DE3034756C2 - Audiosignalverarbeitungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Audiosignalvcrarbcitungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Einrichtungen werden bei der Zusammenstellung von Rundfunksendungen, insbesondere Musiksendungen, verwendet, um aufgezeichnete Musikstücke unmittelbar miteinander zu verbinden oder um Musikstücke mit einer Textansage zu verschen. Hierbei hai sich in den letzten Vahren die Praxis eingeführt, daß der jeweilige Sprecher am Ende eines Musikstücks den Lautstärkeregler herunterdreht, um so die Möglichkeit zu schaffen, eine Textansage einzublenden.

Bei dem. Herunterregeln der Lautstärke mit dem Lautstärkeregler durch den Sprecher besteht eine besondere Schwierigkeit darin, daß das Ende eines Musikstücks oft nicht rechtzeitig genug erkannt werden kann.

um ein gleichmäßiges Ausblenden ohne unerwünschte Sendepausen zu erzielen.

Aus der AT-PS 3 11 077 ist eine Vorrichtung zur Synthetisierung von Audio-Informationen bekannt, bei der eine künstliche Sprache aus ihren Phonemen zusainmengesetzt werden soll. Hierzu werden die einzelnen Phoneme digital gespeichert, wobei ein Zugriff zu einem gewünschten Phonem, ein Beschneiden von Anfang und Ende jedes Phonems und eine Wiedergabe in einer vorbestimmten Reihenfolge möglich ist. Ein Hinweis darauf, wie ein Ausblenden bewirkt werden könnte, ist dieser bekannten Einrichtung jedoch nicht zu entnehmen.

Eine weitere bekannte Einrichtung (DF.-OS 26 57 430) zum Synthetisieren der menschlichen Sprache weist eine Multipliziervorrichtung auf, die in Verbindung mit einem Dämpfungskoeffizientenspeicher dazu dient, stimmlose Tonkomponcnlen mit gleichzeitig auftretenden Sprachtönen zu kombinieren. Die gespeicherten Dämpfungskoeffizienien sind dabei zeitlich konstant. Eine kontinuierlich abnehmende oder zunehmende Lautstärkeregelung ist hier nicht vorgesehen, so daß auch dieser Einrichtung kein Hinweis auf ein Ausblenden entnommen werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Audiosignalverarbeitungscinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine vollautomatisch ablaufende Reduzierung der Audiosigmilstiirke beispielsweise am Ende eines Musikstückes durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindung.sjiemüß durch die

b5 kennzeichnenden Merkmale des Patenlanspruchs 1 gelöst.

Durch die in einem schreibgeschützten Speicher vorliegenden, sich zeitlich verändernden Gcwichtungsfak-

toren, mit denen die wiederzugebenden digitalen Audiosignale multipliziert werden, wird eine kontinuierliche Absenkung der Audiosignalstärke in gewünschter Form bewirkt. Die Ansteuerung des schreibgeschützten Speichers über die Steuerschaltung und den Adreßgenerati)r bewirkt ferner, daß der Zpitpunkt, an dem das Ausblenden beginnt, nicht mehr «on dem Benutzer, beispielsweise dem Sprecher einer Radiosendung, überwacht werden braucht.

Hierdurch wird nicht nur die Zusammenstellung von Programmsendungen erheblich vereinfacht, sondern es wird auch ein gleichmäßiger Ausblendevorgang erzielt, als er durch einen menschlichen Benutzer realisiert werden könnte.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Untcransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Audiosignalvcrarbcitungseinrichtung,

Fig. 2 eine Darstellung der Gewichtungsfaktor-Daten als Funktion der Zeit,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer zweiten Audiosignalverarbeitungscinriehiung.

Fig.4 eine DiagrammdarsteHung der in den jeweiligen RAM-Speichern gespeicherten Datenwortanordnung. bezogen auf die Anordnung der kombinierten Ausgangs-Datcnworte, und

F i g. 5 eine Abänderung der Ausführungen nach F i g. 1 und 3.

Die in Fi g. 1 dargestellte erste Ausführung einer Audiosignalverarbeitungseinrichtung kann eingesetzt werden, um einen gesuchten Abschnitt eines vorher aufgezeichneten Audioprogramms festzustellen und den festgestellten Abschnitt des Programms nach einem vorbesiimmten Muster zu modifizieren. Das System umfaßt einen Speicher 10 mit direktem Zugriff (RAM), in dem ein digitales Audiosignal gespeichert ist, das sich aus Datenworten zusammensetzt, die abgetastete Werte von einem Ai,alogaudiosignal darstellen. Diese Datenwnrlc werden von einer analogen Audiosignalquelle 12 abgeleitet, deren Ausgangssignal einem Impubcodemodulationssignal-Kodicrer 14 (PCM-Kodierer) zuführt, der das analoge Audiosignal mit einer vorbestimmten Frequenz abtastet und die abgetasteten Werte in binärkodierte Dalenwortc wandelt. Die Daienworte werden nacheinander in bekannter Weise gespeichert und durch Adreßdaien wiedergewonnen, die durch einen Adreßgenerator 16 erzeugt werden, der normalerweise durch einen Binärzähler gebildet wird, welcher von einer Taktsignalquellc 18 Taktimpulse empfängt, um aufeinandcrfolgenü die adressierten Speicherplätze zu ändern. Die nacheinander wiedergewonnenen Audiodatenworte werden an einen Eingang einer digitalen Multiplikationsschaltung 20 angelegt, in der das eingegebene Datenwort jeweils mit einem weiteren digitalen Datenwort multipliziert wird, das von einem Festwertspeicher 22 (ROM-Speicher) an einen weiteren Eingang angelegt wird. Der ROM-Speicher 22 enthält gespeicherte Datenworte, die Gewichtungsfaktoren darstellen, deren Größe sich in einem Bereich zwischen Null und Eins als Funktion der Zeit ändert, wie es in F i g. 2 dargestellt ist

Das Ausgangssignal des Adreßgenerators 16 wird auch einem Eingang eines Koinzidenz-Detektors 24 zugeführt, damit dieser ein Übereinstimmen mit AdreßdaiL-ii erfaßt, welche seinem anderen Eingang von einer Steuerschaltung 26 zugeführt werden. Die Steuerschaltung 26 erhalt die Taktsignale und gibt ein Startsignal an den Eingang »5«, den Setz-Eingang, eines Flip-Flops 28 ab. Dieses gibt ein Signal logisch 1 an seinem Ausgang Q an einen Adreßgenerator 30 ab, der außerdem die Taktimpulse empfängt. Der Adreßgenerator 30 wird in Abhängigkeit von diesem Ausgangssignal des Flip-Flops 28 auf zugehörige Adreßdaten verriegelt, weiche dann wiederholt dem ROM-Speicher 22 bei jedem Taktimpuls zugeführt werden, so daß der ROM-Speicher 22 wiederholt ein binäres Datenwort erzeugt, das der dezimalen Größe 1 entspricht. Dieses Zeichen dient als Gewichtungsfaktor. Dieser verriegelte Zustand hält an, bis das Flip-Flop 28 durch ein Ausgangssignal des Koinzidenz-Detektors 24 rückgestellt wird. Gleichzeitig wird ein Flip-Flop 32 durch den Koinzidenz-Detektor 24 ausgelöst oder getriggert, um den Adreßgenerator 30 so freizugeben, daß er sich nacheinander ändernde Adreßdaten als Antwort auf jeden Taktimpuls erzeugt. Dadurch werden die unterschiedlichen Gewichtungsfaktor-Daten in dem ROM-Speicher 22 nacheinander wiedergewonnen, bis in dem ROM-Speicher 22 :?as binäre Äquivaleiitwort der dszinialen Große Nu'l erreicht wird Dieser Zustand wird durch einen zweiten Koinzidenz-Detektor 34 erfaßt, der das Ausgangssignal des Adreßgenerators 30 und entsprechende, von der Steuerschaltung 26 abgegebene Daten vergleicht. Das Ausgangssignal des Koinzidenz-Detektors 34 wird an den Rückstelleingang R des Flip-Flops 32 und an den Setz-Eingang Seines Flip-Flops 36 angelegt, um den Adreßgenerator 30 wieder zu verriegeln, wodurch 'viederholt von dem ROM-Speicher 22 der binäre Gewichtungsfaktor »Null« wiedergewonnen wird.

Durch angemessenes Auswählen des Digitalwertes der durch die Steuerung 26 abgegebenen Adreßdaten wird damit ein digitales Audiosignal in seiner Amplitude von einem vorgehenen Punkt an abgewandelt, bis es die Größe Null erreicht Das Flip-Flop 36 wird durch ein Endsignal zurückgestellt, welches an der Klemme £der Steuerschaltung 26 dann erscheint, wenn de- durch die Taktsignale erzeugte Zählwert eine vorbestimmte Größe erreicht.

Di-.. in dem ROM-Speicher 22 gespeicherten Gewichtungsfaklor-Datenworte können so abgewandelt werden, daß ein rascher Abfall auf den Wert Null erfolgt, wie es gestrichelt in F i g. 2 angedeutet ist. In diesem Fall wird das digitale Audiosignal an einem zugehörigen gesteuerten Punkt des Audioprogramms scharf abgeschnitten.

Die in F i g. 3 dargestellte zweite Ausführung der Erfindung wird zum Schneiden von Audiosignalen von zwei getrennten Analogquellen zur Schaffung eines einzigen Audioprogramms mit glatten Übergängen an vorgesehenen Schneidpunkten verwendet. Bevor die Schaltung d"·.· zweiten Ausführung im einzelnen besprochen wird, wird das zugrundeliegende Prinzip mit Bezug auf F i g. 4 besprochen.

Beim Schneiden von zwei analogen Audiosignalen, die beispielsweise auf jeweiligen Magnetbändern aufgezeichnet sind, werden diese Analogsignale in Impulscode-modulierte Signale (PCM)-Signale gewandelt und in jeweilige RAM-Speicher eingespeichert, wie es in Verbindung mil der ersten Ausführung bereits beschrieben wurde. Die von der ersten Audioquelle erhaltenen PCM-Signale bestehen aus einer Datenwortfolge, die hier mit W^₀, W_A\ ... W_Am bezeichnet ist Die von der zweiten Audioquelle abgeleiteten PCM-Signale werden durch eine Folge von Datenworten Wuo, Wb\ ■ ■ ■ W_8n beschrieben. Die RAM-Speicher werden alternativ

adressiert, um eine vorgewählte Anzahl / Datenworte W.u. WV-I)... W.,„-i „y und Wbj. W_w+ I)... W₁₁₀... ι ν ι)wiederzugewinnen. Dabei läuft /von Null bis mund j von Null bis n. Die Wiedergewinnung geschieht von den Speicherbereichen der RAM-Speicher einschließlich einem Datenpunkt, an dem die beiden Analogsignale verbunden, geschnitten oder überblendet werden sollen. Die wiedergewonnenen Datenworte der Datengruppe W_A werden nacheinander mit zugeordneten Gewichtungsfaktor-Daten an multipliziert, wobei K von 1 bis /läuft. Die Gewichtungsfaktoren a* ändern sich mit der Zeit von dem Wert Eins, wenn K- 1, zu dc-m Wert Null, wenn K = I, so daß die Reihe der gewichtetcn Datenwone als Funktion der Zeil eine verjüngende Ampliiude erhalten, el. h. ausblenden. Andererseits werden die wiedergewonnenen Datcnworie der Gruppe VV« mit zugeordneten Gewichiungsfaktoren b/, multipliziert, die sich von Null, wenn K = I, bis Eins ändern, wenn K = /, so daß dl? Fo'^C ndpr Rrihp flor cf'wirhteten Datenworte umgekehrt zu der Verjüngung der Datenworte Wi in ihrer Amplitude zunehmen oder eingeblendet werden.

Die gewichtetcn Daten der Gruppen W_A und W_n werden zeitweise in jeweiligen Registern gespeichert und dann miteinander kombiniert, so daß Ausgangsdaten erzeugt werden, die sich auf folgende Weise beschreiben lassen:

W,- „■ = a_K ■ W₁,, -ι - M + b_k · · We₀-_{I + Kl}, (1) wobei zwischen .(a, und b/, die Beziehung

h-l-iiK (2)

Da die durch Gleichung (1) beschriebene Datenfolge von den Speicherbereichen abgeleitet wurde, die dem abnehmenden oder Ausblendc-Abschnitt der analogen Datensignale entspricht, welche zu schneiden sind, kann die volle Länge der kombinierten Ausgangsdaten auf folgende Weise beschrieben werden:

+ b_K

Dabei werden 3κ und £>*- als Funktion des Wertes K in folgender Weise bestimmt:

(a) a_K = \.b_K = Oim Bereich K = 0 bis AC = (i-\):

(b) Sk geht von Eins bis Null und £>>, geht von Null bis Eins, von K = /bis K = (i- 1 -I- /,hund

(c) Ok = 0, ωχ· = 1. für alle Werte von K größer als (i τ I).

In Fig.4 sind die Datenfolgen W., und W_B in den Speicherfeldern 40 bzw. 50 angeordnet, wobei die Einblende· bzw. Ausblendeabschnitte der beiden Datenfolgen in den Datenfeldern 42 bzw.52 angeordnet sind. Die kombinierten oder geschnittenen Datenfolgen sind in einem Speicherfeld 60 angeordnet.

Zu diesem Zweck ist in der Schaltung in Fig. 3 eine Anordnung mit zwei allgemein identischen Teilbereichen 100 und 200 gebildet. Die beiden Bereiche 100 und 200 sind allgemein gleichartig aufgebaut und entsprechen jeweils der ersten Ausführung nach Fig. 1; entsprechende Einzelschaltzeichen sind mit den Bezugszeichen aus F i g. 1 bezeichnet unter Vorsatz der jeweiligen Abschnittsnummern 1 bzw. 2. Die Taktquelle 18 erzeugt Zeitsignale und gibt diese abwechselnd an die Abschnitte 100 und 200 ab, so daß die gemeinsame Multiplikalionsschallung 20 zeitversehachiell (time sharing basis) betrieben wird. Bei dieser Ausführung werden die Datenworte W,_ln bis W^_n, in den RAM Speicher I lOuiul die Datenworte W/jo bis Wn,, in den ROM-Speicher 210 eingespeichert. Die Gewichliingsfaktor-Datenwoite ..\ und Ök befinden sich jeweils in dem ROM-Speicher 122 bzw. dem ROM-Speicher 222.

Der Betrieb des Systems wird durch die Steiicrschal tungen 126 und 226 dann eingeleitet, wenn sie von ihren jeweiligen Startausgängen S /um Triggern der Flip Flops 128 bzw. 228 Startsignale in Abhängigkeit von dem Empfang der ersten Takt im pulse von dcrTaktquel Ie 18 abgeben. Dadurch weiden die Adießgenernloien 130 bzw. 230 verriegelt. Der Adreßgenerator 130 be ginnt damit, daß er einen besonderen Speicherplatz des ROM-Speicher 122 adressiert, an dem das Gewichtungsfaktor-Datum <u = l gespeichert ist. während der Adrcßgencrator 230 damit beginnt, einen Speicherplatz des ROM-Speicher 222 zu adressieren, an dem das Ge wichtungsfaktordatum Ok = O gespeichert ist. Gleichzeitig beginnen die Adreßgcneratoren 116 und 2lf> damit. den RAM-Speicher 110 bzw. den RAM-Speicher 210/u adressieren, daß diese jeweils die Datenworte W₁ bzw. Wn wiedergewinnen und sie der Miiltiplikaiionsschaltung 20 zuführen. Bevor durch die Koinzidenz-Detektoren 124 und 224 eine Koinzidenz erlaßt wird, werden die Datenworte W_A0 bis W₁,, _i; von dem RAM-Spei eher ΙΪ0 zurückgewonnen und mit dem Gcwichtungs faktor Hk= 1 multipliziert, wahrend die Datenworie W_ia,

jo bis WiIf₁.. i) von dem RAM-Speicher 210 wiedergewonnen und mit dem Gewichtungsfiiktor A\ =0 multipliziert werden. Damit wird die Dalenfolge W₁ in ihrer Ainpli tude nicht geändert, während die Daienfolge IV_n vollständig zu Null gemacht wird.

J5 Nachdem eine Koinzidenz durch die jeweiligen Detektoren 124 bzw. 224 erfaßt wird, werden die Hip Flops 132 und 232 so getriggert. daß sie die Adreßgeneratoren 130 und 230 zu einer Änderung ihrer Adrcßda ten bringen. Die vom ROM-Speicher 122 erhaltenen Gewichtungsfaktordaten ;;* ändern ihren Wen im He reich von 1 bis Null in der beschriebenen Weise und die von dem ROM-Speicher 222 erhaltenen Gewichuing'-faktor-Daten Ök ändern in umgekehrter Richtung ihren Wert von Null auf I. Deshalb weiden die Daienwoiien W_A, bis Wa(I-I + » mit den nacheinander abnehmenden Werten der Gewichtungsfaktoren ;»& und die Datenworte Wbj bis WiI(J-I ₊ I₁ mit den ansteigenden Werten der Gewichtungsfaktoren Ök multipliziert.

Sobald die mit den Datenworten W_v, _t ,_;uik1 W_ih, .

verbundenen Adreßdaten jeweils durch die Koinzidenz Detektoren 134 bzw. 234 erfaßt werden, we. Jxn die Adreßgeneratoren 130 und 230 wieder durch die Flip-Flops 136 bzw. 236 so verriegelt, daß sie die Adreßdaten für die Wiedergewinnung der Gewichtungsfaktoren a*: = 0 vom ROM-Speicher 122 bzw. h_K = 1 vom ROM-Speicher 222 erzeugen. Auf diese Weise werden die Datenworte WV₊ «bis W₁,,, mit Null multipliziert und die Daienworte Wn_{0 f} ybis W«„ mit ! multipliziert. D.imit werden die Datcnfolgc VV₄ und H» zum Aus- bzw.

no Einblenden gebracht.

Die multiplizierten Daten werden jeweils in Register 76 und 78 in Abhängigkeit von den wechselweise abgegebenen Taktimpulsen eingeführt und gelangen um dort zu einer Addierschaltung 80. die eine Suinmicrung der Ausblende- und Einblende-Datenworte ergibt, so daß die im Bereich 60 in Fig.4 gezeigten Daienwone als Ausgangssignal an der Addierschaltung 80 erscheinen und dann beispielsweise einem Aufzeichcngeräi 82

7 8 .\i

zugeführt werden. ·, ■,

In l·'i g. 5 ist eine Abwandlung für beide Ausführun- ';\

gen der Hrfindung dargestellt. Bei dieser Abwandlung .'■■'!'

wird die Koinzidenzschaltung 34 (bzw. 134 und 234) j

durch eine Schaltung ersetzt, die einen programniierba- 5 vji

reu Zähler 90. eine Programmstcucrquelle9l sowie eine r";

Torschaltung 92 enthält, welche Taktimpulse zum Zäh- ψ

lcr 90 aussendet, wenn das Flip-Flop 32 (132, 232) das ||

Ausgar;,-r>signal logisch 1 abgibt. Die Programmsteuer- if

quelle 91 enthält das Programm oder den vorbestimm- io ^J

ten Zählwcrt /in binärer Form, so daß der Zähler 90 bei _Ί Erreichen dieses vorgewählten Wertes ein Ausgangssignal erzeugt. Die Flip-Flops 32 (132, 232) und 36 (136,
236) weiden durch das Ausgangssignal des Zählers 90

jeweils gestellt bzw. zurückgestellt. 15 1

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

25

30

40

50

55 . m.

65 ffl

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   L Andiosignalverarbeitungseinrichtung mit einem RAM-Speicher, in welchem ein Audiosignal beispielsweise in Form eines Musikstückes von einer Audiosignalquelle über einen PCM-Kodierer in digitaler Form einspeicherbar ist und von welchem dieses digitalisierte Audiosignal in Abhängigkeit eines von einer Talctsignalquelle gesteuerten Adreßgenerators in Richtung einer Ausgangsklemme bzw. einem Aufzeichnungsgerät abgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem RAM-Speicher (10, 110) und der Ausgangsklemme eine Multiplikationsschaltung (20) zwischengeschaltet ist, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang eines ROM-Speichers (22,122) verbunden ist, in welchem eine Folge von zeitlich sich verändernden Gewichtungsfaktoren im Bereich zwischen »1« und »0« einspeicherb-cr ist, und daß die Adressierung dieses ROM-Sptichers (22.122) in Abhängigkeit eines weiteren Adreßgenerators (30,130) erfolgt, welcher von einer mit der Taktsignalquelle (18) verbundenen Steuerschaltung (26,126,90 - 91) ansteuerbar ist
2. 2. Audiosignalverarbckungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den ROM-Speicher (22,122) ansteuernde Adreßgenerator (30,130) eingangsseitig von drei Flip-Flop (28,32, 36 bzw. 128, 132, 136) her angesteuert ist, von welchen das erste Flip-Flop (28,128) eine Adressierung für eine kontinuierliche Abgabe von Gewichtungsfaktoren mit dem Wert »l« und das dritte Flip-Flop (36, 136) eine Adressierung :ür eine kontinuierliche Abgabe von Gewichtungsfaktoren mit dem Wert »0« durchführt, während das zweite Flip-Flop (32, 132) eine Adressierung für eine zeitlich kontinuierliche Veränderung von durch den ROM-Speicher (22, 122) abgegebenen Gewichtungsfaktoren mit den Werten zwischen »1« und »0« auslöst, und daß die Ansteuerung dieser Flip-Flop (28, 32, 36 bzw. 128, 132, 136) in Abhängigkeit von zwei Koinzidenzdetektoren (24,34 bzw. 124,134) erfolgt, die wiederum von jeweils einem der beiden Adreßgeneratoren (i6, 30 bzw. 116, 130) und einer gemeinsamen Steuerschaltung (26,126) her gespeist sind (F i g. 1).
3. 3. Audiosignalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den ROM-Speicher (22) ansteuernde Adreßgenerator (30) über zwei Flip-Flop (32, 36) her von einem mit einer Programmsteuerquelle (91) verbundenen programmierbaren Zähler (90) ansteuerbar ist, welcher über eine von dem einen Flip-Flop (32) her gesteuerte Torschaltung (92) Taktsignale der Taktsignalquelle (18) erhält (F ig. 5).
4. 4. Audiosignalverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe neben dem einen Schaltungsbereich (100) einen im wesentlichen identisch ausgebildeten weiteren Schaltungsbereich (200) mit einem zusätzlichen ROM-Speicher (210), einem dazugehörigen Adreßgenerator (216), einem ROM-Speicher (222), einen dazugehörigen Adreßgenerator (230) sowie einer getrennten Steuerschaltung (224) aufweist und daß die ROM-Speicher (122, 222) der beiden Schaltungsbereiche (100, 200) derart ausgelegt sind, daß innerhalb des ersten ROM-Speichers (122) eine zeitliche Folge von zwischen den Werten »1« und »0« kontinuierlich abfallenden Gewichtungsfaktoren

   und innerhalb des zweiten ROM-Speichers (222) eine zeitliche Folge von zwischen den Werten »0« und »1« kontinuierlich ansteigenden Gewiehtungsfakioren einspeicherbar ist (F i g. 3).
5. 5. Audiosignalverarbeitungseinrichtung nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der beiden ROM-Speicher (122, 222) einer gemeinsamen Multiplizierschaltung (20) zuführbar sind, deren Ausgangssignal über zwei von der Taktsignaiquelle (18) angesteurte Register ( 76, 78) einer gemeinsamen Addierschaltung (80) zuführbar ist, die mit der Ausgangsklemme bzw. dem daran angeschlossenen Aufzeichnungsgerät (82) verbunden ist.