DE2750240C3

DE2750240C3 - Verfahren zur Verbesserung der Wiedergabequalität von Sprache bei Verschlüsselungsverfahren

Info

Publication number: DE2750240C3
Application number: DE19772750240
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 8560 Lauf Rohm
Original assignee: Te Ka De Felten & Guilleaume Fernmeldeanlagen 8500 Nuernberg De GmbH; Felten & Guilleaume Fernmeldeanlagen 8500 Nuernberg GmbH
Current assignee: Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
Priority date: 1977-11-10
Filing date: 1977-11-10
Publication date: 1981-03-26
Also published as: ATA796678A; DE2750240B2; AT369599B; CH636231A5; FR2408950A1; DE2750240A1

Description

diejenigen Teile des Sprachsignals, in denen sy- Störgeräusche mit entsprechenden Ursachen treten

stematische Störungen auftreten können, durch auch bei der Verschlüsselung durch Teflb?ndtau-

einen Signalverlauf ersetzt werden, der durch Ex- schung auf.

trapolation aus dem vorangegangenen Verlauf des 10 Zur Beseitigung von störenden Unterbrechungen Sprachsignals hervorgeht, dadurch gekenn- bei der Rundfunkprogrammübertragung ist in der zeichnet, daß zur Extrapolation ständig wieder- DE-AS 1107286 vorgesehen, empfängerseitig das kehrende charakteristische Merkmale des Sprach- übertragene Rundfunkprogramm auf zwei Wege aufsignals ermittelt werden und daß bei jedem zuteilen und in den zweiten Weg eine Verzögerungs-Auftreten eines solchen Merkmales der nun fol- 15 vorrichtung einzubauen, an der das Rundfunkprogende Verlauf des Sprachsignals in einem gramm gegenüber dem ersten Weg um etwa 100 ms Schreib/Lese-Speicher gespeichert wird, während verzögert abnehmbar ist. Eine Umschalteinrichtung der alte Inhalt dieses Speichers überschrieben wird schließt bei einer störenden Unterbrechung die der und daß beim Auftreten eines TeQs des Sprachst- Wiedergabe dienenden Bauteile vom ersten Weg an gnals, in <fcm Störungen enthalten sein können, 20 den zweiten Weg an und stellt nach einiger Zeit wieder dieser Tcü durch den restlichen und nötigenfalls den ursprünglichen Zustand her. Dadurch werden die durch den zyklisch wiederholten Inhalt des ausgefallenen Programmteile durch 100 ms vorange-Schreib/Lese-Speichers ersetzt wird. gangene Teile ersetzt. Diese Ersetzung erfolgt jedoch

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ohne Rücksicht auf Phase und Amplitude, so daß in kennzeichnet, daß als charakteristische Merkmale 25 der Regel Phasen- und Amplitudensprünge an den des Sprachsignals die relativen Maxima seiner Nahtstellen auftreten. Haufen sich die Programmun-Hüllkurve verwendet werden. terbrechungen, so suid die Phasen- und Amplituden-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Sprünge ebenso störend wie die Unterbrechungen gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Extrapola- selbst.

tionsgenauigkeit das Frequenzband des Sprachst- 30 Aus der DE-OS 2228905 ist es bekannt, ausge-

gnals in Freousnzteübänder zerlegt wird und daß suchte Sprachteile von der Länge einer Pitchperiode

die aus den einzelnen Teilbändern gebildeten aus einem Sprachsignal zu übertragen und auf der

Sprachsignale entstör ( und aim entstörten Ge- Empfängerseite durch nahtloses Aneinanderreihen

samtsignal zusammengefaßt weiden. von Wiederholungen der übertragenen Sprachteile

35 das ursprüngliche Sprachsignal möglichst genau zu reproduzieren. Zweck dieses Verfahrens ist es, die Fre-

quenzbandbreite zu verringern, innerhalb derer sich

die im Sprachsignal enthaltene Information übertragenläßt. Die Sprachteile von der LsH?e einer Pitchpe-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesse- 40 node werden dabei auf der Senderseite so ausgewählt, rung der Wiedergabequalität von Sprache, die zwi- daß Anfang und Ende eines jeden Teiles mit einem sehen zwei Teilnehmern in Form verschlüsselter Nulldurchgang des Sprachsignals zusammenfallen. Sprachsignale übertragen wird. Die Verschlüsselung Dadurch ist die Stetigkeit des reproduzierten Sprachkann dabei entweder durch Teilbandaustauschung er- signals auf der Empfängerseite gesichert. Ein stetiges folgen (vgl. z. B. CH-PS 238926) oder durch Vertäu- 45 Aneinanderfügen von Sprachteilen an beliebiger Schung von Sprachabschnitten gleicher Länge vorge- Stelle ist bei der DE-OS 2 228 90S nicht vorgesehen, nommen werden (vgl. z. B. CH-PS 237094). Auf der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Empfängerseite erhält man durch den Entschlüsse- nach einem der eingangs angegebenen Verfahren verlungsprozeß im Prinzip das ursprüngliche Signal. schlüsselte Sprachsignal derart von seinen gestörten Praktisch jedoch haften dem auf diese Weise gewon- so Anteilen zu befreien, daß die gestörten Bereiche nenen Sprachsignal Mangel an, die sich bei der akusti- durch einen Signalverlauf ersetzt werden, der durch Sehen Wiedergabe durch erhebliche Störgeräusche Extrapolation aus dem vorangegangenen Verlauf des bemerkbar machen. Bei der Verschlüsselung durch Sprachsignals hervorgeht. Dabei sollen Amplitudenteitliche Tauschung können diese Störgeräusche unter und Phasensprünge an den Nahtstellen vermieden anderem zweierlei Ursachen haben: 55 werden.

1) Durch die Vertauschung der einzelnen Sprach- Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des abschnitte auf der Senderseite erhält das ver- Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilschlüsselte Sprachsignal Sprungstellen, die bei hafte Ausgestaltungen geben die Unteransprüche an. der Übertragung durch die Bandbegrenzung und Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die die Laufzeiteigenschaftendes Übertragungska- 60 Wiedergabequalität von Sprache bei den eingangs genals abgeflacht werden. Dadurch treten nach der nannten Verschlüsselüngsverfähren wesentlich ver-Rückvertauschung an den Nahtstellen der ein- bessert.

zelnen Sprachabschnitte wiederum Sprünge auf, Anhand eines Ausführungsbeispiels soll das erfin-

die die Verständlichkeit der wiedergegebenen dungsgemäße Verfahren einschließlich seiner Ausge-

Sprache erschweren. 6S staltung näher erläutert werden. Das Ausführungs-

2) Die Schnittstellen der Sprachabschnitte, die auf beispiel bezieht sich auf ein Verschlüsselungsverfahder Empfängerseite aus dem verschlüsselten Si- ren, bei dem die Verschlüsselung durch Vertauschung gnal erzeugt wurden, stimmen wegen der nur von Sprachabschnitten gleicher Länge und die Ent-

^{3 4}

schlüsselung durch entsprechende Rückvertauschung chers 4 statt des Ausganges der Entscblüsselungsvor-

vorgenommen wird. richtung 3 mit dem Eingang des Digital-Analog

Die Figur zeigt schematisch einige Teile einer An- Wandlers D/A verbindet, während die Steuereinrich-

lage, an deren Eingang 1 das verschlüsselte Sprachsi- tung 6 den Schreib/Lese-Speicher 4 auf Lesebetrieb

gnal eingegeben wird und an deren Ausgang 2 das s umstellt. Durch diese Maßnahme werden die in den

entschlüsselte und von Störungen der genannten Art Grenzbereichen enthaltenen Teile des Sprachsignals,

befreite Sprachsignal abgegriffen wird. Die Figur zeigt das am Ausgang der Entschlüsselungsvorricbtung 3

eine Anlage, bei der die Entschlüsselung in einer digi- anliegt, durch Teile des Inhaltes des Speichers 4 er-

talen Zwischenstufe vorgenommen wird. Vorrichtun- setzt.

gen und Zuführungen zum Takten der Anlage oder io Im einzelnen geht diese Ersetzung derart vor .sich,

einzelner Bauteile sind nicht eingezeichnet daß ein in der Steuereinrichtung 6 enthaltener Adreß-

Der Analog-Digital-Wandler AID tastet das ver- zähler mit jedem Takt um eine Stelle weitergestellt schlüsselte Eingangssignal ab und übergibt die digita- wird und somit die Adressen der Speicherstellen des lisierten Abtastproben zur Rückvertauschung an die Speichers 4 durchläuft. Die Stellung des Adreßzählers Entschlüsselungsvorrichtung 3 weiter. In dieser Vor- is gibt an, weiche Speicherstelle gerade gelesen oder gerichtung werden die Abtastproben nach ihrer Zuge- schrieben wird. Des weiteren fragt die Synchronisierhörigkeit zu bestimmten Sprachabschnitten in Ein- einrichtung 7 das Sprachsignal am Eingang des Digizelspeichern zusammengefaßt und schließlich tal-Analog-Wandlers D/A nach charakteristischen die Sprachabschnitte in ihre ursprüngliche Reihen- Merkmalen ab. Ein solches Merkmal kann z. B. ein folge gebracht. Die weiteren Bauteile - bis auf den 20 relatives Maximum der Hiil'ikurve ,is Sprachsignals Digital-Analog-Wandler D/A am Ausgang der Vor- sein. Stellt die Synchronisiereiririchtanf 7 ein solches richtung nach der Figur - dienen ausschließlich der relatives Maximum fest, so setzt sie den Adreßzähler Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. der Steuereinrichtung 6 sofort auf Null. In den Spei-

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird von der eher 4 werden daher nur diejenigen Teile des Sprach-

Erkenntnis Gebrauch gemacht, daß Störungen, die die 25 signals eingeschrieben, die sich zwischen zwei aufein-

oben aufgezählten Ursachen haben, nur am Anfang anderfolgenden charakteristischen Merkmalen befin-

und am Ende eines Sprachabschnittes auftreten, wäh- den. Gibt während des Schreibbetriebes des Spei-

rend der dazwischenliegende Teil eines Sprachab- chers 4 der Impulsgeber 9 einen Impuls ab, so wird

schnittes störungsfrei ist. Mit anderen Worten: An je- der Speicher 4 auf Lesebetrieb umge3chaltet, wobei

der Nahtstelle zwischen zwei aufeinanderfolgenden 30 der Adreßzähler in der Steuereinrichtung 7 weiter-

Sprachabschnitten des Sprachsignals am Ausgang der läuft und nach Erreichen seines letzten Höchststandes

Vorrichtung 3 läßt sich, z. B. epxerimentell, ein wieder bei Null anfängt. Der Vorgang wiederholt sich

Grenzbereich ermitteln, der Störungen mit den oben so lange, bis der Zeitschalter 8 wieder in seine stabile

angegebenen Ursachen enthalten kann. Die Größe Stellung zurückfällt.

dieses Grenzbereiches hängt von den Eigenschaften 35 Die Wiedergabequalität der Sprache hängt davon

des Übertragungskanals und von der Synchronisa- ab, wie genau die durch Extrapolation gewonnenen

tionsgenauigkeit zwischen senderseitigem und emp- Teile des Sprachsignals mit dem ursprünglichen Si-

fängerseitigem Taktgeber ab. gnalverlauf übereinstimmen (Extrapolationsgenauig-

Nach den Zeitpunkten, die durch Anfang und Ende keit). Werden besonders hohe Ansprüche an die Wie-

eines Gren:bereiches bestimmt sind, richtet sich ei- 40 dergabequalität gestellt, so läßt sich - bei der

nerseits das Auftreten der Impulse des Impulsgebers 9 Verwendung von relativen Maxima der Hüllkurve als

und andererseits die Zeitkonstante des Zeitschal- charakteristische Merkmale des Sprachsignals - die

ters 8. Diese Vorrichtungen sind so konstruiert, daß Extrapolationsgenauigkeit dadurch erhöhen, daß das

der Impulsgeber 9 jeweils zu Beginn eines Grenzbe- Sprachsignal in Teilsignale zerlegt wird, von denen je-

reiches einen Startimpuls an den Zeitschalter 8 abgibt, 45 des nur Frequenzen enthält, die zu einem Frequenz-

der am Ende eines Grenzbereichts wieder in seine teilband des Gesamtfrequenzbandes gehören. Von je-

Ausgangsstellung zurückfällt. Während der instabilen dem Teilsignal wird nun die Hüllkurve gebildet und

Stellung des Zeitschalters 8 - also innerhalb des ge- deren relative Maxima zur Extrapolation verwendet,

samten Grenzbereiches - wird der Umschalter 5 und um jedes Teilsignal für sich von Störungen zu befreien,

die Steuereinrichtung C derart beeinflußt, daß der 50 Nach der Entstörung werden die Teilsignale wieder

Umschalter den Ausgang des Schreib/Lese-Spei- zum Gesamtsignal zusammengefaßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 endlich genauen Synchronisation nicht mit den Patentansprüche: senderseitigen Schnittstellen überein. Auf diese Weise erhält das zurückgewonnene Sprachsignal

1. Verfahren zur Verbesserung der Wiederga- Teile, die nicht ihre ursprüngliche Lage einnehbequalität von Sprache bei Verschlüsselungsver- 5 men und sich bei der akustischen Wiedergabe fahren, bei dem nach dem Entschlüsselungsprozeß störend bemerkbar machen.