DE2950066C2

DE2950066C2 - Verfahren zur Speicherung und Wiedergabe eines analogen Signales

Info

Publication number: DE2950066C2
Application number: DE19792950066
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 8500 Nürnberg Schwarz
Original assignee: Te Ka De Felten & Guilleaume Fernmeldeanlagen 8500 Nuernberg De GmbH; Te Ka De Felten & Guilleaume Fernmeldeanlagen 8500 Nuernberg GmbH
Current assignee: Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
Priority date: 1979-12-13
Filing date: 1979-12-13
Publication date: 1983-01-20
Also published as: GB2066603A; CH657934A5; GB2066603B; DE2950066A1

Description

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Speicherung und Wiedergabe eines analogen Signales, insbesondere eines Sprachsignales mit Hilfe eines digitalen Schreib-Lese-Speichers. Ein derartiges Verfahren kann z. B. bei automatischen Ansagediensten verwendet werden.

Der Vorschlag. Sprache ooer Musik in digital j<; codierter Form in Hiilbleitersr/cicheni zu speichern und wiederzugeben, ist aus z. B. DE-O: 28 00 387, bekannt. Bei dieser Speicherung eines Sprachsignales in einem Halbleiterspeicher können allerdings Sprachteile von nennenswerter Länge nur mit großem Aufwand gespeichert werden.

Wird z.B. ein analoges, über einen CCITT-Kanal übertragbares Sprachsignal nach dem PCM-Verfahren digital codiert, wobei für jedes PCM-Codewort acht Bits vorgesehen sind, so benötigt man zur Speicherung eines Sprachsignales von einer Sekunde Länge einen 64 k Bit-Speicher.

Bei einer binären Codierung des gleichen Sprachsignals nach einem adaptiven Deltamodulationsverfahren beträgt der Speicherbedarf für eine Sekunde Sprechdauer noch 32 k Bit bei vergleichbarer .Sprachqualität.

Unter Deltamodulation — auch Deltacodierung genannt — versteht man den Sonderfall einer Differenz-Pulscode-Modulation, bei dem jeder Abtastwert der Differenz zwischen dem zu codierenden Signal und einem Vorhersagesignal durch ein Codewort aus nur einem Bit dargestellt wird.

Aus der DE-AS 28 28 419 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, mit der eine Impulsfolge erzeugt wird, die der Abtastung eines periodischen Vorganges dienen soll. Durch die Anordnung erfolgt eine Abtastung des periodischen Vorganges höchstens einmel pro Periode, und zwar zu Zeitpunkten, deren Abstand nicht mit der 'Periodendauer des: Vorganges oder einem Vielfachen · davon übereinstimmt. Der Zweck der bekannten Anordnung ist es, trotz großen zeitlichen Abstandes der Abtastproben möglichst genaue Informationen über den Verlauf des periodischen Vorganges zu erhalten; Ein möglichst großer zeitlicher Abstand de* Abtasiproben wird erforderlich, wenn diese z. B. digital codiert und in einen Zahlenspeicher eingespeichert werden sollen. Der Abstand der Abiastproben muß dann mindestens so groß sein, wie die Zeit, die für die Codierung eines Abtastwertes nötig ist.

In der DE-OS 24 12 382 istein Verfahren zur Speicherung und Wiedergabe von analogen Signalen, insbesondere von Sprache beschrieben, durch das der Aufwand an Speichermitteln möglichst genng gehalten werden soll. Zu diesem Zweck wird das Sprach Mgnal in sogenannte Wortmodulen aufgelöst, von denen jeder in einer Speichereinheit permanent gespeichert wird und später zum Aufbau von möglichst vielen unterschiedlichen Sätzen wieder aus dem Speicher ausgelesen wird. Um auch den Speichen aum für einen Wortmodul, der z. B. als Folge von Abtastwerten abgespeichert wird, möglichst gering zu halten, werden von aufeinanderfolgenden A.btastwerten, die sich geringfügig voneinander unterscheiden, nur ein Abtastwert abgespeichert. Zusätzlich muß dann für jeden Abtastwert festgehalten werden, wie oft er beim Auslesen wiederholt werden soll, damit der Wortmodul vollständig reproduziert werden kann.

Wollte man auf die zuletzt angegebene Weise z. B. einen 64 kBit-Festwertspeicher mit Abiastwerten füllen, die durch 8-Bit-Codeworte codiert sind, so wäre ein Zusatzspeicher von 8 kBit erforderlich, um lediglich die Zusatzinformation festzuhalten, ob ein Ahtastwert beim Auslesen wiederholt werden soll oder nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Speicherung und Wiedergabe eines analogen Signales, insbesondere eines Sprachsignales mit Hilfe eines digitalen Schreib-Lese-Speichers derart anzugeben, daß möglichst wenig Speicherraum benötigt wird und daß die Codeworte des codierten Sprachsignales ohne Zusatzinformation gespeichert und ausgelesen werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch I angegebenen Merkmale gelöst.

F.ine vorteilhafte Ausgestaltung gibt der Untennspruch an.

Anhand der Figuren soll ein Au^führungsbeispiel der Erfindung naher erläutert werden. Die

Fig. 1 zeigt schematisch die Vorgange beim Speichern des Sprachsignales. Dif

F ig. 2 zeigt ebenfalls schematisch die Vorgänge bei der Widergabe des in den Speicher eingelesenen Sprachsignales.

In F 1 g. 1 wird an eine Klemme 1 z. B. das auf einer. CCITTKanal banubegrenzte und analoge Sprachsignal gegeben. Über eine Leitung 2 gelangt es an den Eingang eines Codierers 3. der es nach einem Deltamodulationsverfahren binär codiert

Bei einem solchen Verfahren wird das .Sprachsignal z. B. mit einer Frequenz von 32 kHz abgetastet und jeder Abtastwert wird durch nur ein Bit codiert. Die Abtastfrequenz ist also zahlenmäßig gleich der Bitgeschwindigkeit. mit der das codierte Signal am Ausgang des Codierers 3 über eine Leitung 4 an einen Schreib-Lese-Speicher 5 weitergegeben wird. Ein Taktsignal mit der Abtastfrequenz wird dem Codierer 3 über eine Leitung 6 zugeführt. Das gleiche Signal fgeiangl :über eine Leitung 7 an den Eingang des Scnfeib-'Lese-Speichers S und steuert dai; bitweise Einlesen des Ausgangssignales des Codierers 3.

Dieses Aüsgangssignal wird auch über eine Leitung 8 an eine Schaltung zur ßinärmustererkenriurig 9 gege*

ben, die ζ. B. die Werte νυ,ι jeweils ac'a aufeinanderfolgender Bits speichert und in Abhängigkeit des sich daraus ergebenden Binärmusters ein Signal an eine Auswahlschaltung 10 weitergibt.

An einem solchen Binärmuster läßt sich z. B. in groben Zügen die Änderungsgeschwindigkeit des analogen Eingangssignales erkennen. Ändert sich z. B. das analoge Eingangssignal mit der Zeit nicht — wie das etwa bei Sprachpausen der Fall ist — so erzeugt der Codierer eine Fnlge von Binärwerten, in der sich Nullen und Einsen regelmäßig abwechseln.

Erkennt die Schaltung 9 z. B. ein solches Muster und gibt ein hierfür charakteristisches Signal an die Auswahlschaltung 10 weiter, so wählt diese aus einer Reihe von möglichen Taktsignalen, die von der Schaltung 12 erzeugt werden und die die Frequenz Λ bis h haben, dasjenige Signal mit geringster Frequenz aus. Dieses Signal wird über eine Leitung 11 und die Leitungen 6 und 7 gleichzeitig an die Takteingänge des Codierers 3 und des Speichers 5 gelegt.

Dem eben beschriebenen Vorgang liegt die Erkenntnis zugrunde daß für die Codierung von langsam veränderlichen Signalen nach einem Deltamorlulationsverfahren eine geringere Abtastfrequenz notwendig ist ais für die Codierung von rasch veränderlichen Signalen, wenn man in beiden Fällen die gleiche Anforderung an die Qualität des decodierten Signales stellt. Werden z. B. die Sprachpausen, die etwa die Hälfte jedes Sprachsignals ausmachen, mit 8 kHz oder einer kleineren Frequenz und der Rest des Sprachsignales mit 34 kHz abgetastet - in diesem Beispiel sind also nur zwei

mögliche Abtastfrequenzen vorgesehen — so gibt der Codierer im Mittel (8 + 34)/2 = 21 k Bit pro Sekunde ab. Das bedeutet gegenüber der Einspeicherung ohne Verringerung der Abtastfrequenz während der Sprachpausen eine Speicherraumersparnis von etwa 38%. Durch eine differenziertere Abstufung der verwendeten Abtastfrequenzen läßt sich die Speicherraumeinsparung noch weiter vergrößern.

Anhand der F i g. 2 soll das Auslesen des gespeicherten Signals au: dem Schreib-Lese-Speicher erläutert werden. In dieser Figur stimmen eine Reihe von Funktionseinheiten mit Funktionseinheiten aus der F i g. 1 überein. Sie sind deshalb mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Über die Leitungen 11, 6 und 7 werden ein Decodierer 23 und der Speicher 5 mit gleichem Taktsignal versorgt, d. h., mit der Geschwindigkeit, mit der die Bits aus dem Speicher 5 auf die Leitung 24 gegeben werden, werden sie auch in den Decodierer eingelesen. Die aus dem Schreib-Lese-Speicher 5 ausgelesenen Bits werden gleichzeitig über die Leitung 8 der Schaltung 9 zur Erkennung der Binärmuster zugeführt. In eindeutiger Abhängigkeit vcti dem gerade vorliegenden Muster wird wieder ein Signal an die Auswahlschaltung 10 weitergegeben und durch diese ein neues Taktsignal mit einer der möglichen Frequenzen /Ί Lis /"4 ausgewählt. Dieses Taktsignal wird über die Ausgangsleitung 11 der Schaltung 12 an den Speicher 5 und den Decodierer 23 übertragen. Der Decodierer 23 gibt das decodierte und analoge Signal über eine Leitung 22 an eine Ausgangsklemme 21.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Speicherung und Wiedergabe eines analogen Signales, insbesondere eines Sprachsignales, das nach einem Deltamodulationsverfahren durch einen Codierer binär codiert bzw. durch einen Decodierer decodiert wird u~id in einen digitalen Schreib-Lese-Speicher eingelesen bzw. aus ihm ausgelesen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die momentane Geschwindigkeit, mit der die Bits vom Codierer (3) erzeugt und in den Schreib-Lese-Speicher (5) eingelesen werden bzw. die momentane Geschwindigkeit, mit der die Bits aus dem Schreib-Lese-Speicher (5) ausgelesen und in den Decodierer (23) eingegeben werden durch das Binärmuster gesteuert wird, das sich nach der Codierung bzw. vor der Decodierung aus einer begrenzten Anzahl aufeinanderfolgender Bits ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die möglichen Binärmuster in zwei Gruppen aufgeteilt werden und daß beim Auftreten eines Binär .musters — je nach dessen Gruppenzugehörigkeit eine von zwei Bi'geschwindigkeiten eingestellt wird.

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