DE69227916T2

DE69227916T2 - Verfahren und vorrichtung zur automatischen identifizierung eines ein tonsignal beinhaltenden programmes

Info

Publication number: DE69227916T2
Application number: DE69227916T
Authority: DE
Inventors: Michael Briend; Michel Fardeau; Serge Residence Parc Va Galant; Marc Tommasi
Original assignee: Ceridian Corp
Current assignee: Comdata Inc
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1992-09-15
Publication date: 1999-05-27
Anticipated expiration: 2012-09-16
Also published as: WO1993007689A1; FR2681997A1; EP0606341B1; ATE174737T1; ATE402531T1; DK0872971T3; FR2681997B1; CA2079260A1; GB9220005D0; EP0872971A2; EP0606341A1; EP0872971A3; ES2125907T3; MX9205506A; GB2260246A; DK0606341T3; CA2079260C; GR3029415T3; AU668888B2; DE69233740D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Einrichtung zum automatischen Identifizieren eines Programms umfassend ein Tonsignal, wie insbesondere ein Radioprogramm oder ein Fernsehprogramm, oder ein Programm, das auf einem Medium, wie etwa eine Mikrorillenscheibe, ein Magnetband, eine Kompakt-Disk zum Lesen mittels Laser, oder eine Video- Disk, aufgezeichnet ist.
Eine derartige automatische Identifikation von Programmen ist anwendbar auf das Messen der Zuhörerschaft von Radiostationen oder Fernsehkanälen, um die Einbeziehung von Werbeprogrammen in Fernseh- oder Radiosendungen zu überwachen oder tatsächlich zum Buchführen über Tantiemen, die Autoren oder Ausführenden für eine öffentliche Sendung ihrer Werke zustehen.
Es ist vorgeschlagen worden, eine nicht hörbare, codierte Mitteilung zu dem Tonsignal eines zu identifizierenden Programms hinzuzufügen, wobei die codierte Mitteilung Information umfaßt, etwa über die Identität des Sendekanals oder der Sendestation, die Identität des Programms und möglicherweise das exakte Datum der Übertragung. Ein spezialisierter, einem Fernseh- oder Radioempfänger zugeordneter Decoder dient dazu, die zu dem Tonsignal hinzugefügte codierte Mitteilung zu extrahieren und in einem Speicher aufzuzeichnen.
Um zu gewährleisten, daß die codierte Mitteilung bei der Ausgabe durch den Lautsprecher (die Lautsprecher) eines Empfängers nicht hörbar ist, muß sie entweder bei einer sehr niedrigen Frequenz (beispielsweise 40 Hz) liegen, oder sie muß bei einer hörbaren Frequenz liegen, aber mit einem Pegel ausgestrahlt werden, der deutlich unter dem Pegel des Tonsignals liegt (im Bereich von -50 dB bis -60 dB).
Der Hauptnachteil dieser vorgeschlagenen Mittel ist jener, daß sie einen spezialisierten Decodierer erfordern, der im Fernseh- oder Radioempfänger zu integrieren ist. Die Charakteristika der Lautsprecher in derartigen Empfängern sind so, daß sie im allgemeinen keine Signale bei Frequenzen unterhalb von etwa 100 Hz durchlassen. Wenn die codierte Mitteilung bei einer hörbaren Frequenz ausgestrahlt wird, dies aber bei einem Pegel, der deutlich unter dem Pegel des Schallsignals liegt, ist es ebenfalls sehr schwierig, die Mitteilung unter Verwendung eines Mikrofons aufzunehmen, insbesondere da die Richtwirkung eines Lautsprechers mit der Frequenz zunimmt, wie dies auch für die Dämpfung des Signals der Fall ist, welches er reproduziert.
Eine andere vorgeschlagene Technik umfaßt die Verwendung eines Modulationstyps für die Ausstrahlung des Schallsignals und eines anderen Modulationstyps für die Ausstrahlung der codierten Mitteilung. Hier ist es wiederum nötig, daß ein spezialisierter Decoder in den Empfänger integriert wird, damit dieser die codierte Mitteilung wiedergewinnen kann.
Die US-A-3 845 391 offenbart eine Technik zum Identifizieren eines Programms mit einem Identifikationscode, wobei der Code auf einen Audio-Frequenz-Unterträger aufmoduliert wird und mit dem Programm übertragen wird. Für eine kurze Zeitperiode wird ein enges Bandbreitenfenster aus dem Programmmaterial herausgeschnitten, um den modulierten, den Code tragenden Audio-Unterträger aufzunehmen. Es ist vorgesehen, daß das Ausmaß, mit dem der Code den Unterträger moduliert, der Audio- Hüllkurve des Programms folgt, um die Fähigkeit des Hörers, den Code zu hören, zu reduzieren. Die Empfängerausrüstung reagiert automatisch auf das Vorhandensein des Unterträgers und erfaßt den Code. Ein Bandpaßfilter im Empfänger läßt nur den modulierten Unterträger durch, welcher dann demoduliert wird, um den binären Identifikationscode zu liefern, der auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet wird.
Die EP-A-0 135 192 beschreibt einen Audioprogrammcodierer, bei dem eine Mitteilung in das Audiosignal codiert wird, indem ein Frequenzband des Audioprogramms unter Verwendung eines Sperrfilters eliminiert wird und ein kontinuierlicher binärer Code eingefügt wird, der eine Dauer von etwa 6 Sekunden aufweist. Es wird ein einen Bandpaßfilter enthaltender Decodierer am Empfänger dazu verwendet, den Code vom Eingangs- Audiosignal zu extrahieren, und er bringt ihn zusammen mit einem Zeitsignal zum Anzeigen der Empfangszeit auf einer geeigneten Aufzeichnung unter.
Die US-A-4 718 106 offenbart eine Technik zum Überwachen einer Zuhörerschaft, bei dem ein Sender sein Signal über die Sendewellen in Standardweise überträgt, diese Signale durch einen herkömmlichen Radioempfänger aufgenommen werden und durch den Lautsprecher hörbar wiedergegeben werden. Eine transportable Signaldetektoreinheit umfaßt ein Mikrofon. Das Mikrofon ist ein herkömmlicher Wandler, der dazu geeignet ist, die hörbaren Signale von jedem herkömmlichen Radioempfänger aufzunehmen. Von dem Mikrofon werden resultierende elektrische Signale zu einer Erfassungseinheit eingegeben, die derart ausgelegt ist, daß sie nur auf das hörbare Überwachungssignal anspricht. Die Erfassungsschaltung kann beispielsweise derart ausgelegt sein, daß sie auf ein gewisses Tonmuster anspricht. Sie kann somit auf eine gewisse Sequenz von Musiknoten von verschiedener Länge, Frequenz und Dauer reagieren.
Es ist eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung bereitzustellen zum automatischen Identifizieren eines Programms, das ein Tonsignal enthält, in dem eine nicht hörbare codierte Mitteilung enthalten ist, mittels eines Decoders, der völlig unabhängig vom Empfänger zum Empfangen des Programms ist.
Eine andere Aufgabe einer Ausführungsform der Erfindung ist, eine Einrichtung dieses Typs bereitzustellen, die es ermöglicht, die Zuhörerschaften von Radio- und Fernsehsendungen zu messen.
Noch eine andere Aufgabe einer Ausführungsform der Erfindung ist, eine Einrichtung dieses Typs bereitzustellen, die es einfach macht, das Senden von Werken zu überwachen, die auf Medien, wie etwa Mikrorillenscheiben, Magnetbändern, Compact-Disks zum Lesen mittels Laser, oder Video-Disks aufgezeichnet sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt eine Einrichtung zum Wiedergewinnen einer Identifikationsmitteilung, die in einem wenigstens ein Teil eines Programms bildenden Schallsignal codiert ist, wobei die Identifikationsmitteilung codiert ist durch Ändern der Energie des Schallsignals in wenigstens einem Band hörbarer Frequenzen desselben, wobei das Schallsignal durch einen Lautsprecher wiedergegeben wird, umfassend: eine durch eine Person tragbare Hülle, ein Mikrofonmittel innerhalb der Hülle zum Wandeln des durch den Lautsprecher wiedergegebenen Schallsignals in ein elektrisches Schallsignal, ein Mittel innerhalb der Hülle zum Erfassen von Änderungen in der Energie des elektrischen Schallsignals in dem wenigstens einen Band hörbarer Frequenzen, ein Mittel innerhalb der Hülle zum Wiedergewinnen der Identifikationsmitteilung aus den erfaßten Änderungen, ein Mittel innerhalb der Hülle zum Speichern der Identifikationsmitteilung, ein Tragerfassungsmittel zum Bestimmen, ob die Einrichtung durch eine Person getragen wird, und ein Mittel zum Speichern eines Hinweises auf eine derartige Bestimmung, ob die Einrichtung durch eine Person getragen wird.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Überwachungsvorrichtung zum Verwenden beim Sammeln von Information für die Schätzung einer Zuhörerschaft für weit verbreitete Audioinformation, während sie am Körper eines einzelnen Zuhörerschaftmitglieds getragen wird, wobei die weit verbreitete Audioinformation einen nicht hörbaren Identifikationscode enthält, der eine Quelle derselben identifiziert und innerhalb wenigstens eines Frequenzbands der weit verbreiteten Audioinformation enthalten ist, indem ein Energiepegel eines Teils derselben innerhalb des wenigstens einen Frequenzbands modifiziert wird, umfassend: eine Hülle; Mittel zum Anbringen der Hülle am Körper eines einzelnen Hörerschaft-Mitglieds; Wandlermittel zum Wandeln von hierdurch empfangenen Schall, der die weit verbreitete Audioinformation enthält, zu einem Verarbeitungssignal; Code-Extrahiermittel zum Extrahieren des nicht hörbaren Identifikationscodes vom Verarbeitungssignal, indem die Modifikationen am Energiepegel desselben innerhalb dem wenigstens einen Frequenzband erfaßt werden; Erfassungsmittel zum Bestimmen, ob die Überwachungsvorrichtung durch eine Person getragen wird; und Speichermittel zum Speichern von Information vom extrahierten Code, die die Quelle der weit verbreiteten Audioinformation angibt, und zum Speichern einer Angabe einer Bestimmung, ob die Überwachungsvorrichtung durch eine Person getragen wird, wobei das Wandlermittel, das Code-Extrahiermittel, das Erfassungsmittel und das Speichermittel innerhalb der Hülle getragen sind.
Bei einer Ausführungsform umfaßt das Tragerfassungsmittel oder Erfassungsmittel ein Bewegungserfassungsmittel zum Erfassen einer Bewegung der Einrichtung, die angibt, daß die Einrichtung durch eine Person getragen wird.
Bei einer anderen Ausführungsform umfaßt das Tragerfassungs- oder Detektormittel Mittel zum Erfassen von Körperwärme einer die Einrichtung tragenden Person.
Bei einer Ausführungsform umfaßt die Einrichtung einen Analog-zu-Digital- Wandler, der den Ausgang des Mikrofons mit dem Eingang des Datenverarbeitungsmittels verbindet, das wenigstens einen Mikroprozessor enthält, der es ermöglicht, daß das an dem Ausgang vom Mikrofon digitalisierte Signal in Frequenzkomponenten aufgesplittet wird, was es ermöglicht, daß die Änderungen der Energie in den Frequenzkomponenten des Signals in dem oben spezifizierten Frequenzband (Frequenzbändern) erfaßt werden, was es ermöglicht, daß die codierte Mitteilung hieraus abgeleitet wird und es ermöglicht, daß sie in einem Speicher aufgezeichnet wird.
Bei einer anderen Ausführungsform umfaßt die Decodiereinrichtung wenigstens einen Bandpaßfilter, der das Ausgabesignal vom Mikrofon empfängt, um hieraus das die codierte Mitteilung tragende Frequenzband zu extrahieren, und es an analogen Schaltungen anlegt, um die am Tonsignal in dem Frequenzband durchgeführten Änderungen zu erfassen.
Die Einrichtung kann in einem Verfahren verwendet werden, das umfaßt: Aufnehmen des die codierte Identifikationsmitteilung enthaltenden Schallsignals, wenn das Signal durch einen Lautsprecher wiedergegeben wird, Erfassen der an der Energie des Signals verursachten Änderungen in wenigstens einem der oben erwähnten Frequenzbänder, Ableiten der codierten Identifikationsmitteilung hieraus und Speichern der Mitteilung in einem Speicher.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ein Verfahren zum Aufzeichnen einer Identifikationsmitteilung mit einer auf einer Person tragbaren Vorrichtung, welche Identifikationsmitteilung in einem wenigstens ein Teil eines Programms bildenden Schallsignal codiert ist, wobei die Identifikationsmitteilung codiert ist durch Ändern der Energie des Schallsignals in wenigstens einem Band hörbarer Frequenzen desselben, wobei das Schallsignal durch einen Lautsprecher wiedergegeben wird, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Aufnehmen des durch den Lautsprecher wiedergegebenen Schallsignals mit einem Mikrofon in der Vorrichtung, Wandeln des durch den Lautsprecher wiedergegebenen Schallsignals in ein elektrisches Schallsignal, Erfassung von Änderungen in der Energie des elektrischen Schallsignals in dem wenigstens einen Band hörbarer Frequenzen durch Erfassungsmittel in der Vorrichtung, Wiedergewinnen, durch ein in der Vorrichtung enthaltenes Wiedergewinnungsmittel, der Identifikationsmitteilung aus den erfaßten Änderungen, Speichern der Identifikationsmitteilung in der Vorrichtung, Bestimmen, durch ein in der Vorrichtung enthaltenes Bestimmungsmittel, ob die Vorrichtung durch eine Person getragen wird, und Speichern, durch ein in der Vorrichtung enthaltenes Speichermittel, eines Hinweises auf eine derartige Bestimmung, ob die Einrichtung durch eine Person getragen wird.
Es werden eine oder mehrere Frequenzkomponenten aus dem am Auslaß vom Lautsprecher aufgenommenen Schallsignal extrahiert, entweder auf analoge Art und Weise durch Filterung oder auf digitale Art und Weise durch eine Fourier-Transformation oder durch eine Wavelet-Transformation, und es werden dann die oben erwähnten Änderungen, die die codier te Mitteilung bilden, in der Frequenzkomponente (den Frequenzkomponenten) erfaßt, die dem (den) oben erwähnten engen Frequenzband (Frequenzbändern) entspricht (entsprechen).
Die Einrichtung kann in einem Verfahren zum Schätzen der Zuhörerschaft einer weit verbreiteten hörbaren Information verwendet werden, wobei die weit verbreitete hörbare Information einen nicht hörbaren Identifikationscode enthält, der eine Quelle davon angibt und innerhalb wenigstens einem Frequenzband der weit verbreiteten hörbaren Information enthalten ist, indem ein Energiepegel eines Abschnitts eines hörbaren Signals der weit verbreiteten hörbaren Information innerhalb des wenigstens einen Frequenzbands modifiziert wird. Das Verfahren kann die Schritte umfassen: Wählen einer Gruppe von Individuen aus der Zuhörerschaft; Ausstatten jedes der Individuen mit einer jeweiligen persönlichen Überwachungsvorrichtung, die geeignet ist, auf dem Körper jedes derartigen Individuums getragen zu werden, wobei die persönliche Überwachungsvorrichtung umfaßt: Mittel zum Wandeln von hierdurch empfangenen Schall, der die weit verbreitete hörbare Information enthält, zu einem Verarbeitungssignal, Mittel zum Extrahieren des nicht hörbaren Identifikationscodes aus dem Verarbeitungssignal durch Erfassen der Modifikationen an dessen Energiepegel innerhalb dem wenigstens einen Frequenzband und Mittel zum Speichern von Information vom extrahierten Code, die die Quelle der weit verbreiteten hörbaren Information angibt; Sammeln von Information betreffend die weit verbreitete hörbare Information, die zu jedem der Gruppe von Individuen während einer vorbestimmten Zeitperiode geliefert wurde, unter Gebrauch der jeweiligen, durch das jeweilige Individuum getragenen persönlichen Überwachungsvorrichtung, durch Extrahieren von nicht hörbaren Identifikationscodes aus Verarbeitungssignalen, die aus durch die jeweilige, durch jeden der Gruppe von Individuen getragenen Überwachungsvorrichtung empfangenen Schall enthaltend die weit ver breitete hörbare Information gewandelt sind und Speichern der Information vom extrahierten Code; und Erzeugen einer Schätzung der Zuhörerschaft für wenigstens eine Quelle von weit verbreiteter hörbarer Information auf Grundlage der gesammelten Information.
Das zu decodierende Tonsignal kann codiert sein durch Einschließen einer nicht hörbaren codierten Mitteilung im Tonsignal, wobei die Mitteilung Daten enthält, die der Identität eines Sendekanals oder Station, der Identität des Programms und/oder dem exakten Datum der Sendung entsprechen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Wählen wenigstens eines schmalen Bandes von hörbaren Frequenzen im Tonsignal, Ändern der Energie des Tonsignals im Frequenzband auf eine charakteristische Art und Weise, die vorbestimmt ist und sich wiederholt, und Senden des die Änderungen enthaltenden Tonsignals oder Aufzeichnen desselben auf einem Medium.
Bevorzugt sind die Änderungen an der Energie im Tonsignal im Frequenzband vom Pulstyp oder Quasi-Pulstyp.
Im Vergleich mit dem Stand der Technik bietet dieses Codierverfahren mehrere Vorteile: die an der Energie des Tonsignals in einem engen Band von hörbaren Frequenzen ausgeübten Änderungen können ohne Schwierigkeit durch den Lautsprecher eines Empfängers wiedergegeben werden, während sie ungeachtet der Qualität des Lautsprechers weiterhin vollständig nicht hörbar bleiben; es kann eine Programmidentifizierungsmitteilung aufgebaut werden, indem diese Änderungen gemäß einem vorbestimmten Code wiederholt werden, wobei die Mitteilung eine relativ große Menge an Information wie etwa die Identität des Sendekanals oder Station, die Identität des Programms selbst und das exakte Datum der Übertragung enthalten kann; die Qualität des die codierte Mitteilung enthaltenden Tonsignals ist nicht hörbar verschlechtert; das allgemeine Frequenzspektrum des Tonsignals ist durch das Hinzufügen der codierten Mitteilung nicht wahrnehmbar geändert; die Gesamtenergie des Tonsignals ist nicht wahrnehmbar geändert; das Verfahren ist ungeachtet des für die Übertragung des Tonsignals verwendeten Modulationstyps anwendbar; die codierte Identitätsmitteilung kann im durch den Lautsprecher eines Empfängers (oder einer Einrichtung zum Abspielen einer Aufzeichnung) wiedergegebenen Tonsignal erfaßt werden, und zwar mittels der Decodiereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die innerhalb des Zuhörbereichs des Lautsprechers angeordnet ist, ohne daß die Notwendigkeit besteht, irgendeine Art von Verbindung zwischen der Decodiereinrichtung und dem Empfänger oder der Abspielvorrichtung vorzusehen.
Das Codierverfahren kann den Vergleich der Energie des Tonsignals im Frequenzband mit einer Schwelle und das Ändern der Energie nur dann, wenn sie größer als die Schwelle ist, umfassen.
Auf diese Art und Weise wird die codierte Mitteilung zum Tonsignal des Programms nicht während stiller Perioden, während denen sie andernfalls hörbar wäre, hinzugefügt.
Die Dauer der das Tonsignal ändernden Pulse im engen Frequenzband ist bevorzugt kürzer als etwa 100 ms, beispielsweise etwa 10 ms.
Die Wiederholrate dieser Pulse kann beispielsweise im Bereich von 5 Hz bis 20 Hz liegen.
Das die codierte Mitteilung enthaltende enge Frequenzband liegt bevorzugt zwischen etwa 100 Hz und etwa 700 Hz, und es kann einige 10 Hz breit sein.
Die Energie des Tonsignals im Frequenzband kann geändert werden durch Reduzieren der Energie auf einen Wert, der im wesentlichen null beträgt, oder - im Gegenteil - durch Vergrößern der Energie auf einen vorbestimmten Wert.
Das Codierverfahren kann die Wahl von wenigstens zwei engen Frequenzbändern des Tonsignals und die gleichzeitige Änderung der Energie des Tonsignals in den beiden Frequenzbändern in einer Art und Weise umfassen, die vorbestimmt ist und wiederholt wird, um die Identitätsmitteilung zu codieren.
Die Codierdatenrate kann somit vergrößert werden, indem gleichzeitig verschiedene Teile der Mitteilung einer Mehrzahl von engen Frequenzbändern im Tonsignal hinzugefügt werden.
Es ist somit ferner möglich, die Nichthörbarkeit der codierten Mitteilung zu verbessern, indem die Energie des Tonsignals in einem Frequenzband reduziert wird, während die Energie in einem anderen Frequenzband vergrößert wird derart, daß sich die Energieänderungen im Tonsignal zwischen den beiden Frequenzbändern kompensieren.
Das Codierverfahren kann ferner umfassen das Aufsplitten des Tonsignals in Frequenzkomponenten, entweder auf analoge Art und Weise durch Filterung oder auf digitale Art und Weise durch eine Fourier-Transformation oder durch eine Wavelet-Transformation, das Ändern der Energie von im oben erwähnten Frequenzband (in den oben erwähnten Frequenzbändern) liegenden Frequenzkomponenten in einer Art und Weise, die vorbestimmt ist, und dann das Wiederherstellen des Tonsignals und das Senden oder Aufzeichnen desselben auf einem Medium.
Die Decodiereinrichtung kann dazu verwendet werden, ein Signal zu decodieren, das durch eine Einrichtung zum automatischen Identifizieren eines Programms codiert wurde, das ein Tonsignal enthält, das eine nicht hörbare codierte Mitteilung umfassend der Identität eines Sendekanals oder Station, der Identität des Programms und/oder dem exakten Datum des Sendens entsprechende Daten umfaßt, wobei die Einrichtung Mittel umfaßt, die ermöglichen, die Energie des Tonsignals in wenigstens einem zuvor bestimmten engen Band hörbarer Frequenzen in einer Art und Weise zu ändern, die vorbestimmt ist und sich wiederholt, wobei der Satz von auf diese Art und Weise erzeugten Änderungen die codierte Mitteilung bildet.
Die Codiereinrichtung kann ferner Code-Erzeugungsmittel umfassen, die Kanal-, Station-, Programm- und/oder Datum-Identitätsdaten zu wenigstens einer Folge von Puls- oder Quasi-Pulssignalen transformieren, die die an der Energie des Tonsignals im oder in jedem oben erwähnten Frequenzband durchzuführenden Änderungen definieren.
Bevorzugt umfaßt die Codiereinrichtung ein Mittel zum Vergleichen der Energie des Signals im Frequenzband mit einer Schwelle und Mittel zum Verhindern, daß die Energie geändert wird, falls sie unterhalb der Schwelle liegt.
In einer ersten Ausführungsform umfaßt die Codiereinrichtung ein Analogzu-Digital-Wandlermittel für das Schallsignal, wobei das Wandlermittel mit einem Datenverarbeitungsmittel verbunden ist, das die digitalisierten Daten empfängt und dafür ausgelegt ist, es in Frequenzkomponenten aufzusplitten, um die Energie des Signals im Frequenzband gemäß der einzuschlieenden codierten Mitteilung zu ändern und das Signal aus seinen Frequenzkomponenten zusammen mit einem mit dem Ausgang des Datenver arbeitungsmittels verbundenen Digital-zu-Analog-Wandlermittel wieder aufzubauen.
Bei einer anderen Ausführungsform umfaßt die Codiereinrichtung einen Satz von Frequenzfiltern, die parallel geschaltet sind und das Schallsignal an ihren Eingängen empfangen, wobei der Satz wenigstens einen Bandpaßfilter zum Extrahieren des oben erwähnten schmalen Frequenzbands aus dem Schallsignal und zum Anlegen desselben am Eingang eines gesteuerten Schalters umfaßt, dessen anderer Eingang mit einem Ausgang eines Codeerzeugungsmittels verbunden ist, wobei der Satz von Filtern ferner Tiefpaß- und Hochpaßfilter umfaßt zum Übertragen der Frequenzen des Schallsignals, die nicht im oben erwähnten Frequenzband enthalten sind, sowie eine Summierschaltung, deren Eingänge mit dem Ausgang des gesteuerten Schalters bzw. mit den Ausgängen der Tiefpaß- und Hochpaßfilter verbunden sind, um das Schallsignal wiederherzustellen.
Die Erfindung wird nach Lesen der folgenden, als Beispiel gegebenen Beschreibung und mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verstanden, und es werden andere Aspekte, Details und Vorteile der Erfindung klarer erscheinen, wobei in den Zeichnungen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Einrichtung zum Codieren eines Schallsignals, wie durch eine Radiostation oder durch einen Fernsehkanal gesendet oder wie auf einem Medium aufgezeichnet, ist;
Fig. 2 ein Diagramm ist, das schematisch einen Teil der Art und Weise zeigt, wie das Signal in einem engen Frequenzband codiert wird;
Fig. 3 ein Blockdiagramm ist, das eine Dekodiervorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 4 ein Blockdiagramm ist, das eine abgewandelte Ausführungsform der Decodiervorrichtung zeigt; und
Fig. 5 ein Blockdiagramm einer abgewandelten Ausführungsform der Vorrichtung zum Codieren des Schallsignals eines Programms ist.
Es wird zuerst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Blockdiagramm einer Einrichtung zum Codieren des Schallsignals eines durch eine Radiostation oder einen Fernsehkanal übertragenen oder auf einem Medium, wie etwa eine Mikrorillenscheibe, ein Magnetband, eine Kompaktdisk zum Lesen durch einen Laser oder eine Video-Disk, aufgezeichneten Programms.
Die Einrichtung ist dafür ausgelegt, eine nicht hörbare codierte Identifikationsmitteilung zum Schallsignal des Programms hinzuzufügen, das zu senden oder auf dem Medium aufzuzeichnen ist.
Hierzu umfaßt die Einrichtung einen Eingang 10 für das zu codierende Tonsignal/Schallsignal, der mit dem Eingang eines Analog-zu-Digital- Wandlers 12 verbunden ist, dessen Ausgang mit einem Eingang von einem Datenverarbeitungsmittel 14 verbunden ist, das wenigstens einen Mikroprozessor, Arbeitsspeicher und Speicher zum Speichern von Daten umfaßt.
Das Datenverarbeitungsmittel 14 ist dafür ausgelegt, eine Operation 16 des Aufsplittens des durch den Wandler 12 gelieferten digitalisierten Signals in Frequenzkomponenten durchzuführen, wobei das Aufsplitten herkömmlich durch eine Fourier-Transformation durchgeführt wird oder durch eine Wavelet-Transformation durchgeführt wird, wodurch das Signal in einem Frequenz-Zeit-Raum aufgesplittet wird. Diese Wavelet-Transformation ist dem im Fachgebiet bewanderten Fachmann heutzutage gut bekannt, der - falls notwendig - auf einen Artikel Bezug nehmen kann, der im September 1987 auf den Seiten 28-37 in der Zeitschrift "Pour La Science" veröffentlicht wurde.
Das digitalisierte Signal wird in Wavelets oder Fourier-Reihen aufgeteilt, indem ein in einem Speicher des Datenverarbeitungsmittels 14 aufgezeichnetes Programm durchgeführt wird, und dies dient dazu, eines oder mehrere schmale Frequenzbänder des Schallsignals zu codieren, um eine codierte Identifikationsmitteilung darin einzuschließen. Die für die Codierung gewählten Frequenzen sind hörbare Frequenzen, die höher als etwa 100 Hz liegen, so daß sie in den Durchlaßbändern der Lautsprecher von Fernseh- oder Radiosendungsempfängern oder Vorrichtungen zum Abspielen von Aufzeichnungen liegen. Diese Frequenzen liegen ferner niedriger als 1000 Hz, um Probleme zu vermeiden, die der Lautsprecherrichtwirkung und der Dämpfung der sich in Luft ausbreitenden Schallenergie zugeordnet sind, wobei beide Probleme mit der Frequenz zunehmen.
Die für das Codieren des Schallsignals gewählten Frequenzen sind bevorzugt derart gewählt, daß sie im Bereich von etwa 100 Hz bis etwa 700 Hz liegen. In der Praxis wird die Identifikationsmitteilung nicht einer einzigen Frequenz aufcodiert, sondern auf ein relativ schmales Frequenzband mit einer Bandbreite von einigen 10 Hz, beispielsweise 50 Hz, oder auf eine Mehrzahl von derartigen schmalen Frequenzbändern.
Die folgende, durch das Datenverarbeitungsmittel 14 durchgeführte Operation 18 besteht aus der Wahl von einem oder mehreren derartigen schmalen Frequenzbändern entsprechenden Frequenzkomponenten des Signals gemäß Daten, die zuvor in seinem Speicher gespeichert wurden.
Die folgende Operation 20 besteht darin, die Energie der gewählten Frequenzkomponenten zu codieren. Diese Codierung ist vom Puls oder Quasi-Puls-Typ und besteht im wesentlichen darin, die Energie des Schallsignals in jedem schmalen Frequenzband unter Betrachtung auf einen Wert von im wesentlichen null zu reduzieren oder die Energie auf einen vorbestimmten Wert zu vergrößern, wobei dies für kurze Zeitperioden durchgeführt wird, die bevorzugt kürzer als etwa 100 ms sind, so daß die in das Schallsignal einbezogene codierte Mitteilung nicht hörbar ist.
Das Datenverarbeitungsmittel 14 enthält Code-Erzeugungsmittel 22, die die die Identifikationsmitteilung bildenden Daten zu Folgen von Pulsen wandeln, welche Daten beispielsweise durch den Namen einer Radiostation oder eines Fernsehkanals, den Namen des Programms und das exakte Datum der Sendung oder der Aufzeichnung gebildet sein können. Diese Daten können durch die Mittel 22 zu einer Folge von Bits oder Pulsen gewandelt werden, die in entsprechender Art und Weise die Energie des Schallsignals in einem Frequenzband modulieren, oder die Daten können zu einer Mehrzahl von Folgen von Bits oder Pulsen gewandelt werden, die die Energie des Schallsignals gleichzeitig in einer Mehrzahl von Frequenzbändern modulieren, um die Code-Rate zu vergrößern.
Es ist auf diese Art und Weise auch möglich, die Nichthörbarkeit der zu dem Schallsignal hinzugefügten Code-Mitteilung zu vergrößern, beispielsweise durch Codieren der Mitteilung durch Vergrößern der Energie des Schallsignals in einem Frequenzband unter gleichzeitigem Reduzieren der Energie in einem anderen Frequenzband.
Die Energie im Schallsignal innerhalb eines Frequenzbands wird bevorzugt nicht codiert, sofern nicht die Energie in diesem Band oberhalb eines Minimalwerts liegt, um das Hinzufügen der Code-Mitteilung zum Schall signal während stillen Perioden zu vermeiden. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, daß lediglich vorgesehen wird, daß das in einem Speicher des Datenverarbeitungsmittels 14 aufgezeichnete Programm die Energie des Schallsignals im Frequenzband unter Betrachtung mit einer vorbestimmten Schwelle vergleicht, um das Codieren der Energie so lange durchzuführen, wie sie größer als die Schwelle ist, und um die Codierung zu stoppen, wenn die Energie unterhalb der Schwelle liegt.
Die folgende, durch das Datenverarbeitungsmittel 14 durchgeführte Operation 24 besteht in der Wiederherstellung eines Schallsignals in digitaler Form aus den Frequenzkomponenten des Eingabesignals, die nicht codiert wurden, und den Komponenten, die codiert wurden. Es wird somit ein digitales Signal an der Ausgabe des Datenverarbeitungsmittels 14 erhalten, das dem Eingangssignal entspricht, das aber eine codierte Identifikationsmitteilung enthält.
Dieses Signal wird an dem Eingang eines Digital-zu-Analog-Wandlers 26 angelegt, dessen Ausgang mit einem Audio-Ausgang 28 verbunden ist, der zu einem üblichen Sende- oder Aufzeichnungsmittel führt.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel zeigt, wie die Energie des Schallsignals in einem engen Band hörbarer Frequenzen codiert werden kann. Die Kurve A zeigt, wie die Energie des Schallsignals als eine Funktion der Zeit variiert, und die Kerben B und C zeigen zwei Code-Pulse, während denen die Energie auf im wesentlichen null reduziert wird. Im gezeigten Beispiel weist der erste Puls B eine Dauer von 10 ms auf und weist der zweite Puls C die doppelte Dauer, d. h. 20 ms auf, wobei der zweite Puls etwa 50 ms bis etwa 100 ms nach dem Beginn des ersten Pulses B anfängt.
Es kann jeder Code-Typ dazu verwendet werden, die Daten der Identifikationsmitteilung zu Folgen von Pulsen zu transformieren, und derartige Codes können beispielsweise gekennzeichnet sein durch Pulse von fester oder variierender Dauer, durch die Wiederholrate der Pulse, durch Gruppen von Pulsen usw.
Im allgemeinen kann die Identifikationsmitteilung auf eine im Bereich von etwa 50 bis etwa 100 liegenden Anzahl von Bits codiert werden, wodurch ausreichend Redundanz einbezogen wird, um die Risiken von Fehlern beim Decodieren zu vermindern, wobei die Dauer der codierten Identifikationsmitteilung im Bereich von etwa 3 Sekunden bis etwa 20 Sekunden liegt und die Wiederholrate ihrer Bits im Bereich von 5 Hz bis 20 Hz liegt.
Unter solchen Bedingungen ist die im Schallsignal einbezogene codierte Identifikationsmitteilung nicht hörbar, wenn das Signal durch einen Lautsprecher hoher Qualität wiedergegeben wird.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer Decodiervorrichtung einer Ausführungsform der Erfindung, die im Zuhörbereich eines Lautsprechers 30 einer Vorrichtung 32 zum Empfangen eines Programms oder zum Abspielen einer Aufzeichnung des Programms angeordnet ist.
Die Decodiervorrichtung umfaßt ein Mikrofon 34, das das durch den Lautsprecher 30 wiedergegebene Schallsignal aufnimmt und über ein Verstärkermittel 36 mit einem Bandpaßfilter 38 verbunden ist, dessen Durchlaßband das schmale Frequenzband (die schmalen Frequenzbänder) umfaßt, die die das Programm identifizierende codierte Mitteilung tragen. Der Ausgang vom Filter 38 ist durch einen Analog-zu-Digital-Wandler 40 mit einem Eingang der Datenverarbeitungsmittel 42 verbunden, die wenigstens einen Mikroprozessor zusammen mit Arbeitsspeicher und Speicher zum Speichern von Daten umfassen. Diese Datenverarbeitungsmittel 42 beginnen bei 44, die Frequenzen des durch den Wandler 40 bereitgestellten digitalen Signals aufzuteilen, dann bei 46 die Frequenzkomponenten zu wählen, die die codierte Identifikationsmitteilung enthalten und dann bei 48 die Änderungen in der Energie des Signals in den Frequenzkomponenten zu erfassen, die den Codebits der Identifikationsmitteilung entsprechen. Die folgende Operation 50 besteht darin, die codierte Mitteilung wiederherzustellen, die dann in einem Speicher 52 gespeichert wird.
Die Decodiervorrichtung kann optional ferner einen Bewegungsdetektor 54 enthalten, wie beispielsweise einen Beschleunigungsmesser, wobei das Ausgangssignal hiervon in beliebiger angemessener Art und Weise zur wiederhergestellten Codemitteilung vor dem Speichern derselben im Speicher hinzugefügt wird, um anzuzeigen, ob die Decodiervorrichtung durch eine Person bewegt wird oder nicht.
Es ist auch möglich, einen Temperaturdetektor 55 zusätzlich zum Bewegungsdetektor zu verwenden, da die Temperatur der Decodiervorrichtung wahrnehmbar zunimmt, wenn sie durch eine Person getragen wird. Wenn die Decodiervorrichtung durch eine Person getragen wird, so ist sie in einem angemessenen, in Fig. 3 schematisch durch die Ein-Punkt-Kettenlinie 57 angedeuteten Gehäuse aufgenommen, das angemessene Mittel zum Befestigen der eingeschlossenen Decodiervorrichtung an der Person oder der Kleidung der Person umfaßt. Vorteilhafterweise weist das Gehäuse die Größe eines Funkrufempfängers auf oder ist kleiner, um zu ermöglichen, daß es durch die Person komfortabel und bequem getragen werden kann.
Der Vorteil von derartigen Bewegungs- und/oder Temperaturdetektoren liegt beispielsweise darin, daß sie es möglich machen, die Identität der die Decodiervorrichtung tragenden Person mit der automatischen Identifikation der Programme in Beziehung zu setzen, denen die Person am Radio oder Fernsehen oder einer Vorrichtung zum Abspielen einer Aufzeichnung zuhört.
Die Decodiervorrichtung einer Ausführungsform der Erfindung macht es somit möglich, in ihrem Speicher die Programmidentifikationsmitteilungen zu speichern, die sie nacheinander über eine gewisse Zeitdauer aufnimmt. Der Inhalt des Speichers kann in regelmäßigen Abständen durch ein angemessenes Mittel zu einer Zentralprozessoreinheit übertragen werden, die die Identifikationsmitteilungen decodiert und hieraus Programmzuhörerschaftmessungen ableitet, oder die die durch eine an einem gegebenen festen Ort angeordnete Decodiervorrichtung aufgenommenen Programme auflistet. Die durch die Zentraleinheit gesammelten Daten können auch dazu verwendet werden, das Senden von Werbeprogrammen zu überwachen.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das eine weitere Ausführungsform der Decodiervorrichtung zeigt, in der das durch das Mikrofon 34 aufgenommene Schallsignal durch analoge anstelle durch digitale Mittel verarbeitet wird.
Hierzu ist der Ausgang vom Mikrofon 34 über das Verstärkermittel 36 mit einem Satz von Filtern 56 verbunden, die parallel angeschlossen sind, wobei die Ausgänge hiervon mit den Eingängen einer Schaltung oder eines Satzes von Schaltungen 58 zum Erfassen von in den oben erwähnten schmalen Frequenzbändern gebildeten Code-Pulsen verbunden sind. Der Schaltung 58 oder jeder der Schaltungen 58 ist auf herkömmliche Art und Weise ein Synchronisationstaktgeber 60 zugeordnet.
Der Ausgang von der oder jeder Schaltung 58 ist mit Mitteln 62 zum Wiederherstellen der codierten Mitteilung verbunden, welche Mitteilung dann in einem Speicher gespeichert wird.
Jeder Filter 56 ist ein Schaltkapazitätsfilter, der es ermöglicht, daß ein Frequenzband aus dem durch das Mikrofon 34 aufgenommenen Schallsignal extrahiert wird, welches einem der Frequenzbänder entspricht, die in der Codiereinrichtung gewählt wurden. Das Durchgangsband jedes der Filter 56 kann möglicherweise größer als das des beim Codieren der Identifikationsmitteilung verwendeten Frequenzbands sein, beispielsweise wegen einer Verzerrung oder harmonischen Dispersion im Schallsignal, während es durch den Lautsprecher wiedergegeben wird. Es ist auch möglich, eine Mehrzahl von Filtern 56 vorzusehen, die im wesentlichen aneinandergrenzende Durchlaßbänder aufweisen.
Die die eingeschlossene Mitteilung bildenden Bits werden in der Schaltung (in den Schaltungen) 58 erfaßt durch Erfassen von ansteigenden und fallenden Flanken in den Energieänderungen im Schallsignal oder in den in Frage stehenden Frequenzbändern und durch Überwachen der Dauer derartiger Änderungen.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer anderen Codiereinrichtung, welche in diesem Fall vom analogen Typ ist.
Der Audio-Eingang 10 für das zu verarbeitende Schallsignal ist über Verstärkermittel 64 mit einem Satz von Frequenzfiltern verbunden, die parallel angeschlossen sind und einen oder mehrere Bandpaßfilter 66, deren Durchlaßbänder den zu codierenden schmalen Frequenzbändern entsprechen, zusammen mit Sätzen von Hochpaß- , Tiefpaß- und mögli cherweise Bandpaßfiltern 68 zum Übertragen der Frequenzkomponenten des Schallsignals, die bei der Codierung nicht involviert sind, umfassen.
Der Ausgang von jedem Bandpaßfilter 66 ist mit einem Eingang eines gesteuerten Schalters 70 verbunden, der die Funktion eines UND-Gatters durchführt und der einen weiteren Eingang aufweist, der ein Steuersignal empfängt, das durch Code-Erzeugungsmittel 72 geliefert wird, die einem Synchronisiertaktgenerator 74 zugeordnet sind und dazu dienen, die hierzu durch Mittel 76 zum Identifizieren des Sendekanals oder der Station, Mittel 78 zum Identifizieren des Programms und eine Uhr 80 für Datierzwecke gelieferten Daten in Folgen von Bits zu wandeln.
Die Ausgänge der Schalter 70 sind ebenso wie die Ausgänge von den anderen Filtern 68 mit Eingängen einer Summierschaltung 82 verbunden. Das Ausgangssignal von der Summierschaltung 82 ist das wiederhergestellte anfängliche Schallsignal, das nun aber die codierte Programmidentifikationsmitteilung enthält.
Im allgemeinen kann das codierte Identifikationssignal diskontinuierlich zum Programmschallsignal hinzugefügt werden, oder kontinuierlich, wobei die codierte Mitteilung endlos im Programmschallsignal wiederholt wird.
Die Codiereinrichtung macht es somit möglich, eine Identifikationsmitteilung im Schallsignal eines Programms zu codieren, welche Mitteilung nicht hörbar ist, wenn das Schallsignal durch Lautsprecher wiedergegeben wird, selbst wenn diese von sehr hoher Qualität sind, wobei die Frequenz- und Pegelcharakteristika der codierten Mitteilung es trotzdem möglich machen, daß sie selbst durch Lautsprecher sehr schlechter Qualität wiedergegeben wird, wodurch es ermöglicht wird, daß die Mitteilung unter sehr schlechten Wiedergabebedingungen aufgenommen und aus dem Schallsignal extrahiert wird.
Die durch die Codiereinrichtung auf das Schallsignal ausgeübte Verarbeitung zieht eine Verzögerung bei der Übertragung des Schallsignals nach sich, welche Verzögerung etwa 0,1 Sekunden bis etwa 1 Sekunde betragen kann. Dies erfordert, daß für ein Videoprogramm das Bild und der Ton nach dem Codieren des Tonsignals resynchronisiert werden. Eine derartige Resynchronisation ist für den Fachmann alltäglich.

Claims

1. Einrichtung zum Wiedergewinnen einer Identifikationsmitteilung, die in einem wenigstens ein Teil eines Programms bildenden Schallsignal codiert ist, wobei die Identifikationsmitteilung codiert ist durch Ändern der Energie des Schallsignals in wenigstens einem Band hörbarer Frequenzen desselben, wobei das Schallsignal durch einen Lautsprecher (30) wiedergegeben wird, umfassend:

eine durch eine Person tragbare Hülle (57),

ein Mikrofonmittel (34) innerhalb der Hülle (57) zum Wandeln des durch den Lautsprecher (30) wiedergegebenen Schallsignals in ein elektrisches Schallsignal,

ein Mittel (42, 48) innerhalb der Hülle zum Erfassen von Änderungen in der Energie des elektrischen Schallsignals in dem wenigstens einen Band hörbarer Frequenzen,

ein Mittel (42, 50) innerhalb der Hülle zum Wiedergewinnen der Identifikationsmitteilung aus den erfaßten Änderungen,

ein Mittel (52) innerhalb der Hülle (57) zum Speichern der Identifikationsmitteilung,

ein Tragerfassungsmittel (54, 55) zum Bestimmen, ob die Einrichtung durch eine Person getragen wird, und

ein Mittel (52) zum Speichern eines Hinweises auf eine derartige Bestimmung, ob die Einrichtung durch eine Person getragen wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Tragerfassungsmittel (54) ein Bewegungserfassungsmittel (54) zum Erfassen einer Bewegung der Einrichtung umfaßt, welche Bewegung anzeigt, daß die Einrichtung durch eine Person getragen wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Tragerfassungsmittel ein Mittel (55) zum Erfassen von Körperwärme einer die Einrichtung tragenden Person umfaßt.

4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Analog-zu-Digital-Wandlermittel (40) zum Wandeln des elektrischen Schallsignals in eine digitale Form, wobei das Erfassungsmittel, das Wiedergewinnungsmittel und das Speichermittel ein Datenverarbeitungsmittel (42, 44) umfassen zum Aufsplitten des digitalisierten Schallsignals in eine Mehrzahl von Frequenzkomponenten, von denen wenigstens eine in das wenigstens eine Band hörbarer Frequenzen fällt, wobei das Datenverarbeitungsmittel (42, 48) ferner wirksam ist, Änderungen in der Energie wenigstens einer Frequenzkomponente zu erfassen, um die Identifikationsmitteilung aus den erfaßten Änderungen wiederzugewinnen und die Identifikationsmitteilung in einem Speicher (52) zu speichern.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Erfassungsmittel ein Bandpaßfiltermittel (38) zum Trennen des wenigstens eines Bandes hörbarer Frequenzen vom elektrischen Schallsignal umfaßt.

6. Verfahren zum Aufzeichnen einer Identifikationsmitteilung mit einer auf einer Person tragbaren Vorrichtung, welche Identifikationsmit-teilung in einem wenigstens ein Teil eines Programms bildenden Schallsignal codiert ist, wobei die Identifikationsmitteilung codiert ist durch Ändern der Energie des Schallsignals in wenigstens einem Band hörbarer Frequenzen desselben, wobei das Schallsignal durch einen Lautsprecher (30) wiedergegeben wird, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

Aufnehmen des durch den Lautsprecher (30) wiedergegebenen Schallsignals mit einem Mikrofon (34) in der Vorrichtung, Wandeln des durch den Lautsprecher (30) wiedergegebenen Schallsignals in ein elektrisches Schallsignal,

Erfassung von Änderungen in der Energie des elektrischen Schallsignals in dem wenigstens einen Band hörbarer Frequenzen durch Erfassungsmittel (42, 48) in der Vorrichtung,

Wiedergewinnen der Identifikationsmitteilung aus den erfaßten Änderungen durch ein Wiedergewinnungsmittel (42, 50) in der Vorrichtung,

Speichern der Identifikationsmitteilung in der Vorrichtung, Bestimmen, durch ein in der Vorrichtung enthaltenes Bestimmungsmittel (54, 55), ob die Vorrichtung durch eine Person getragen wird, und

Speichern, durch ein in der Vorrichtung enthaltenes Speichermittel, eines Hinweises auf eine derartige Bestimmung, ob die Einrichtung durch eine Person getragen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Schritt des Bestimmens den Schritt der Erfassung einer Bewegung der Vorrichtung umfaßt, die anzeigt, daß die Vorrichtung durch eine Person getragen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem der Schritt des Bestimmens den Schritt der Erfassung von Körperwärme einer die Einrichtung tragenden Person umfaßt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem der Schritt des Umwandelns ferner die Schritte umfaßt:

Wandeln des elektrischen Schallsignals zu einer digitalen Form durch ein Analog-zu-Digital-Wandlermittel (40) in der Vorrichtung, und Aufsplitten des digitalisierten Schallsignals in eine Mehrzahl von Frequenzkomponenten durch ein Datenverarbeitungsmittel (42) in der Vorrichtung, wobei wenigstens eine der Frequenzkomponenten in das wenigstens eine Band hörbarer Frequenzen fällt, und bei dem der Schritt des Erfassens ferner den Schritt des Erfassens von Änderungen in der Energie der wenigstens einen Frequenzkomponente umfaßt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem der Schritt des Erfassens ein Bandpaßfiltern des elektrischen Schallsignals umfaßt, um das wenigstens eine Band hörbarer Frequenzen von dem elektrischen Schallsignal zu trennen.