form will be recorded with the information of the precise time in a memory and are then transmitted to a control center. Dort werden die Daten von leistungsfähigen Rechnern mit Programmbeispielen verglichen, die während einer vorbestimmten Zeitdauer, beispielsweise eines Tages, aufgezeichnet wurden. There, the data of powerful computers are compared with sample programs that were recorded during a predetermined time period, for example one day. Auf diese Art kann der gehörte Sender ermittelt werden. In this type of station you listen to can be determined.

Die oben beschriebenen Verfahren weisen die nachfolgenden Nachteile auf. The methods described above have the following disadvantages.

Das zuerst beschriebene System ist nicht anwendbar bei einem Mehrbandempfang, Mehrnormenempfang oder Mehrmedienempfang, da es nur auf die Übertragung von frequenzmodulierten Sig nalen beschränkt ist. The system first described is not applicable to a multi-band reception, multi-standard receiver or multi-media channels, as it is limited to the transmission of frequency-modulated sig nal. Eine zusätzliche lokale Abstrahlung anderer Medien über freie FM-Kanäle ist aufgrund der Viel falt der Programmquellen nur in Einzelfällen durchführbar. Additional local radiation in other media about free FM channels is due to the multiplicity of program sources falt feasible only in individual cases. Ferner wird gemäß diesem Verfahren die gleiche Empfangsstär ke benötigt, wie sie der Empfänger der Hörers aufweist. Further, according to this method, the same Empfangsstär ke is needed, as the receiver comprises the receiver. Bei einer guten Empfangsanlage oder z. With a good reception system or z. B. im Auto ist diese Be dingung nicht zu realisieren. As in a car's condition is no realize this Be. Ein weiterer Nachteil besteht in der Reaktionszeit zum Abstimmen des Referenzempfängers und der Korrelation, da diese mit dem Programmangebot an wächst und im Bereich von Minuten liegt. Another disadvantage is the response time for tuning the reference receiver and the correlation, as this grows with the program offer and is in the range of minutes. Der Stromverbrauch eines solchen Verfahrens ist durch die verwendeten Komponen ten, den Empfänger, die Signalverarbeitung, usw., erheblich. The power consumption of such a method is used by the ten Components, receiver, signal processing, etc., considerably. Der Empfänger kann des weiteren nicht beliebig sparsam aus gestaltet werden, da durch den Stromverbrauch des Referenz empfängers unmittelbar die Großsignalfestigkeit bestimmt ist. The receiver can not be arbitrarily designed from the economical Further, since the large-signal strength is determined by the current consumption of the reference receiver directly. Wiederum ein weiterer Nachteil besteht darin, daß durch das Vergleichsprinzip lediglich die Frequenz des empfangenen Signals bestimmt werden kann, wobei die Frequenzbelegung je doch vom augenblicklichen Standort abhängt. Yet a further disadvantage is that the frequency of the received signal can be determined by the comparison principle only, wherein the frequency assignment but each depends on the instantaneous location. Somit ist es notwendig, eine Information hinsichtlich des Standorts des Hörers zu erhalten, beispielsweise über die aktuellen Sen dertabellen. Thus, it is necessary to obtain information regarding the location of the listener, dertabellen example of the latest Sen.

Das zweite, oben beschriebene Verfahren weist den Nachteil eines erheblichen Speicherbedarfs auf, da sich bei einer Aufzeichnung über 24 Stunden eine Nettodatenmenge von ca. 150 MB ergibt. The second method described above has the disadvantage of a significant memory requirements, since a net amount of data of about 150 MB results in a recording over 24 hours. Selbst bei einer guten Komprimierung um z. Even with a good compression to z. B. den Faktor 10 fallen täglich ca. 15 MB an Daten an. As a factor of 10 accrue daily about 15 MB of data. Somit sind die zu verwendenden Speicher groß und damit teuer und haben auch eine hohe Stromaufnahme. Thus, any memory are large and therefore expensive and also have a high power consumption. Weiter ist die Er mittlung der Referenzprogramme schwierig, da sie dezentral landesweit erfolgen muß. Next is He mediation of the reference programs difficult since it must be done nationally decentralized. Wiederum ein weiteres Problem be steht in der Problematik des Datenschutzes, da die Audioin formationen unmittelbar aus der Umgebung der Testperson ge sammelt und zu einer zentralen Auswertung transportiert wer den. Yet another problem be on sale in the issue of data protection, as the audio in formations directly ge from the vicinity of the test subject collects and to a central evaluation transported to who.

Um die oben beschriebenen Probleme zu vermeiden wurden im Stand der Technik bereits mehrere Verfahren vorgeschlagen, bei denen ein Kennungssignal eines Senders in der Form eines Datensignals in das zu übertragende Audiosignal eingebracht wird. To avoid the problems described above have been proposed several methods in the prior art, in which an identification signal of a transmitter is incorporated in the form of a data signal in the transmitted audio signal. Das zu übertragende Datensignal ist in diesem Fall für den Zuhörer nicht hörbar. The data to be transmitted signal can not be heard in this case for the listener.

Solche Verfahren sind beispielsweise in der WO 94/11989, GB 2260246 A, GB 2292506 A und in der WO 95/04430 beschrie ben. Such methods are 95/04430 ben beschrie for example, in WO 94/11989, GB 2260246 A, GB 2292506 A and WO. Der Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß nicht sichergestellt werden kann, daß das Datensignal zu jedem Zeitpunkt der Übertragung des Audiosignals für den Zuhörer nicht hörbar ist. The disadvantage of this method is that it can not be ensured that the data signal is not heard at any time during transmission of the audio signal for the listener.

Die US-A-5,450,490 beschreibt eine Vorrichtung und ein Ver fahren zum Einschließen von Codes in Audiosignale und zum Decodieren derselben. The US-A-5,450,490 describes an apparatus and a drive Ver for including codes in audio signals and decoding the same. Dieses System verwendet unterschied liche Symbole, die mittels verschränkter Frequenzlinien co diert werden. This system uses different Liche symbols that are entangled by means of frequency lines co diert. Um sicherzustellen, daß die übertragenen Da tensignale zu jeder Zeit nicht hörbar sind, wird hinsicht lich der einzelnen Frequenzen, aus denen sich die zu über tragenden Symbole zusammensetzen, eine Maskierungsbeurtei lung durchgeführt. To ensure that the transferred Since tensignale at any time are not audible, is Lich respect of the individual frequencies that make up the to composed transmitted symbols carried out Maskierungsbeurtei lung. Der Nachteil dieses Verfahren besteht darin, daß die Erzeugung von zu übertragenden Signalen sehr aufwendig ist. The disadvantage of this method is that the generation of signals to be transmitted is very expensive.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen den Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Codierer und einen Decodierer zum Einbringen und Herausziehen eines nicht hör bar in einem Audiosignal enthaltenen Datensignals zu schaf fen, bei dem sichergestellt ist, daß das zu übertragende Da tensignal vom menschlichen Ohr nicht wahrgenommen wird, ge genüber Interferenzerscheinungen unanfällig ist und eine gu te Kanalausnutzung bildet, wobei das Datensignal sicher und einfach decodiert werden kann. Starting from this prior art, the present the invention, the object of an encoder and a decoder for introducing and extracting a data signal do not stop bar contained in an audio signal to sheep fen in which it is guaranteed that the transferred Since tensignal by the human ear is not perceived ge genüber interference phenomena is not susceptible and forms a gu th channel utilization, wherein the data signal may simply be decoded and safely.

Diese Aufgabe wird durch einen Codierer gemäß Anspruch 1 und durch einen Decodierer gemäß Anspruch 15 gelöst. This object is achieved by an encoder according to claim 1 and by a decoder according to claim 15 °.

Die vorliegende Erfindung schafft einen Codierer zum Ein bringen eines nicht hörbaren Datensignals in ein Audiosi gnal, der The present invention provides an encoder for A bring a non-audible data signal into a Audiosi gnal, the

  • - das Audiosignal in den Spektralbereich umwandelt; - transforming the audio signal in the spectral range;
  • - die Maskierungsschwelle des Audiosignals bestimmt; - determining the masking threshold of the audio signal;
  • - ein Pseudorauschsignal bereitstellt; - a pseudo-noise signal provides;
  • - ein Datensignal bereitstellt; - a data signal provides;
  • - das Pseudorauschsignal mit dem Datensignal multipliziert, um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen; - the pseudo-noise signal by the data signal multiplied in order to provide a frequency-spread data signal;
  • - das gespreizte Datensignal mit der Maskierungsschwelle ge wichtet; - the spread data signal with the masking threshold ge weights; und and
  • - das Audiosignal und das gewichtete Datensignal gewichtet. - the audio signal and the weighted data signal weighted.

Die vorliegende Erfindung schafft einen Decodierer zum Her ausziehen eines nicht hörbar in einem Audiosignal enthal tenen Datensignals, der The present invention provides a decoder for Her off an inaudible requested contained in an audio signal data signal, the

  • - das Audiosignal abtastet; - the audio signal samples;
  • - das abgetastete Audiosignal nicht-rekursiv filtert; - the sampled audio signal non-recursive filters; und and
  • - das gefilterte Audiosignal mit einem Schwellenwert ver gleicht, um das Datensignal wiederzugewinnen. - the filtered audio signal ver similar to a threshold in order to recover the data signal.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Codierers und Decodierers besteht darin, daß Informationen in ein Audiosignal einge bracht werden, ohne daß sie vom menschlichen Ohr wahrgenom men werden, aber von einem Detektor sicher decodiert werden. One advantage of the encoder and decoder according to the invention is that information is placed into an audio signal, without being true genome to the human ear men, but be sure decoded by a detector. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dar in, daß die Spread-Spektrum-Modulation verwendet wird, bei der die Information bzw. das Datensignal in das gesamte Übertragungsband gespreizt wird, wodurch die Anfälligkeit gegenüber Interferenzerscheinungen und die Mehrwegausbrei tung reduziert wird. A further advantage of the present invention is that the spread spectrum modulation is used in which the information or data signal is spread in the entire transmission band, whereby the susceptibility to interference phenomena and the Mehrwegausbrei processing is reduced. Gleichzeitig ergibt sich eine gute Ka nalausnutzung. At the same time there is a good Ka nalausnutzung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Nichthörbarkeit dadurch erreicht, daß das Audiosignal, welches beispiels weise ein Musiksignal ist, dem das Datensignal bzw. die In formationen beigefügt werden sollen, einer Psychoakustikbe rechnung unterzogen wird. According to the present invention, the Nichthörbarkeit is achieved in that the audio signal, which as example is a music signal, the data signal or to be attached in formations Psychoakustikbe a bill is subjected. Aus dieser wird die Maskierungs schwelle ermittelt und das Spread-Spektrum-Signal wird mit dieser gewichtet. From this, the masking threshold is determined, and the spread spectrum signal is weighted with this. Dies stellt sicher, daß zu keinem Zeit punkt mehr Energie zur Datenübertragung verwendet wird, als psychoakustisch zulässig ist. This ensures that point, more energy is used to transmit data at any time, as is perceptually allowed.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet der Decodierer ein nicht-rekursives Fil ter (Matched-Filter). According to a preferred embodiment of the present invention, the decoder uses a non-recursive Fil ter (matched filter). Der Vorteil besteht darin, daß dieses Filter zur Korrelation und Rekonstruktion verwendet werden kann, so daß sich das Verfahren zum Decodieren besonders einfach gestaltet, was im Hinblick auf eine spätere Hard warerealisierung vorteilhaft ist. The advantage is that this filter can be used to correlate and reconstruction, so that the method for decoding is particularly simple, which ware realization with regard to a subsequent Hard is advantageous. Ein erfindungsgemäßer De codierer kann beispielsweise in der Form einer Armbanduhr vorgesehen sein, der leicht von Testpersonen getragen werden kann. An inventive De encoder may for example be provided in the form of a wristwatch, which can easily be carried by panelists.

Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verfahren sind in den Unteransprüchen definiert. Preferred developments of the method according to the invention are defined in the dependent claims.

Nachfolgend werden anhand der beiliegenden Zeichnungen be vorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Subsequently be ferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Es zeigen: Show it:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Co dierers; Fig. 1 shows an embodiment of a co dierers invention;

Fig. 2 eine Darstellung des Übertragungsrahmens, der zur Übertragung des Nutzsignals verwendet wird; 2 is a diagram which is used for transmission of the useful signal of the transmission frame.

Fig. 3 ein Blockdiagramm des in Fig. 1 dargestellten Quellencodierungsblocks; Fig. 3 is a block diagram of the source coding block shown in Fig. 1;

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen De codierers Fig. 4 shows an embodiment of an inventive encoder De

Fig. 5 ein Blockdiagramm des in Fig. 4 dargestellten Da tendekodierers; Figure 5 is a block diagram of the shown in Figure 4, since tendekodierers..;

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Bestim mung der Zuhörerverteilung einer Radiostation, das die erfindungsgemäßen Verfahren zum Codieren und Decodieren verwendet; Fig. 6 shows an embodiment of a system for the determina tion of the listener distribution of a radio station that uses the inventive methods of encoding and decoding;

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Bestim mung der Zuhörerverteilung einer Radiostation, das die erfindungsgemäßen Verfahren zum Codieren und Decodieren verwendet; Fig. 7 shows an embodiment of a system for the determina tion of the listener distribution of a radio station that uses the inventive methods of encoding and decoding;

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel eines Systems zum Kenn zeichnen von Audiosignalen mit einer eindeutigen Kennummer zur Identifizierung von Tonträgern; Fig. 8 shows an embodiment of a system for identifying audio signals with an unequivocal identification number for identifying sound recordings; und and

Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Fernsteuerung von Audiogeräten, das die erfindungsgemäßen Verfahren zum Codieren und Decodieren verwendet. Fig. 9 shows an embodiment of a system for remote control of audio equipment that uses the inventive methods of encoding and decoding.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Codierers näher beschrieben. Below 1 shows an embodiment of an encoder is described in detail with reference to FIGS.. Es wird darauf hingewie sen, daß die in Fig. 1 dargestellte Schaltung lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellt, und die vorlie gende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. It is hingewie it sen that the circuit shown in Fig. 1 only illustrating a preferred embodiment and of the products contained constricting invention is not limited thereto.

Die in Fig. 1 dargestellte Codierschaltung besteht aus einem Transformationsblock 100 , einem Psychoakustikblock 102 , einem Datensignalgenerator 104 , einem Quellencodierungsblock 105 , einem Pseudo-Noise-Signalgenerator 106 , einem BPSK-Ba sisbandmodulator 108 (BPSK = Binary Phase Shift Keying = bi näre Phasenverschiebungstastung), einem BPSK-Modulator 110 , einer Einrichtung zum Gewichten von zwei Signalen 112 , einem Rücktransformationsblock 114 und einer Superpositions- bzw. Überlagerungseinrichtung 116 . The encoding circuit shown in Fig. 1 consists of a transformation block 100, a Psychoacoustic block 102, a data signal generator 104, a source encoder block 105, a pseudo-noise signal generator 106, a BPSK-Ba sisbandmodulator 108 (BPSK = Binary Phase Shift Keying bi ary Phase Shift Keying ), a BPSK modulator 110, a means for weighting two signals 112, an inverse transform block 114 and a Superpositions- or superimposing means 116th Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der BPSK-Basisbandmodulator 108 , der BPSK-Modulator 110 und die Einrichtung zum Gewichten von zwei Signalen 112 jeweils durch einen Multiplizierer ge bildet. In the example shown in Fig. 1 embodiment of the BPSK baseband modulator 108, the BPSK modulator 110, and the means for weighting two signals 112 are respectively forms ge by a multiplier. Ferner ist ein weiterer Transformationsblock 118 vorgesehen, der das Ausgangssignal s(l) des BPSK-Modulators 110 in den Spektralbereich transformiert. Furthermore, a further transformation block 118 is provided, s (l) of the BPSK modulator 110 transforms the output signal in the spectral range.

Der Transformationsblock 100 ist mit einem Eingang EIN der Schaltung verbunden. The transformation block 100 is connected to an input IN of the circuit. Der Ausgang des Transformationsblock 100 ist mit dem Psychoakustikblock 102 verbunden. The output of the transform block 100 is connected to the psychoacoustics block 102nd Der Ein gang der Schaltung ist ferner mit einem Eingang der Superpo sitionseinrichtung 116 verbunden. The A response of the circuit is also connected to an input of the superpo sitionseinrichtung 116 is connected.

Der Ausgang des Pseudo-Noise-Signalgenerators 106 ist mit einem Eingang des BPSK-Basisbandmodulators 108 verbunden und der Ausgang des Datensignalgenerators 104 mit dem Eingang des Quellencodierungsblocks 105 verbunden, dessen Ausgang wiederum mit dem anderen Eingang des BPSK-Basisbandmodula tors 108 verbunden ist. The output of the pseudo-noise signal generator 106 is connected to an input of the BPSK baseband modulator 108 and the output of the data signal generator 104 is connected to the input of the source coding block 105, whose output is in turn connected to the other input of the BPSK Basisbandmodula tors 108th Der Ausgang des BPSK-Basisbandmodu lators 108 ist mit einem Eingang des BPSK-Modulators 110 verbunden, dessen anderer Eingang mit einem Signalgenerator (nicht dargestellt) verbunden ist, der ein cosinusförmiges Signal an den anderen Eingang des BPSK-Modulators 110 an legt. The output of the BPSK Basisbandmodu lators 108 is connected to an input of the BPSK modulator 110, the other input to a signal generator (not shown) is connected, which applies a cosine signal to the other input of the BPSK modulator 110. Der Ausgang des BPSK-Modulators 110 ist mit dem wei teren Transformationsblock 118 verbunden, dessen Ausgang mit der Gewichtungseinrichtung 112 verbunden ist. The output of the BPSK modulator 110 is connected to the white direct transformation block 118, whose output is connected to the weighting means 112th

Der Ausgang des Psychoakustikblocks 102 ist ebenfalls mit der Gewichtungseinrichtung 112 verbunden. The output of the psychoacoustics block 102 is also connected to the weighting means 112th Der Ausgang der Gewichtungseinrichtung 112 ist mit einem Eingang des Rück transformationsblocks 114 verbunden. The output of the weighting means 112 is connected to an input of the inverse transformation blocks 114th Der Ausgang des Rück transformationsblocks 114 ist mit einem weiteren Eingang der Superpositionseinrichtung 116 verbunden, wobei der Ausgang der Superpositionseinrichtung 116 mit einem Ausgang AUS der Schaltung verbunden ist. The output of the inverse transform block 114 is connected to a further input of the superposition unit 116, the output of the superposition device 116 is connected to an output OUT of the circuit.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 1 ein bevorzugtes Ausfüh rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Codierverfahrens näher beschrieben. Below 1, a preferred exporting with reference to Figs. Approximately example of the coding method according to the invention described in more detail.

Zunächst wird am Eingang "EIN" ein Musiksignal n(k) einge speist, das beispielsweise als digitales PCM-Musiksignal vorliegt (PCM = Pulsed Code Modulation). First, a music signal n (k) (= PCM Pulsed Code Modulation) is fed to the input "A" which is present, for example, as a digital PCM music signal. Im Transformations block 100 wird das Musiksignal zunächst einer Fensterung mit Hanningfenster unterzogen und anschließend mittels einer schnellen Fourier-Transformation (FFT = fast fourier trans formation) mit einer Länge von 1024 mit 50% Überlappung (Overlap) in den Spektralbereich umgewandelt. In the transform block 100, the music signal is first subjected to a windowing with Hanning window and then (FFT = Fast Fourier Transform formation) by means of a fast Fourier transform with a length of 1024 with 50% overlap (overlap) is converted to the spectral range. Danach liegt das Spektrum N(ω) des Musiksignals n(k) mit 512 Frequenz linien vor, das als Eingangssignal für die Psychoakustik 102 verwendet wird. After that is the spectrum N (ω) of the music signal n (k) of 512 frequency lines before, which is used as input signal for the Psychoacoustic 102nd Das Spektrum des Musiksignals wird gleich zeitig an die Superpositionseinrichtung 116 angelegt, wie dies durch den Pfeil 120 verdeutlicht ist. The spectrum of the music signal is applied simultaneously to the superposition means 116, as is illustrated by the arrow 120th

Im Psychoakustikblock 102 wird das Spektrum N(ω) in kriti sche Bänder (critical bands) aufgeteilt. In psychoacoustics block 102, the spectrum N (ω) in kriti specific bands (critical bands) is divided. Diese Bänder haben eine Breite von 1/3 bark, was abhängig von Abtastfrequenz (im vorliegenden Beispiel beträgt diese z. B. 44,1 kHz oder 48 kHz) eine Bandanzahl von ca. 60 kritischen Bändern er gibt. These bands have a width of 1/3 of bark, which depending on the sampling frequency (in the present example this z. B. 44.1 kHz or 48 kHz) band a number of about 60 critical bands outputs. Die Zuordnung der Frequenzen f(Hz) in Bänder z(bark) orientiert sich an der Bandeinteilung, die das menschliche Ohr beim Hörvorgang vornimmt und ist beispielsweise im Stan dard ISO/IEC 11172-3 tabellarisch notiert. The allocation of the frequencies f (Hz) into bands z (bark) based on the band division, which performs the human ear when the hearing process and is for example in the stan dard ISO / IEC 11172-3 listed in tabular form. In diesen kriti schen Bändern wird die Bandenergie durch Summation des Real teils und des Imaginärteils des Spektrums N(ω) gemäß der nachfolgenden Gleichung bestimmt: In this kriti rule bands, the band energy is determined by summation of the real part and the imaginary part of the spectrum N (ω) according to the following equation:

E i = Re (N(ω i ))² + Im (N(ω i ))² E i = Re (N (ω i)) ² + Im (N (i) ω) ²

Diese Energieverteilung wird nun einer Spreizung unterwor fen. This energy distribution is now fen a spread unterwor. Hierfür wird für jedes Band die sogenannte Spreizungs funktion berechnet, wobei die Berechnung dem Standard ISO/IEC 11172-3 (1993) folgt. For this purpose, the so-called spreading function is calculated for each band, wherein the calculation of the ISO / IEC Standard 11172-3 follows (1993). Anschließend werden die 60 er haltenen Spreizungsverläufe mit den Bandenergien gefaltet und man erhält den Verlauf der Erregung. Then the 60 he held spread curves are folded with the band energies and obtained the course of excitement. Aus dieser läßt sich unter Berücksichtigung des Verdeckungsmaßes die Mas kierungsschwelle W(z) für nichttonale Audiosignale mit einem Stützpunkt pro kritischem Band z berechnen. From this the Mas kierungsschwelle W (z) can be calculated for non-tonal audio signals with a base per critical band for taking account of the masking measure.

Für tonale Audiosignale ist die Maskierungsschwelle W(z) er heblich niedriger anzusetzen. For tonal audio signal, the masking threshold is set to he W (z) considerably lower. Daher wird mit Hilfe einer Si gnalprädiktion ein Maß für die Tonalität für jede Frequenz linie bestimmt. Therefore, using a Si gnalprädiktion a measure for the tonality for each frequency line is determined. Die Prädiktion bestimmt aus den beiden zu rückliegenden FFTs für jede Linie eine prädizierten Vektor durch Addition der Phasen- und Betragsdifferenz zum Vektor der letzten FFT-Linie. The prediction is determined from the two FFTs to back lying for each line a predicted vector by summing the phase and magnitude difference to the vector of the last FFT line. Anschließend wird ein Fehlervektor durch Differenzbildung von prädiziertem Vektor und tatsäch lich aus der FFT erhaltenen Vektor gebildet. Subsequently, an error vector by difference of prädiziertem vector and vector obtained tatsäch Lich from the FFT is formed.

Durch linienweise Betragsbildung des Fehlervektors berechnet sich ein Maß für die Unvorhersagbarkeit des Signals (engl. Abk. cw = chaos measure) für jedes ω. Linewise by absolute-value generation of the error vector is a measure of the unpredictability of the signal is calculated (engl. Abbr. Cw = chaos measure) for each ω. Aus dem "cw"-Wert, der Werte zwischen 0 - "sehr tonal" - und 1 - "nicht tonal" - an nehmen kann, wird das Verdeckungsmaß, das bei der Be rechnung der Maskierungsschwelle zu berücksichtigen ist, ausgerechnet. From the "cw" value between 0 - "not tonal" - - "very tonal" - 1 and can assume the Verdeckungsmaß that must be considered in the calculation of the masking threshold is calculated.

Alternativ kann die Berechnung der Maskierungsschwelle auch anders erfolgen. Alternatively, the calculation of the masking threshold can also be done differently. Die aus der FFT erhaltenen Spektrallinien werden in kritische Bänder zusammengefaßt. The spectral lines obtained from the FFT are grouped into critical bands. Diese Bänder ha ben eine Breite von 1/3 bark, was abhängig von Abtastfre quenz (im vorliegenden Beispiel beträgt diese z. B. 44,1 kHz oder 48 kHz) eine Bandanzahl von ca. 60 kritischen Bändern ergibt. These bands ha ben a width of 1/3 of bark, which depend on sampling frequency (in the present example this z. B. 44.1 kHz or 48 kHz) results in a number of bands of about 60 critical bands. Die Zuordnung der Frequenzen f(Hz) in Bänder z(bark) orientiert sich an der Bandeinteilung, die das menschliche Ohr beim Hörvorgang vornimmt und ist beispielsweise im Stan dard ISO/IEC 11172-3 tabellarisch notiert. The allocation of the frequencies f (Hz) into bands z (bark) based on the band division, which performs the human ear when the hearing process and is for example in the stan dard ISO / IEC 11172-3 listed in tabular form. In diesen kriti schen Bändern wird die Bandenergie durch Summation des Real teils und des Imaginärteils des Spektrums N(ω) gemäß der nachfolgenden Gleichung bestimmt: In this kriti rule bands, the band energy is determined by summation of the real part and the imaginary part of the spectrum N (ω) according to the following equation:

E i = Re (N(ω i ))² + Im (N(ω i ))² E i = Re (N (ω i)) ² + Im (N (i) ω) ²

Es sei nun angenommen, daß in dem gesamten Band nur tonale Signale vorliegen. It is now assumed that present in the whole band only tonal signals. In diesem Fall (worst case) ergibt sich die Maskierungsschwelle um einen festen Betrag unter der Energieverteilung des Musiksignals. In this case (worst case), the masking threshold obtained by a fixed amount of the energy distribution of the music signal. Als maximales Ver deckungsmaß können z. z can subtension as the maximum Ver. B. -18 dB angenommen werden. B. -18 dB are adopted. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Berechnung seht einfach ist, da weder Faltungen noch Prädiktionen vorgenom men werden müssen. The advantage of this method is that the calculation is easy see, as neither folds nor predictions vorgenom must be men. Der Nachteil ist, daß u. The disadvantage is that u. U. Energiereser ven, die das Musiksignal an Verdeckung liefert nicht genutzt werden. U. Energiereser ven that of concealment does not supply the music signal are used. Hat man jedoch eine ausreichende Verarbeitungsver stärkung (processing-gain) bereitgestellt, stört dieser Nachteil nicht. However, there is a sufficient Verarbeitungsver amplification (processing-gain) provided, this disadvantage does not interfere.

W(z) wird in nun in W(ω) umgerechnet, wobei diese Umrech nung gemäß dem Standard ISO/IEC 11172-3 erfolgt. W (z) is converted to now in W (ω), which conver voltage according to the standard ISO / IEC 11172-3 is performed. Der Verlauf der Maskierungsschwelle W(. .) liegt somit am Ausgang des Blocks 102 an, und zeigt an, bis zu welchem Energiepegel an dem Signal an einer Stelle ω Energie zugeführt werden darf, damit diese Änderung unhörbar bleibt. The course of the masking threshold W (..) Is thus at the output of block 102, and indicates to what energy level of the signal at a point ω energy allowed to be supplied for this change remains inaudible.

Der Datensignalgenerator 104 (DSG) stellt das Nutzdatensig nal x(n) zur Verfügung, das im Regelfall zyklisch wiederholt wird, um jederzeit eine Decodierung in einem Decoder zu er möglichen. The data signal generator 104 (DSG) represents the Nutzdatensig nal x (n) available, which is repeated cyclically as a rule, at any time decoding in a decoder possible to it. Das Datensignal hat eine Bandbreite von bei spielsweise 50 Hz. Die Daten am Ausgang des DSG 104 liegen als Binärsignal vor und haben eine niedrige Bitrate 1/T x im Bereich von 1-100 Bit/s. The data signal has a bandwidth of at play example 50 Hz. The data at the output of DSG 104 are a binary before and have a low bit rate 1 / T x in the range of 1-100 bits / s. Das Spektrum dieses Signals muß im Vergleich zum Spektrum des Signals, das von dem PN-Signalge nerator 106 mit ω x abgegeben wird, sehr schmalbandig sein. The spectrum of this signal must be very narrow in comparison with the spectrum that is output from the PN signal ge erator 106 ω x of the signal.

Die Nutzdatensignale x(n) bestehen bei dem in Fig. 1 be schriebenen Ausführungsbeispiel aus Worten mit einer Länge von 11 Bit. The data signals x (n) exist in the BE in Fig. 1 signed embodiment of words with a length of 11 bits. Diese Datenworte sind in einem Rahmen (Frame) eingebaut, der eine Länge zwischen 26 und 29 Bit hat. These data words are installed in a frame (frame), which has a length of 26 to 29 bits. In Fig. 2 ist der Aufbau eines solchen Übertragungsrahmens näher dar gestellt. In FIG. 2, the structure of such a transmission frame is closer is provided. Der Übertragungsrahmen 200 umfaßt vier Abschnitte 202 , 204 , 206 , 208 . The transmission frame 200 comprises four sections 202, 204, 206, 208th Der erste Abschnitt ist ein Synchronwort 202 , das aus sieben Bits (Bits 0 bis 6) besteht und bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel durch die Bitfolge 1111110 gebildet ist. The first portion is a synchronization word 202 consisting of seven bits (bits 0 to 6), and is formed in the illustrated in FIG. 2, through the bit sequence 1,111,110th Der zweite Abschnitt 202 dient dem Fehler schutz und besteht aus vier Bits (Bits 7 bis 10). The second section 202 is the error protection and consists of four bits (bits 7 to 10). Der dritte Abschnitt 206 enthält das Datenwort, das eine Länge von 11 Bits hat (Bits 11 bis 21). The third section 206 includes the data word having a length of 11 bits (bits 11 to 21). Der vierte Abschnitt 208 enthält eine Überprüfungssumme (Checksumme) aus vier Bits (Bits 22 bis 25). The fourth section 208 includes a checksum (Checksum) of four bits (bits 22 to 25).

Der Fehlerschutz (Abschnitt 204 in Fig. 2) wird durch einen nichtsystematischen (15,11)-Hammingcode realisiert. The error protection (section 204 in FIG. 2) is realized by a non-systematic (15,11) Hamming code. Mit die sem Blockcode lassen sich alle 1-Bit-Fehler korrigieren. With the sem block code, all one-bit errors can be corrected. Bei Mehr-Bit-Fehlern wird das erhaltene Datenwort als falsch verworfen. In multi-bit errors, the data word obtained is rejected as false. Der Vorteil dieses Codes besteht darin, daß er ohne großen Rechneraufwand durch einfache Matrixmultiplika tion realisierbar ist und damit auch hinsichtlich des Deko dierverfahrens geeignet ist. The advantage of this code is that it can be implemented without great expense calculator tion by simple Matrixmultiplika and thus is commanding method suitable in terms of decoration.

Da der Übertragungskanal bitorientiert arbeitet muß der Übertragungsrahmen mit einem HDLC-Protokoll übertragen werden (HDLC = high-level data link control = hochstufige Datenverbindungssteuerung). Since the transmission channel operates bit-oriented transmission frame must be transmitted with a HDLC protocol (HDLC = high-level data link control = high-level data link control). Diese Protokoll ist derart modi fiziert, daß nicht nur nach sechs aufeinanderfolgenden "1"-Bits eine "0" eingefügt wird, sondern auch nach sechs "0"-Bits eine "1". This protocol is such modi fied that not only after six consecutive "1" bits is inserted a "0", but also after six "0" bits, a "1". Diese Modifikation ist erforderlich, um Pha sendrehungen, die auf dem Kanal auftreten können, zu erken nen und zu korrigieren. This modification is required to Pha sendrehungen that may occur on the channel nen to erken and correct.

Der Übertragungsrahmen 200 wird durch den Quellencodierungs block 105 ( Fig. 1) aufgebaut. The transmission frame 200 is determined by the source coding block 105 (FIG. 1) established. In Fig. 3 ist der Quellenco dierungsblock 105 im Detail dargestellt. In Fig. 3 the Quellenco shown dierungsblock 105 in detail.

Dem Quellencodierungsblock 105 werden von dem Datensignalge nerator 104 die Datensignale bereitgestellt. The source coding block 105 are provided by the Datensignalge erator 104, the data signals. Am Eingang 302 des Blocks 105 liegen die Daten als Datenworte mit 11 Bit Länge vor, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. At the input 302 of the block 105, the data as data words, with 11 bits in length, as shown in Fig. 3. Der Übertra gungsrahmen wird nun derart aufgebaut, daß zunächst der Feh lerschutz in einem ersten Block 304 durch den (15,11)-Hammingcode realisiert wird. The Übertra supply frame will now be constructed such that the first Def lerschutz in a first block 304 by the (15,11) Hamming code is realized. Der Rahmen hat nun eine Länge von 15 Bits. The frame now has a length of 15 bits. Anschließend wird in einem zweiten Block 306 die Überprüfungssumme dem Rahmen zugefügt. The check sum is subsequently added to the frame in a second block 306th Die Länge ist danach 19 Bits. The length is then 19 bits. Im Block 318 erfolgt die erforderliche Codierung des Übertragungsrahmens durch einen HDLC-Codierer, was zu einer Länge des Rahmens von 19 bis 22 Bits führt. In block 318 the required encoding of the transmission frame by HDLC encoder, resulting in a length of the frame 19 to 22 bits is performed. Das am Ausgang des Block 308 vorliegende Binärsignal wird nun in ein antipodisches Signal umgewandelt. At the output of block 308. This binary signal is then converted to an antipodal signal. Dies kann z. This can be. B. mit der Zuordnung 0 → 1 und 1 → -1 erfolgen. take place as with the assignment of 0 → 1 and 1 → -1. Um den Rahmen zu vervollständigen wird diesem im Block 310 das Synchronwort zugefügt. To complete the frame that is added to the sync word in block 310th Am Ausgang 312 des Quellencodierungsblocks 105 liegt der Übertragungsrahmen mit einer Länge von 26 bis 29 Bits an, der dem BPSK-Basisbandmodulator 108 zugeführt wird. At the output 312 of the source coding block 105 of the transmission frame is located with a length 26 to 29 bits, which is supplied to the BPSK baseband modulator 108th

Der Pseudo-Noise-Signalgenerator 106 (PNSG) stellt das Spreizungssignal g(l) mit der Bitrate 1/Tg bereit. The pseudo noise signal generator 106 (PNSG) represents the spreading signal g (l) prepared with the bit rate 1 / Tg. Die Band breite ω g dieses Signals bestimmt die Bandbreite ω s des Spread-Spektrum-Signals und legt bei dem in Fig. 1 darge stellten Ausführungsbeispiel im Bereich von 6 kHz. The bandwidth ω g of this signal determines the bandwidth ω s of the spread spectrum signal, and lodged with the presented in FIG. 1 Darge embodiment in the range of 6 kHz. Die hö heren Frequenzen, die ein hochwertiges Musiksignal bietet, wurden unter Berücksichtigung des Frequenzgangs der Wieder gabegeräte (z. B. Kofferradios) außer Acht gelassen. The hö heren frequencies that provides a high-quality music signal, were ignored, taking into account the frequency response of re-reproducing apparatus (eg. As portable radios). Der PNSG 106 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel als rückgekoppeltes Schieberegister aufgebaut und liefert eine pseudozufällige Pseudo-Noise-Sequenz (PN Sequenz) der Länge N. Diese Sequenz muß im Decoder zur Decodierung des Signals bekannt sein. The PNSG 106 constructed in accordance with an embodiment as a feedback shift register, and supplies a pseudo-random pseudo-noise sequence (PN sequence) of length N. This sequence must be known to the decoder for decoding the signal.

Das Verhältnis T x /T n wird als Spreizungsfaktor bezeichnet und bestimmt direkt das Signal-Rausch-Verhältnis, bis zu dem das Verfahren noch zuverlässig arbeitet. The ratio T x / T n is designated as a spreading factor and directly determines the signal-to-noise ratio, to which the method still works reliably. Gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt der Spreizungs faktor 128 und damit das Signal-Rausch-Verhältnis S/N = 10log10(T x /T n ) = -21 dB. According to the embodiment described here, the spreading factor is 128 and thus the signal-to-noise ratio S / N = 10log10 (T x / T n) = -21 dB.

Das vorliegende Binärsignal g(l) des PNSG 106 wird nun in ein antipodisches Signal umgewandelt. This binary signal g (l) of the PNSG 106 will now be converted to an antipodal signal. Dies kann z. This can be. B. mit der Zuordnung 0 → 1 und 1 → -1 erfolgen. take place as with the assignment of 0 → 1 and 1 → -1. Nach dieser Format tierung ist das Signal aufbereitet und wird dem BPSK-Basis bandmodulator zugeführt. After this orientation format the signal is processed and is supplied to the BPSK baseband modulator.

Der BPSK-Basisbandmodulator 108 gestaltet sich bei der Ver wendung antipodischer Signale einfach, da eine Abtastwert weise Multiplikation der BPSK-Modulation entspricht. The BPSK baseband modulator 108 is well supported by the United application antipodal signals just as a sample, corresponds to multiplying the BPSK modulation. Das sich ergebende Signal h(l) = g(l)x′(n) hat eine Bandbreite von ω h ≈ 6 kHz. The resulting signal h (l) = g (l) x '(n) has a bandwidth of ω h ≈ 6 kHz. Die Amplitudenwerte sind -1 und 1. Das Si gnal hat das Hauptmaximum bei 0 Hz, liegt also im Basisband vor. The amplitude values ​​are gnal -1 and 1. The Si has the main maximum at 0 Hz, that is present in the baseband.

Das Basisbandsignal h(l) wird nun dem BPSK-Modulator 110 zu geführt. The baseband signal h (l) is now fed to the BPSK modulator 110. Dort wird das Basisbandsignal h(l) auf einen cosi nusförmigen Träger cos(ω T t) aufmoduliert. There, the baseband signal h (l) is adjusted to a cosi nusförmigen carrier cos (ω T t) modulated. Die Frequenz des Trägers beträgt die Hälfte der Bandbreite des Spreizbandsi gnals im Basisband. The frequency of the carrier is half the bandwidth of the Spreizbandsi gnals in the baseband. Somit kommt die erste Nullstelle des mo dulierten Spektrums bei 0 Hz zu liegen. Thus, the first zero point of the spectrum at 0 Hz mo dulierten comes to lie. Dadurch kann das Si gnal auf Kanälen übertragen werden, deren Übertragungsfunk tion im Bereich von 0 bis 100 Hz stark dämpft, wie dies bei Audioübertragungen über Lautsprecher und Mikrophon zu erwar ten ist. Thereby, the Si can be gnal transferred to channels whose transmission radio tion in the range of 0 to 100 Hz strongly attenuates as ten to expect when transmitting audio via speaker and microphone.

Alternativ kann die Modulation statt mit einem Trägercosinus auch durch geeignete Codierung erfolgen. Alternatively, the modulation can be done instead of a Trägercosinus by suitable coding. Durch seine beson dere Eigenschaft mittelwertfrei zu sein, kann auch der Man chester-Code Verwendung finden. to be average-free by its special particular property can also find the Man chester code use. Durch seine Mittelwertfrei heit kommt somit hier auch bei 0 Hz keine Energie des Spreizbandsignals zu liegen, was für die Übertragbarkeit wichtig ist. With its average free integrated thus is also at 0 Hz, no energy of Spreizbandsignals to lie, which is important for portability. Die Codiervorschrift für den Manchester-Code lautet 0 → 10 und 1 → 01. Die Anzahl der Bits verdoppeln sich also. The coding rule for the Manchester code is 0 → 10 → 1 and 01. The number of bits thus doubled.

Das Zeitsignal s(l), das am Ausgang des BPSK-Modulators 110 anliegt, wird nun mittels einer schnellen Fourier-Transfor mation im Transformationsblock 118 in den Spektralbereich transformiert, so daß am Ausgang des Blocks 118 S(ω) an liegt. The time signal s (l) applied at the output of BPSK modulator 110 will now mation by means of a fast Fourier transfor in transformation block 118 is transformed into the spectral range, so that at the output of block 118 S (ω) to.

Der spektrale Verlauf des gespreizten Nutzsignals S(ω) wird nun mit dem Verlauf der Maskierungsschwelle W(ω) durch den Gewichtungsblock 112 gewichtet, was dazu führt, daß an kei ner Stelle im Audiospektrum mehr Rauschenergie durch das Spread-Spektrum-Signal eingebracht wird, als das menschliche Ohr wahrnehmen kann. The spectral characteristic of the spread user signal S (ω) W (ω) is now weighted by the course of the masking threshold by the weighting block 112, which results in more noise energy introduced by the spread spectrum signal to kei ner point in the audio spectrum, may perceive as the human ear. In Bezug auf die Demodulation des Nutz signals wirkt sich der statisch verändernde Verlauf der Energieverteilung im Nutzsignal nur geringfügig aus, da das Verfahren gerade in diesem Zusammenhang besonders leistungs fähig ist. With respect to the demodulation of the useful signal, the static changing the course of the energy distribution in the useful signal affects only slightly, since the method is particularly efficient performance in this particular context.

Anschließend erfolgt eine Rücktransformation durch eine in verse schnelle Fourier-Transformation im Block 114 , so daß das codierte Musiksignal wieder im Zeitbereich vorliegt. Subsequently, an inverse transformation by a fast in verse Fourier transform in block 114, so that the coded music signal is present again in the time domain. Bei der Rücktransformation sind die 50% Überlappung zu beachten. In the inverse transform the 50% overlap must be observed.

Beim Block 116 wird das psychoakustisch gewichtete Nutzsig nal im Zeitbereich zum Musiksignal n(k) addiert. At block 116, the perceptually weighted Nutzsig nal is added in the time domain to the music signal n (k).

Am Ausgang "AUS" liefert der Codierer ein digitales PCM-Si gnal n c (k), das auf einer beliebigen Übertragungsstrecke übermittelt werden kann, solange diese eine Bandbreite von mindestens 6 kHz aufweist. At the output "OFF", the encoder provides a digital PCM-Si gnal n c (k) that can be transmitted on any transmission link, as long as it has a bandwidth of at least 6 kHz.

Alternativ zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann anstelle des Eingangs der Schaltung der Ausgang des Transformationsblocks 100 zusätzlich mit der Überlagerungs einrichtung 116 verbunden sein. Alternatively to the above described embodiment, instead of the input of the circuit, the output of transform block 100 may be connected with the device 116 additionally superimposed. In diesem Fall erfolgt eine Überlagerung des spektralen Spreizungssignals und des spek tralen Audiosignals und anschließend die Rücktransformation in den Zeitbereich. In this case, a superimposition of the spectral spreading signal and the spectral audio signal and then the inverse transformation into the time domain is performed.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Decodierschaltung beschrieben, die zur Ausführung eines be vorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfah rens zum Decodieren eines nicht hörbar in einem Audiosignal enthaltenen Datensignals verwendet wird. A preferred embodiment of a decoding circuit is described which is used for carrying out a be preferred exemplary embodiment of the present invention procedural proceedings for decoding a data signal inaudible contained in an audio signal.

Der Decodierer umfaßt ein Mikrophon 400 , das ein beispiels weise von einem Rundfunkempfänger abgestrahltes Musiksignal empfängt. The decoder comprises a microphone 400 that receives an example embodiment of a radio receiver radiated music signal. Der Ausgang des Mikrophons 400 ist mit dem Eingang eines Tiefpasses 402 verbunden, dessen Ausgang mit einem Verstärker 404 mit automatischer Verstärkungssteuerung ver bunden ist. The output of the microphone 400 is connected to the input of a low-pass filter 402, whose output is ver with an amplifier 404 with automatic gain control connected. Der Ausgang des Verstärkers 404 ist mit einem Analog/Digital-Wandler 406 verbunden. The output of amplifier 404 is connected to an analog / digital converter 406th Der Ausgang des Ana log/Digital-Wandler 406 ist mit dem Eingang eines nicht-re kursiven Filters 408 (matched FIR-Filter) verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang eines Bitsynchronisationssteue rungsblocks 410 verbunden ist. The output of Ana log / digital converter 406 is connected to the input of a non-re italic filter 408 (matched FIR) filter whose output is connected to an input of approximately Bitsynchronisationssteue blocks 410th Der Ausgang des Blocks 410 ist mit dem Eingang eines Datendecodieres 412 verbunden. The output of block 410 is connected to the input of a data decoder Dieres 412th Am Ausgang des Datendecodierers 412 liegt das decodierte Daten signal vor. At the output of the data decoder 412, the decoded data is present signal.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsge mäßen Decodierers anhand der Fig. 4 beschrieben. An exemplary embodiment of the erfindungsge MAESSEN decoder is described with reference to Fig. 4. Das vom Rundfunkempfänger abgestrahlte Musiksignal n c (k) wird vom Mikrophon 400 in elektrische Signale umgewandelt und dem Tiefpaß 402 zugeführt. The light emitted from the broadcast receiver music signal n c (k) is converted by the microphone 400 into electrical signals and supplied to the low-pass filter 402nd Die Grenzfrequenz des Tiefpasses 402 ist so bemessen, daß die Frequenzanteile, in denen keine Da ten einmoduliert sind, stark gedämpft werden. The cutoff frequency of the lowpass filter 402 is such that the frequency components where no da ta are einmoduliert be greatly attenuated. Bei dem vor liegenden Ausführungsbeispiel ist die Grenzfrequenz gleich 6 kHz. Wherein prior lying embodiment, the cutoff frequency is 6 kHz. Die Tiefpaßfilterung dient dazu, Überfaltungen zu ver meiden, die durch das später stattfindende Abtasten des Si gnals entstehen können. The low pass filtering is used to avoid over ver folds that may arise by the later occurring scan the Si gnals.

Der Verstärker 404 mit automatischer Verstärkungssteuerung (AGC = Automatic Gain Control) stellt eine konstante Mo mentanleistung des Eingangssignals vor dem A/D-Wandler 406 sicher. The amplifier 404 with automatic gain control (AGC = Automatic Gain Control) provides a constant Mo mentanleistung of the input signal safe from the A / D converter 406th Dies ist erforderlich, um kanalbedingte zeitweise Dämpfungen ausgleichen zu können. This is necessary to channel-related temporarily to compensate for losses. Es wird daraufhingewie sen, daß der Decodierer sowohl hardwaremäßig als auf soft waremäßig realisierbar ist. It is daraufhingewie sen that the decoder is both hardware would be moderately realized on soft. Im Fall einer softwaremäßigen Realisierung kann auf den Verstärker 404 verzichtet werden. In case of a software implementation can be dispensed with the amplifier 404th

Der A/D-Wandler führt eine Abtastung und Digitalisierung des Signals durch. The A / D converter performs sampling and digitizing of the signal.

Das angepaßte (matched) Filter 408 besteht aus einem FIR-Filter bzw. einem nicht-rekursiven Filter. The matched (matched) filter 408 consists of an FIR filter or a non-recursive filter. Das Filter 408 enthält als Koeffizienten die umgekehrte Folge der PN-Se quenz des Senders. The filter 408 includes a coefficient of the inverse sequence of PN-Se frequency of the transmitter. Die PN-Sequenz des Pseudorauschsignals kann beispielsweise manchestercodiert sein. The PN sequence of pseudo-noise signal can be, for example manchester coded. In diesem Fall enthält das Filter 408 enthält als Koeffizienten die umge kehrte manchestercodierte Folge der PN-Sequenz des Senders. In this case, the filter 408 includes contains as coefficients the reverse manchester coded sequence of the PN sequence of the transmitter. Somit erzeugt das Filter 408 bei maximaler Korrelation eine Spitze am Ausgang, deren Vorzeichen dem übertragenen Symbol entspricht. Thus, the filter 408 produces a peak at the output, the sign of which corresponds to the transmitted symbol with maximum correlation. Der Filterausgang liefert also im Abstand der Länge 2 * N der PN-Sequenz Spitzen, die die übertragenen Daten darstellen. Thus, the filter provides output at a distance of length 2 * N of the PN sequence peaks that represent the transmitted data. Da die Spitzen nicht zu jeder Zeit eindeutig zu bestimmen sind, ist dem Filter 408 der Bitsynchronisations steuerungsblock 410 nachgeschaltet. Since the peaks are not clearly determined at any time, the filter 408, the bit synchronization is control block 410 downstream.

Die Synchronisationssteuerung im Block 410 sucht im Aus gangssignal des Filters 408 Spitzen, die sich eindeutig von dem Rauschgrund abheben. The synchronization control in block 410 searches the output signal from the filter 408 peaks, which clearly stand out of the noise floor. Ist eine solche Spitze gefunden, wird synchron zu der Länge der PN-Sequenz in den Ausgang des Filters 408 hineingetastet, um die übertragenen Symbole zurückzugewinnen. If such a peak is found, hineingetastet synchronism with the length of the PN sequence in the output of the filter 408 to recover the transmitted symbols. Erscheint während dieser Zeit eine eindeu tige Spitze, wird der Abtastzeitpunkt entsprechend kor rigiert. Appear during this time a clearly establishes peak, the sampling is rigiert according kor.

Der Ausgang des Blocks 410 liefert einen Bitstrom, der im nachfolgenden Datendekodierer 412 bearbeitet wird. The output of block 410 provides a bit stream that is processed in the subsequent data decoder 412th Dieser Bitstrom stellt im Fall, daß am Eingang des Mikrophons 402 kein gültig codiertes Signal anliegt, eine zufällige Folge von Bits dar. Ist der Dekodierer bitsynchronisiert, enthält der Bitstrom die gesendeten Daten. This bit stream is in the case where at the input of the microphone 402 no valid coded signal is applied, a random sequence of bits is. If the bit-synchronized decoder, the bit stream containing the data sent.

Im Datendekodierer 412 erfolgt die Dekodierung des Nutzda tensignals aus dem Bitstrom vom Block 410 . In the data decoder 412 decoding the Nutzda carried tensignals from the bit stream from the block 410th Anhand der Fig. 5 wird nachfolgend der Datendekodierer näher beschrieben. With reference to FIG. 5, the data decoder is described in more detail below. Der Datendekodierer 412 umfaßt einen Eingang EIN, der mit einem Rahmensynchronisationsblock 502 und einem HDLC-Decodierblock 504 verbunden ist. The data decoder 412 includes an input IN, which is connected to a frame synchronization block 502, and an HDLC decoding block 504th Der Block 502 gibt ein Auslöse- bzw. Triggersignal an den Block 504 aus. Block 502 outputs a trigger or trigger signal to the block 504th Der Ausgang des Blocks 504 ist mit dem Eingang eines Hamming-Fehlerkorrekturblocks 506 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Über prüfungssummenblocks 508 verbunden ist. The output of block 504 is connected to the input of a Hamming error correction block 506, whose output is connected to the input of a checksum blocks 508th Anschließend an den Block 508 erfolgt eine Hammingdatenberechnung im Block 410 . Following the block 508, a Hammingdatenberechnung in block 410th Der Ausgang des Blocks 410 ist mit dem Ausgang AUS des Da tendecodierers 412 verbunden, an dessen Ausgang das Daten wort mit einer Länge von 11 Bits anliegt. The output of block 410 is connected to the output OUT of the tendecodierers 412 Da, at whose output the data word with a length of 11 bits is applied.

Der Rahmensynchronisationsblock 502 empfängt den Eingangs bitstrom und sucht darin das Synchronisationswort 202 . The frame synchronization block 502 receives the input bit stream and examined in the sync word 202nd Ist es gefunden, wird der HDLC-Decodierer 504 getriggert und die Eingangsdaten entsprechend decodiert. If it is found, the HDLC decoder 504 is triggered and decodes the input data accordingly. Anschließend erfolgt die Syndromberechnung und die Fehlerkorrektur durch den Hammingcode. Subsequently, the syndrome computation and the error correction by the Hamming code is carried out. Über das bitfehlerkorrigierte 15-Bitwort wird die Prüfsumme berechnet und mit den übertragenen Bits ver glichen. About the bitfehlerkorrigierte 15-bit word, the checksum is calculated and compared with the transmitted bits ver. Sind alle diese Operationen erfolgreich, werden die 15 Bits mit dem Hammingcode decodiert und die 11 übertra genen Datenbits aus dem Decodierer ausgegeben. All these operations successfully, the 15 bits are decoded by the Hamming code, and the 11 output trasmitted data bits from the decoder.

Es wird darauf hingewiesen, daß die im vorhergehenden be schriebenen Verfahren zum Codieren und zum Decodieren le diglich bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Er findung darstellen, auf die die Erfindung nicht beschränkt ist. It should be noted that the inscribed in the preceding be method of encoding and decoding le diglich preferred embodiments of the present invention represent, to which the invention is not limited.

Die wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Codierver fahrens zur Einbringung eines nicht hörbaren Datensignals in ein Audiosignal sind das Umwandeln des Audiosignals in den Spektralbereich, das Bestimmen der Maskierungsschwelle des Audiosignals, das Bereitstellen eines Pseudorauschsignals, das Bereitstellen des Datensignals, das Multiplizieren des Pseudorauschsignals mit dem Datensignal, um ein frequenz mäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen, das Gewichten des gespreizten Datensignals mit der Maskierungsschwelle und das Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Signals. The essential features of the invention Codierver proceedings for introducing a non-audible data signal into an audio signal are converting the audio signal into the spectral range, determining the masking threshold of the audio signal providing a pseudo-noise signal, providing the data signal, multiplying the pseudo-noise signal with the data signal, to provide a frequency-spread data signal, the weights of the spread data signal with the masking threshold and the superimposing the audio signal and the weighted signal.

Die wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Decodieren eines nicht hörbar in einem Audiosignal ent haltenen Datensignals sind das Abtasten des Audiosignals, das nicht-rekursive Filtern des abgetasteten Audiosignals, und das Vergleichen des gefilterten Audiosignals mit einem Schwellenwert, um das Datensignal wiederzugewinnen. The essential features of the inventive method for decoding an inaudible ent preserved in an audio signal data signal is the sampling of the audio signal, the non-recursive filtering the sampled audio signal, and comparing the filtered audio signal with a threshold to recover the data signal.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 6 ein System gemäß der vor liegenden Erfindung zum Bestimmen der Zuhörerverteilung ein zelner Radiostationen anhand eines Kennungssignals näher be schrieben. Below 6, a system according to the prior lying invention for determining the listener distribution of individual radio stations is a reference to FIGS. Attributed way of an identification signal closer be. Das anhand der Fig. 6 beschriebene System verwen det zum Einbringen des Kennungssignals in das übertragene Audiosignal, das im vorhergehenden beschriebene Codierungs verfahren, und verwendet zum Decodieren des Signals aus dem empfangenen Audiosignal, das oben beschriebene Decodierver fahren. The system described with reference to FIG. 6 USAGE det for inserting the identifier signal into the transmitted audio signal, the method described in the previous coding, and used to decode the signal from the received audio signal, driving the Decodierver described above.

Das anhand der Fig. 6 beschriebene System ermöglicht es, die Zuhörerverteilung der einzelnen Radiostationen zuverlässig zu ermitteln. The system described with reference to FIG. 6 makes it possible to determine the listener distribution of individual radio stations reliably. Das System ist unabhängig von den verwendeten Empfangsgeräten, so daß den unterschiedlichen Hörgewohnhei ten Rechnung getragen werden kann. The system is independent of the used receivers, so that the different Hörgewohnhei th can be met.

Die Rundfunkübertragung kann ebenfalls über unterschiedliche Medien erfolgen: The broadcast transmission is also possible via different media:

  • - FM (analog) - FM (analog)
  • - Kabel (analog und digital) - Cable (analog and digital)
  • - DAB (220 MHz terrestrisch; 1,5 GHz terrestrisch und satellitengestützt) - DAB (220 MHz terrestrial 1.5 GHz terrestrial and satellite-based)
  • - ADR - ADR
  • - Analoge Satelliten Unterträger (Fernsehsatelliten) - Analog satellite subcarriers (broadcast satellite)
  • - LW/MW/KW - LW / MW / SW
  • - Fernsehton - TV sound

Es ist landesspezifisch, welche Medien für eine Auswertung relevant sind, jedoch ermöglicht es das in Fig. 6 darge stellte System die oben aufgeführten Medien zu unterstützen. It is country-specific, which media are relevant for an evaluation, but it allows in Fig. 6 Darge presented to support the media listed above system. Die Erfassung der Hörer-Reichweite erfolgt in einem vorbe stimmten Zeitabstand, der abhängig vom jeweiligen Einzelfall einstellbar ist. The detection of the handset-range takes place in a certain time vorbe distance which is adjustable depending on the individual case. Gemäß einem Beispiel kann der Zeitabstand 10 Sekunden betragen. In one example, the time interval may be 10 seconds. Ferner muß festgelegt werden, wie ak tuell die Auswertung zu sein hat. Furthermore, as has ak TULLE to be the evaluation must be set. Gemäß dem in Fig. 6 darge stellten Beispiel eines Systems werden die Hörerdaten über Nacht erfaßt. According to the presented in Fig. 6 Darge example of a system, the receiver data are collected overnight. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann es aus reichend sein, das Erfassungsgerät alle 4 Wochen zur Daten auswertung einzusenden. In other embodiments, it may be reaching out, the detection device every 4 weeks evaluation of data to send.

Das System, wie es in Fig. 6 näher dargestellt ist, umfaßt ein Erfassungsgerät, das seitens der Hörer eine hohe Akzep tanz erreicht, um die Zuverlässigkeit der Datenerhebung si cherzustellen. The system, as it is shown in more detail in Fig. 6, comprises a detection device that achieves a high dance Akzep by the handset to cherzustellen the reliability of the data collection si. Um eine möglichst umfassende Datenermittlung sicherzustellen, wird das Erfassungsgerät am Körper des Te sthörers bzw. Probanden getragen, und es handelt sich hier bei um ein kleines Gerät mit ausreichender Batterieversor gung, wie beispielsweise durch Akkus, das im Design anspre chend und in der Handhabung einfach ist. To ensure the widest possible data acquisition, the detection device is worn on the body of Te sthörers or subjects, and it is in here to a small device with sufficient Batterieversor supply, such as by batteries, which attrac design accordingly and to use simple is. Die Akkus werden in einer Lade- bzw. Dockingstation nachgeladen. The batteries are recharged in a charging or docking station.

Das erfindungsgemäße System ist in Fig. 6 in seiner Gesamt heit mit dem Bezugszeichen 600 versehen. The inventive system is provided in Fig. 6 in its entire unit with the reference numeral 600. Das System 600 be steht aus folgenden Komponenten. The system 600 is be of the following components. Ein Audiosignal wird in einer Radiostation 602 erzeugt und mittels eines Kennungs gebers 604 mit einem Kennungssignal beaufschlagt. An audio signal is generated in a radio station 602 and acted upon by means of a tag encoder 604 with a code signal. Die Beauf schlagung des Audiosignals durch den Kennungsgeber 604 er folgt unter Verwendung des oben beschriebenen Codierverfah rens zum Einbringen eines nicht hörbaren Datensignals in ein Audiosignal. The Beauf suppression of the audio signal by the identification generator 604, it follows, using the above-described Codierverfah proceedings for introducing a non-audible data signal into an audio signal. Das mit dem Kennungssignal beaufschlagte Audio signal wird an eine Antenne 606 weitergeleitet, die eine Ab strahlung 608 des Audiosignals bewirkt. The audio signal subjected to the identification signal is forwarded to an antenna 606, the radiation of the audio signal 608 causes a Ab. Ein Rundfunkempfän ger 610 bestehend aus einer Antenne 612 , einem Empfängerge rät 614 und zwei Lautsprechern 616 empfängt das abgestrahlte Audiosignal. A Rundfunkempfän ger 610 comprising an antenna 612, a Empfängerge advises 614 and two speakers 616 receives the emitted audio signal. Das von der Antenne 612 empfangene Audiosignal wird über den Empfänger 614 und die Lautsprecher 616 in ein hörbares Audiosignal 618 umgewandelt, das von einem Erfas sungsgerät 620 empfangen wird. The signal received by the antenna 612 audio signal via the receiver 614 and the speaker 616 is converted into an audible audio signal 618 by a sungsgerät Erfas is received 620th Bei dem in Fig. 6 dargestell ten Ausführungsbeispiel ist das Empfangsgerät 620 in der Form einer Armbanduhr ausgestaltet. In the dargestell th in Fig. 6 embodiment, the receiving device 620 is configured in the form of a wristwatch. Das Erfassungsgerät 620 ist wirksam, um aus dem empfangenen Audiosignal 618 das Ken nungssignal herauszuziehen. The detection unit 620 is operative to determine said Ken voltage signal to extract from the received audio signal 618th Dies erfolgt mittels des erfin dungsgemäßen Verfahrens zum Decodieren eines nicht hörbar in einem Audiosignal enthaltenen Datensignals. This is done by means of the method according OF INVENTION dung for decoding a data signal inaudible contained in an audio signal. Das Kennungssi gnal, das von dem Empfangsgerät 620 bestimmt wird, wird in dem Empfangsgerät zwischengespeichert. The Kennungssi gnal which is determined by the receiving device 620 is latched in the receiving apparatus. Eine sogenannte Docking-Station 622 ist vorgesehen, um die Armbanduhr 620 beispielsweise während der Nacht aufzunehmen, um eine Über tragung der gespeicherten Kennungsdaten zu bewirken. A so-called docking station 622 is provided to receive the watch 620, for example during the night, a delegation of the stored identifier data to effect. Die Docking-Station 622 ist über eine Leitung 624 und eine ent sprechende Verbindungsstelle 626 , an die auch noch ein Fern sprecher 628 anschließbar ist, mit einem Kommunikationsnetz werk 630 verbunden, das bei einem Ausführungsbeispiel das Telephonnetz ist. The docking station 622 is via a conduit 624 and out a suitable connection point 626, factory with a communication network to which also a telephone 628 connected, connected 630, which is the telephone network in one embodiment. Über das Kommunikationsnetzwerk 630 werden die von dem Empfangsgerät 620 gespeicherten Daten bzw. Ken nungsdaten an eine Zentrale 632 gesendet, die einen Rechner 634 aufweist, um die empfangenen Daten auszuwerten. Via the communication network 630 are stored by the receiving device 620 or data Ken planning data to a central station 632 is sent that includes a computer 634, to evaluate the received data. Der Rechner 634 ist über eine Leitung 636 mit einem Modem 638 verbunden, das seinerseits über eine Leitung 640 und eine weitere Verbindungseinrichtung 642 mit dem Kommunikations netzwerk 630 verbunden ist. The computer 634 is connected via a line 636 to a modem 638, which is in turn connected via a line 640 and a further connection device 642 connected to the communication network 630th

Mit dem in Fig. 6 dargestellten System ist es möglich, ta gesaktuell die Hörerdaten von ausgewählten Radiostationen zuverlässig zu ermitteln, wobei die zeitliche Auflösung des Systems im Bereich weniger Sekunden liegt. With the example shown in Fig. 6 system, it is possible to determine ta gesaktuell the receiver data from the selected radio stations reliable, the temporal resolution of the system in the range of a few seconds. Durch die wenig aufwendige Technik kann das System kostengünstig realisiert werden. Due to the less complex technique, the system can be realized cost-effectively.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 7 ein System gemäß der vor liegenden Erfindung zum Bestimmen der Senderreichweite einer Radiostation anhand eines Kennungssignals näher beschrieben. Hereinafter, a system is described in detail in accordance with the prior lying invention for determining the transmitter reach of a radio station based on an identification signal on the basis of Fig. 7. Das anhand der Fig. 7 beschriebene System verwendet zum Ein bringen des Kennungssignals in das übertragene Audiosignal, das im vorhergehenden beschriebene Codierungsverfahren, und verwendet zum Decodieren des Signals aus dem empfangenen Au diosignal, das oben beschriebene Decodierverfahren. The system described with reference to FIG. 7 used to bring the identification signal A in the transmitted audio signal, the encoding method described above, and used to decode the signal from the received Au diosignal, the decoding method described above.

Das erfindungsgemäße System ist in Fig. 7 in seiner Gesamt heit mit dem Bezugszeichen 700 versehen. The inventive system is provided in Fig. 7 in its overall integrated by the reference numeral 700. Bei dem System 700 wird ein Audiosignal in einer Radiostation 702 zum Beispiel in einem Studio 704 erzeugt und mittels eines Kennungsgebers bzw. Kodierers 706 mit einem Kennungssignal beaufschlagt. In the system 700, an audio signal is generated in a radio station 702, for example in a studio 704 and acted upon by an identification generator or encoder 706 with a code signal. Die Beaufschlagung des Audiosignals durch den Kennungsgeber 706 erfolgt unter Verwendung des oben beschriebenen Codier verfahrens zum Einbringen eines nicht hörbaren Datensignals in ein Audiosignal. The application of the audio signal by the identification generator 706 is performed using the coding method described above for introducing a non-audible data signal into an audio signal. Das mit dem Kennungssignal beaufschlagte Audiosignal wird an eine Antenne 708 weitergeleitet, die eine Abstrahlung 710 des Audiosignals bewirkt. The audio signal subjected to the identification signal is forwarded to an antenna 708, which causes radiation 710 of the audio signal. Ein Rundfunk empfänger 712 , beispielsweise ein Testempfänger, bestehend aus einer Antenne 714 und einem Empfängergerät 716 empfängt das abgestrahlte Audiosignal. A broadcast receiver 712, for example, a test receiver, comprising an antenna 714 and a receiver unit 716 receives the emitted audio signal. Der in Fig. 7 dargestellte Empfänger 716 dient lediglich dazu, das Audiosignal zu emp fangen. The receiver 716 shown in Fig. 7 only serves to catch the audio signal to emp. Da es bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich um die Feststellung der Senderreichweite geht, kann auf eine Wiedergabe des gesendeten Audiosignals verzichtet werden. Since it only comes to the detection range of the transmitter in this embodiment may be dispensed on a reproduction of the audio signal transmitted. Ein Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, das zum Feststellen der Senderreichweite nicht nur ein begrenzter Bandbereich in dem Audiosignal zur Übertragung des Datensi gnals verwendet werden kann. An advantage of this approach is that can be used to detect the transmitter range is not only a limited band range in the audio signal to transmit the Datensi gnals. Es ist möglich, die gesamte Bandbreite des gesendeten Audiosignals zu verwenden. It is possible to use the entire bandwidth of the audio signal transmitted. Dadurch kann entweder die Dekodiersicherheit oder die übertragene Datenmenge gesteigert werden. This either the decoding or the amount of data transmitted can be increased.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Decodierer 718 , der das Verfahren zum Decodieren ausführt, durch einen Computer 720 gebildet, der das Verfahren soft waretechnisch realisiert. In the illustrated in Fig. 7 embodiment, the decoder 718, which performs the method for decoding, constituted by a computer 720, the soft ware, the method realized technically. Wie in Fig. 7 zu sehen ist, ist der Empfänger 716 wirksam über eine Leitung oder ein Kabel 722 mit einer sogenannten Soundkarte 724 in dem Computer verbun den, um eine Verarbeitung des Audiosignals durch den Compu ter zu ermöglichen. As can be seen in Fig. 7, the receiver 716 is effective verbun via a line or a cable 722 with a so-called sound card 724 in the computer to, in order to allow processing of the audio signal by the Compu ter. Die Übertragung von dem Empfänger 712 zu dem Decodierer 718 über die Leitung 722 erfolgt analog. The transmission from the receiver 712 to the decoder 718 via the line 722 is carried out analogously. Mit anderen Worten wird das empfangene Audiosignal direkt vom Empfänger 712 in den Decodierer 718 eingespeist. In other words, the received audio signal is fed directly from the receiver 712 in the decoder 718th

Der Decodierer 718 ist über eine Leitung 724 mit einem Modem 728 verbunden, das seinerseits über eine weitere Leitung 730 mit einer entsprechenden Verbindungsstelle 732 verbunden ist. The decoder 718 is connected via a line 724 to a modem 728 which in turn is connected via another line 730 with a corresponding connection point 732nd Die Verbindungsstelle 732 ist mit einem Kommunikations netzwerk 734 , beispielsweise mit einem Fernsprechnetz, ver bunden. The connection point 732 is connected to a communication network 734, for example, a telephone network, ver prevented. Über das Kommunikationsnetzwerk 734 werden die aus dem Datensignal erfaßten Daten bzw. Kennungsdaten an eine Zentrale 736 gesendet, die einen Rechner 738 aufweist, um die empfangenen Daten auszuwerten. Via the communication network 734 the data or identification data detected from the data signal to be sent to a central unit 736 comprising a calculator 738 to analyze the received data. Der Rechner 738 ist über eine Leitung 740 mit einem Modem 742 verbunden, das seiner seits mit dem Kommunikationsnetzwerk 734 verbunden ist. The computer 738 is connected via a line 740 to a modem 742, which is itself connected to the communication network 734 its.

Anhand der Fig. 8 wird nachfolgend ein System zum Kennzeich nen von Audiosignalen beschrieben, das dazu dient, Tonträger und Kopien von Tonträgern anhand des in das Audiosignals eingebrachten Kennungssignals zu identifizieren. With reference to FIG. 8, a system is hereinafter referred to NEN Distinguishing described audio signals which serves to identify records and copies of sound carriers on the basis of the audio signal introduced into the identification signal. Der Vorteil besteht darin, daß dadurch ermöglicht wird, eventuelle Raub kopien ohne weiteres zu identifizieren, da jeder einzelne Tonträger mit einer individuellen Kennung ab Werk versehen ist. The advantage is that is possible because, to identify possible pirate copies, since each individual sound carrier is provided with an individual identifier at the factory.

In Fig. 8a ist schematisch die Herstellung eines Tonträgers, wie zum Beispiel einer Compact Disk "CD", in einem Preßwerk 800 dargestellt. In Fig. 8a schematically the production of an audio medium such as a compact disk, "CD" shown in a Preßwerk 800th Das Preßwerk 800 umfaßt eine Abspielvor richtung 802 , in der ein Masterband läuft, das die auf eine CD aufzubringenden Audiosignale enthält. The pressing plant 800 comprises a Abspielvor direction 802 in which a master tape runs containing the to be applied to a CD audio signals. Die CD wird in einem Preßwerk 804 gepreßt. The CD is pressed in a press shop 804th Zwischen Preßwerk 804 und Abspielvorrichtung 802 ist ein Codierer 806 angeordnet. Preßwerk between 804 and playback apparatus 802, an encoder 806 is disposed. Durch den Codierer wird jeder CD ein Kennungssignal zuge ordnet, das in das Audiosignal eingebracht wird. By the encoder to each CD is arranges an identification signal supplied, which is introduced into the audio signal. Die Codie rung erfolgt gemäß dem oben beschriebenen Codierverfahren. The Codie tion is carried out according to the above-described coding method. Um die Erzeugung individueller Kennungssignale für einzelne CDs sicherzustellen, ist dem Codierer 806 ein Zähler zuge ordnet, der beispielsweise fortlaufende Identifikationsnum mern als Kennungssignal bereitstellt, das in das Audiosignal eingebracht wird. In order to ensure the generation of individual identification signals for individual CDs, is the encoder 806, a counter associated with providing, for example, continuous Identifikationsnum numbers as an identifier signal that is introduced into the audio signal.

Anhand der Fig. 8b wird die Wirkungsweise der Kennungen auf einzelnen CDs näher erläutert. The operation of the identifiers is explained in detail on each disc on the basis of Fig. 8b. Eine CD 808 , die mit einer individuellen Kennung versehen ist, wird mehrmals kopiert, wie dies durch die schematisch dargestellten Abspielgeräte 810 angedeutet ist. A CD 808 which is provided with an individual identification code is copied several times, as indicated by the schematically illustrated players 810th Die Kopien können sowohl analog als auch digital erstellt werden. Copies can be both analog and digital created.

Nach dem die Kennung in dem Audiosignal eingebaut ist, wird diese auch bei einer Übertragung des Audiosignals in Form eine Tondatei (Soundfile) über das Internet beibehalten, wie die in Fig. 8 durch das Bezugszeichen 812 angedeutet ist. After the identifier is incorporated in the audio signal, this is also in a transmission of the audio signal in the form of a sound file (sound file) maintained on the Internet, as indicated in Fig. 8 by the reference numeral 812th Auf diese Weise können Rückschlüsse auf die Sounddatei auf dem Tonträger vorgenommen werden. In this way, conclusions can be made on the sound file on the recording.

Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 9 beschrieben. Subsequently, a further embodiment with reference to FIG. 9 will be described. In Fig. 9 ist ein System zur Fernsteue rung von Audiogeräten dargestellt, das die erfindungsgemäßen Verfahren zum Codieren und Decodieren verwendet. In Fig. 9 a system for Fernsteue tion of audio devices is illustrated which utilizes the inventive methods of encoding and decoding.

Das erfindungsgemäße System ist in Fig. 9 in seiner Gesamt heit mit dem Bezugszeichen 900 versehen. The inventive system is provided in Fig. 9 in its overall integrated by the reference numeral 900. Bei dem System 900 wird ein Audiosignal in einer Radiostation 902 zum Beispiel in einem Studio 904 erzeugt. In the system 900, an audio signal is generated in a radio station 902, for example in a studio 904th Mittels eines Kodierers 706 wird ein Datensignal bzw. Steuerungssignal in das Audiosi gnal eingebracht. By means of an encoder 706 is applied a data signal or control signal to the Audiosi gnal. Die Beaufschlagung des Audiosignals durch den Kodierer 906 erfolgt unter Verwendung des oben beschrie benen Codierverfahrens zum Einbringen eines nicht hörbaren Datensignals in ein Audiosignal. The application of the audio signal by the encoder 906 is performed using the above beschrie surrounded coding method for introducing a non-audible data signal into an audio signal. Das mit dem Signal beauf schlagte Audiosignal wird an eine Antenne 908 weitergelei tet, die eine Abstrahlung 910 des Audiosignals bewirkt. The beauf with the signal as estimated audio signal to an antenna 908 tet weitergelei which causes an emission of the audio signal 910. Ein Empfänger 912 , bestehend aus einer Antenne 914 und einem Empfängergerät 916 empfängt das abgestrahlte Audiosignal. A receiver 912 comprising an antenna 914 and a receiver unit 916 receives the emitted audio signal. In dem Empfänger 916 ist ein Decodierer vorgesehen, der das in dem Audiosignal enthaltene Datensignal gemäß dem oben be schriebenen Decodierverfahren herauszieht. In the receiver 916, a decoder is provided which extracts the data signal included in the audio signal according to the above be signed decoding process. Der Empfänger ist derart aufgebaut, daß er auf das Datensignal reagiert, um beispielsweise die Aufzeichnung eines Musikprogramms eines Radiosenders zu beginnen. The receiver is constructed such that it responds to the data signal to start the recording, for example, a music program of a radio station. Aufgrund des aus dem Audiosignal herausgezogenen Datensignals bewirkt der Empfänger, daß ein Aufnahmegerät 918 aktiviert wird, mit dem das gesendete Audiosignal aufgezeichnet wird. Because the pulled-out from the audio signal data signal, the receiver causes a recording device is activated 918, at which the transmitted audio signal is recorded. Hierdurch wird für Radios in System geschaffen, das ein Verfahren bereitstellt, das dem "VPS"-Verfahren beim Fernsehen vergleichbar ist. In this way there is provided for in radio system which provides a method which method the television is comparable to the "VPS".

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein System geschaffen, daß einen parallel zum Audiosignal arbeitenden Datenkanal in Audiogeräten, die digitale Daten verarbeiten, bereitstellt. According to a further embodiment of the present invention, a system is provided that an operating parallel to the audio signal data channel in audio devices that process digital data provides. Dieser Datenkanal hat eine niedrige Bitrate, in den Informationen gemäß dem oben beschriebenen Verfahren eingebracht werden, und gemäß dem oben beschriebenen Decodierverfahren herausgezogen werden. This data channel has a low bit rate, are introduced into the information in accordance with the method described above, and are withdrawn according to the above-described decoding method.

Es wird darauf hingewiesen, daß der im vorhergehenden be schriebene Codierer und Decodierer lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele sind. It is noted that the prescribed in the preceding be encoder and decoder are merely preferred embodiments. Die wesentlichen Merkmale des Codierers zur Einbringung eines nicht hörbaren Datensignals in ein Audiosignal sind das Umwandeln des Audiosignals in den Spektralbereich, das Bestimmen der Maskierungsschwelle des Audiosignals, das Bereitstellen eines Pseudorauschsig nals, das Bereitstellen des Datensignals, das Multiplizieren des Pseudorauschsignals mit dem Datensignal, um ein fre quenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen, das Gewich ten des gespreizten Datensignals mit der Maskierungsschwelle und das Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Sig nals. The essential features of the coder for introducing a non-audible data signal into an audio signal are converting the audio signal into the spectral range, determining the masking threshold of the audio signal, providing a Pseudorauschsig Nals, providing the data signal, multiplying the pseudo-noise signal by the data signal to provide a fre quenzmäßig spread data signal, the weighting- th of the spread data signal with the masking threshold and the superimposing the audio signal and the weighted Sig Nals.

Die wesentlichen Merkmale des Decodierers zum Herausziehen nicht hörbar in einem Audiosignal enthaltenen Datensignals sind das Abtasten des Audiosignals, das nicht-rekursive Filtern des abgetasteten Audiosignals, und das Vergleichen des gefilterten Audiosignals mit einem Schwellenwert, um das Datensignal wiederzugewinnen. The essential features of the decoder for extracting data signal inaudible contained in an audio signal are the sampling of the audio signal, the non-recursive filtering the sampled audio signal, and comparing the filtered audio signal with a threshold to recover the data signal.

Claims (24)

1. Codierer zur Einbringung eines nicht hörbaren Daten signals (x(n)) in ein Audiosignal (n(k)), der 1. coder for introducing a non-audible data signal (x (n)) into an audio signal (n (k)), the
  • - das Audiosignal (n(k)) in den Spektralbereich um wandelt; - the audio signal (n (k)) to the spectral range converts to;
  • - die Maskierungsschwelle (W(ω)) des Audiosignals be stimmt; - (W (ω)) of the audio signal be true masking threshold;
  • - ein Pseudorauschsignal bereitstellt; - a pseudo-noise signal provides;
  • - ein Datensignal bereitstellt; - a data signal provides;
  • - das Pseudorauschsignal mit dem Datensignal multipli ziert, um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen; - the pseudo-noise signal by the data signal multiplied sheet to provide a frequency-spread data signal;
  • - das gespreizte Datensignal mit der Maskierungs schwelle gewichtet; - the spread data signal with the masking threshold weighted; und and
  • - das Audiosignal und das gewichtete Datensignal ge wichtet. - the audio signal and the weighted data signal weighted ge.
2. Codierer nach Anspruch 1, der das Audiosignal durch eine schnelle Fourier-Transformation in den Spektralbe reich umwandelt. 2. An encoder according to claim 1, the rich converts the audio signal by a fast Fourier transform in the areas of the spectrum.
3. Codierer nach Anspruch 1 oder 2, der bei der Bestimmung der Maskierungsschwelle 3. An encoder according to claim 1 or 2, the in determining the masking threshold
  • - das Spektrum des Audiosignals in kritische Bänder (z) aufteilt; - dividing the spectrum of the audio signal into critical bands (z);
  • - die Energie in jedem kritischen Band bestimmt; - determines the energy in each critical band;
  • - die Spreizungsfunktion für jedes kritische Band be rechnet; - expects the spread function for each critical band be;
  • - die Spreizungsverläufe aller kritischen Bänder mit den Bandenergien faltet, um den Verlauf der Anregung zu erhalten; - the spreading waveforms of all critical bands with the band energies folds to obtain the course of stimulation;
  • - die Unvorhersagbarkeit des Signals bestimmt; - determines the unpredictability of the signal;
  • - das Verdeckungsmaß aus der Tonalität bestimmt; - the Verdeckungsmaß from the tonality determined; und and
  • - die Maskierungsschwelle aus der Anregung unter Be rücksichtigung des bestimmten Verdeckungsmaßes be rechnet. - the masking threshold from the excitation under Be consideration of the particular concealment measure be counted.
4. Codierer nach Anspruch 1 oder 2, der bei der Bestimmung der Maskierungsschwelle 4. An encoder according to claim 1 or 2, the in determining the masking threshold
  • - das Spektrum des Audiosignals in kritische Bänder (z) aufteilt; - dividing the spectrum of the audio signal into critical bands (z);
  • - die Energie in jedem kritischen Band bestimmt; - determines the energy in each critical band;
  • - die Maskierungsschwelle aus den Bandenergien unter Berücksichtigung des Verdeckungsmaßes für die tonale Verdeckung bestimmt. - the masking threshold of the band energies in consideration of the masking measure for tonal masking determined.
5. Codierer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Pseudorauschsignal eine Bandbreite von 6 kHz hat. 5. An encoder according to any one of claims 1 to 4, wherein the pseudo-noise signal has a bandwidth of 6 kHz.
6. Codierer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Datensignal eine Bandbreite von 50 Hz hat. 6. An encoder according to any one of claims 1 to 5, wherein the data signal has a bandwidth of 50 Hz.
7. Codierer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, der das Datensignal durch einen Blockcode kanalcodiert. 7. An encoder according to any one of claims 1 to 6, the channel-coded data signal by a block code.
8. Codierer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, der vor dem Multiplizieren des Pseudorauschsignals mit dem Daten signal das Pseudorauschsignal und das Datensignal in antipodische Signale umwandelt. 8. An encoder according to any one of claims 1 to 7, which converts before multiplying the pseudo-noise signal by the data signal, the pseudo-noise signal and the data signal in antipodal signals.
9. Codierer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der beim Multiplizieren des Pseudorauschsignals mit dem Datensi gnal 9. An encoder according to any one of claims 1 to 8, the gnal when multiplying the pseudo-noise signal with the Datensi
  • - eine BPSK-Basisbandmodulation des Datensignals mit dem Pseudorauschsignal bewirkt; - causes a BPSK baseband modulation of the data signal with the pseudo-noise signal;
  • - eine BPSK-Modulation des modulierten Signals aus dem mit einem Trägersignal, dessen Frequenz im Bereich des hörbaren Audiospektrums liegt, bewirkt; - a BPSK modulation of the modulated signal is located out of the with a carrier signal having a frequency in the range of the audible audio spectrum, causes; und and
  • - das modulierte Signal in den Spektralbereich umwan delt. - the modulated signal delt umwan in the spectral range.
10. Codierer nach Anspruch 9, bei dem das Trägersignal co sinusförmig ist und eine Frequenz von 3 kHz hat. 10. An encoder according to claim 9, wherein the co-carrier signal is sinusoidal and has a frequency of 3 kHz.
11. Codierer nach Anspruch 9, bei dem das Multiplizieren des Pseudorauschsignals mit dem Datensignal durch eine Manchester-Codierung des Pseudorauschsignals erfolgt. 11. An encoder according to claim 9, wherein the multiplying of the pseudo-noise signal by the data signal is performed by a Manchester coding of the pseudo-noise signal.
12. Codierer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der vor dem Umwandeln des modulierten Spreizbandsignals das ge wichtete Datensignal in den Zeitbereich transformiert. 12. An encoder according to any one of claims 1 to 8, the transformed prior to converting the modulated Spreizbandsignals ge the weighted data signal in the time domain.
13. Codierer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der vor dem Umwandeln des modulierten Spreizbandsignals das ge wichtete Datensignal mit dem Audiosignal im Spektralbe reich überlagert und das überlagerte Signal anschlie ßend in den Zeitbereich zurücktransformiert. 13. An encoder according to any one of claims 1 to 8, the rich superimposed before converting the modulated Spreizbandsignals ge the weighted data signal with the audio signal in areas of the spectrum and the superimposed signal ßend subsequently transformed back to the time domain.
14. Codierer nach Anspruch 12 oder 13, der die Rücktransformation in den Zeitbereich durch eine schnelle Fourier-Transformation bewirkt. 14. An encoder according to claim 12 or 13, which causes the back-transformation into the time domain by a fast Fourier transform.
15. Decodierer zum Herausziehen eines nicht hörbar in einem Audiosignal enthaltenen Datensignals, der 15. A decoder for extracting a data signal inaudible contained in an audio signal, the
  • - das Audiosignal abtastet; - the audio signal samples;
  • - das abgetastete Audiosignal nicht-rekursiv filtert; - the sampled audio signal non-recursive filters;
    und and
  • - das gefilterte Audiosignal mit einem Schwellenwert vergleicht, um das Datensignal wiederzugewinnen. - compares the filtered audio signal with a threshold to recover the data signal.
16. Decodierer nach Anspruch 15, der das Audiosignal mit einem Mikrophon empfangen wird. 16. The decoder of claim 15, which is receiving the audio signal with a microphone.
17. Decodierer nach Anspruch 15 oder 16, der das Audiosignal vor dem Abtasten Tiefpaß-filtert und verstärkt. 17. The decoder of claim 15 or 16, the low-pass filters prior to sampling the audio signal and amplified.
18. Decodierer nach einem der Ansprüche 15 bis 17, der bei der Wiedergewinnung des Datensignals 18. A decoder according to any one of claims 15 to 17, of in the recovery of the data signal
  • - einen Korrelatorpeak auffindet; - finds a Korrelatorpeak;
  • - die Bitsynchronisation steuert, und - the bit synchronization control, and
  • - eine Rahmensynchronisation und eine Kanaldekodierung durchführt. - a frame synchronization and channel decoding performs.
19. System zum Bestimmen der Zuhörerverteilung einzelner Radiostationen anhand eines Kennungssignals, mit einem Codierer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, der das Kennungssignal in das Audiosignal einbringt, und mit einem Decodierer nach einem der Ansprüche 15 bis 18, der das Kennungssignal aus dem gesendeten Audiosignal herauszieht. 19. A system for determining the listener distribution of individual radio stations based on an identification signal, comprising an encoder according to any one of claims 1 to 14, which introduces the identification signal into the audio signal, and a decoder according to any one of claims 15 to 18, which transmitted the identification signal from the audio extracts.
20. System zum Bestimmen der Senderreichweite einer Radio station anhand eines Kennungssignals, mit einem Codie rer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, der das Ken nungssignal in das Audiosignal einbringt, und mit einem Decodierer nach einem der Ansprüche 15 bis 18, der das Kennungssignal aus dem gesendeten Audiosignal heraus zieht. 20. A system for determining the transmitter reach of a radio station on the basis of an identification signal with a Codie rer according to any one of claims 1 to 14, which introduces the Ken voltage signal into the audio signal, and a decoder according to any one of claims 15 to 18, the identifier signal, the draws from the transmitted audio signal out.
21. System zum Kennzeichnen von Audiosignalen mit einer eindeutigen Kennummer zur Identifizierung der Quellen von Kopien von Tonträgern, mit einem Codierer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, der die Kennummer in das Audiosignal einbringt, und mit einem Decodierer nach einem der Ansprüche 15 bis 18, der die Kennummer aus dem gesendeten Audiosignal herauszieht. 21. The system for identifying audio signals with an unequivocal identification number for identifying the sources of copies of sound carriers, comprising an encoder according to any one of claims 1 to 14, which introduces the identification number into the audio signal, and a decoder according to one of claims 15 to 18 which extracts the identification number from the transmitted audio signal.
22. System zum Fernsteuern von Audiogeräten anhand eines Steuerungssignals, mit einem Codierer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, der das Steuerungssignal in das Audiosignal einbringt, und mit einem Decodierer nach einem der Ansprüche 15 bis 18, der das Steuerungssignal aus dem gesendeten Audiosignal herauszieht. 22. System for the remote control of audio equipment based on a control signal, comprising an encoder according to any one of claims 1 to 14, which introduces the control signal into the audio signal, and a decoder according to any one of claims 15 to 18, which extracts the control signal from the transmitted audio signal ,
23. System zum Fernsteuern von Audiogeräten anhand eines Steuerungssignals nach Anspruch 21, bei dem die Aufzeichnung eines Audiosignals in einem Aufnahmegerät durch das Steuerungssignal begonnen und/oder beendet wird. 23. System for the remote control of audio equipment based on a control signal according to claim 21, wherein the starting the recording of an audio signal in a recording device by the control signal and / or is terminated.
24. System zum Bereitstellen eines zum Audiosignal parallel arbeitenden Datenkanals mit niedriger Bitrate in digi tal verarbeitenden Audiogeräten, mit einem Codierer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, der die Informa tionen in das Audiosignal einbringt, und mit einem De codierer nach einem der Ansprüche 15 bis 18, der die Informationen aus dem gesendeten Audiosignal heraus zieht. 24. A system for providing to the audio signal operating in parallel data channel of low bit rate in digi tal processing audio devices brings with an encoder according to any one of claims 1 to 14, the functions Informa in the audio signal, and with a De encoder according to one of Claims 15 to 18, which pulls the information from the transmitted audio signal out.
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