DE4313175C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufzeichnen von Audiosignalen in einen Speicher mit direktem Zugriff - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Aufzeichnen von Audiosignalen in einen Speicher mit direktem ZugriffInfo
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- DE4313175C2 DE4313175C2 DE4313175A DE4313175A DE4313175C2 DE 4313175 C2 DE4313175 C2 DE 4313175C2 DE 4313175 A DE4313175 A DE 4313175A DE 4313175 A DE4313175 A DE 4313175A DE 4313175 C2 DE4313175 C2 DE 4313175C2
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- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie
eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Audiosignalen in
einen Speicher mit direktem Zugriff.
Speicher mit direktem Zugriff wie Halbleiterspeicher
werden zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Nachrich
ten oder anderen Arten von Audiosignalen in vielen
Produkten und Systemen, wie Telefonapparaten, Spiel
zeugen und Adressenvorrichtungen verwendet. Da sie
keine beweglichen Teile aufweisen, bieten Halbleiter
speicher im Vergleich mit magnetischen Bandaufzeich
nungen die Vorteile der geringen Abmessungen, der
niedrigen Energie, der langen Lebensdauer und der
hohen Zuverlässigkeit, aber ein Halbleiterspeicher
weist eine begrenzte Datenkapazität auf. Die üblichen
Aufzeichnungsverfahren geben eine feste maximale
Grenze für die Länge der Aufzeichnung vor, die häufig
in Sekunden gemessen wird. Wenn ein Versuch gemacht
wird, über die Grenze hinaus aufzuzeichnen, dann wird
ein Teil der Aufzeichnung unwiederbringlich verloren
gehen.
Ein Grund für diese Probleme liegt darin, daß übliche
Systeme kein Überschreiben von existierenden Daten,
ohne daß Teile des schon aufgezeichneten Signals
vollständig verlorengehen, ermöglichen.
Aus "Jochen Meyer: Realisierung einer Hierarchie aus
Sprachnetzwerken" in Frequenz 44 (1990) 7-8, S. 200-208,
ist ein sogenannter semantischer Speicher be
kannt, der mit Hilfe hierarchisch strukturierter
"Sprachnetzwerke", simuliert und für eine redundanzar
me Codierung von Texten eingesetzt wird. Dabei werden
jedoch nicht die Daten selbst so codiert, daß sie
unterschiedliche hierarchische Niveaus aufweisen,
sondern der Codierer enthält assoziative Feldern die
in einem hierarchischen Aufbau angeordnet sind. Durch
die Verwendung der assoziierten Felder sowie deren
hierarchischem Aufbau soll die in den Textdaten ent
haltene Redundanz weitmöglichst beseitigt werden.
Dabei soll jedoch nicht die Wiedergabegüte herabge
setzt werden. Alle Festdaten werden insoweit gleich
behandelt, so daß sie nicht hierarchisch unterteilt
sind und auch keine unterschiedliche Wiedergabegüte
aufweisen.
Die DE 35 18 737 A1 offenbart eine Sprachspeicheran
ordnung mit verschiedenen Speicherbereichen, in denen
jeweils eine unterschiedliche Sprachcodierung abge
legt ist. Die in den einzelnen Speicherbereichen ent
haltenen Informationen sind einander unterschiedlich.
Bei der Informationsausgabe wird zunächst der Spei
cherbereich mit der die höchste Sprachqualität erzeu
genden Codierung ausgelesen. Sodann werden die Spei
cherbereiche mit einer Codierung für eine mindere
Sprachqualität, aber mit einem geringeren Speicherbe
darf pro Zeiteinheit angesteuert, wobei auch eine
Sprachsyntheseeinrichtung aktiviert wird. Es werden
somit nicht die digitalisierten Werte jeweils eines
Audiosignals zur Erzeugung einer Mehrzahl von aufein
anderfolgenden hierarchischen Daten codiert, sondern
die Informationen mit unterschiedlicher Sprachcodie
rung betreffen unterschiedliche Audiosignale. Da die
unterschiedlichen Audiosignale in verschiedenen Be
reichen getrennt wiedergegeben werden, besteht zwi
schen diesen keine hierarchische Ordnung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Auf
zeichnen eines Audiosignals in einem Speicher mit
direktem Zugriff fortzusetzen, nachdem dieser Spei
cher voll ist, indem existierende Daten überschrieben
werden, ohne vollständig einen Teil des schon aufge
zeichneten Signals zu verlieren.
Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren erfindungsgemäß
gelöst durch die Merkmale jeweils der Ansprüche 1 und
14 und bei der Vorrichtung durch die Merkmale jeweils
der Ansprüche 18 und 22. Vorteilhafte Ausgestaltungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungs
gemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den jeweils zu
geordneten Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung werden die digitalisierten Audio
daten in Daten mit einer Mehrzahl von aufeinanderfol
genden hierarchischen Niveaus kodiert. Das niedrigste
hierarchische Niveau genügt der Wiedergabe eines Au
diosignals mit einem gewissen reduzierten Grad an
Wiedergabegüte. Die aufeinanderfolgenden höheren
hierarchischen Niveaus sehen zusätzliche Daten für
eine stufenweise bessere Wiedergabegüte vor. Alle
Daten der unterschiedlichen hierarchischen Niveaus
werden in dem Speicher mit direktem Zugriff gespei
chert, bis dieser Speicher voll wird. Danach wird die
Aufzeichnung fortgesetzt, indem die in dem Speicher
gespeicherten Daten des höchsten hierarchischen Ni
veaus mit neuen Daten niedrigerer hierarchischer Ni
veaus überschrieben werden. Dieser Prozeß kann fort
gesetzt werden bis der Speicher nur mit Daten des
niedrigsten hierarchischen Niveaus gefüllt ist. Am
Ende der Aufzeichnung wird ein Code in dem Speicher
gespeichert, der die Anzahl der wiederzugebenden
hierarchischen Niveaus angibt.
Vorzugsweise werden alle hierarchischen Niveaus in
einem Pufferspeicher gespeichert, und dann werden so
viel hierarchische Niveaus wie möglich in dem Spei
cher mit direktem Zugriff gespeichert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich
nung dargestellt und werden in der nachfolgenden Be
schreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur
hierarchischen Aufzeichnung und Wiedergabe
von Audiosignalen,
Fig. 2 eine Darstellung der hierarchischen Klassi
fikation von Audiosignaldaten,
Fig. 3 Kennlinien zur Erläuterung des hierarchi
schen Klassifikationsschemas nach Fig. 2,
Fig. 4 ein detaillierteres Blockschaltbild des
hierarchischen Kodierers nach Fig. 1, wobei
auch das Überschreiben von Daten darge
stellt ist,
Fig. 5 eine Speichertabelle, die das aufeinander
folgende Überschreiben der hierarchischen
Niveaus von Daten darstellt,
Fig. 6 eine Erläuterung des Aufzeichnungsverfah
rens mit zwei hierarchischen Niveaus,
Fig. 7 einen hierarchischen Kodierer für ein ande
res Aufzeichnungsverfahren mit zwei
hierarchischen Niveaus,
Fig. 8 eine Erläuterung des Aufzeichnungsverfah
rens mit zwei hierarchischen Niveaus nach
Fig. 7,
Fig. 9 eine Speichertabelle zur Erläuterung eines
Aufzeichnungsverfahrens mit zwei hierarchi
schen Niveaus,
Fig. 10 eine Speichertabelle zur Erläuterung von
vier Stufen bei der Aufzeichnung mit zwei
hierarchischen Niveaus, und
Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur
hierarchischen Aufzeichnung und Wiedergabe
von Audiosignalen in einem entfernbaren
Halbleiterspeicher.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll im folgenden un
ter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wer
den.
Ein Beispiel eines hierarchischen Aufzeichnungs- und
Wiedergabesystems ist in Fig. 1 dargestellt. Hierin
wird ein Audiosignal dem Eingangsanschluß 1 zuge
führt, durch einen Audioverstärker 2 auf ein geeigne
tes Niveau verstärkt und von einem Analog/Digital
wandler 3 in digitale Audiodaten 4 umgewandelt. Die
digitalen Audiodaten 4 werden einem hierarchischen
Kodierer 30 zugeführt, der hierarchisch die von dem
Analog/Digitalwandler 3 empfangenen digitalen Daten
kodiert. Die Ausgangsdaten des hierarchischen Kodie
rers 30 werden in einen Halbleiterspeicher 14 ge
schrieben. Ein hierarchischer Dekodierer 31 dekodiert
hierarchisch die aus dem Halbleiterspeicher 14 gele
senen Daten. Ein Rangfolge-Codegenerator 32 liefert
an den hierarchischen Kodierer 30 und den Halbleiter
speicher 14 einen Rangfolgecode, der ein hierarchi
sches Niveau darstellt. Ein Speicheradressengenerator
33 erzeugt Speicheradressen für den Halbleiterspei
cher 14, den hierarchischen Kodierer 30 und den Rang
folge-Codegenerator 32. Einen Rangfolgecodeleser 34
liest den Rangfolgecode aus dem Halbleiterspeicher 14
und liefert hierarchische Informationen an den hier
archischen Dekodierer 31 und den Speicheradressenge
nerator 33. Die Ausgangsdaten des hierarchischen De
kodierers 31 werden einen Digital/Analogwandler 20
zugeführt und in ein analoges Signal umgewandelt. Das
analoge Signal wird von einem Audioverstärker 21 ver
stärkt und am Ausgangsanschluß 22 ausgegeben. Ein
Taktgenerator 35 erzeugt Taktsignale für die anderen
Elemente.
Fig. 2 zeigt schematisch das hierarchische Aufzeich
nungsverfahren. Das ursprüngliche Eingangssignal kann
zuerst in drei Komponenten zerlegt werden: eine nicht
hörbare Komponente, die unterhalb der Hörschwelle
liegt; eine Verdeckungskomponente, die Frequenzen
umfaßt, die durch stärkere Frequenzen in benachbarten
Subbändern verdeckt werden; und eine hörbare Kompo
nente. Es wird nur die hörbare Komponente aufgezeich
net.
Die hörbare Komponente wird weiterhin in vier hier
archische Niveaus aufgeteilt, die durch die umkrei
sten Zahlen von eins bis vier angezeigt werden. Die
höchste Wiedergabegüte wird durch Aufzeichnung und
Wiedergabe aller vier hierarchischer Niveaus erhal
ten. Eine etwas geringere Wiedergabegüte wird durch
Aufzeichnung und Wiedergabe von nur den ersten drei
hierarchischen Niveaus erhalten. Eine noch geringere
Wiedergabegüte wird durch Aufzeichnung und Wiedergabe
nur der ersten zwei hierarchischen Niveaus erhalten.
Eine noch geringere aber noch erkennbare Wiedergabe
güte wird durch Aufzeichnung und Wiedergabe nur des
ersten hierarchischen Niveaus erhalten, das durch die
umkreiste Zahl eins angezeigt wird.
Fig. 3 zeigt die vier hierarchischen Niveaus in einer
Kennlinie der Frequenz-Schalldruckpegel-Ebene, wobei
die Frequenz auf der horizontalen Achse und der
Schalldruckpegel auf der vertikalen Achse liegt. Die
Form der Verdeckungskurve variiert abhängig von den
Signaleigenschaften. Das erste hierarchische Niveau
umfaßt Signalkomponenten, die oberhalb dieser Kurven
innerhalb der gekrümmten Linie, die bei f₁ endet,
angeordnet sind. Somit umfaßt das erste hierarchische
Niveau Komponenten, die eine Schalldruckpegelgrenze
überschreitet, die mit steigender Frequenz steigt und
bei der Frequenz f₁ im wesentlichen unendlich wird.
In einer nichttechnischen Sprache gesagt, umfaßt das
erste hierarchische Niveau laute Töne niedriger Höhe.
Das zweite hierarchische Niveau umfaßt Komponenten,
die zwischen den bei f₁ und bei f₂ endenden gekrümmten
Kurven liegen, wobei Komponenten ausgeschlossen wer
den, die nicht hörbar oder verdeckt sind. Das dritte
hierarchische Niveau umfaßt Komponenten, die zwischen
den bei f₂ und f₃ endenden gekrümmten Kurven liegen,
wobei gleichfalls nicht hörbare oder maskierte Kom
ponenten ausgeschlossen sind. Das vierte hierarchi
sche Niveau umfaßt Komponenten, die zwischen den bei
f₃ und f₄ endenden gekrümmten Linien liegen, wobei
wiederum die nichthörbaren oder verdeckten Komponen
ten ausgeschlossen sind. Im Vergleich mit dem ersten
hierarchischen Niveau umfassen diese anderen hierar
chischen Niveaus fortschreitend weichere Töne und
fortschreitend höhere Töne.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf vier
hierarchische Niveaus begrenzt, die Anzahl der Ni
veaus kann entweder mehr oder weniger als vier sein.
Fig. 4 zeigt einen möglichen Aufbau des hierarchi
schen Kodierers 30 aus Fig. 1 und stellt das Auf
zeichnungsschema dar. Der hierarchische Kodierer 30
umfaßt ein Subband-Zerlegungsfilter 36, einen Kon
troller 37 für die Blockabmessung, eine Mehrzahl von
Orthogonaltransformationsprozessoren 38, einen Fre
quenzgruppierer 39, einen hierarchischen Quantisierer
40, einen Bitzuordner 41, einen Maßstabsfaktorgenera
tor 42 und einen Formatierer 43.
Das Subbandzerlegungsfilter 36 ist das digitale Äqui
valent zu einem analogen Filter: es teilt die ankom
menden digitalisierten Audiodaten in eine Vielzahl
von Frequenzsubbändern, wobei es die Zeitbereichsda
ten in jedem Subband erzeugt. Der Kontroller 37 für
die Blockabmessung analysiert die Variationen in die
sen Subbändern und wählt eine geeignete Blockabmes
sung aus, wobei die Blockabmessung mit steigender
Abweichung abnimmt. Die Blöcke der Audiodaten der
ausgewählten Abmessung werden in die Orthogonaltrans
formationsprozessoren 38 gegeben. Die Blockabmessung
ist für jeden Orthogonaltransformationsprozessor 38
gleich, aber sie variiert von Zeit zu Zeit abhängig
von dem Inhalt des Audiosignals.
Jeder Orthogonaltransformationsprozessor 38 führt
eine modifizierte diskrete Cosinustransformation
(MDCT) mit seinen Eingangsdaten durch, wodurch die
Signalkomponenten in einem Subband von dem Zeitbe
reich in den Frequenzbereich transformiert wird. Die
von jedem Orthogonaltransformationsprozessor 38 aus
gegebenen Frequenzkoeffizienten werden an den Fre
quenzgruppierer 39 geliefert.
Die modifizierte diskrete Cosinustransformation ge
hört zu der Klasse der orthogonalen Zeitbereichs-Fre
quenzbereichstransformationen, aber die Erfindung ist
nicht auf diese Transformation oder auf die Klasse
von Transformationen beschränkt. Andere Zeitbereichs-
Frequenzbereichstransformationen können an jeder
Stelle verwendet werden.
Unter Ausnutzung des Vorteils des Prinzips des kriti
schen Bandes der menschlischen Hörpsychologie redu
ziert der Frequenzgruppierer 39 die von dem Orthogo
naltransformationsprozessor 38 erhaltene Koeffizien
tendatenmenge durch Gruppieren der Koeffizientendaten
und Kombinieren der gruppierten Koeffizienten in ein
zelne Werte. Die Anzahl der so in einen einzigen Wert
gruppierten Koeffizienten erhöht sich in höheren Fre
quenzsubbändern, in denen das menschliche Gehör weni
ger scharf ist. Der Frequenzgruppierer 39 liefert die
resultierenden gruppierten Frequenzkoeffizienten an
den hierarchischen Quantisierer 40, den Bitzuordner
41 und den Maßstabsfaktorgenerator 42.
Der hierarchische Quantisierer 40 trennt die von dem
Frequenzgruppierer 39 erhaltenen Koeffizienten in die
vier hierarchischen Niveaus. Es wird wieder auf Fig. 2
Bezug genommen, und ein Rechenschema beginnt mit dem
Auswählen aller oberhalb und links der bei fn enden
den Kurve (n = 1, 2, 3 oder 4) und oberhalb der die
Hörschwelle und den Verdeckungspegel darstellenden
Kurve angeordneten Daten für das n-te hierarchische
Niveau, dann werden die oberhalb und links von der
bei fn-1 endenden Kurve und oberhalb der die Hör
schwelle und den Verdeckungspegel darstellenden Kurve
angeordneten Daten subtrahiert. Die ausgewählten Da
ten werden für das erste hierarchische Niveau so ver
wendet wie sie sind, ohne Subtraktion.
Der Bitzuordner 41 in Fig. 4 ordnet unterschiedliche
Bitanzahlen unterschiedlichen Subbändern zu entspre
chend dem Ausgangssignal der gruppierten Frequenzko
effizienten von dem Frequenzgruppierer 39. Der Maß
stabsgenerator 42 ordnet Maßstabsfaktoren zu, so daß
die Daten in der Gleit-Form gespeichert werden kön
nen, wodurch kleine Werte ohne den Verlust von signi
fikanten Bits gespeichert werden können. Der Forma
tierer 43 skaliert und begrenzt die hierarchischen
Daten von dem hierarchischen Quantisierer 40 entspre
chend der Anzahl der von dem Bitzuordner 41 zugeord
neten Bits und der von dem Maßstabsfaktor 42 vorgese
henen Maßstabsfaktoren, formatiert die Daten und lie
fert als Ausgangsdaten vier hierarchische Niveaus von
Frequenzdaten zusammen mit der Blockabmessungsinforma
tion, der Bitzuordnungsinformation und der Maßstabs
faktorinformation, wodurch ein Datenrahmen erzeugt
wird.
Wenn zusätzliche Audiodaten empfangen werden, wieder
holt sich der vorbeschriebene Prozeß und die so er
zeugten Datenrahmen werden, wie im Konzept rechts in
Fig. 4 gezeigt wird, gespeichert. Ausgehend von der
ursprünglichen Adresse werden zuerst die vier hier
archischen Datenniveaus des ersten Rahmens gespei
chert und so weiter. Der Speicheradressengenerator 33
in Fig. 1 erzeugt die notwendigen Speicheradressen
und überwacht ebenfalls die Adressen. Wenn die Spei
cheradressen zu der ursprünglichen Adresse zurückkeh
ren, meldet der Speicheradressengenerator 33 dies dem
hierarchischen Kodierer 30 und dem Generator 32 für
den hierarchischen Code in Fig. 1, und der Speicher
adressengenerator 33 und der hierarchische Kodierer
30 schalten in einen Überschreibmodus. In diesem Mo
dus werden nur die ersten drei hierarchischen Niveaus
von Daten gespeichert. Die Daten der ersten drei
hierarchischen Niveaus in dem nächsten Rahmen werden
auf dem vierten hierarchischen Datenniveau in den
ersten drei Rahmen überschrieben. Da die ersten drei
hierarchischen Niveaus der ersten drei Rahmen in Takt
gelassen werden, können diese Rahmen mit nur einem
geringen Verlust an Wiedergabegüte wiedergegeben wer
den.
Wenn die Adresse wieder zu der Anfangsadresse zurück
kehrt, benachrichtigt der Speicheradressengenerator
33 den hierarchischen Kodierer 30 und den Generator
für den hierarchischen Code 32, die den Modus wieder
umschalten, wodurch nur die ersten zwei hierarchi
schen Datenniveaus geschrieben und Adressen erzeugt
werden, um die schon gespeicherten Daten in dem drit
ten hierarchischen Niveau zu überschreiben.
Am Ende der Aufzeichnung schreibt der Generator 32
für den hierarchischen Code einen Code, um das maxi
male hierarchische Niveau anzuzeigen, das wiedergege
ben werden kann.
Fig. 5 stellt dieses Aufzeichnungsschema in der Form
von vier Speichertabellen oder -karten dar. Die Spei
chertabelle (1) links stellt eine Aufzeichnung dar,
die vor der Notwendigkeit des Überschreibens beendet
wurde. Steuerinformationen einschließlich Blockgrö
ßeninformation, Blockbitzuordnungsinformation und
eines hierarchischen Codes von "11" wird in den An
fang des Speichers geschrieben. Der Rest des Spei
chers enthält Frequenzkoeffizientendaten und Maß
stabsfaktorinformationen, die in den vier hierarchi
schen Niveaus gespeichert sind und in unterschiedli
che Adressenabschnitte geteilt sind, wie durch die
mit einem Kreis versehenen Zahlen von eins bis vier
angezeigt wird.
Wenn der Halbleiterspeicher 14 voll ist, werden neue
zu den ersten drei hierarchischen Niveaus gehörenden
Daten in dem vierten Abschnitt gespeichert, wobei die
Daten des vierten hierarchischen Niveaus überschrie
ben werden, wie in der zweiten Speichertabelle (2)
gezeigt wird. Wenn die Aufzeichnung in diesem Modus
endet, schreibt der Generator 32 für den hierarchi
schen Code den hierarchischen Code "10" in den Steu
erabschnitt. Wenn die Aufzeichnung nicht endet, wer
den weitere zu den ersten zwei hierarchischen Niveaus
gehörenden Daten in den Bereichen gespeichert, die
vorher Daten des dritten hierarchischen Niveaus ge
halten haben, wie durch die dritte Speichertabelle
(3) dargestellt wird.
Wenn die Aufzeichnung in diesem Modus endet, schreibt
der Generator 32 für den hierarchischen Code den
hierarchischen Code "01" in den Steuerabschnitt. Wenn
die Aufzeichnung sich fortsetzt, werden neue zu dem
ersten hierarchischen Niveau gehörende Daten nun in
den Bereichen gespeichert, die vorher Daten des zwei
ten hierarchischen Niveaus gehalten haben, wie es in
der vierten Speichertabelle (4) gezeigt wird und der
Generator 32 für den hierarchischen Code schreibt den
hierarchischen Code "00" in den Steuerabschnitt. Die
Aufzeichnung kann somit solange fortgesetzt werden,
bis der Halbleiterspeicher 14 mit Daten des ersten
hierarchischen Niveaus gefüllt ist und keine Daten
eines höheren hierarchischen Niveaus mehr enthält.
Wenn die Audiodaten wiedergegeben werden, liest zu
erst der Leser 34 für den hierarchischen Code den
hierarchischen Code in den Steuerabschnitt des Halb
leiterspeichers 14 und benachrichtigt den hierarchi
schen Dekoder 31 und den Speicheradressengenerator 33
über die Anzahl der hierarchischen Niveaus der ge
speicherten Daten. Der Speicheradressengenerator 33
erzeugt dann Speicheradressen entsprechend einer der
Speichertabellen in Fig. 5 und wählt die durch den
hierarchischen Code angezeigte Tabelle aus. Der hier
archische Dekoder 31 liest die in den durch den Spei
cheradressengenerator 33 erzeugten Adressen gespei
cherten Daten und dekodiert die Daten mittels eines
im wesentlichen umgekehrten Prozesses zu dem Prozeß
entsprechend Fig. 4 mit der Ausnahme, daß nur die
durch den Leser 34 für den hierarchischen Code ange
zeigte Anzahl von hierarchischen Niveaus dekodiert
werden. Die dekodierten Daten werden einem Digital/Ana
logwandler 20 zugesandt und in ein analoges Signal
umgewandelt. Das analoge Signal wird von dem Audio
verstärker 21 verstärkt und am Ausgangsanschluß 22
ausgegeben.
Wenn auf fortschreitend niedrige Niveaus der Tonwie
dergabegüte zurückgegangen wird, ermöglicht die Er
findung, wie sie in den Fig. 3 bis 5 dargestellt
ist, eine Verlängerung der Aufzeichnungszeit um den
Faktor vier. Wenn mehr hierarchische Niveaus verwen
det werden, dann kann die Aufzeichnungszeit noch wei
ter ausgedehnt werden. Die Erhöhung der Anzahl der
hierarchischen Niveaus hat auch den Vorteil, daß die
Wiedergabegüte in kleineren Stufen schlechter wird.
Zwei besonders einfache hierarchische Aufzeichnungs
verfahren, die nur zwei hierarchische Niveaus verwen
den, werden im folgenden beschrieben. Beide Verfahren
verwenden Vorrichtungen der allgemeinen Art, die in
Fig. 1 dargestellt sind.
Es wird auf Fig. 6 Bezug genommen, bei der jede von
dem Analog/Digitalwandler 3 empfangene Audioprobe
beispielsweise sechzehn Bits umfaßt. Der hierarchi
sche Kodierer teilt jede Probe in acht höher signifi
kante Bits und acht weniger signifikante Bits. Die
höher signifikanten acht Bits werden in dem ersten
hierarchischen Datenniveau gespeichert. Die weniger
signifikanten acht Bits werden als zweites hierarchi
sches Niveau gespeichert.
Dieses Verfahren ist selbstverständlich nicht auf
Audiodaten mit sechzehn Bits beschränkt. Es kann auch
mit N-Bit Audiodaten verwendet werden, bei dem N jede
positiv gerade ganze Zahl ist, wobei die höherwerti
gen N/2 Bits als erstes hierarchisches Niveau und die
weniger signifikanten N/2 Bits als zweites hierarchi
sches Niveau gespeichert werden.
Bezugnehmend auf Fig. 7 umfaßt bei einem anderen Ver
fahren der hierarchische Kodierer 30 ein Subbandana
lysefilter 36, ähnlich dem in Fig. 4, und einen Bit
zuordner 52. Das Subbandanalysefilter 36 filtert die
eingehenden digitalisierten Audiodaten, um Subband
daten in einer gewissen Anzahl von Subbändern zu er
zeugen. Wie die eingehenden digitalisierten Audioda
ten umfassen die Subbanddaten N-Bit Abtastwerte. In
jedem Subband ordnet der Bitzuordner 52 eine gewisse
Anzahl von höherwertigen Bits dem ersten hierarchi
schen Niveau zu und die verbleibenden weniger signi
fikanten Bits werden dem zweiten hierarchischen Ni
veau zugeordnet.
Fig. 8 zeigt dieses Verfahren im Falle von sechzehn
Bit Abtastproben und vier Subbändern. In dem ersten
Subband S1 sind die höherwertigen dreizehn Bits dem
ersten hierarchischen Niveau und die weniger signifi
kanten drei Bits dem zweiten hierarchischen Niveau
zugeordnet. In dem zweiten Subband S2 sind die höher
wertigen neun Bits dem ersten hierarchischen Niveau
und die weniger signifikanten sieben Bits dem zweiten
hierarchischen Niveau zugeordnet. In dem dritten Sub
band S3 sind die höherwertigen sechs Bits dem ersten
hierarchischen Niveau und die weniger signifikanten
zehn Bits dem zweiten hierarchischen Niveau zugeord
net. In dem vierten Subband S4 sind die höherwertigen
vier Bits dem ersten hierarchischen Niveau und die
weniger signifikanten zwölf Bits dem zweiten hierar
chischen Niveau zugeordnet.
Insgesamt sind zweiunddreißig Bits dem ersten
hierarchischen Niveau und zweiunddreißig Bits dem
zweiten hierarchischen Niveau zugeordnet.
Fig. 9 zeigt eine Speicherkarte oder -tabelle, die
die Aufzeichnung von Audiodaten unter eine der Ver
fahren nach den Fig. 6, 7 und 8 darstellt. Ein
hierarchischer Code von 00 oder 01 wird zusammen mit
anderen notwendigen Steuerdaten an dem Beginn des
Speicheradressenraums gespeichert. Audioabtastdaten
auf dem ersten hierarchischen Niveau sind in einem
ersten Bereich A gespeichert. Audioabtastdaten auf
dem zweiten hierarchischen Niveau sind in einem zwei
ten Bereich B gespeichert.
Fig. 10 illustriert die vier Stufen bei der Aufzeich
nung entsprechend der Speichertabelle nach Fig. 9. In
der ersten Stufe (1) werden die Daten beider
hierarchischen Niveaus in den jeweiligen Bereichen A
und B gespeichert und der hierarchische Code ist 00.
In der zweiten Stufe (2) sind die Bereiche A und B
voll und der hierarchische Code ist noch 00. In der
dritten Stufe (3) wird die Aufzeichnung durch Über
schreiben von neuen Daten des ersten hierarchischen
Niveaus über die existierenden Daten des zweiten Ni
veaus im Bereich B fortgesetzt und der hierarchische
Code wird auf 01 geändert. In der vierten Stufe (4)
sind die Bereiche A und B beide mit Daten des ersten
hierarchischen Niveaus gefüllt und der hierarchische
Code ist wieder 01.
Wenn die Audiosignale wiedergegeben werden, liest der
Leser 34 für den hierarchischen Code nach Fig. 1 den
am Anfang des Speicherplatzes gespeicherten hierar
chischen Code aus. Wenn der Code 00 ist, wodurch an
gezeigt wird, daß die Aufzeichnung bei Stufe (1) oder
(2) in Fig. 10 beendet wird, werden die Bereiche A
und B simultan gelesen und die Audiosignale werden
bei voller Wiedergabegüte wiedergegeben. Wenn der
Code 01 ist, wodurch angegeben wird, daß die Auf
zeichnung bei Stufe (3) oder (4) in Fig. 10 endet,
wird der erste Bereich A gelesen, dann wird der Be
reich B gelesen und die Audiosignale werden mit
niedriger Wiedergabegüte wiedergegeben, wobei nur das
erste hierarchische Datenniveau verwendet wird.
Verschiedene offensichtliche Modifikationen können
bei den Verfahren nach den Fig. 6 bis 10 durchge
führt werden. Beispielsweise kann die Anzahl der
hierarchischen Niveaus von zwei auf eine höhere An
zahl erhöht werden. Darüber hinaus kann das Audiosi
gnal wie folgt reproduziert werden, wenn die Auf
zeichnung bei Stufe (3) in Fig. 10 endet, da nur der
erste Teil des Bereichs B überschrieben wurde: der
erste Teil der Aufzeichnung wird unter Verwendung nur
der Daten des ersten Niveaus im Bereich A wiedergege
ben; der nächste Teil wird unter Verwendung der Daten
des ersten Pegels im Bereich A und der noch existie
renden Daten des zweiten Niveaus im Bereich B wieder
gegeben; der letzte Teil wird unter Verwendung der
Daten des ersten Niveaus im Bereich B wiedergegeben.
Da die in den Fig. 6 bis 10 dargestellten Verfahren
nicht die digitalen Audiodaten von dem Zeitbereich in
den Frequenzbereich umwandeln, ist es nicht notwen
dig, daß die digitalen Audiodaten in Rahmen kodiert
sind. Es ist allerdings möglich, diese Verfahren mit
der Aufzeichnung variabler Rahmenlänge wie folgt zu
kombinieren. Die ankommenden digitalen Audiodaten
werden in Rahmen einer bestimmten konstanten Länge
aufgeteilt. Ein Energiepegel wird für jeden Rahmen
berechnet, indem beispielsweise das mittlere Amplitu
denquadrat der abgetasteten Werte in dem Rahmen be
rechnet wird. Die abgetasteten Daten in jedem Rahmen
werden auf N-Bits begrenzt, wobei N abhängig von dem
Energieniveau variiert. Dann werden diese N-Bits in
erste und zweite hierarchische Niveaus aufgeteilt.
Diese Prozesse können durch den Bitzuordner 52 nach
Fig. 7 durchgeführt werden. Selbstverständlich ist es
dann nötig, daß die Bitzuordnungsinformation sowie
die Abtastdaten in dem Halbleiterspeicher gespeichert
werden.
Mit der erhöhten Integrationsdichte und Kapazität der
Halbleiterspeicher wird es praktikabel, die Audioda
ten nicht in eingebettete Halbleiterspeicher zu spei
chern, wie solche, die üblicherweise in Telefonappa
raten verwendet werden, sondern auch auf entfernbare
Speichervorrichtungen, wie Speicherkarten, die bei
den aktuellen tragbaren Computern verwendet werden.
Dadurch gibt es keine Begrenzung auf einen einzigen
installierten Halbleiterspeicher, die gleiche Vor
richtung kann dann Audiodaten speichern und wiederge
ben in jeder Anzahl von entfernbaren Speichern, so
wie ein Kassettenbandaufzeichnungsgerät Audiodaten in
beliebiger Anzahl von Bandkassetten speichern und von
dieser wiedergeben kann.
Fig. 11 zeigt eine Adaptation der Erfindung für die
Aufzeichnung von Audiosignalen in einem entfernbaren
Halbleiterspeicher. Elemente, die identisch mit den
Elementen nach Fig. 1 sind, weisen die gleichen Be
zugszeichen auf und die Beschreibungen dieser Elemen
te wird ausgelassen.
In der Vorrichtung nach Fig. 11 werden die durch den
hierarchischen Kodierer 30 erzeugten Daten in einem
Pufferspeicher 60 gespeichert, der beispielsweise
eine Mehrzahl von Halbleiterelementen umfaßt. Ein
Selektor 61 für das hierarchische Niveau wählt eine
Anzahl hierarchischer Niveaus aus, liest die aufge
zeichneten Daten dieser hierarchischen Niveaus aus
dem Pufferspeicher 60 und schreibt die Daten in einen
entfernbaren Halbleiterspeicher 62.
Speicheradressen werden für den Pufferspeicher 16 von
einem ersten Speicheradressengenerator 63 und für den
entfernbaren Halbleiterspeicher 62 von einem zweiten
Speicheradressengenerator 65 erzeugt. Aus den Spei
cheradressen berechnet der Datenumfangberechner 64
die Länge der Aufzeichnung.
Im folgenden wird die Betriebsweise der Vorrichtung
beschrieben. Um eine Aufzeichnung durchzuführen, wird
das Eingangsaudiosignal durch den hierarchischen Ko
dierer 30 unter Verwendung eines der schon erläuter
ten hierarchischen Verfahren kodiert und die kodier
ten Daten werden in dem Pufferspeicher 60 gespei
chert. Der Pufferspeicher 60 hat vorzugsweise eine
Kapazität, die groß genug ist, um die Daten aller
hierarchischer Niveaus zu speichern, ohne irgendwel
che vorhergehenden Daten zu überschreiben, selbst
wenn die Speicherung nur des ersten hierarchischen
Niveaus in dem entfernbaren Halbleiterspeicher 62
möglich ist.
Nachdem eine vollständige Aufzeichnung in dem Puffer
speicher 60 gespeichert wurde, berechnet der Daten
umfangsberechner 64 die Länge der Aufzeichnung und
teilt dies dem Selektor 61 für das hierarchische Ni
veau mit. Von dieser Länge und der Kapazität des ent
fernbaren Halbleiterspeichers 62 berechnet der Selek
tor 61 für das hierarchische Niveau die Anzahl der
hierarchischen Niveaus der Aufzeichnung, die in dem
entfernbaren Halbleiterspeicher 62 gespeichert werden
kann, und überträgt diese Anzahl von hierarchischen
Niveaus aus dem Pufferspeicher 60 in den entfernbaren
Halbleiterspeicher 62. Der Selektor 61 für das
hierarchische Niveau ist für eine Hochgeschwindig
keitslese- und -schreiboperation geeignet, so daß er
Daten von dem Pufferspeicher 60 in den entfernbaren
Halbleiterspeicher 62 bei einer schnelleren Geschwin
digkeit übertragen kann als diejenige, mit der die
Daten ursprünglich in dem Pufferspeicher 60 gespei
chert wurden. Vorzugsweise ist die Geschwindigkeit
schnell genug, damit der Datentransfer in einer Zeit,
die durchgeführt werden kann, die zu kurz ist, daß
sie von dem Anwender der Vorrichtung bemerkt wird.
Der Selektor 61 für das hierarchische Niveau teilt
auch dem Generator 32 für das hierarchische Niveau
die Anzahl der übertragenen Niveaus mit und der Gene
rator 32 für den hierarchischen Code schreibt den
entsprechenden hierarchischen Code in den entfernba
ren Halbleiterspeicher 62 ein, wie zuvor erläutert
wurde.
Um die aufgezeichneten Daten wiederzugeben, wird der
hierarchische Code aus dem entfernbaren Halbleiter
speicher 62 gelesen und der zweite Speicheradressen
generator 65 wird benachrichtigt. Der zweite Spei
cheradressengenerator 65 erzeugt die notwendigen
Speicheradressen und der hierarchische Dekodierer 31
dekodiert die Daten bei diesen Adressen. Die nachfol
genden Prozesse sind schon beschrieben worden.
Ein Vorteil der Vorrichtung nach Fig. 11 ist der,
daß, nachdem die Daten in dem entfernbaren Halblei
terspeicher 62 gespeichert wurden, dieser aus der
Vorrichtung entfernt werden kann und andere entfern
bare Halbleiterspeicher eingesetzt werden können, und
die gleichen Daten können nochmals übertragen werden.
Dieses System ist nützlich für die Herstellung von
Mehrfachkopien der Aufzeichnung. Die unterschiedli
chen entfernbaren Halbleiterspeicher 62, die in die
Vorrichtung eingesetzt werden, müssen nicht alle die
gleiche Kapazität aufweisen. Der Selektor für das
hierarchische Niveau 61 kann dazu ausgelegt sein, die
Kapazität der entfernbaren Halbleiterspeicher 62
festzustellen und die Anzahl der übertragenen
hierarchischen Niveaus entsprechend zu variieren. Die
Vorrichtung kann somit für die Speicherung von digi
talen Aufzeichnungen der gleichen Audiosignale bei
unterschiedlichen Niveaus der Wiedergabegüte in ent
fernbaren Halbleiterspeichern unterschiedlicher Kapa
zitäten verwendet werden.
Ein anderer Vorteil der Vorrichtung nach Fig. 11
liegt darin, daß die Speicheradressensteuerung ein
facher ist, da keine Überschreibnotwendigkeit gegeben
ist. Es ist nicht nötig, komplexe Adressierungssche
mata zu verwenden, wie diejenigen, die in den Spei
chertabellen (2), (3) und (4) in Fig. 5 dargestellt
sind.
Das in Fig. 11 dargestellte Schema ist kompatibel mit
unterschiedlichen Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemo
den. Zusätzlich kann der Selektor 61 für das hierar
chische Niveau im Falle der Verwendung der Aufzeich
nung mit variabler Rahmenlänge mit einem Modus ver
sehen sein, in dem er nur Rahmen mit mindestens einer
gewissen minimalen Länge auf den entfernbaren Halb
leiterspeicher 62 kopiert, wodurch stumme Bereiche
der Aufzeichnung entfernt werden und weiterhin die
Menge der Informationen, die in dem entfernbaren
Halbleiterspeicher 62 gespeichert werden kann, erhöht
wird.
Claims (25)
1. Verfahren zum Aufzeichnen von Audiosignalen in
einen Speicher mit direktem Zugriff mit folgenden Schrit
ten:
- (a) Digitalisieren eines Audiosignals zur Er zeugung von digitalisierten Audiodaten,
- (b) Kodieren der digitalisierten Audiodaten des einen Audiosignals zur Erzeugung einer Mehrzahl von aufeinander folgenden hierarchischen Niveaus von Daten mit einem niedrigsten hierarchischen Ni veau, das zur Wiedergabe eines Audiosignals mit verringerter Wiedergabegüte geeignet ist, und mit mindestens einem anderen hierarchischen Niveau von Daten, wobei je des aufeinanderfolgende höhere Niveau zu sätzliche Daten für eine aufeinanderfolgen de höhere Wiedergabegüte aufweist,
- (c) Aufzeichnen der Daten in den hierarchischen Niveaus in den Speicher,
- (d) Fortfahren mit der Aufzeichnung, wenn der Speicher oder ein vorbestimmter Abschnitt von diesem wird durch Über schreiben der schon in dem Speicher mit höchstem hierarchischen Niveau gespeicher ten Daten durch neue Daten mit niedrigerem Niveau und
- (e) Aufzeichnen eines Codes in den Speicher, der die Anzahl der hierarchischen Niveaus angibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Schritt (d) solange wiederholt
wird, bis mindestens eine der folgenden zwei
Beziehungen erfüllt ist:
- (d1) die Aufzeichnung des Audiosignals ist been det,
- (d2) nur die Daten des untersten hierarchischen Niveaus sind in dem Speicher ge speichert.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das niedrigste hierarchische Niveau
höherwertige Bits der digitalisierten Audiodaten
und die aufeinanderfolgenden höheren hierarchi
schen Niveaus aufeinanderfolgende weniger signi
fikante Bits der digitalisierten Daten umfassen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die digitalisierten Audiodaten N-Bit
Abtastwerte enthalten, wobei N eine positive
gerade ganze Zahl ist und das niedrigste
hierarchische Niveau N/2 höchstsignifikante Bits
jedes Abtastwertes umfaßt und ein zweites
hierarchisches Niveau N/2 wenig signifikante
Bits jedes Abtastwertes enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß Schritt (g) folgende weitere Schritte
umfaßt:
- (b1) Filtern der digitalisierten Daten, um eine Vielzahl von Subbändern der digitalisierten Audiodaten zu erzeugen und
- (b2) Zuordnen in jedem der Subbänder einer be stimmten Anzahl von höchstsignifikanten Bits zu den Daten des niedrigsten hierar chischen Niveaus, wobei weniger Bits in höherfrequenten Subbändern zugeordnet sind.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß in jedem der Subbänder nicht dem
niedrigsten Niveau zugeordnete Bits dem zweiten
hierarchischen Niveau zugeordnet sind.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Daten des niedrigsten hierarchi
schen Niveaus die lautesten Niedrigfrequenzkom
ponenten des Audiosignals und Daten aufeinan
derfolgender höherer hierarchischer Niveaus auf
einanderfolgende weichere und höherfrequente
Komponenten des Audiosignals darstellen.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Schritt (b) folgende weitere
Schritte umfaßt:
- (f1) Transformieren der digitalisierten Audio daten in Frequenzkoeffizienten,
- (f2) Auslassen von Frequenzkoeffizienten, die unterhalb der Hörschwelle liegen,
- (f3) Löschen von Frequenzkoeffizienten, die durch benachbarte stärkere Frequenzkoeffi zienten maskiert sind,
- (f4) Auswählen von Frequenzkoeffizienten für das niedrigste hierarchische Niveau, die in einer Frequenz-Schalldruckpegelebene in einem Bereich angeordnet sind, der durch eine Kurve mit einer bestimmten Maximalfre quenz und einem bestimmten minimalen Schalldruckpegel definiert ist,
- (f5) Auswählen von Frequenzkoeffizienten für aufeinanderfolgende höhere hierarchische Niveaus, die in der Frequenz-Schalldruckpe gelebene in durch Kurven definierten Berei chen angeordnet sind, die aufeinanderfol gend höhere maximale Frequenzen und aufein anderfolgend niedrigere minimale Schall druckpegel aufweisen, und
- (f6) Subtrahieren von Frequenzkoeffizienten, die für jedes aufeinanderfolgende höhere hierarchische Niveau ausgewählt sind, die jenigen Frequenzkoeffizienten, die auch für ein vorhergehendes hierarchisches Niveau ausgewählt wurden, so daß keine Frequenzko effizienten zwei hierarchischen Niveaus zugeordnet sind.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß Schritt (f1) die weiteren folgenden
Schritte umfaßt:
- (g1) Filtern der digitalisierten Audiodaten zur Erzeugung einer Mehrzahl von Subbändern von digitalisierten Audiodaten, und
- (g2) Durchführen einer orthogonale Zeitbereich- Frequenzbereich-Transformation an den digi talisierten Audiodaten in jedem der Subbän dern.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Transformation eine modifizierte
diskrete Cosinustransformation ist.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß weitere Schritte vorgesehen sind:
- (h1) Aufteilen der Frequenzkoeffizienten in Gruppen, wobei jede Gruppe eine Größe auf weist, die abhängig von der Schärfe des menschlichen Gehörs bei Frequenzen in die ser Gruppe ist, und
- (h2) Kombinieren jeder Frequenzkoeffizienten gruppe in einen einzigen Wert.
12. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch
folgende weitere Schritte:
- (i1) Aufteilen der Frequenzkoeffizienten in Sub bändern,
- (i2) Zuordnen einer Anzahl von Bits zu jedem Subband, die abhangig von der Hörbarkeit der Frequenzen in diesem Subband ist, wo durch Bitzuordnungsinformationen erzeugt werden und
- (i3) Quantisieren der Frequenzkoeffizienten in jedem Subband entsprechend der Anzahl der dem Subband zugeordneten Bits, wodurch quantisierte Frequenzkoeffizienten erzeugt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Bitzuordnungsinformation und die
quantisierten Frequenzkoeffizienten in unter
schiedlichen Bereichen des Speichers
gespeichert werden.
14. Verfahren zum Aufzeichnen von Audiosignalen in
einen Speicher mit direktem Zugriff, gekennzeichnet durch
die folgenden Schritte:
- (j) Digitalisieren eines Audiosignals zur Er zeugung von digitalisierten Audiodaten,
- (k) Kodieren der digitalisierten Audiodaten des einen Audiosignals zur Erzeugung einer Mehrzahl von aufeinander folgenden hierarchischen Niveaus von Daten mit einem niedrigsten hierarchischen Ni veau, das zur Wiedergabe eines Audiosignals mit verringerter Wiedergabegüte geeignet ist, und mit mindestens einem anderen hierarchischen Datenniveau, wobei jedes aufeinanderfolgend höhere Niveau zusätzli che Daten für eine aufeinanderfolgend höhe re Wiedergabegüte aufweist,
- (l) Speichern der Daten der hierarchischen Ni veaus in einem Pufferspeicher,
- (m) Kopieren von so vielen hierarchischen Ni veaus von Daten aus dem Pufferspeicher in den Speicher mit direktem Zugriff, wie dieser oder ein vorbestimmter Abschnitt von diesem Platz hat und
- (n) Aufzeichnen eines Codes in den Speicher mit direktem Zugriff, der angibt, wie viele hierarchi sche Niveaus kopiert wurden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß der Pufferspeicher eine ausreichende
Kapazität aufweist, um alle hierarchischen Ni
veaus von Daten zu speichern, selbst wenn nur
Daten des niedrigsten Niveaus in dem
Speicher mit direktem Zugriff gespeichert werden können.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß der Schritt (m) des Kopierens der Daten
von dem Pufferspeicher in den Speicher mit
direktem Zugriff bei einer höheren Geschwindigkeit als die vor
hergehenden Schritte des Kodierens und
Speicherns von Daten in den Pufferspeicher
durchgeführt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß der Speicher mit direktem Zugriff entfernbar ist.
18. Vorrichtung zum Aufzeichnen eines Audiosignals in
einen Speicher mit direktem Zugriff (14) und zur Wiedergabe
des Audiosignals,
gekennzeichnet durch
einen Analog-Digitalwandler (3) zum Umwandeln des Audiosignals in erste digitalisierte Audio daten (4),
einen hierarchischen Kodierer (30) zum Kodieren der ersten digitalisierten Audiodaten (4) zur Erzeugung einer Vielzahl von Daten in aufeinan derfolgend hierarchischen Niveaus mit einem niedrigsten hierarchischen Niveau, das zur Wie dergabe eines Audiosignals mit verringerter Wie dergabegüte geeignet ist, und mit mindestens einem anderen hierarchischen Niveau von Daten, wobei jedes aufeinanderfolgend höhere Niveau zusätzliche Daten für aufeinanderfolgend höhere Wiedergabegüte aufweist, und zum Schreiben der Daten der hierarchischen Niveaus in den Speicher (14),
einen Speicheradressengenerator (33), der mit dem hierarchischen Kodierer (30) verbunden ist und Speicheradressen erzeugt derart, daß wenn der Speicher (14) oder ein vorbestimmter Abschnitt von diesem voll wird, die Auf zeichnung durch Überschreiben der schon in dem Speicher (14) mit höchstem hierarchi schen Niveau gespeicherten Daten durch neue Da ten mit niedrigerem Niveau fortgesetzt wird,
einen Generator (32) für einen hierarchischen Code, der mit dem Speicheradressengenerator (33) verbunden ist, zur Aufzeichnung eines Codes in den Speicher (14), der angibt, wie viele hierarchische Niveaus darin gespeichert sind,
einen Leser (34) für den hierarchischen Code, einen hierarchischen Dekodierer (31), der mit dem Speicher (14) verbunden ist, zum Lesen der hierarchischen Niveaus von Daten bis zu einem Niveau, der durch den Code angegeben wird, und zum Dekodieren der so gelesenen Daten, um zweite digitalisierte Audiodaten zu erzeugen, und
einen Digital/Analogwandler (20), der die zwei ten digitalisierten Audiodaten von dem hierar chischen Dekodierer (31) empfängt, um die zwei ten digitalisierten Audiodaten in ein Audiosignal umzuwandeln.
einen Analog-Digitalwandler (3) zum Umwandeln des Audiosignals in erste digitalisierte Audio daten (4),
einen hierarchischen Kodierer (30) zum Kodieren der ersten digitalisierten Audiodaten (4) zur Erzeugung einer Vielzahl von Daten in aufeinan derfolgend hierarchischen Niveaus mit einem niedrigsten hierarchischen Niveau, das zur Wie dergabe eines Audiosignals mit verringerter Wie dergabegüte geeignet ist, und mit mindestens einem anderen hierarchischen Niveau von Daten, wobei jedes aufeinanderfolgend höhere Niveau zusätzliche Daten für aufeinanderfolgend höhere Wiedergabegüte aufweist, und zum Schreiben der Daten der hierarchischen Niveaus in den Speicher (14),
einen Speicheradressengenerator (33), der mit dem hierarchischen Kodierer (30) verbunden ist und Speicheradressen erzeugt derart, daß wenn der Speicher (14) oder ein vorbestimmter Abschnitt von diesem voll wird, die Auf zeichnung durch Überschreiben der schon in dem Speicher (14) mit höchstem hierarchi schen Niveau gespeicherten Daten durch neue Da ten mit niedrigerem Niveau fortgesetzt wird,
einen Generator (32) für einen hierarchischen Code, der mit dem Speicheradressengenerator (33) verbunden ist, zur Aufzeichnung eines Codes in den Speicher (14), der angibt, wie viele hierarchische Niveaus darin gespeichert sind,
einen Leser (34) für den hierarchischen Code, einen hierarchischen Dekodierer (31), der mit dem Speicher (14) verbunden ist, zum Lesen der hierarchischen Niveaus von Daten bis zu einem Niveau, der durch den Code angegeben wird, und zum Dekodieren der so gelesenen Daten, um zweite digitalisierte Audiodaten zu erzeugen, und
einen Digital/Analogwandler (20), der die zwei ten digitalisierten Audiodaten von dem hierar chischen Dekodierer (31) empfängt, um die zwei ten digitalisierten Audiodaten in ein Audiosignal umzuwandeln.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der hierarchische
Kodierer (30) umfaßt:
ein Subbandanalysefilter (36) zum Filtern der ersten digitalisierten Audiodaten (4) und zur Erzeugung einer Vielzahl von Subbändern von di gitalisierten Audiodaten,
eine Mehrzahl von Transformationsprozessoren (38) zum Umwandeln der Subbänder von digitali sierten Audiodaten in Frequenzkoeffizienten, einen Frequenzgruppierer (39) zum Aufteilen der Frequenzkoeffizienten in Gruppen und zum Kombi nieren der Frequenzkoeffizienten in jeder Gruppe in einen einzigen Wert,
einen Bit-Zuordner (41), der mit dem Frequenz gruppierer (39) verbunden ist, zum Zuordnen ei ner Anzahl von Bits zu jedem Subband, wodurch Bit-Zuordnungsinformationen erzeugt werden, einen hierarchischen Quantisierer (40), der von dem Frequenzgruppierer (39) ausgegebene Werte empfängt und die Werte in hierarchische Niveaus klassifiziert, und
einen Formatierer (43), der mit dem hierarchi schen Quantisierer (40) und dem Bit-Zuordner (41) verbunden ist, zum Aufzeichnen der Werte der hierarchischen Niveaus und der Bit-Zuord nungsinformationen in den Speicher (14).
ein Subbandanalysefilter (36) zum Filtern der ersten digitalisierten Audiodaten (4) und zur Erzeugung einer Vielzahl von Subbändern von di gitalisierten Audiodaten,
eine Mehrzahl von Transformationsprozessoren (38) zum Umwandeln der Subbänder von digitali sierten Audiodaten in Frequenzkoeffizienten, einen Frequenzgruppierer (39) zum Aufteilen der Frequenzkoeffizienten in Gruppen und zum Kombi nieren der Frequenzkoeffizienten in jeder Gruppe in einen einzigen Wert,
einen Bit-Zuordner (41), der mit dem Frequenz gruppierer (39) verbunden ist, zum Zuordnen ei ner Anzahl von Bits zu jedem Subband, wodurch Bit-Zuordnungsinformationen erzeugt werden, einen hierarchischen Quantisierer (40), der von dem Frequenzgruppierer (39) ausgegebene Werte empfängt und die Werte in hierarchische Niveaus klassifiziert, und
einen Formatierer (43), der mit dem hierarchi schen Quantisierer (40) und dem Bit-Zuordner (41) verbunden ist, zum Aufzeichnen der Werte der hierarchischen Niveaus und der Bit-Zuord nungsinformationen in den Speicher (14).
20. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Blockgrößenkon
troller (37) vorgesehen ist, der mit dem Sub
bandanalysefilter (36) verbunden ist und die
Größe der durch die Vielzahl von Transforma
tionsprozessen (38) umgewandelten Datenblöcke
spezifiziert.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Fre
quenzgruppierer (39) und dem Formatierer (43)
verbundener Maßstabsfaktorgenerator (42) vorge
sehen ist zur Erzeugung von Maßstabsfaktoren,
derart, daß die von dem hierarchischem Quanti
sierer (40) ausgegebenen Werte ohne den Verlust
von signifikanten Bits gespeichert werden kön
nen.
22. Vorrichtung zum Aufzeichnen von Audiosignalen in
einen Speicher mit direktem Zugriff (62), gekennzeichnet
durch
einen Analog/Digitalwandler (3) zum Umwandeln des Audiosignals in digitalisierte Audiodaten (4),
einen hierarchischen Kodierer (30) zum Kodieren der digitalisierten Audiodaten zur Erzeugung von Daten in einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden hierarchischen Niveaus mit einem niedrigsten hierarchischen Niveau, das zur Wiedergabe eines Audiosignals mit verringerter Wiedergabegüte geeignet ist und mit mindestens einem anderen hierarchischen Niveau von Daten, wobei jedes aufeinanderfolgend höhere Niveau zusätzliche Daten für aufeinanderfolgend höhere Wiedergabe güte aufweist,
einen Pufferspeicher (60), der mit dem hierar chischen Kodierer (30) verbunden ist, zur Spei cherung der Daten der hierarchischen Niveaus, die durch den hierarchischen Kodierer (30) er zeugt werden,
einen Speicheradressengenerator (63), der mit dem Pufferspeicher (60) verbunden ist und der Adressen erzeugt, bei denen die Daten der hierarchischen Niveaus gespeichert werden,
einen Datengrößenberechner (64), der mit dem Speicheradressengenerator (63) verbunden ist, und der die in dem Pufferspeicher (60) gespei cherte Datenmenge berechnet,
einen Selektor (61) für ein hierarchisches Ni veau, der mit dem Datengrößenberechner (64) ver bunden ist, und der die Anzahl der hierarchi schen Niveaus von Daten, die in dem Speicher mit direktem Zugriff (62) gespeichert werden können, be stimmt, und der die Anzahl der so bestimmten hierarchischen Niveaus von Daten aus dem Puffer speicher (60) in den Speicher mit direktem Zugriff (62) kopiert, und
einen Generator (32) für einen hierarchischen Code, der mit dem Selektor für das hierarchische Niveau verbunden ist, zur Aufzeichnung eines Codes in dem Speicher mit direktem Zugriff (62), der an gibt, wie viele hierarchische Niveaus dann ge speichert sind.
einen Analog/Digitalwandler (3) zum Umwandeln des Audiosignals in digitalisierte Audiodaten (4),
einen hierarchischen Kodierer (30) zum Kodieren der digitalisierten Audiodaten zur Erzeugung von Daten in einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden hierarchischen Niveaus mit einem niedrigsten hierarchischen Niveau, das zur Wiedergabe eines Audiosignals mit verringerter Wiedergabegüte geeignet ist und mit mindestens einem anderen hierarchischen Niveau von Daten, wobei jedes aufeinanderfolgend höhere Niveau zusätzliche Daten für aufeinanderfolgend höhere Wiedergabe güte aufweist,
einen Pufferspeicher (60), der mit dem hierar chischen Kodierer (30) verbunden ist, zur Spei cherung der Daten der hierarchischen Niveaus, die durch den hierarchischen Kodierer (30) er zeugt werden,
einen Speicheradressengenerator (63), der mit dem Pufferspeicher (60) verbunden ist und der Adressen erzeugt, bei denen die Daten der hierarchischen Niveaus gespeichert werden,
einen Datengrößenberechner (64), der mit dem Speicheradressengenerator (63) verbunden ist, und der die in dem Pufferspeicher (60) gespei cherte Datenmenge berechnet,
einen Selektor (61) für ein hierarchisches Ni veau, der mit dem Datengrößenberechner (64) ver bunden ist, und der die Anzahl der hierarchi schen Niveaus von Daten, die in dem Speicher mit direktem Zugriff (62) gespeichert werden können, be stimmt, und der die Anzahl der so bestimmten hierarchischen Niveaus von Daten aus dem Puffer speicher (60) in den Speicher mit direktem Zugriff (62) kopiert, und
einen Generator (32) für einen hierarchischen Code, der mit dem Selektor für das hierarchische Niveau verbunden ist, zur Aufzeichnung eines Codes in dem Speicher mit direktem Zugriff (62), der an gibt, wie viele hierarchische Niveaus dann ge speichert sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Speicher mit direktem Zugriff (62) ent
fernbar ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Selektor (61) für ein
hierarchisches Niveau Daten von dem Pufferspei
cher (60) in den Speicher mit direktem Zugriff (62)
bei einer schnelleren Geschwindigkeit kopiert
als diejenige Geschwindigkeit, mit der die Daten
in den Pufferspeicher (60) gespeichert wurden.
25. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Pufferspeicher (60) eine aus
reichende Kapazität aufweist, um alle die
hierarchischen Niveaus von Daten zu speichern,
selbst wenn der Speicher mit direktem Zugriff (62) nur die
Daten des niedrigsten hierarchischen Niveaus
speichern kann.
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Publication Number | Publication Date |
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