EP0875107B1 - Codierverfahren zur einbringung eines nicht hörbaren datensignals in ein audiosignal, decodierverfahren, codierer und decodierer - Google Patents

Codierverfahren zur einbringung eines nicht hörbaren datensignals in ein audiosignal, decodierverfahren, codierer und decodierer Download PDF

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EP0875107B1
EP0875107B1 EP97902223A EP97902223A EP0875107B1 EP 0875107 B1 EP0875107 B1 EP 0875107B1 EP 97902223 A EP97902223 A EP 97902223A EP 97902223 A EP97902223 A EP 97902223A EP 0875107 B1 EP0875107 B1 EP 0875107B1
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EP
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signal
data signal
audio signal
audio
spectrum
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EP97902223A
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Albert Heuberger
Heinz GERHÄUSER
Rainer Perthold
Ernst Eberlein
Roland Plankenbühler
Hartmut Schott
Christian Neubauer
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Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/28—Arrangements for simultaneous broadcast of plural pieces of information
    • H04H20/30—Arrangements for simultaneous broadcast of plural pieces of information by a single channel
    • H04H20/31—Arrangements for simultaneous broadcast of plural pieces of information by a single channel using in-band signals, e.g. subsonic or cue signal

Definitions

  • the present invention relates to an encoding method for introducing an inaudible data signal into an audio signal, on a method for decoding a inaudible data signal contained in an audio signal, to an encoder and a decoder.
  • the transmission of inaudible data signals in one Audio signal is used, for example, in range research for broadcasting.
  • the range research serves the distribution of listeners of individual radio stations to reliably determine.
  • the prior art is different Processes known to individual audience distribution Identify radio stations.
  • a first method works in such a way that by means of a microphone, that is carried by a handset, the ambient noise recorded and using a reference receiver compared. The reception frequency can then be obtained from the comparison of the radio receiver.
  • the ambient noise in compressed form with the information of the exact time be recorded in a memory and then on a control center can be transferred.
  • There the data from powerful computers compared with sample programs, which during a predetermined period of time, for example one day. In this way, the heard station can be determined.
  • the system described first is not applicable to one Multi-band reception, multi-standard reception or multi-media reception, since it's only on the transmission of frequency modulated signals is limited.
  • An additional local radiation other media via free FM channels is due to the diversity of the program sources can only be carried out in individual cases.
  • the reception strength is the same required as the receiver of the listener has. At a good reception system or e.g. this condition is in the car not realizable.
  • Another disadvantage is in the response time to tune the reference receiver and the correlation, as this increases with the range of programs and is in the range of minutes. The electricity consumption such a process is due to the components used, the receiver, the signal processing, etc., considerably.
  • the receiver cannot be designed to be as economical as desired be because of the power consumption of the reference receiver immediately determines the large signal strength is.
  • Another disadvantage is that the comparison principle only the frequency of the received Signal can be determined, but the frequency assignment depends on the current location. So it is necessary to provide information regarding the location of the Available to the listener, for example via the current station tables.
  • the second method described above has the disadvantage a considerable memory requirement, since a Recording over 24 hours a net amount of data of approx. 150 MB results. Even with good compression e.g. the factor 10 is about 15 MB of data per day. Consequently the memories to be used are large and therefore expensive and also have a high power consumption.
  • the investigation of the reference programs difficult because they are decentralized nationwide. Again there is another problem in the issue of data protection, since the audio information collected directly from the environment of the test person and transported to a central evaluation.
  • US-A-5,450,490 describes an apparatus and method for including codes in audio signals and for Decode them. This system uses different ones Symbols encoded using crossed frequency lines become. To ensure that the transmitted data signals are inaudible at all times, is regarding of the individual frequencies that make up the broadcast Assemble symbols, a masking assessment carried out. The disadvantage of this method is in that the generation of signals to be transmitted is very is complex.
  • US-A-5,473,631 relates to a communication system simultaneously data and audio signals over a conventional one Send audio communication channel, being psychoacoustic Coding techniques (perceptual coding) used become.
  • a first network is used, which one Audio channel monitors to discover ways to do that Insert data signal in the audio signal such that the inserted signals are masked by the audio signal.
  • a control is provided by means of which a data signal is provided, which is then in RAM memories is filed.
  • the data signal is either by a Encoded spread spectrum encoder. That in the RAM memory stored data signal is input into a modulo2 encoder, in it with a synchronous pseudo-noise code is mixed by a PN code generator.
  • the resulting Signal is input to a head signal generator, and the signal output from this generator is sent to an adjustable Attenuator applied.
  • the output of the adjustable Attenuator is connected to a summer which serves the audio signal and the data signal summarize, then the audio and data signal at the output to spend.
  • the network is used for opportunities to capture a data signal in such a way in the audio signal insert so that the data signals from a human Listeners are not noticed.
  • the present Invention the object of a method for coding a data signal not audibly contained in an audio signal to ensure that the Data signal to be transmitted not perceived by the human ear becomes insensitive to interference and forms a good channel utilization, the data signal can be decoded safely and easily.
  • the present Another object of the invention is an encoder for inserting and removing one inaudible in one To create audio signal contained data signal at which it is ensured that the data signal to be transmitted from human ear is not perceived, against interference is insensitive and good channel utilization forms, the data signal being decoded safely and easily can be.
  • An advantage of the methods according to the invention is that that information is introduced into an audio signal, without being perceived by the human ear, but can be safely decoded by a detector.
  • Another Advantage of the present invention is that the Spread spectrum modulation is used where the information or the data signal in the entire transmission band spreads, increasing susceptibility to interference and reduces the multipath becomes. At the same time, there is good channel utilization.
  • the inaudibility thereby achieved that the audio signal, which for example is a music signal to which the data signal or the information should be added to a psychoacoustic calculation is subjected.
  • This becomes the masking threshold determined and the spread spectrum signal with this weighted. This ensures that at no time more energy is used for data transmission than is permitted psychoacoustically.
  • a non-recursive can be used to decode the encoded data signal Filters (matched filters) can be used.
  • This Filters can be used for correlation and reconstruction so that decoding is particularly easy, what with regard to a later hardware implementation is advantageous.
  • the decoder can, for example, in the Form of a wrist watch can be easily provided by test subjects can be worn.
  • An advantage of the encoder according to the invention is that that information is introduced into an audio signal, without being perceived by the human ear, but can be safely decoded by a detector.
  • Another Advantage of the present invention is that the Spread spectrum modulation is used where the information or the data signal in the entire transmission band spreads, increasing susceptibility to interference and reduces the multipath becomes. At the same time, there is good channel utilization.
  • the inaudibility thereby achieved that the audio signal, which for example is a music signal to which the data signal or the information should be added to a psychoacoustic calculation is subjected.
  • This becomes the masking threshold determined and the spread spectrum signal with this weighted. This ensures that at no time more energy is used for data transmission than is permitted psychoacoustically.
  • the decoder can use a non-recursive filter (matched filter) use.
  • This filter can be used for correlation and Reconstruction can be used so that the decoding designed especially simple, with a view to a later one Hardware implementation is advantageous.
  • the decoder can be provided, for example, in the form of a wristwatch that can be easily carried by test persons.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment is described below with reference to FIG. 1 of an encoder described in more detail. It should be noted that the circuit shown in Fig. 1 is only a represents preferred embodiment, and the present Invention is not limited to this.
  • BPSK baseband modulator 108, the BPSK modulator 110 and the device for weighting two signals 112 each formed by a multiplier.
  • the transformation block 100 is with an input ON Circuit connected.
  • the output of the transformation block 100 is connected to psychoacoustic block 102.
  • the entrance the circuit is also connected to an input of the superposition device 116 connected.
  • the output of the pseudo-noise signal generator 106 is with connected to an input of the BPSK baseband modulator 108 and the output of the data signal generator 104 with the input of the source coding block 105, whose output again with the other input of the BPSK baseband modulator 108 is connected.
  • the output of the BPSK baseband modulator 108 is with an input of the BPSK modulator 110 connected, the other input of which is connected to a signal generator (not shown) is connected, which is a cosine Applies signal to the other input of the BPSK modulator 110.
  • the output of the BPSK modulator 110 is with the further Transformation block 118 connected, the output of which the weighting device 112 is connected.
  • the output of the psychoacoustic block 102 is also included of the weighting device 112.
  • the exit of the Weighting device 112 has an input of the reverse transformation block 114 connected.
  • the output of the reverse transformation block 114 is with another entrance Superposition device 116 connected, the output the superposition device 116 with an output AUS der Circuit is connected.
  • PCM Pulsed Code Modulation
  • FFT fast Fourier transformation
  • N (..) of the music signal n (k) with 512 frequency lines before that as an input signal for psychoacoustics 102 is used.
  • the spectrum of the music signal becomes simultaneous applied to the superposition device 116, such as this is illustrated by arrow 120.
  • the spectrum N ( ⁇ ) is divided into critical bands. These bands have a width of 1/3 bark, which, depending on the sampling frequency (in the present example this is 44.1 kHz or 48 kHz, for example) results in a band number of approximately 60 critical bands.
  • the assignment of the frequencies f (Hz) in bands z (bark) is based on the band division that the human ear makes during the hearing process and is listed in a table, for example in the standard ISO / IEC 11172-3.
  • the masking threshold W (z) is significant for tonal audio signals to set lower. Therefore, using signal prediction a measure of the tonality for each frequency line certainly.
  • the prediction determines from the two past FFTs for each line have a predicted vector by adding the phase and magnitude difference to the vector the last FFT line. Then an error vector by forming the difference between the predicted vector and actually vector obtained from the FFT.
  • the masking threshold can be calculated differently.
  • the spectral lines obtained from the FFT are summarized in critical bands. These bands have a width of 1/3 bark, which, depending on the sampling frequency (in the present example this is 44.1 kHz or 48 kHz, for example) results in a band number of approximately 60 critical bands.
  • the assignment of the frequencies f (Hz) in bands z (bark) is based on the band division that the human ear makes during the hearing process and is listed in a table, for example in the standard ISO / IEC 11172-3.
  • W (z) is now converted into W ( ⁇ ), this conversion according to the ISO / IEC 11172-3 standard.
  • the history the masking threshold W ( ⁇ ) is thus at the output of the Blocks 102, and indicates up to which energy level energy may be added to the signal at a point ⁇ , so that this change remains inaudible.
  • the data signal generator 104 provides the useful data signal x (n), which is generally repeated cyclically in order to enable decoding in a decoder at any time.
  • the data signal has a bandwidth of, for example, 50 Hz.
  • the data at the output of the DSG 104 are in the form of a binary signal and have a low bit rate 1 / T x in the range from 1-100 bit / s.
  • the spectrum of this signal must be very narrow-band in comparison to the spectrum of the signal which is output by the PN signal generator 106 with ⁇ x .
  • the useful data signals x (n) exist in the one described in FIG. 1 Embodiment from words with a length of 11 bits. These data words are in a frame built-in, which has a length between 26 and 29 bits.
  • Fig. 2 the structure of such a transmission frame is shown in more detail.
  • the transmission frame 200 comprises four sections 202, 204, 206, 208.
  • the first section is a synchronous word 202, which consists of seven bits (bits 0 to 6) and in which example shown in FIG. 2 by the bit sequence 1111110 is formed.
  • the second section 202 is used for error protection and consists of four bits (bits 7 to 10).
  • the third Section 206 contains the data word, which is a length of 11 Has bits (bits 11 to 21).
  • the fourth section 208 contains a check sum (checksum) consisting of four bits (bits 22 to 25).
  • the error protection (section 204 in FIG. 2) is provided by a non-systematic (15,11) hamming code implemented. With this Block code can correct all 1-bit errors. At Multi-bit errors will result in the data word received being incorrect discarded.
  • the advantage of this code is that it without great computer effort through simple matrix multiplication is realizable and thus also with regard to the decoding method suitable is.
  • the transmission frame 200 is through the source coding block 105 (Fig. 1) constructed.
  • Fig. 3 is the source coding block 105 shown in detail.
  • the source coding block 105 are from the data signal generator 104 the data signals provided.
  • the data are data words with 11 bits Length before, as shown in Fig. 3.
  • the transmission framework is now set up in such a way that first the error protection in a first block 304 by the (15, 11) Hamming code is realized.
  • the frame now has a length of 15 bits.
  • a second block 306 added the check sum to the frame.
  • the length is then 19 bits.
  • the required one takes place Coding of the transmission frame by an HDLC encoder, which results in a frame length of 19 to 22 bits.
  • the Binary signal present at the output of block 308 is now in converted an antipodal signal. This can e.g.
  • the pseudo-noise signal generator 106 provides the spread signal g (l) with the bit rate 1 / T g .
  • the bandwidth ⁇ g of this signal determines the bandwidth ⁇ s of the spread spectrum signal and, in the exemplary embodiment shown in FIG. 1, lies in the range of 6 kHz.
  • the PNSG 106 is constructed as a feedback shift register and supplies a pseudo-random pseudo-noise sequence (PN sequence) of length N. This sequence must be known in the decoder for decoding the signal.
  • the ratio T x / T n is called the spreading factor and directly determines the signal-to-noise ratio up to which the method still works reliably.
  • the present binary signal g (1) of the PNSG 106 is now in converted an antipodal signal. This can e.g. with the Assignment 0 -> 1 and 1 -> -1 take place. After this formatting the signal is processed and becomes the BPSK baseband modulator fed.
  • the BPSK baseband modulator 108 is simple to use when using antipodal signals since a sample-wise multiplication corresponds to the BPSK modulation.
  • the resulting signal h (l) g (l) x '(n) has a bandwidth of ⁇ h ⁇ 6 kHz.
  • the amplitude values are -1 and 1.
  • the signal has the main maximum at 0 Hz, so it is in the baseband.
  • the baseband signal h (l) is now fed to the BPSK modulator 110. There, the baseband signal h (l) is modulated onto a cosine carrier cos ( ⁇ T t).
  • the frequency of the carrier is half the bandwidth of the spread-band signal in the baseband.
  • the first zero of the modulated spectrum thus comes to be at 0 Hz.
  • the signal can be transmitted on channels whose transmission function dampens strongly in the range from 0 to 100 Hz, as is to be expected with audio transmissions via loudspeakers and microphone.
  • the modulation can be used instead of a carrier cosine also be done by suitable coding.
  • the Manchester Code can also be a property that is free of mean values Find use. Because of its freedom from the mean there is therefore no energy of the Spread band signal to lie, which is for portability important is.
  • the coding rule for the Manchester code reads 0 -> 10 and 1 -> 01. Double the number of bits so yourself.
  • the time signal s (1), which is at the output of the BPSK modulator 110 is now applied by means of a fast Fourier transformation in transformation block 118 into the spectral range transformed so that S ( ⁇ ) is present at the output of block 118.
  • the psychoacoustically weighted useful signal added n (k) in the time domain to the music signal.
  • the encoder supplies a digital PCM signal n c (k), which can be transmitted on any transmission link as long as it has a bandwidth of at least 6 kHz.
  • the output of the Transformation blocks 100 can the output of the Transformation blocks 100 additionally with the overlay device 116 connected.
  • the overlay device 116 there is a Superposition of the spectral spread signal and the spectral Audio signal and then the inverse transformation in the time domain.
  • the decoder comprises a microphone 400 which, for example music signal emitted by a radio receiver receives.
  • the output of the microphone 400 is with the input a low pass 402, the output of which is connected to a Amplifier 404 connected to automatic gain control is.
  • the output of amplifier 404 is one Analog / digital converter 406 connected.
  • the output of the analog / digital converter 406 is with the receipt of a non-recursive Filters 408 (matched FIR filter) connected whose Output with an input of a bit synchronization control block 410 is connected.
  • the output of block 410 is connected to the input of a data decoder 412. At the The output of the data decoder 412 is the decoded data signal in front.
  • a decoder is described below with reference to FIG. 4.
  • the music signal n c (k) emitted by the radio receiver is converted into electrical signals by the microphone 400 and fed to the low-pass filter 402.
  • the cut-off frequency of the low-pass filter 402 is dimensioned such that the frequency components in which no data are modulated in are greatly attenuated. In the present exemplary embodiment, the cutoff frequency is 6 kHz. Low-pass filtering is used to avoid convolutions that may result from the later sampling of the signal.
  • the amplifier 404 with automatic gain control provides constant instantaneous power of the input signal before the A / D converter 406 for sure. This is necessary at times due to channel To be able to compensate for damping. It should be noted that the decoder is both hardware and software is feasible. In the case of a software Realization can be dispensed with the amplifier 404.
  • the A / D converter scans and digitizes the Signal through.
  • the matched filter 408 consists of an FIR filter or a non-recursive filter.
  • the filter 408 contains the reverse sequence of the PN sequence as a coefficient of the transmitter.
  • the PN sequence of the pseudo noise signal can be, for example, coded in manchester.
  • contains the filter 408 contains the reverse as coefficients manchester-coded sequence of the transmitter's PN sequence.
  • filter 408 generates one at maximum correlation Tip at the exit, the sign of which is the transmitted symbol corresponds.
  • the filter output thus delivers at a distance of Length 2 * N of the PN sequence peaks which is the transmitted data represent. Because the peaks are not clear at all times is the filter 408 the bit synchronization control block 410 downstream.
  • the synchronization controller in block 410 searches in the output signal of the filter 408 peaks, which clearly differ from stand out from the intoxication. If such a tip is found is synchronized to the length of the PN sequence in the output of the Filters 408 keyed in to the transmitted symbols to recover. A clear one appears during this time Peak, the sampling time is corrected accordingly.
  • the output of block 410 provides a bit stream which is in the subsequent data decoder 412 is processed. This In the event that at the input of the microphone 402 there is no validly coded signal, a random sequence of bits. If the decoder is bit synchronized, contains the bit stream the data sent.
  • the decoding of the useful data signal takes place in the data decoder 412 from the bit stream from block 410.
  • the data decoder is described in more detail below.
  • the Data decoder 412 includes an input ON that is connected to a Frame synchronization block 502 and an HDLC decoding block 504 is connected.
  • Block 502 issues a trigger Trigger signal to block 504.
  • the exit of the block 504 is with the input of a Hamming error correction block 506 connected, the output of which is connected to the input of a checksum block 508 is connected.
  • Subsequent to the Block 508 is a Hamming data calculation in block 410.
  • the output of block 410 is the output of the data decoder 412 connected, at the output of which the data word with a length of 11 bits.
  • Frame synchronization block 502 receives the input bit stream and looks for synchronization word 202 in it. It is found, the HDLC decoder 504 is triggered and the Input data decoded accordingly. Then follows the syndrome calculation and the error correction by the Hamming code. Via the bit error corrected 15-bit word the checksum is calculated and compared with the transmitted bits. If all of these operations are successful, the 15 bits decoded with the Hamming code and the 11 transmitted Data bits output from the decoder.
  • the essential features of the coding method according to the invention for introducing an inaudible data signal into an audio signal are converting the audio signal into the Spectral range, determining the masking threshold of the Audio signal, providing a pseudo noise signal, providing the data signal, multiplying the Pseudo noise signal with the data signal to a frequency spread data signal to create the weighting of the spread data signal with the masking threshold and that Superimposing the audio signal and the weighted signal.
  • the essential features of the method according to the invention for decoding an inaudibly contained in an audio signal are sampling the audio signal, the non-recursive filtering of the sampled audio signal, and comparing the filtered audio signal to one Threshold to recover the data signal.
  • FIG. 6 A system according to the present invention is described below with reference to FIG. 6 Invention for determining the distribution of listeners individual Radio stations described in more detail using an identification signal.
  • the system described with reference to FIG. 6 is used for introducing the identification signal into the transmitted one Audio signal, the coding method described above, and used to decode the signal from the received audio signal, the decoding method described above.
  • the system described with reference to FIG. 6 enables the Reliable distribution of listeners to the individual radio stations to determine.
  • the system is independent of the one used Receivers, so that the different listening habits Can be taken into account.
  • the detection of the listener range takes place in a predetermined Time interval that depends on the individual case is adjustable. According to an example, the time interval 10 seconds. It must also be determined how current the evaluation has to be. According to that shown in Fig. 6 An example of a system is the handset data Night captured. In other embodiments, it may be sufficient the data acquisition device every 4 weeks send in.
  • the system as shown in Fig. 6 includes a recording device that is highly accepted by the listeners achieved to ensure the reliability of data collection. To get the most comprehensive data possible ensure the acquisition device is on the body of the test handset or subjects, and this is about a small device with sufficient battery supply, such as batteries, which are attractive in design and is easy to use.
  • the batteries are in reloaded with a charging or docking station.
  • System 600 exists from the following components.
  • An audio signal is in a radio station 602 and generated by means of an identifier 604 with an identification signal.
  • the audio signal applied with the identification signal is passed to an antenna 606 which emits radiation 608 of the audio signal.
  • a radio receiver 610 consisting of an antenna 612, a receiver device 614 and two speakers 616 receives the radiated Audio signal.
  • the audio signal received by antenna 612 is in via the receiver 614 and the speakers 616 audible audio signal 618 converted by a capture device 620 is received.
  • the one shown in Fig. 6 The exemplary embodiment is the receiving device 620 in FIG Designed in the shape of a wristwatch.
  • the detection device 620 operates to extract the identification signal from the received audio signal 618 pull out. This is done by means of the invention Process for decoding an inaudible in a data signal containing an audio signal.
  • the identification signal that is determined by the receiver 620 is shown in FIG cached to the receiving device.
  • a so-called Docking station 622 is provided to watch 620 for example during the night to record a broadcast to effect the stored identifier data.
  • the Docking station 622 is via a line 624 and a corresponding one Junction 626 to which there is also a telephone 628 can be connected with a communication network 630 connected, which in one embodiment Telephone network is.
  • the data or identification data stored by the receiving device 620 sent to a control center 632 which is a computer 634 to evaluate the received data.
  • a control center 632 which is a computer 634 to evaluate the received data.
  • the Computer 634 is connected to a modem 638 via a line 636 connected, which in turn via a line 640 and a further connection device 642 with the communication network 630 is connected.
  • FIG. 7 Invention for determining the range of a transmitter Radio station described in more detail using an identification signal.
  • the system described with reference to FIG. 7 is used for insertion the identification signal into the transmitted audio signal, the coding method described above, and used to decode the signal from the received audio signal, the decoding method described above.
  • the system according to the invention is shown in its entirety in FIG. 7 provided with the reference numeral 700.
  • the system 700 With the system 700 becomes an audio signal in a radio station 702 for example generated in a Studio 704 and using an identifier or encoder 706 with an identification signal.
  • the application of the audio signal by the identifier 706 is done using the encoding method described above for introducing an inaudible data signal into an audio signal.
  • the one charged with the identification signal Audio signal is passed to an antenna 708 which causes a radiation 710 of the audio signal.
  • a radio receiver 712 for example a test receiver from an antenna 714 and a receiver device 716 the emitted audio signal.
  • the one shown in Fig. 7 Receiver 716 is only used to receive the audio signal. Since it is only in this embodiment the determination of the transmitter range goes to a Playback of the transmitted audio signal can be omitted.
  • An advantage of this procedure is that the Determining the transmitter range is not just a limited one Band area in the audio signal for transmission of the data signal can be used. It is possible the whole Bandwidth of the transmitted audio signal. Thereby can either the decoding security or the transmitted Amount of data can be increased.
  • the Decoder 718 which carries out the method for decoding, formed by a computer 720, which processes the software realized.
  • the Receiver 716 operates via a line or cable 722 connected to a so-called sound card 724 in the computer, processing of the audio signal by the computer to enable.
  • the transmission from the receiver 712 to decoder 718 over line 722 is analog. With in other words, the received audio signal is sent directly from the Receiver 712 is fed into decoder 718.
  • Decoder 718 is connected to a modem via line 724 728 connected, which in turn via another line 730 connected to a corresponding connection point 732 is.
  • the junction 732 is with a communication network 734, for example connected to a telephone network. They are switched off via the communication network 734 data or identification data recorded to the data signal to a Control center 736 sent, which has a computer 738 to evaluate the received data.
  • the calculator 738 is over a line 740 is connected to a modem 742, which in turn is connected to the communication network 734.
  • a system for labeling is described below with reference to FIG. 8 described by audio signals, which is used for sound carriers and copies of sound carriers based on the in the audio signal identify the introduced identification signal.
  • the advantage is that it enables possible pirated copies easily identified since every single one Provide the sound carrier with an individual identifier from the factory is.
  • FIG. 8a schematically shows the production of a sound carrier, such as a compact disc "CD" in a press shop 800 shown.
  • the pressing plant 800 comprises a playback device 802, in which a master tape runs, which the on a CD contains audio signals to be applied.
  • the CD is in a press 804 pressed.
  • an encoder 806 is arranged between press 804 and Playing device 802.
  • Each CD is assigned an identification signal by the encoder, which is introduced into the audio signal.
  • the coding takes place according to the coding method described above.
  • a counter is assigned to encoder 806, for example, consecutive identification numbers provides as an identification signal that in the audio signal is introduced.
  • FIG. 8b The mode of operation of the identifiers is shown in FIG. 8b individual CDs explained in more detail.
  • a CD 808 with a individual ID is copied several times, like this through the schematically represented players 810 is indicated.
  • the copies can be both analog and be created digitally.
  • FIG. 9 is a system for remote control represented by audio devices that the invention Methods of coding and decoding are used.
  • the system according to the invention is shown in its entirety in FIG. 9 provided with the reference number 900.
  • the 900 system With the 900 system becomes an audio signal in a radio station 902 for example created in a Studio 904.
  • Using an encoder 706 becomes a data signal or control signal in the audio signal brought in.
  • the application of the audio signal by encoder 906 is done using that described above Coding method for inserting an inaudible Data signal into an audio signal. That acted on the signal Audio signal is passed to an antenna 908, which causes radiation 910 of the audio signal.
  • a Receiver 912, consisting of an antenna 914 and one Receiver device 916 receives the radiated audio signal.
  • a decoder is provided to the receiver 916, which decoder in data signal contained in the audio signal according to the above-described Decoding process.
  • the recipient is constructed such that it responds to the data signal to for example the recording of a music program Radio stations to begin. Because of the from the audio signal extracted data signal causes the receiver that a Recording device 918 is activated with which the sent Audio signal is recorded. This will make one for radios System created that provides a process that is compatible with the "VPS" procedure when watching TV is comparable.
  • a system is created that a parallel to Audio signal working data channel in audio devices that process, provide digital data.
  • This data channel has a low bit rate, in the information according to the methods described above are introduced, and according to pulled out the decoding method described above become.
  • the main features of the Encoder for the introduction of an inaudible data signal into an audio signal are converting the audio signal into the spectral range, determining the masking threshold the audio signal, the provision of a pseudo noise signal, providing the data signal, multiplying of the pseudo noise signal with the data signal to a frequency spread data signal to create the weighting of the spread data signal with the masking threshold and superimposing the audio signal and the weighted signal.
  • the main features of the pull-out decoder inaudible data signal contained in an audio signal are the sampling of the audio signal, the non-recursive Filtering the sampled audio signal, and comparing of the filtered audio signal with a threshold around which Recover data signal.

Landscapes

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  • Signal Processing (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Codierverfahren zur Einbringung eines nicht hörbaren Datensignals in ein Audiosignal, auf ein Verfahren zum Decodieren eines nicht hörbar in einem Audiosignal enthaltenen Datensignals, auf einen Codierer und einen Decodierer.
Die Übertragung von nicht hörbaren Datensignalen in einem Audiosignal findet beispielsweise Anwendung bei der Reichweitenforschung für den Rundfunk. Die Reichweitenforschung dient dazu, die Zuhörerverteilung einzelner Radiostationen zuverlässig zu ermitteln. Im Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren bekannt, um die Zuhörerverteilung einzelner Radiostationen zu ermitteln.
Ein erstes Verfahren arbeitet derart, daß mittels eines Mikrophons, das von einem Hörer getragen wird, die Umgebungsgeräusche aufgezeichnet und mittels eines Referenz empfängers verglichen. Aus dem Vergleich läßt sich dann die Empfangsfrequenz des Rundfunkempfängers ermitteln.
Bei einem zweiten Verfahren werden die Umgebungsgeräusche in komprimierter Form mit der Information der genauen Uhrzeit in einem Speicher aufgezeichnet werden und anschließend an eine Zentrale übertragen werden. Dort werden die Daten von leistungsfähigen Rechnern mit Programmbeispielen verglichen, die während einer vorbestimmten Zeitdauer, beispielsweise eines Tages, aufgezeichnet wurden. Auf diese Art kann der gehörte Sender ermittelt werden.
Die oben beschriebenen Verfahren weisen die nachfolgenden Nachteile auf.
Das zuerst beschriebene System ist nicht anwendbar bei einem Mehrbandempfang, Mehrnormenempfang oder Mehrmedienempfang, da es nur auf die Übertragung von frequenzmodulierten Signalen beschränkt ist. Eine zusätzliche lokale Abstrahlung anderer Medien über freie FM-Kanäle ist aufgrund der Vielfalt der Programmquellen nur in Einzelfällen durchführbar. Ferner wird gemäß diesem Verfahren die gleiche Empfangsstärke benötigt, wie sie der Empfänger der Hörers aufweist. Bei einer guten Empfangsanlage oder z.B. im Auto ist diese Bedingung nicht zu realisieren. Ein weiterer Nachteil besteht in der Reaktionszeit zum Abstimmen des Referenzempfängers und der Korrelation, da diese mit dem Programmangebot anwächst und im Bereich von Minuten liegt. Der Stromverbrauch eines solchen Verfahrens ist durch die verwendeten Komponenten, den Empfänger, die Signalverarbeitung, usw., erheblich. Der Empfänger kann des weiteren nicht beliebig sparsam ausgestaltet werden, da durch den Stromverbrauch des Referenzempfängers unmittelbar die Großsignalfestigkeit bestimmt ist. Wiederum ein weiterer Nachteil besteht darin, daß durch das Vergleichsprinzip lediglich die Frequenz des empfangenen Signals bestimmt werden kann, wobei die Frequenzbelegung jedoch vom augenblicklichen Standort abhängt. Somit ist es notwendig, eine Information hinsichtlich des Standorts des Hörers zu erhalten, beispielsweise über die aktuellen Sendertabellen.
Das zweite, oben beschriebene Verfahren weist den Nachteil eines erheblichen Speicherbedarfs auf, da sich bei einer Aufzeichnung über 24 Stunden eine Nettodatenmenge von ca. 150 MB ergibt. Selbst bei einer guten Komprimierung um z.B. den Faktor 10 fallen täglich ca. 15 MB an Daten an. Somit sind die zu verwendenden Speicher groß und damit teuer und haben auch eine hohe Stromaufnahme. Weiter ist die Ermittlung der Referenzprogramme schwierig, da sie dezentral landesweit erfolgen muß. Wiederum ein weiteres Problem besteht in der Problematik des Datenschutzes, da die Audioinformationen unmittelbar aus der Umgebung der Testperson gesammelt und zu einer zentralen Auswertung transportiert werden.
Um die oben beschriebenen Probleme zu vermeiden wurden im Stand der Technik bereits mehrere Verfahren vorgeschlagen, bei denen ein Kennungssignal eines Senders in der Form eines Datensignals in das zu übertragende Audiosignal eingebracht wird. Das zu übertragende Datensignal ist in diesem Fall für den Zuhörer nicht hörbar.
Solche Verfahren sind beispielsweise in der WO 94/11989, GB 2260246 A, GB 2292506 A und in der WO 95/04430 beschrieben. Der Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß nicht sichergestellt werden kann, daß das Datensignal zu jedem Zeitpunkt der Übertragung des Audiosignals für den Zuhörer nicht hörbar ist.
Die US-A-5,450,490 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einschließen von Codes in Audiosignale und zum Decodieren derselben. Dieses System verwendet unterschiedliche Symbole, die mittels verschränkter Frequenzlinien codiert werden. Um sicherzustellen, daß die übertragenen Datensignale zu jeder Zeit nicht hörbar sind, wird hinsichtlich der einzelnen Frequenzen, aus denen sich die zu übertragenden Symbole zusammensetzen, eine Maskierungsbeurteilung durchgeführt. Der Nachteil dieses Verfahren besteht darin, daß die Erzeugung von zu übertragenden Signalen sehr aufwendig ist.
Die US-A-5,473,631 betrifft ein Kommunikationssystem, um gleichzeitig Daten- und Audiosignale über einen herkömmlichen Audiokommunikationskanal zu senden, wobei psychoakustische Codiertechniken (perceptual coding) verwendet werden. Ein erstes Netzwerk wird verwendet, welches einen Audiokanal überwacht, um Möglichkeiten zu entdecken, um das Datensignal derart in das Audiosignal einzufügen, daß die eingefügten Signale durch das Audiosignal maskiert sind. Eine Steuerung ist vorgesehen, mittels der ein Datensignal bereitgestellt wird, welches anschließend in RAM-Speichern abgelegt wird. Das Datensignal wird entweder durch einen Spread-Spektrum-Codierer codiert. Das in dem RAM-Speicher gespeicherte Datensignal wird in einen Modulo2-Codierer eingegeben, in dem es mit einem synchronen Pseudo-Noise-Code von einem PN-Code-Generator gemischt wird. Das sich ergebende Signal wird in einen Kopfsignalgenerator eingegeben, und das aus diesem Generator ausgegebene Signal wird an ein einstellbares Dämpfungsglied angelegt. Der Ausgang des einstellbaren Dämpfungsgliedes ist mit einem Summierer verbunden, der dazu dient, das Audiosignal und das Datensignal zusammenzufassen, um dann das Audio- und Datensignal am Ausgang auszugeben. Das Netzwerk wird verwendet, um Möglichkeiten zu erfassen, um ein Datensignal derart in das Audiosignal einzufügen, so daß die Datensignale von einem menschlichen Zuhörer nicht wahrgenommen werden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Codieren eines nicht hörbar in einem Audiosignal enthaltenen Datensignals zu schaffen, bei dem sichergestellt ist, daß das zu übertragende Datensignal vom menschlichen Ohr nicht wahrgenommen wird, gegenüber Interferenzerscheinungen unanfällig ist und eine gute Kanalausnutzung bildet, wobei das Datensignal sicher und einfach decodiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Codierverfahren gemäß Anspruch 1 und durch ein Codierverfahren gemäß Anspruch 2 gelöst.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung ferner die Aufgabe zugrunde, einen Codierer zum Einbringen und Herausziehen eines nicht hörbar in einem Audiosignal enthaltenen Datensignals zu schaffen, bei dem sichergestellt ist, daß das zu übertragende Datensignal vom menschlichen Ohr nicht wahrgenommen wird, gegenüber Interferenzerscheinungen unanfällig ist und eine gute Kanalausnutzung bildet, wobei das Datensignal sicher und einfach decodiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Codierer gemäß Anspruch 14 und durch einen Codierer gemäß Anspruch 15 gelöst.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, daß Informationen in ein Audiosignal eingebracht werden, ohne daß sie vom menschlichen Ohr wahrgenommen werden, aber von einem Detektor sicher decodiert werden. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Spread-Spektrum-Modulation verwendet wird, bei der die Information bzw. das Datensignal in das gesamte Übertragungsband gespreizt wird, wodurch die Anfälligkeit gegenüber Interferenzerscheinungen und die Mehrwegausbreitung reduziert wird. Gleichzeitig ergibt sich eine gute Kanalausnutzung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Nichthörbarkeit dadurch erreicht, daß das Audiosignal, welches beispielsweise ein Musiksignal ist, dem das Datensignal bzw. die Informationen beigefügt werden sollen, einer Psychoakustikberechnung unterzogen wird. Aus dieser wird die Maskierungsschwelle ermittelt und das Spread-Spektrum-Signal wird mit dieser gewichtet. Dies stellt sicher, daß zu keinem Zeitpunkt mehr Energie zur Datenübertragung verwendet wird, als psychoakustisch zulässig ist.
Zum Decodieren des codierten Datensignals kann ein nicht-rekursives Filter (Matched-Filter) verwendet werden. Dieses Filter kann zur Korrelation und Rekonstruktion verwendet werden, so daß sich das Decodieren besonders einfach gestaltet, was im Hinblick auf eine spätere Hardwarerealisierung vorteilhaft ist. Der Decodierer kann beispielsweise in der Form einer Armbanduhr vorgesehen sein, der leicht von Testpersonen getragen werden kann.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Codierers besteht darin, daß Informationen in ein Audiosignal eingebracht werden, ohne daß sie vom menschlichen Ohr wahrgenommen werden, aber von einem Detektor sicher decodiert werden. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Spread-Spektrum-Modulation verwendet wird, bei der die Information bzw. das Datensignal in das gesamte Übertragungsband gespreizt wird, wodurch die Anfälligkeit gegenüber Interferenzerscheinungen und die Mehrwegausbreitung reduziert wird. Gleichzeitig ergibt sich eine gute Kanalausnutzung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Nichthörbarkeit dadurch erreicht, daß das Audiosignal, welches beispielsweise ein Musiksignal ist, dem das Datensignal bzw. die Informationen beigefügt werden sollen, einer Psychoakustikberechnung unterzogen wird. Aus dieser wird die Maskierungsschwelle ermittelt und das Spread-Spektrum-Signal wird mit dieser gewichtet. Dies stellt sicher, daß zu keinem Zeitpunkt mehr Energie zur Datenübertragung verwendet wird, als psychoakustisch zulässig ist.
Der Decodierer kann ein nicht-rekursives Filter (Matched-Filter) verwenden. Dieses Filter kann zur Korrelation und Rekonstruktion verwendet werden, so daß sich das Decodieren besonders einfach gestaltet, was im Hinblick auf eine spätere Hardwarerealisierung vorteilhaft ist. Der Decodierer kann beispielsweise in der Form einer Armbanduhr vorgesehen sein, der leicht von Testpersonen getragen werden kann.
Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 27 - 34, 36 und 37 sowie in den Unteransprüchen definiert.
Nachfolgend werden anhand der beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Codierers;
Fig. 2
eine Darstellung des Übertragungsrahmens, der zur Übertragung des Nutzsignals verwendet wird;
Fig. 3
ein Blockdiagramm des in Fig. 1 dargestellten Quellencodierungsblocks;
Fig. 4
ein Beispiel eines Decodierers;
Fig. 5
ein Blockdiagramm des in Fig. 4 dargestellten Datendekodieres;
Fig. 6
ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Bestimmung der Zuhörerverteilung einer Radiostation, das die erfindungsgemäßen Verfahren zum Codieren verwendet;
Fig. 7
ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Bestimmung der Zuhörerverteilung einer Radiostation, das die erfindungsgemäßen Verfahren zum Codieren verwendet;
Fig. 8
ein Ausführungsbeispiel eines Systems zum Kennzeichnen von Audiosignalen mit einer eindeutigen Kennummer zur Identifizierung von Tonträgern; und
Fig. 9
ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Fernsteuerung von Audiogeräten, das die erfindungsgemäßen Verfahren zum Codieren verwendet.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Codierers näher beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß die in Fig. 1 dargestellte Schaltung lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellt, und die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
Die in Fig. 1 dargestellte Codierschaltung besteht aus einem Transformationsblock 100, einem Psychoakustikblock 102, einem Datensignalgenerator 104, einem Quellencodierungsblock 105, einem Pseudo-Noise-Signalgenerator 106, einem BPSK-Basisbandmodulator 108 (BPSK = Binary Phase Shift Keying = binäre Phasenverschiebungstastung), einem BPSK-Modulator 110, einer Einrichtung zum Gewichten von zwei Signalen 112, einem Rücktransformationsblock 114 und einer Superpositions- bzw. Überlagerungseinrichtung 116. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der BPSK-Basisbandmodulator 108, der BPSK-Modulator 110 und die Einrichtung zum Gewichten von zwei Signalen 112 jeweils durch einen Multiplizierer gebildet. Ferner ist ein weiterer Transformationsblock 118 vorgesehen, der das Ausgangssignal s(l) des BPSK-Modulators 110 in den Spektralbereich transformiert.
Der Transformationsblock 100 ist mit einem Eingang EIN der Schaltung verbunden. Der Ausgang des Transformationsblock 100 ist mit dem Psychoakustikblock 102 verbunden. Der Eingang der Schaltung ist ferner mit einem Eingang der Superpositionseinrichtung 116 verbunden.
Der Ausgang des Pseudo-Noise-Signalgenerators 106 ist mit einem Eingang des BPSK-Basisbandmodulators 108 verbunden und der Ausgang des Datensignalgenerators 104 mit dem Eingang des Quellencodierungsblocks 105 verbunden, dessen Ausgang wiederum mit dem anderen Eingang des BPSK-Basisbandmodulators 108 verbunden ist. Der Ausgang des BPSK-Basisbandmodulators 108 ist mit einem Eingang des BPSK-Modulators 110 verbunden, dessen anderer Eingang mit einem Signalgenerator (nicht dargestellt) verbunden ist, der ein cosinusförmiges Signal an den anderen Eingang des BPSK-Modulators 110 anlegt. Der Ausgang des BPSK-Modulators 110 ist mit dem weiteren Transformationsblock 118 verbunden, dessen Ausgang mit der Gewichtungseinrichtung 112 verbunden ist.
Der Ausgang des Psychoakustikblocks 102 ist ebenfalls mit der Gewichtungseinrichtung 112 verbunden. Der Ausgang der Gewichtungseinrichtung 112 ist mit einem Eingang des Rücktransformationsblocks 114 verbunden. Der Ausgang des Rücktransformationsblocks 114 ist mit einem weiteren Eingang der Superpositionseinrichtung 116 verbunden, wobei der Ausgang der Superpositionseinrichtung 116 mit einem Ausgang AUS der Schaltung verbunden ist.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Codierverfahrens näher beschrieben.
Zunächst wird am Eingang "EIN" ein Musiksignal n(k) eingespeist, das beispielsweise als digitales PCM-Musiksignal vorliegt (PCM = Pulsed Code Modulation). Im Transformationsblock 100 wird das Musiksignal zunächst einer Fensterung mit Hanningfenster unterzogen und anschließend mittels einer schnellen Fourier-Transformation (FFT = fast fourier transformation) mit einer Länge von 1024 mit 50% Überlappung (Overlap) in den Spektralbereich umgewandelt. Danach liegt das Spektrum N(..) des Musiksignals n(k) mit 512 Frequenzlinien vor, das als Eingangssignal für die Psychoakustik 102 verwendet wird. Das Spektrum des Musiksignals wird gleichzeitig an die Superpositionseinrichtung 116 angelegt, wie dies durch den Pfeil 120 verdeutlicht ist.
Im Psychoakustikblock 102 wird das Spektrum N(ω) in kritische Bänder (critical bands) aufgeteilt. Diese Bänder haben eine Breite von 1/3 bark, was abhängig von Abtastfrequenz (im vorliegenden Beispiel beträgt diese z.B. 44,1 kHz oder 48 kHz) eine Bandanzahl von ca. 60 kritischen Bändern ergibt. Die Zuordnung der Frequenzen f(Hz) in Bänder z(bark) orientiert sich an der Bandeinteilung, die das menschliche Ohr beim Hörvorgang vornimmt und ist beispielsweise im Standard ISO/IEC 11172-3 tabellarisch notiert. In diesen kritischen Bändern wird die Bandenergie durch Summation des Realteils und des Imaginärteils des Spektrums N(..) gemäß der nachfolgenden Gleichung bestimmt: Ei = Re (N(ωi))2 + Im (N(ωi))2
Diese Energieverteilung wird nun einer Spreizung unterworfen. Hierfür wird für jedes Band die sogenannte Spreizungsfunktion berechnet, wobei die Berechnung dem Standard ISO/IEC 11172-3 (1993) folgt. Anschließend werden die 60 erhaltenen Spreizungsverläufe mit den Bandenergien gefaltet und man erhält den Verlauf der Erregung. Aus dieser läßt sich unter Berücksichtigung des Verdeckungsmaßes die Maskierungsschwelle W(z) für nichttonale Audiosignale mit einem Stützpunkt pro kritischem Band z berechnen.
Für tonale Audiosignale ist die Maskierungsschwelle W(z) erheblich niedriger anzusetzen. Daher wird mit Hilfe einer Signalprädiktion ein Maß für die Tonalität für jede Frequenzlinie bestimmt. Die Prädiktion bestimmt aus den beiden zurückliegenden FFTs für jede Linie eine prädizierten Vektor durch Addition der Phasen- und Betragsdifferenz zum Vektor der letzten FFT-Linie. Anschließend wird ein Fehlervektor durch Differenzbildung von prädiziertem Vektor und tatsächlich aus der FFT erhaltenen Vektor gebildet.
Durch linienweise Betragsbildung des Fehlervektors berechnet sich ein Maß für die Unvorhersagbarkeit des Signals (engl. Abk. cw = chaos measure) für jedes ω. Aus dem "cw"-Wert, der Werte zwischen 0 - "sehr tonal" - und 1 - "nicht tonal" - annehmen kann, wird das Verdeckungsmaß, das bei der Berechnung der Maskierungsschwelle zu berücksichtigen ist, ausgerechnet.
Alternativ kann die Berechnung der Maskierungsschwelle auch anders erfolgen. Die aus der FFT erhaltenen Spektrallinien werden in kritische Bänder zusammengefaßt. Diese Bänder haben eine Breite von 1/3 bark, was abhängig von Abtastfrequenz (im vorliegenden Beispiel beträgt diese z.B. 44,1 kHz oder 48 kHz) eine Bandanzahl von ca. 60 kritischen Bändern ergibt. Die Zuordnung der Frequenzen f(Hz) in Bänder z(bark) orientiert sich an der Bandeinteilung, die das menschliche Ohr beim Hörvorgang vornimmt und ist beispielsweise im Standard ISO/IEC 11172-3 tabellarisch notiert. In diesen kritischen Bändern wird die Bandenergie durch Summation des Realteils und des Imaginärteils des Spektrums N(ω) gemäß der nachfolgenden Gleichung bestimmt: Ei = Re (N(ωi))2 + Im (N(ωi))2
Es sei nun angenommen, daß in dem gesamten Band nur tonale Signale vorliegen. In diesem Fall (worst case) ergibt sich die Maskierungsschwelle um einen festen Betrag unter der Energieverteilung des Musiksignals. Als maximales Verdeckungsmaß können z.B. -18dB angenommen werden. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Berechnung sehr einfach ist, da weder Faltungen noch Prädiktionen vorgenommen werden müssen. Der Nachteil ist, daß u.U. Energiereserven, die das Musiksignal an Verdeckung liefert nicht genutzt werden. Hat man jedoch eine ausreichende Verarbeitungsverstärkung (processing-gain) bereitgestellt, stört dieser Nachteil nicht.
W(z) wird in nun in W(ω) umgerechnet, wobei diese Umrechnung gemäß dem Standard ISO/IEC 11172-3 erfolgt. Der Verlauf der Maskierungsschwelle W(ω) liegt somit am Ausgang des Blocks 102 an, und zeigt an, bis zu welchem Energiepegel an dem Signal an einer Stelle ω Energie zugeführt werden darf, damit diese Änderung unhörbar bleibt.
Der Datensignalgenerator 104 (DSG) stellt das Nutzdatensignal x(n) zur Verfügung, das im Regelfall zyklisch wiederholt wird, um jederzeit eine Decodierung in einem Decoder zu ermöglichen. Das Datensignal hat eine Bandbreite von beispielsweise 50 Hz. Die Daten am Ausgang des DSG 104 liegen als Binärsignal vor und haben eine niedrige Bitrate 1/Tx im Bereich von 1-100 Bit/s. Das Spektrum dieses Signals muß im Vergleich zum Spektrum des Signals, das von dem PN-Signalgenerator 106 mit ωx abgegeben wird, sehr schmalbandig sein.
Die Nutzdatensignale x(n) bestehen bei dem in Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel aus Worten mit einer Länge von 11 Bit. Diese Datenworte sind in einem Rahmen (Frame) eingebaut, der eine Länge zwischen 26 und 29 Bit. In Fig. 2 ist der Aufbau eines solchen Übertragungsrahmens näher dargestellt. Der Übertragungsrahmen 200 umfaßt vier Abschnitte 202, 204, 206, 208. Der erste Abschnitt ist ein Synchronwort 202, das aus sieben Bits (Bits 0 bis 6) besteht und bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel durch die Bitfolge 1111110 gebildet ist. Der zweite Abschnitt 202 dient dem Fehlerschutz und besteht aus vier Bits (Bits 7 bis 10). Der dritte Abschnitt 206 enthält das Datenwort, das eine Länge von 11 Bits hat (Bits 11 bis 21). Der vierte Abschnitt 208 enthält eine Überprüfungssumme (Checksumme) aus vier Bits (Bits 22 bis 25).
Der Fehlerschutz (Abschnitt 204 in Fig. 2) wird durch einen nichtsystematischen (15,11)-Hammingcode realisiert. Mit diesem Blockcode lassen sich alle 1-Bit-Fehler korrigieren. Bei Mehr-Bit-Fehlern wird das erhaltene Datenwort als falsch verworfen. Der Vorteil dieses Codes besteht darin, daß er ohne großen Rechneraufwand durch einfache Matrixmultiplikation realisierbar ist und damit auch hinsichtlich des Dekodierverfahrens geeignet ist.
Da der Übertragungskanal bitorientiert arbeitet muß der Übertragungsrahmen mit einem HDLC-Protokoll übertragen werden (HDLC = high-level data link control = hochstufige Datenverbindungssteuerung). Diese Protokoll ist derart modifiziert, daß nicht nur nach sechs aufeinanderfolgenden "1"-Bits eine "0" eingefügt wird, sondern auch nach sechs "0"-Bits eine "1". Diese Modifikation ist erforderlich, um Phasendrehungen, die auf dem Kanal auftreten können, zu erkennen und zu korrigieren.
Der Übertragungsrahmen 200 wird durch den Quellencodierungsblock 105 (Fig. 1) aufgebaut. In Fig. 3 ist der Quellencodierungsblock 105 im Detail dargestellt.
Dem Quellencodierungsblock 105 werden von dem Datensignalgenerator 104 die Datensignale bereitgestellt. Am Eingang 302 des Blocks 105 liegen die Daten als Datenworte mit 11 Bit Länge vor, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Der Übertragungsrahmen wird nun derart aufgebaut, daß zunächst der Fehlerschutz in einem ersten Block 304 durch den (15,11)-Hammingcode realisiert wird. Der Rahmen hat nun eine Länge von 15 Bits. Anschließend wird in einem zweiten Block 306 die Überprüfungssumme dem Rahmen zugefügt. Die Länge ist danach 19 Bits. Im Block 318 erfolgt die erforderliche Codierung des Übertragungsrahmens durch einen HDLC-Codierer, was zu einer Länge des Rahmens von 19 bis 22 Bits führt. Das am Ausgang des Block 308 vorliegende Binärsignal wird nun in ein antipodisches Signal umgewandelt. Dies kann z.B. mit der Zuordnung 0 - > 1 und 1 - > -1 erfolgen. Um den Rahmen zu vervollständigen wird diesem im Block 310 das Synchronwort zugefügt. Am Ausgang 312 des Quellencodierungsblocks 105 liegt der Übertragungsrahmen mit einer Länge von 26 bis 29 Bits an, der dem BPSK-Basisbandmodulator 108 zugeführt wird.
Der Pseudo-Noise-Signalgenerator 106 (PNSG) stellt das Spreizungssignal g(l) mit der Bitrate 1/Tg bereit. Die Bandbreite ωg dieses Signals bestimmt die Bandbreite ωs des Spread-Spektrum-Signals und legt bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich von 6 kHz. Die höheren Frequenzen, die ein hochwertiges Musiksignal bietet, wurden unter Berücksichtigung des Frequenzgangs der Wiedergabegeräte (z.B. Kofferradios) außer Acht gelassen. Der PNSG 106 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel als rückgekoppeltes Schieberegister aufgebaut und liefert eine pseudozufällige Pseudo-Noise-Sequenz (PN Sequenz) der Länge N. Diese Sequenz muß im Decoder zur Decodierung des Signals bekannt sein.
Das Verhältnis Tx/Tn wird als Spreizungsfaktor bezeichnet und bestimmt direkt das Signal-Rausch-Verhältnis, bis zu dem das Verfahren noch zuverlässig arbeitet. Gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt der Spreizungsfaktor 128 und damit das Signal-Rausch-Verhältnis S/N = 10log10(Tx/Tn) = -21 dB.
Das vorliegende Binärsignal g(1) des PNSG 106 wird nun in ein antipodisches Signal umgewandelt. Dies kann z.B. mit der Zuordnung 0 - > 1 und 1 - > -1 erfolgen. Nach dieser Formattierung ist das Signal aufbereitet und wird dem BPSK-Basisbandmodulator zugeführt.
Der BPSK-Basisbandmodulator 108 gestaltet sich bei der Verwendung antipodischer Signale einfach, da eine Abtastwertweise Multiplikation der BPSK-Modulation entspricht. Das sich ergebende Signal h(l) = g(l)x'(n) hat eine Bandbreite von ωh ≈ 6 kHz. Die Amplitudenwerte sind -1 und 1. Das Signal hat das Hauptmaximum bei 0 Hz, liegt also im Basisband vor.
Das Basisbandsignal h(l) wird nun dem BPSK-Modulator 110 zugeführt. Dort wird das Basisbandsignal h(l) auf einen cosinusförmigen Träger cos(ωTt) aufmoduliert. Die Frequenz des Trägers beträgt die Hälfte der Bandbreite des Spreizbandsignals im Basisband. Somit kommt die erste Nullstelle des modulierten Spektrums bei 0 Hz zu liegen. Dadurch kann das Signal auf Kanälen übertragen werden, deren Übertragungsfunktion im Bereich von 0 bis 100 Hz stark dämpft, wie dies bei Audioübertragungen über Lautsprecher und Mikrophon zu erwarten ist.
Alternativ kann die Modulation statt mit einem Trägercosinus auch durch geeignete Codierung erfolgen. Durch seine besondere Eigenschaft mittelwertfrei zu sein, kann auch der Manchester-Code Verwendung finden. Durch seine Mittelwertfreiheit kommt somit hier auch bei 0 Hz keine Energie des Spreizbandsignals zu liegen, was für die Übertragbarkeit wichtig ist. Die Codiervorschrift für den Manchester-Code lautet 0 -> 10 und 1 -> 01. Die Anzahl der Bits verdoppeln sich also.
Das Zeitsignal s(1), das am Ausgang des BPSK-Modulators 110 anliegt, wird nun mittels einer schnellen Fourier-Transformation im Transformationsblock 118 in den Spektralbereich transformiert, so daß am Ausgang des Blocks 118 S(ω) anliegt.
Der spektrale Verlauf des gespreizten Nutzsignals S(ω) wird nun mit dem Verlauf der Maskierungsschwelle W(ω) durch den Gewichtungsblock 112 gewichtet, was dazu führt, daß an keiner Stelle im Audiospektrum mehr Rauschenergie durch das Spread-Spektrum-Signal eingebracht wird, als das menschliche Ohr wahrnehmen kann. In Bezug auf die Demodulation des Nutzsignals wirkt sich der statisch verändernde Verlauf der Energieverteilung im Nutzsignal nur geringfügig aus, da das Verfahren gerade in diesem Zusammenhang besonders leistungsfähig ist.
Anschließend erfolgt eine Rücktransformation durch eine inverse schnelle Fourier-Transformation im Block 114, so daß das codierte Musiksignal wieder im Zeitbereich vorliegt. Bei der Rücktransformation sind die 50% Überlappung zu beachten.
Beim Block 116 wird das psychoakustisch gewichtete Nutzsignal im Zeitbereich zum Musiksignals n(k) addiert.
Am Ausgang "AUS" liefert der Codierer ein digitales PCM-Signal nc(k), das auf einer beliebigen Übertragungsstrecke übermittelt werden kann, solange diese eine Bandbreite von mindestens 6 kHz aufweist.
Alternativ zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann anstelle des Eingangs der Schaltung der Ausgang des Transformationsblocks 100 zusätzlich mit der Überlagerungseinrichtung 116 verbunden sein. In diesem Fall erfolgt eine Überlagerung des spektralen Spreizungssignals und des spektralen Audiosignals und anschließend die Rücktransformation in den Zeitbereich.
Nachfolgend wird eine Decodierschaltung beschrieben, die zum Decodieren eines nicht hörbar in einem Audiosignal enthaltenen Datensignals verwendet wird.
Der Decodierer umfaßt ein Mikrophon 400, das ein beispielsweise von einem Rundfunkempfänger abgestrahltes Musiksignal empfängt. Der Ausgang des Mikrophons 400 ist mit dem Eingang eines Tiefpasses 402 verbunden, dessen Ausgang mit einem Verstärker 404 mit automatischer Vertärkungssteuerung verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers 404 ist mit einem Analog/Digital-Wandler 406 verbunden. Der Ausgang des Analog/Digital-Wandler 406 ist mit dem Eingang eines nicht-rekursiven Filters 408 (matched FIR-Filter) verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang eines Bitsynchronisationssteuerungsblocks 410 verbunden ist. Der Ausgang des Blocks 410 ist mit dem Eingang eines Datendecodieres 412 verbunden. Am Ausgang des Datendecodieres 412 liegt das decodierte Datensignal vor.
Nachfolgend wird ein Decodierer anhand der Fig. 4 beschrieben. Das vom Rundfunkempfänger abgestrahlte Musiksignal nc(k) wird vom Mikrophon 400 in elektrische Signale umgewandelt und dem Tiefpaß 402 zugeführt. Die Grenzfrequenz des Tiefpasses 402 ist so bemessen, daß die Frequenzanteile, in denen keine Daten einmoduliert sind, stark gedämpft werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Grenzfrequenz gleich 6 kHz. Die Tiefpaßfilterung dient dazu, Überfaltungen zu vermeiden, die durch das später stattfindende Abtasten des Signals entstehen können.
Der Verstärker 404 mit automatischer Vertärkungssteuerung (AGC = Automatic Gain Control) stellt eine konstante Momentanleistung des Eingangssignals vor dem A/D-Wandler 406 sicher. Dies ist erforderlich, um kanalbedingte zeitweise Dämpfungen ausgleichen zu können. Es wird darauf hingewiesen, daß der Decodierer sowohl hardwaremäßig als auf softwaremäßig realisierbar ist. Im Fall einer softwaremäßigen Realisierung kann auf den Verstärker 404 verzichtet werden.
Der A/D-Wandler führt eine Abtastung und Digitalisierung des Signals durch.
Das angepaßte (matched) Filter 408 besteht aus einem FIR-Filter bzw. einem nicht-rekursiven Filter. Das Filter 408 enthält als Koeffizienten die umgekehrte Folge der PN-Sequenz des Senders. Die PN-Sequenz des Pseudorauschsignals kann beispielsweise manchestercodiert sein. In diesem Fall enthält das Filter 408 enthält als Koeffizienten die umgekehrte manchestercodierte Folge der PN-Sequenz des Senders. Somit erzeugt das Filter 408 bei maximaler Korrelation eine Spitze am Ausgang, deren Vorzeichen dem übertragenen Symbol entspricht. Der Filterausgang liefert also im Abstand der Länge 2*N der PN-Sequenz Spitzen, die die übertragenen Daten darstellen. Da die Spitzen nicht zu jeder Zeit eindeutig zu bestimmen sind, ist dem Filter 408 der Bitsynchronisationssteuerungsblock 410 nachgeschaltet.
Die Synchronisationssteuerung im Block 410 sucht im Ausgangssignal des Filters 408 Spitzen, die sich eindeutig von dem Rauschgrund abheben. Ist eine solche Spitze gefunden, wird synchron zu der Länge der PN-Sequenz in den Ausgang des Filters 408 hineingetastet, um die übertragenen Symbole zurückzugewinnen. Erscheint während dieser Zeit eine eindeutige Spitze, wird der Abtastzeitpunkt entsprechend korrigiert.
Der Ausgang des Blocks 410 liefert einen Bitstrom, der im nachfolgenden Datendekodierer 412 bearbeitet wird. Dieser Bitstrom stellt im Fall, daß am Eingang des Mikrophons 402 kein gültig codiertes Signal anliegt, eine zufällige Folge von Bits dar. Ist der Dekodierer bitsynchronisiert, enthält der Bitstrom die gesendeten Daten.
Im Datendekodierer 412 erfolgt die Dekodierung des Nutzdatensignals aus dem Bitstrom vom Block 410. Anhand der Fig. 5 wird nachfolgend der Datendekodierer näher beschrieben. Der Datendekodierer 412 umfaßt einen Eingang EIN, der mit einem Rahmensynchronisationsblock 502 und einem HDLC-Decodierblock 504 verbunden ist. Der Block 502 gibt ein Auslöse- bzw. Triggersignal an den Block 504 aus. Der Ausgang des Blocks 504 ist mit dem Eingang eines Hamming-Fehlerkorrekturblocks 506 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Überprüfungssummenblocks 508 verbunden ist. Anschließend an den Block 508 erfolgt eine Hammingdatenberechnung im Block 410. Der Ausgang des Blocks 410 ist mit dem Ausgang AUS des Datendecodierers 412 verbunden, an dessen Ausgang das Datenwort mit einer Länge von 11 Bits anliegt.
Der Rahmensynchronisationsblock 502 empfängt den Eingangsbitstrom und sucht darin das Synchronisationswort 202. Ist es gefunden, wird der HDLC-Decodierer 504 getriggert und die Eingangsdaten entsprechend decodiert. Anschließend erfolgt die Syndromberechnung und die Fehlerkorrektur durch den Hammingcode. Über das bitfehlerkorrigierte 15-Bitwort wird die Prüfsumme berechnet und mit den übertragenen Bits verglichen. Sind alle diese Operationen erfolgreich, werden die 15 Bits mit dem Hammingcode decodiert und die 11 übertragenen Datenbits aus dem Decodierer ausgegeben.
Es wird darauf hingewiesen, daß die im vorhergehenden beschriebenen Verfahren zum Codieren lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung darstellen, auf die die Erfindung nicht beschränkt ist.
Die wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Codierverfahrens zur Einbringung eines nicht hörbaren Datensignals in ein Audiosignal sind das Umwandeln des Audiosignals in den Spektralbereich, das Bestimmen der Maskierungsschwelle des Audiosignals, das Bereitstellen eines Pseudorauschsignals, das Bereitstellen des Datensignals, das Multiplizieren des Pseudorauschsignals mit dem Datensignal, um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen, das Gewichten des gespreizten Datensignals mit der Maskierungsschwelle und das Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Signals.
Die wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Decodieren eines nicht hörbar in einem Audiosignal enthaltenen Datensignals sind das Abtasten des Audiosignals, das nicht-rekursive Filtern des abgetasteten Audiosignals, und das Vergleichen des gefilteren Audiosignals mit einem Schwellenwert, um das Datensignal wiederzugewinnen.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 6 ein System gemäß der vorliegenden Erfindung zum Bestimmen der Zuhörerverteilung einzelner Radiostationen anhand eines Kennungssignals näher beschrieben. Das anhand der Fig. 6 beschriebene System verwendet zum Einbringen des Kennungssignals in das übertragene Audiosignal, das im vorhergehenden beschriebene Codierungsverfahren, und verwendet zum Decodieren des Signals aus dem empfangenen Audiosignal, das oben beschriebene Decodierverfahren.
Das anhand der Fig. 6 beschriebene System ermöglicht es, die Zuhörerverteilung der einzelnen Radiostationen zuverlässig zu ermitteln. Das System ist unabhängig von den verwendeten Empfangsgeräten, so daß den unterschiedlichen Hörgewohnheiten Rechnung getragen werden kann.
Die Rundfunkübertragung kann ebenfalls über unterschiedliche Medien erfolgen:
  • FM (analog)
  • Kabel (analog und digital)
  • DAB (220 MHz terrestrisch; 1,5 GHz terrestrisch und satellitengestützt)
  • ADR
  • Analoge Satelliten Unterträger (Fernsehsatelliten)
  • LW/MW/KW
  • Fernsehton
Es ist landesspezifisch, welche Medien für eine Auswertung relevant sind, jedoch ermöglicht es das in Fig. 6 dargestellte System die oben aufgeführten Medien zu unterstützen. Die Erfassung der Hörer-Reichweite erfolgt in einem vorbestimmten Zeitabstand, der abhängig vom jeweiligen Einzelfall einstellbar ist. Gemäß einem Beispiel kann der Zeitabstand 10 Sekunden betragen. Ferner muß festgelegt werden, wie aktuell die Auswertung zu sein hat. Gemäß dem in Fig. 6 dargestellten Beispiel eines Systems werden die Hörerdaten über Nacht erfaßt. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann es ausreichend sein, das Erfassungsgerät alle 4 Wochen zur Datenauswertung einzusenden.
Das System, wie es in Fig. 6 näher dargestellt ist, umfaßt ein Erfassungsgerät, das seitens der Hörer eine hohe Akzeptanz erreicht, um die Zuverlässigkeit der Datenerhebung sicherzustellen. Um eine möglichst umfassende Datenermittlung sicherzustellen, wird das Erfassungsgerät am Körper des Testhörers bzw. Probanden getragen, und es handelt sich hierbei um ein kleines Gerät mit ausreichender Batterieversorgung, wie beispielsweise durch Akkus, das im Design ansprechend und in der Handhabung einfach ist. Die Akkus werden in einer Lade- bzw Dockingstation nachgeladen.
Das erfindungsgemäße System ist in Fig. 6 in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 600 versehen. Das System 600 besteht aus folgenden Komponenten. Ein Audiosignal wird in einer Radiostation 602 erzeugt und mittels eines Kennungsgebers 604 mit einem Kennungssignal beaufschlagt. Die Beaufschlagung des Audiosignals durch den Kennungsgeber 604 erfolgt unter Verwendung des oben beschriebenen Codierverfahrens zum Einbringen eines nicht hörbaren Datensignals in ein Audiosignal. Das mit dem Kennungssignal beaufschlagte Audiosignal wird an eine Antenne 606 weitergeleitet, die eine Abstrahlung 608 des Audiosignals bewirkt. Ein Rundfunkempfänger 610 bestehend aus einer Antenne 612, einem Empfängergerät 614 und zwei Lautsprechern 616 empfängt das abgestrahlte Audiosignal. Das von der Antenne 612 empfangene Audiosignal wird über den Empfänger 614 und die Lautsprecher 616 in ein hörbares Audiosignal 618 umgewandelt, das von einem Erfassungsgerät 620 empfangen wird. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Empfangsgerät 620 in der Form einer Armbanduhr ausgestaltet. Das Erfassungsgerät 620 ist wirksam, um aus dem empfangenen Audiosignal 618 das Kennungssignal herauszuziehen. Dies erfolgt mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Decodieren eines nicht hörbar in einem Audiosignal enthaltenen Datensignals. Das Kennungssignal, das von dem Empfangsgerät 620 bestimmt wird, wird in dem Empfangsgerät zwischengespeichert. Eine sogenannte Docking-Station 622 ist vorgesehen, um die Armbanduhr 620 beispielsweise während der Nacht aufzunehmen, um eine Übertragung der gespeicherten Kennungsdaten zu bewirken. Die Docking-Station 622 ist über eine Leitung 624 und eine entsprechende Verbindungsstelle 626, an die auch noch ein Fernsprecher 628 anschließbar ist, mit einem Kommunikationsnetzwerk 630 verbunden, das bei einem Ausführungsbeispiel das Telephonnetz ist. Über das Kommunikationsnetzwerk 630 werden die von dem Empfangsgerät 620 gespeicherten Daten bzw. Kennungsdaten an eine Zentrale 632 gesendet, die einen Rechner 634 aufweist, um die empfangenen Daten auszuwerten. Der Rechner 634 ist über eine Leitung 636 mit einem Modem 638 verbunden, das seinerseits über eine Leitung 640 und eine weitere Verbindungseinrichtung 642 mit dem Kommunikationsnetzwerk 630 verbunden ist.
Mit dem in Fig. 6 dargestellten System ist es möglich, tagesaktuell die Hörerdaten von ausgewählten Radiostationen zuverlässig zu ermitteln, wobei die zeitliche Auflösung des Systems im Bereich weniger Sekunden liegt. Durch die wenig aufwendige Technik kann das System kostengünstig realisiert werden.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 7 ein System gemäß der vorliegenden Erfindung zum Bestimmen der Senderreichweite einer Radiostation anhand eines Kennungssignals näher beschrieben. Das anhand der Fig. 7 beschriebene System verwendet zum Einbringen des Kennungssignals in das übertragene Audiosignal, das im vorhergehenden beschriebene Codierungsverfahren, und verwendet zum Decodieren des Signals aus dem empfangenen Audiosignal, das oben beschriebene Decodierverfahren.
Das erfindungsgemäße System ist in Fig. 7 in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 700 versehen. Bei dem System 700 wird ein Audiosignal in einer Radiostation 702 zum Beispiel in einem Studio 704 erzeugt und mittels eines Kennungsgebers bzw. Kodierers 706 mit einem Kennungssignal beaufschlagt. Die Beaufschlagung des Audiosignals durch den Kennungsgeber 706 erfolgt unter Verwendung des oben beschriebenen Codierverfahrens zum Einbringen eines nicht hörbaren Datensignals in ein Audiosignal. Das mit dem Kennungssignal beaufschlagte Audiosignal wird an eine Antenne 708 weitergeleitet, die eine Abstrahlung 710 des Audiosignals bewirkt. Ein Rundfunkempfänger 712, beispielsweise ein Testempfänger, bestehend aus einer Antenne 714 und einem Empfängergerät 716 empfängt das abgestrahlte Audiosignal. Der in Fig. 7 dargestellte Empfänger 716 dient lediglich dazu, das Audiosignal zu empfangen. Da es bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich um die Feststellung der Senderreichweite geht, kann auf eine Wiedergabe des gesendeten Audiosignals verzichtet werden.
Ein Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, das zum Feststellen der Senderreichweite nicht nur ein begrenzter Bandbereich in dem Audiosignal zur Übertragung des Datensignals verwendet werden kann. Es ist möglich, die gesamte Bandbreite des gesendeten Audiosignals zu verwenden. Dadurch kann entweder die Dekodiersicherheit oder die übertragene Datenmenge gesteigert werden.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Decodierer 718, der das Verfahren zum Decodieren ausführt, durch einen Computer 720 gebildet, der das Verfahren soft-waretechnisch realisiert. Wie in Fig.7 zu sehen ist, ist der Empfänger 716 wirksam über eine Leitung oder ein Kabel 722 mit einer sogenannten Soundkarte 724 in dem Computer verbunden, um eine Verarbeitung des Audiosignals durch den Computer zu ermöglichen. Die Übertragung von dem Empfänger 712 zu dem Decodierer 718 über die Leitung 722 erfolgt analog. Mit anderen Worten wird das empfangene Audiosignal direkt vom Empfänger 712 in den Decodierer 718 eingespeist.
Der Decodierer 718 ist über eine Leitung 724 mit einem Modem 728 verbunden, das seinerseits über eine weitere Leitung 730 mit einer entsprechenden Verbindungsstelle 732 verbunden ist. Die Verbindungsstelle 732 ist mit einem Kommunikationsnetzwerk 734, beispielsweise mit einem Fernsprechnetz, verbunden. Über das Kommunikationsnetzwerk 734 werden die aus dem Datensignal erfaßten Daten bzw. Kennungsdaten an eine Zentrale 736 gesendet, die einen Rechner 738 aufweist, um die empfangenen Daten auszuwerten. Der Rechner 738 ist über eine Leitung 740 mit einem Modem 742 verbunden, das seinerseits mit dem Kommunikationsnetzwerk 734 verbunden ist.
Anhand der Fig. 8 wird nachfolgend ein System zum Kennzeichnen von Audiosignalen beschrieben, das dazu dient, Tonträger und Kopien von Tonträgern anhand des in das Audiosignals eingebrachten Kennungssignals zu identifizieren. Der Vorteil besteht darin, daß dadurch ermöglicht wird, eventuelle Raubkopien ohne weiteres zu identifizieren, da jeder einzelne Tonträger mit einer individuellen Kennung ab Werk versehen ist.
In Fig. 8a ist schematisch die Herstellung eines Tonträgers, wie zum Beispiel einer Compact Disk "CD", in einem Presswerk 800 dargestellt. Das Presswerk 800 umfaßt eine Abspielvorrichtung 802, in der ein Masterband läuft, das die auf eine CD aufzubringenden Audiosignale enthält. Die CD wird in einem Preßwerk 804 gepreßt. Zwischen Preßwerk 804 und Abspielvorrichtung 802 ist ein Codierer 806 angeordnet. Durch den Codierer wird jeder CD ein Kennungssignal zugeordnet, das in das Audiosignal eingebracht wird. Die Codierung erfolgt gemäß dem oben beschriebenen Codierverfahren. Um die Erzeugung individueller Kennungssignale für einzelne CDs sicherzustellen, ist dem Codierer 806 ein Zähler zugeordnet, der beispielsweise fortlaufende Identifikationsnummern als Kennungssignal bereitstellt, das in das Audiosignal eingebracht wird.
Anhand der Fig. 8b wird die Wirkungsweise der Kennungen auf einzelnen CDs näher erläutert. Eine CD 808, die mit einer individuellen Kennung versehen ist, wird mehrmals kopiert, wie dies durch die schematisch dargestellten Abspielgeräte 810 angedeutet ist. Die Kopien können sowohl analog als auch digital erstellt werden.
Nach dem die Kennung in dem Audiosignal eingebaut ist, wird diese auch bei einer Übertragung des Audiosignals in Form eine Tondatei (Soundfile) über das Internet beibehalten, wie die in Fig. 8 durch das Bezugszeichen 812 angedeutet ist. Auf diese Weise können Rückschlüsse auf die Sounddatei auf dem Tonträger vorgenommen werden.
Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 9 beschrieben. In Fig. 9 ist ein System zur Fernsteuerung von Audiogeräten dargestellt, das die erfindungsgemäßen Verfahren zum Codieren und Decodieren verwendet.
Das erfindungsgemäße System ist in Fig. 9 in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 900 versehen. Bei dem System 900 wird ein Audiosignal in einer Radiostation 902 zum Beispiel in einem Studio 904 erzeugt. Mittels eines Kodierers 706 wird ein Datensignal bzw. Steuerungssignal in das Audiosignal eingebracht. Die Beaufschlagung des Audiosignals durch den Kodierer 906 erfolgt unter Verwendung des oben beschriebenen Codierverfahrens zum Einbringen eines nicht hörbaren Datensignals in ein Audiosignal. Das mit dem Signal beaufschlagte Audiosignal wird an eine Antenne 908 weitergeleitet, die eine Abstrahlung 910 des Audiosignals bewirkt. Ein Empfänger 912, bestehend aus einer Antenne 914 und einem Empfängergerät 916 empfängt das abgestrahlte Audiosignal. In dem Empfänger 916 ist ein Decodierer vorgesehen, der das in dem Audiosignal enthaltene Datensignal gemäß dem oben beschriebenen Decodierverfahren herauszieht. Der Empfänger ist derart aufgebaut, daß er auf das Datensignal reagiert, um beispielsweise die Aufzeichnung eines Musikprogramms eines Radiosenders zu beginnen. Aufgrund des aus dem Audiosignal herausgezogenen Datensignals bewirkt der Empfänger, daß ein Aufnahmegerät 918 aktiviert wird, mit dem das gesendete Audiosignal aufgezeichnet wird. Hierdurch wird für Radios ein System geschaffen, das ein Verfahren bereitstellt, das mit dem "VPS"-Verfahren beim Fernsehen vergleichbar ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein System geschaffen, daß einen parallel zum Audiosignal arbeitenden Datenkanal in Audiogeräten, die digitale Daten verarbeiten, bereitstellt. Dieser Datenkanal hat eine niedrige Bitrate, in den Informationen gemäß dem oben beschriebenen Verfahren eingebracht werden, und gemäß dem oben beschriebenen Decodierverfahren herausgezogen werden.
Es wird darauf hingewiesen, daß der im vorhergehenden beschriebene Codierer und Decodierer lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele sind. Die wesentlichen Merkmale des Codierers zur Einbringung eines nicht hörbaren Datensignals in ein Audiosignal sind das Umwandeln des Audiosignals in den Spektralbereich, das Bestimmen der Maskierungsschwelle des Audiosignals, das Bereitstellen eines Pseudorauschsignals, das Bereitstellen des Datensignals, das Multiplizieren des Pseudorauschsignals mit dem Datensignal, um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen, das Gewichten des gespreizten Datensignals mit der Maskierungsschwelle und das Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Signals.
Die wesentlichen Merkmale des Decodierers zum Herausziehen nicht hörbar in einem Audiosignal enthaltenen Datensignals sind das Abtasten des Audiosignals, das nicht-rekursive Filtern des abgetasteten Audiosignals, und das Vergleichen des gefilteren Audiosignals mit einem Schwellenwert, um das Datensignal wiederzugewinnen.

Claims (37)

  1. Codierverfahren zur Einbringung eines nicht hörbaren Datensignals (x(n)) in ein Audiosignal (n(k)), gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    a) Umwandeln (100) des Audiosignals (n(k)) in den Spektralbereich;
    b) Bestimmen (102) des Spektrums der Maskierungsschwelle (W(ω)) ausschließlich aus dem Audiosignal;
    c) Bereitstellen (106) eines Pseudorauschsignals (g(l));
    d) Bereitstellen (104) des Datensignals ((x(n));
    e) Multiplizieren (108) des Pseudorauschsignals (g(l)) mit dem Datensignal (x(n)), um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen;
    f) Gewichten (112) des Spektrums des gespreizten Datensignals mit dem Spektrum der Maskierungsschwelle;
    g) Umwandeln (114) des gewichteten Datensignals in den Zeitbereich; und
    h) Überlagern (112) des Audiosignals und des gewichteten Datensignals.
  2. Codierverfahren zur Einbringung eines nicht hörbaren Datensignals (x(n)) in ein Audiosignal (n(k)), gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    a) Umwandeln (100) des Audiosignals (n(k)) in den Spektralbereich;
    b) Bestimmen (102) des Spektrums der Maskierungsschwelle (W(ω)) ausschließlich aus dem Audiosignal;
    c) Bereitstellen (106) eines Pseudorauschsignals (g(l));
    d) Bereitstellen (104) des Datensignals (x(n));
    e) Multiplizieren (108) des Pseudorauschsignals (g(l)) mit dem Datensignal (x(n)), um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen;
    f) Gewichten (112) des Spektrums des gespreizten Datensignals mit der Maskierungsschwelle;
    g) Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Datensignals im Spektralbereich; und
    h) Umwandeln des überlagerten Signals in den Zeitbereich.
  3. Codierverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt a) das Anwenden einer schnellen Fourier-Transformation auf das Audiosignal (n(k)) einschließt.
  4. Codierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Schritt b) folgende Schritte umfaßt:
    b1) Aufteilen des Spektrums des Audiosignals in kritische Bänder (z);
    b2) Bestimmen der Energie in jedem kritischen Band;
    b3) Berechnen der Spreizungsfunktion für jedes kritische Band;
    b4) Falten der Spreizungsverläufe aller kritischen Bänder mit den Bandenergien, um den Verlauf der Anregung zu erhalten;
    b5) Bestimmen der Unvorhersagbarkeit des Signals;
    b6) Falten der Unvorhersagbarkeit mit der Spreizungsfunktion, um ein Maß für die Tonalität zu gewinnen;
    b7) Berechnen des Verdeckungsmaßes aus der Tonalität; und
    b8) Berechnen der Maskierungsschwelle aus der Anregung unter Berücksichtigung des Verdeckungsmaßes.
  5. Codierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Schritt b) folgende Schritte umfaßt:
    b1) Aufteilen des Spektrums des Audiosignals in kritische Bänder (z);
    b2) Bestimmen der Energie in jedem kritischen Band; und
    b3) Bestimmen der Maskierungsschwelle aus den Bandenergien unter Berücksichtigung des Verdeckungsmaßes für tonale Verdeckung.
  6. Codierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Pseudorauschsignal (g(l)) eine Bandbreite von 6 kHz hat.
  7. Codierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Datensignal (x(n)) eine Bandbreite von 50 Hz hat.
  8. Codierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Datensignal (x(n)) durch einen Blockcode kanalcodiert ist.
  9. Codierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem vor dem Schritt e) das Pseudorauschsignal (g(l)) und das Datensignal (x(n)) in antipodische Signale umgewandelt werden.
  10. Codierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der Schritt e) folgende Schritte umfaßt:
    e1) BPSK-Basisbandmodulieren des Datensignals (x(n)) mit dem Pseudorauschsignal (g(l));
    e2) BPSK-Modulieren des modulierten Signals aus dem Schritt e1) mit einem Trägersignal, dessen Frequenz im Bereich des hörbaren Audiospektrums liegt; und
    e3) Umformen des modulierten Signals aus dem Schritt e2) in den Spektralbereich.
  11. Codierverfahren nach Anspruch 10, bei dem das Trägersignal cosinusförmig ist und eine Frequenz von 3 kHz hat.
  12. Codierverfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt e1) durch eine Manchestercodierung des Pseudorauschsignals realisiert wird.
  13. Codierverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Rücktransformation (114) in den Zeitbereich durch eine schnelle Fourier-Transformation erfolgt.
  14. Codierer zur Einbringung eines nicht hörbaren Datensignals (x(n)) in ein Audiosignal (n(k)), gekennzeichnet durch
    eine Einrichtung (100) zum Umwandeln des Audiosignals (n(k)) in den Spektralbereich;
    eine Einrichtung (102) zum Bestimmen des Spektrums der Maskierungsschwelle (W(ω)) ausschließlich aus dem Audiosignal;
    eine Pseudorauschsignalquelle (106);
    eine Datensignal-Quelle (104);
    eine Einrichtung (108) zum Multiplizieren des Pseudorauschsignals (g(l)) mit dem Datensignal (x(n)), um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen;
    eine Einrichtung (112) zum Gewichten des Spektrums des gespreizten Datensignals mit dem Spektrum der Maskierungsschwelle;
    eine Einrichtung (114) zum Umwandeln des gewichteten Datensignals in den Zeitbereich; und
    eine Einrichtung (116) zum Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Datensignals.
  15. Codierer zur Einbringung eines nicht hörbaren Datensignals (x(n)) in ein Audiosignal (n(k)), gekennzeichnet durch
    eine Einrichtung (100) zum Umwandeln des Audiosignals (n(k)) in den Spektralbereich;
    eine Einrichtung (102) zum Bestimmen des Spektrums der Maskierungsschwelle (W(ω)) ausschließlich aus dem Audiosignal;
    eine Pseudorauschsignalquelle (106);
    eine Datensignal-Quelle (104);
    eine Einrichtung (108) zum Multiplizieren des Pseudorauschsignals (g(l)) mit dem Datensignal (x(n)), um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen;
    eine Einrichtung (112) zum Gewichten des Spektrums des gespreizten Datensignals mit der Maskierungsschwelle;
    eine Einrichtung zum Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Datensignals im Spektralbereich; und
    eine Einrichtung zum Umwandeln des überlagerten Signals in den Zeitbereich.
  16. Codierer nach Anspruch 14 oder 15, bei dem die Einrichtung (100) zum Umwandeln des Audiosignals eine schnelle Fourier-Transformation durchführt.
  17. Codierer nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem die Einrichtung zum Bestimmen der Maskierungsschwelle folgende Merkmale ausweist:
    eine Einrichtung zum Aufteilen des Spektrums des Audiosignals in kritische Bänder (z);
    eine Einrichtung zum Bestimmen der Energie in jedem kritischen Band;
    eine Einrichtung zum Berechnen der Spreizungsfunktion für jedes kritische Band;
    eine Einrichtung zum Falten der Spreizungsverläufe aller kritischen Bänder mit den Bandenergien, um den Verlauf der Anregung zu erhalten;
    eine Einrichtung zum Bestimmen der Unvorhersagbarkeit des Signals;
    eine Einrichtung zum Bestimmen des Verdeckungsmaß aus der Tonalität; und
    eine Einrichtung zum Berechnen der Maskierungsschwelle aus der Anregung unter Berücksichtigung des bestimmten Verdeckungsmaßes.
  18. Codierer nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem die Einrichtung zum Bestimmen der Maskierungsschwelle folgende Merkmale ausweist:
    eine Einrichtung zum Aufteilen des Spektrums des Audiosignals in kritische Bänder (z);
    eine Einrichtung zum Bestimmen der Energie in jedem kritischen Band;
    eine Einrichtung zum Bestimmen der Maskierungsschwelle aus den Bandenergien unter Berücksichtigung des Verdeckungsmaßes für die tonale Verdeckung.
  19. Codierer nach einem der Ansprüche 14 bis 18, bei dem das Pseudorauschsignal (g(l)) eine Bandbreite von 6 kHz hat.
  20. Codierer nach einem der Ansprüche 14 bis 19, bei dem das Datensignal (x(n)) eine Bandbreite von 50 Hz hat.
  21. Codierer nach einem der Ansprüche 14 bis 20, der eine Einrichtung (105) aufweist, die das Datensignal durch einen Blockcode kanalcodiert.
  22. Codierer nach einem der Ansprüche 14 bis 21, der eine Einrichtung aufweist, die vor dem Multiplizieren des Pseudorauschsignals mit dem Datensignal das Pseudorauschsignal und das Datensignal in antipodische Signale umwandelt.
  23. Codierer nach einem der Ansprüche 14 bis 22, bei dem die Einrichtung zum Multiplizieren des Pseudorauschsignals mit dem Datensignal
    eine BPSK-Basisbandmodulation des Datensignals mit dem Pseudorauschsignal bewirkt;
    eine BPSK-Modulation des modulierten Signals mit einem Trägersignal, dessen Frequenz im Bereich des hörbaren Audiospektrums liegt, bewirkt; und
    das modulierte Signal in den Spektralbereich umwandelt.
  24. Codierer nach Anspruch 23, bei dem das Trägersignal cosinusförmig ist und eine Frequenz von 3 kHz hat.
  25. Codierer nach Anspruch 23, bei dem die Einrichtung (108) zum Multiplizieren des Pseudorauschsignals mit dem Datensignal durch eine Manchester-Codierung des Pseudorauschsignals erfolgt.
  26. Codierer nach Anspruch 14 oder 15, bei dem die Einrichtung (114) die Rücktransformation in den Zeitbereich durch eine schnelle Fourier-Transformation bewirkt.
  27. Vorrichtung (600) zum Bestimmen der Zuhörerverteilung einzelner Radiostationen anhand eines Kennungssignals, gekennzeichnet durch
    einen Codierer (604), der das Kennungssignal in das Audiosignal einbringt und folgende Merkmale aufweist:
    eine Einrichtung (100) zum Umwandeln des Audiosignals (n(k)) in den Spektralbereich;
    eine Einrichtung (102) zum Bestimmen des Spektrums der Maskierungsschwelle (W(ω)) ausschließlich aus dem Audiosignal;
    eine Pseudorauschsignalquelle (106);
    eine Datensignal-Quelle (104);
    eine Einrichtung (108) zum Multiplizieren des Pseudorauschsignals (g(l)) mit dem Datensignal (x(n)), um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen;
    eine Einrichtung (112) zum Gewichten des Spektrums des gespreizten Datensignals mit dem Spektrum der Maskierungsschwelle;
    eine Einrichtung (114) zum Umwandeln des gewichteten Datensignals in den Zeitbereich; und
    eine Einrichtung (116) zum Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Datensignals; und
    einen Decodierer (620), der das Kennungssignal aus dem gesendeten Audiosignal herauszieht.
  28. Vorrichtung (600) zum Bestimmen der Zuhörerverteilung einzelner Radiostationen (602) anhand eines Kennungssignals, gekennzeichnet durch
    einen Codierer (604), der das Kennungssignal in das Audiosignal einbringt und folgende Merkmale aufweist:
    eine Einrichtung (100) zum Umwandeln des Audiosignals (n(k)) in den Spektralbereich;
    eine Einrichtung (102) zum Bestimmen des Spektrums der Maskierungsschwelle (W(ω)) ausschließlich aus dem Audiosignal;
    eine Pseudorauschsignalquelle (106);
    eine Datensignal-Quelle (104);
    eine Einrichtung (108) zum Multiplizieren des Pseudorauschsignals (g(l)) mit dem Datensignal (x(n)), um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen;
    eine Einrichtung (112) zum Gewichten des Spektrums des gespreizten Datensignals mit der Maskierungsschwelle;
    eine Einrichtung zum Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Datensignals im Spektralbereich; und
    eine Einrichtung zum Umwandeln des überlagerten Signals in den Zeitbereich; und
    einen Decodierer (620), der das Kennungssignal aus dem gesendeten Audiosignal herauszieht.
  29. Vorrichtung (700) zum Bestimmen der Senderreichweite einer Radiostation (702) anhand eines Kennungssignals, gekennzeichnet durch
    einen Codierer (702), der das Kennungssignal in das Audiosignal einbringt und folgende Merkmale aufweist:
    eine Einrichtung (100) zum Umwandeln des Audiosignals (n(k)) in den Spektralbereich;
    eine Einrichtung (102) zum Bestimmen des Spektrums der Maskierungsschwelle (W(ω)) ausschließlich aus dem Audiosignal;
    eine Pseudorauschsignalquelle (106);
    eine Datensignal-Quelle (104);
    eine Einrichtung (108) zum Multiplizieren des Pseudorauschsignals (g(l)) mit dem Datensignal (x(n)), um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen;
    eine Einrichtung (112) zum Gewichten des Spektrums des gespreizten Datensignals mit dem Spektrum der Maskierungsschwelle;
    eine Einrichtung (114) zum Umwandeln des gewichteten Datensignals in den Zeitbereich; und
    eine Einrichtung (116) zum Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Datensignals; und
    einen Decodierer (718), der das Kennungssignal aus dem gesendeten Audiosignal herauszieht.
  30. Vorrichtung (700) zum Bestimmen der Senderreichweite einer Radiostation (702) anhand eines Kennungssignals, gekennzeichnet durch
    einen Codierer (704), der das Kennungssignal in das Audiosignal einbringt und folgende Merkmale aufweist:
    eine Einrichtung (100) zum Umwandeln des Audiosignals (n(k)) in den Spektralbereich;
    eine Einrichtung (102) zum Bestimmen des Spektrums der Maskierungsschwelle (W(ω)) ausschließlich aus dem Audiosignal;
    eine Pseudorauschsignalquelle (106);
    eine Datensignal-Quelle (104);
    eine Einrichtung (108) zum Multiplizieren des Pseudorauschsignals (g(l)) mit dem Datensignal (x(n)), um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen;
    eine Einrichtung (112) zum Gewichten des Spektrums des gespreizten Datensignals mit der Maskierungsschwelle;
    eine Einrichtung zum Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Datensignals im Spektralbereich; und
    eine Einrichtung zum Umwandeln des überlagerten Signals in den Zeitbereich; und
    einen Decodierer (718), der das Kennungssignal aus dem gesendeten Audiosignal herauszieht.
  31. Vorrichtung (800) zum Kennzeichnen von Audiosignalen mit einer eindeutigen Kennummer zur Identifizierung der Quellen von Kopien von Tonträgern (808), gekennzeichnet durch
    einen Codierer (806), der die Kennummmer in das Audiosignal einbringt und folgende Merkmale aufweist:
    eine Einrichtung (100) zum Umwandeln des Audiosignals (n(k)) in den Spektralbereich;
    eine Einrichtung (102) zum Bestimmen des Spektrums der Maskierungsschwelle (W(ω)) ausschließlich aus dem Audiosignal;
    eine Pseudorauschsignalquelle (106);
    eine Datensignal-Quelle (104);
    eine Einrichtung (108) zum Multiplizieren des Pseudorauschsignals (g(l)) mit dem Datensignal (x(n)), um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen;
    eine Einrichtung (112) zum Gewichten des Spektrums des gespreizten Datensignals mit dem Spektrum der Maskierungsschwelle;
    eine Einrichtung (114) zum Umwandeln des gewichteten Datensignals in den Zeitbereich; und
    eine Einrichtung (116) zum Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Datensignals; und
    einen Decodierer, der die Kennummer aus dem gesendeten Audiosignal herauszieht.
  32. Vorrichtung (800) zum Kennzeichnen von Audiosignalen mit einer eindeutigen Kennummer zur Identifizierung der Quellen von Kopien von Tonträgern (808), gekennzeichnet durch
    einen Codierer (806), der die Kennummer in das Audiosignal einbringt und folgende Merkmale aufweist:
    eine Einrichtung (100) zum Umwandeln des Audiosignals (n(k)) in den Spektralbereich;
    eine Einrichtung (102) zum Bestimmen des Spektrums der Maskierungsschwelle (W(ω)) ausschließlich aus dem Audiosignal;
    eine Pseudorauschsignalquelle (106);
    eine Datensignal-Quelle (104);
    eine Einrichtung (108) zum Multiplizieren des Pseudorauschsignals (g(l)) mit dem Datensignal (x(n)), um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen;
    eine Einrichtung (112) zum Gewichten des Spektrums des gespreizten Datensignals mit der Maskierungsschwelle;
    eine Einrichtung zum Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Datensignals im Spektralbereich; und
    eine Einrichtung zum Umwandeln des überlagerten Signals in den Zeitbereich; und
    einen Decodierer, der die Kennummer aus dem gesendeten Audiosignal herauszieht.
  33. Vorrichtung (900) zum Fernsteuern von Audiogeräten (916, 918) anhand eines Steuerungssignals, gekennzeichnet durch
    einen Codierer (906), der das Steuerungssignal in das Audiosignal einbringt und folgende Merkmale aufweist:
    eine Einrichtung (100) zum Umwandeln des Audiosignals (n(k)) in den Spektralbereich;
    eine Einrichtung (102) zum Bestimmen des Spektrums der Maskierungsschwelle (W(ω)) ausschließlich aus dem Audiosignal;
    eine Pseudorauschsignalquelle (106);
    eine Datensignal-Quelle (104);
    eine Einrichtung (108) zum Multiplizieren des Pseudorauschsignals (g(l)) mit dem Datensignal (x(n)), um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen;
    eine Einrichtung (112) zum Gewichten des Spektrums des gespreizten Datensignals mit dem Spektrum der Maskierungsschwelle;
    eine Einrichtung (114) zum Umwandeln des gewichteten Datensignals in den Zeitbereich; und
    eine Einrichtung (116) zum Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Datensignals; und
    einen Decodierer, der das Steuerungssignal aus dem gesendeten Audiosignal herauszieht.
  34. Vorrichtung (900) zum Fernsteuern von Audiogeräten (916, 918) anhand eines Steuerungssignals, gekennzeichnet durch
    einen Codierer (906), der das Steuerungssignal in das Audiosignal einbringt und folgende Merkmale aufweist:
    eine Einrichtung (100) zum Umwandeln des Audiosignals (n(k)) in den Spektralbereich;
    eine Einrichtung (102) zum Bestimmen des Spektrums der Maskierungsschwelle (W(ω)) ausschließlich aus dem Audiosignal;
    eine Pseudorauschsignalquelle (106);
    eine Datensignal-Quelle (104);
    eine Einrichtung (108) zum Multiplizieren des Pseudorauschsignals (g(l)) mit dem Datensignal (x(n)), um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen;
    eine Einrichtung (112) zum Gewichten des Spektrums des gespreizten Datensignals mit der Maskierungsschwelle;
    eine Einrichtung zum Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Datensignals im Spektralbereich; und
    eine Einrichtung zum Umwandeln des überlagerten Signals in den Zeitbereich; und
    einen Decodierer, der das Steuerungssignal aus dem gesendeten Audiosignal herauszieht.
  35. Vorrichtung (900) zum Fernsteuern von Audiogeräten anhand eines Steuerungssignals, nach Anspruch 33 oder 34, derart ausgestaltet, daß die Aufzeichnung eines Audiosignals in einem Aufnahmegerät durch das Steuerungssignal begonnen und/oder beendet wird.
  36. Vorrichtung zum Bereitstellen eines zum Audiosignal parallel arbeitenden Datenkanals mit niedriger Bitrate in digital verarbeitenden Audiogeräten, gekennzeichnet durch
    einen Codierer, der ein Informationssignal in das Audiosignal einbringt und folgende Merkmale aufweist:
    eine Einrichtung (100) zum Umwandeln des Audiosignals (n(k)) in den Spektralbereich;
    eine Einrichtung (102) zum Bestimmen des Spektrums der Maskierungsschwelle (W(ω)) ausschließlich aus dem Audiosignal;
    eine Pseudorauschsignalquelle (106);
    eine Datensignal-Quelle (104);
    eine Einrichtung (108) zum Multiplizieren des Pseudorauschsignals (g(l)) mit dem Datensignal (x(n)), um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen;
    eine Einrichtung (112) zum Gewichten des Spektrums des gespreizten Datensignals mit dem Spektrum der Maskierungsschwelle;
    eine Einrichtung (114) zum Umwandeln des gewichteten Datensignals in den Zeitbereich; und
    eine Einrichtung (116) zum Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Datensignals; und
    einen Decodierer, der das Informationssignal aus dem gesendeten Audiosignal herauszieht.
  37. Vorrichtung zum Bereitstellen eines zum Audiosignal parallel arbeitenden Datenkanals mit niedriger Bitrate in digital verarbeitenden Audiogeräten, gekennzeichnet durch
    einen Codierer, der ein Informationssignal in das Audiosignal einbringt und folgende Merkmale aufweist:
    eine Einrichtung (100) zum Umwandeln des Audiosignals (n(k)) in den Spektralbereich;
    eine Einrichtung (102) zum Bestimmen des Spektrums der Maskierungsschwelle (W(ω)) ausschließlich aus dem Audiosignal;
    eine Pseudorauschsignalquelle (106);
    eine Datensignal-Quelle (104);
    eine Einrichtung (108) zum Multiplizieren des Pseudorauschsignals (g(l)) mit dem Datensignal (x(n)), um ein frequenzmäßig gespreiztes Datensignal zu schaffen;
    eine Einrichtung (112) zum Gewichten des Spektrums des gespreizten Datensignals mit der Maskierungsschwelle;
    eine Einrichtung zum Überlagern des Audiosignals und des gewichteten Datensignals im Spektralbereich; und
    eine Einrichtung zum Umwandeln des überlagerten Signals in den Zeitbereich; und
    einen Decodierer, der das Informationssignal aus dem gesendeten Audiosignal herauszieht.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10254470A1 (de) * 2002-11-21 2004-06-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Impulsantwort und Vorrichtung und Verfahren zum Vorführen eines Audiostücks
US7395211B2 (en) 2000-08-16 2008-07-01 Dolby Laboratories Licensing Corporation Modulating one or more parameters of an audio or video perceptual coding system in response to supplemental information

Families Citing this family (113)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7562392B1 (en) * 1999-05-19 2009-07-14 Digimarc Corporation Methods of interacting with audio and ambient music
EP1071081B1 (de) * 1996-11-07 2002-05-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Verfahren zur Erzeugung eines Vektorquantisierungs-Codebuchs
GB9700854D0 (en) 1997-01-16 1997-03-05 Scient Generics Ltd Sub-audible acoustic data transmission mechanism
US6427012B1 (en) 1997-05-19 2002-07-30 Verance Corporation Apparatus and method for embedding and extracting information in analog signals using replica modulation
US7644282B2 (en) 1998-05-28 2010-01-05 Verance Corporation Pre-processed information embedding system
US7006555B1 (en) 1998-07-16 2006-02-28 Nielsen Media Research, Inc. Spectral audio encoding
AU6695100A (en) * 1999-07-19 2001-02-05 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Method and device for identifying pieces of music
GB9917985D0 (en) * 1999-07-30 1999-09-29 Scient Generics Ltd Acoustic communication system
DE19938095A1 (de) * 1999-08-12 2001-03-01 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Informationen in ein Audiosignal und Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln von in einem Audiosignal eingebrachten Informationen
DE19947877C2 (de) * 1999-10-05 2001-09-13 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Informationen in einen Datenstrom sowie Verfahren und Vorrichtung zum Codieren eines Audiosignals
US6737957B1 (en) 2000-02-16 2004-05-18 Verance Corporation Remote control signaling using audio watermarks
US6968564B1 (en) 2000-04-06 2005-11-22 Nielsen Media Research, Inc. Multi-band spectral audio encoding
US7664274B1 (en) * 2000-06-27 2010-02-16 Intel Corporation Enhanced acoustic transmission system and method
US6879652B1 (en) * 2000-07-14 2005-04-12 Nielsen Media Research, Inc. Method for encoding an input signal
GB2365295A (en) * 2000-07-27 2002-02-13 Cambridge Consultants Watermarking key
DE60110086T2 (de) * 2000-07-27 2006-04-06 Activated Content Corp., Inc., Burlingame Stegotextkodierer und -dekodierer
EP2288121A3 (de) * 2000-11-30 2011-06-22 Intrasonics S.A.R.L. Telekommunikationsvorrichtung mit Audioübertragung-interaktivem Betrieb
AU2211102A (en) * 2000-11-30 2002-06-11 Scient Generics Ltd Acoustic communication system
US7864938B2 (en) 2000-12-26 2011-01-04 Polycom, Inc. Speakerphone transmitting URL information to a remote device
US7339605B2 (en) * 2004-04-16 2008-03-04 Polycom, Inc. Conference link between a speakerphone and a video conference unit
US7221663B2 (en) * 2001-12-31 2007-05-22 Polycom, Inc. Method and apparatus for wideband conferencing
US8948059B2 (en) * 2000-12-26 2015-02-03 Polycom, Inc. Conference endpoint controlling audio volume of a remote device
US8977683B2 (en) 2000-12-26 2015-03-10 Polycom, Inc. Speakerphone transmitting password information to a remote device
US8964604B2 (en) 2000-12-26 2015-02-24 Polycom, Inc. Conference endpoint instructing conference bridge to dial phone number
US9001702B2 (en) 2000-12-26 2015-04-07 Polycom, Inc. Speakerphone using a secure audio connection to initiate a second secure connection
US8976712B2 (en) * 2001-05-10 2015-03-10 Polycom, Inc. Speakerphone and conference bridge which request and perform polling operations
US8934382B2 (en) 2001-05-10 2015-01-13 Polycom, Inc. Conference endpoint controlling functions of a remote device
RU2293368C2 (ru) * 2001-05-10 2007-02-10 Поликом Израиль Лтд. Способ (варианты) и система (варианты) для управления конференциями и блок управления для многоточечной мультимедийной/речевой системы
DE10129239C1 (de) 2001-06-18 2002-10-31 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zum Einbetten eines Wasserzeichens in ein Audiosignal
CN100380493C (zh) * 2001-09-05 2008-04-09 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于直接流数字信号的坚韧水印
WO2003034627A1 (en) * 2001-10-17 2003-04-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. System for encoding auxiliary information within a signal
AU2002363907A1 (en) 2001-12-24 2003-07-30 Scientific Generics Limited Captioning system
US8102984B2 (en) 2001-12-31 2012-01-24 Polycom Inc. Speakerphone and conference bridge which receive and provide participant monitoring information
US8885523B2 (en) * 2001-12-31 2014-11-11 Polycom, Inc. Speakerphone transmitting control information embedded in audio information through a conference bridge
US7742588B2 (en) * 2001-12-31 2010-06-22 Polycom, Inc. Speakerphone establishing and using a second connection of graphics information
US8705719B2 (en) 2001-12-31 2014-04-22 Polycom, Inc. Speakerphone and conference bridge which receive and provide participant monitoring information
US8223942B2 (en) * 2001-12-31 2012-07-17 Polycom, Inc. Conference endpoint requesting and receiving billing information from a conference bridge
US8934381B2 (en) * 2001-12-31 2015-01-13 Polycom, Inc. Conference endpoint instructing a remote device to establish a new connection
US20050213726A1 (en) * 2001-12-31 2005-09-29 Polycom, Inc. Conference bridge which transfers control information embedded in audio information between endpoints
US7978838B2 (en) 2001-12-31 2011-07-12 Polycom, Inc. Conference endpoint instructing conference bridge to mute participants
US8144854B2 (en) 2001-12-31 2012-03-27 Polycom Inc. Conference bridge which detects control information embedded in audio information to prioritize operations
US8947487B2 (en) * 2001-12-31 2015-02-03 Polycom, Inc. Method and apparatus for combining speakerphone and video conference unit operations
US7787605B2 (en) 2001-12-31 2010-08-31 Polycom, Inc. Conference bridge which decodes and responds to control information embedded in audio information
US8023458B2 (en) 2001-12-31 2011-09-20 Polycom, Inc. Method and apparatus for wideband conferencing
US20030131350A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-10 Peiffer John C. Method and apparatus for identifying a digital audio signal
US7295939B2 (en) * 2002-06-24 2007-11-13 Em Photonics, Inc. Hardware implementation of the pseudo-spectral time-domain method
US20040125125A1 (en) * 2002-06-29 2004-07-01 Levy Kenneth L. Embedded data windows in audio sequences and video frames
EP2782337A3 (de) 2002-10-15 2014-11-26 Verance Corporation Media-Überwchung, Verwaltung und Informationssystem
CN1774922A (zh) 2002-10-23 2006-05-17 尼尔逊媒介研究股份有限公司 用于压缩音频/视频数据的数字数据插入装置和方法
US7881485B2 (en) 2002-11-21 2011-02-01 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E. V. Apparatus and method of determining an impulse response and apparatus and method of presenting an audio piece
US6845360B2 (en) * 2002-11-22 2005-01-18 Arbitron Inc. Encoding multiple messages in audio data and detecting same
US20060069549A1 (en) * 2003-04-08 2006-03-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Updating of a buried data channel
DE10321983A1 (de) * 2003-05-15 2004-12-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zum Einbetten einer binären Nutzinformation in ein Trägersignal
US7460684B2 (en) * 2003-06-13 2008-12-02 Nielsen Media Research, Inc. Method and apparatus for embedding watermarks
KR100513729B1 (ko) * 2003-07-03 2005-09-08 삼성전자주식회사 계층적인 대역폭 구조를 갖는 음성 압축 및 복원 장치와그 방법
US20060239501A1 (en) 2005-04-26 2006-10-26 Verance Corporation Security enhancements of digital watermarks for multi-media content
CA2562137C (en) * 2004-04-07 2012-11-27 Nielsen Media Research, Inc. Data insertion apparatus and methods for use with compressed audio/video data
DE102004021404B4 (de) 2004-04-30 2007-05-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Wasserzeicheneinbettung
DE102004021403A1 (de) * 2004-04-30 2005-11-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Informationssignalverarbeitung durch Modifikation in der Spektral-/Modulationsspektralbereichsdarstellung
MX2007000076A (es) 2004-07-02 2007-03-28 Nielsen Media Res Inc Metodos y aparatos para mezclar corrientes comprimidas de bits digitales.
US7796565B2 (en) 2005-06-08 2010-09-14 Polycom, Inc. Mixed voice and spread spectrum data signaling with multiplexing multiple users with CDMA
US8126029B2 (en) 2005-06-08 2012-02-28 Polycom, Inc. Voice interference correction for mixed voice and spread spectrum data signaling
US8199791B2 (en) 2005-06-08 2012-06-12 Polycom, Inc. Mixed voice and spread spectrum data signaling with enhanced concealment of data
JP2007013683A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Toshiba Corp サーバ装置
US8020004B2 (en) 2005-07-01 2011-09-13 Verance Corporation Forensic marking using a common customization function
US8781967B2 (en) 2005-07-07 2014-07-15 Verance Corporation Watermarking in an encrypted domain
EP1764780A1 (de) 2005-09-16 2007-03-21 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Blindes Wasserzeichen für Audio-Signale mittels Phasen-Änderungen
EP1837875A1 (de) 2006-03-22 2007-09-26 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Korrelierung zweier Datenteile
WO2007110103A1 (en) 2006-03-24 2007-10-04 Dolby Sweden Ab Generation of spatial downmixes from parametric representations of multi channel signals
WO2008045950A2 (en) 2006-10-11 2008-04-17 Nielsen Media Research, Inc. Methods and apparatus for embedding codes in compressed audio data streams
EP1947642B1 (de) * 2007-01-16 2018-06-13 Apple Inc. Aktives geräuschdämpfungssystem
US8542802B2 (en) 2007-02-15 2013-09-24 Global Tel*Link Corporation System and method for three-way call detection
US8494903B2 (en) 2007-03-16 2013-07-23 Activated Content Corporation Universal advertising model utilizing digital linkage technology “U AD”
EP2081187A1 (de) 2008-01-21 2009-07-22 Deutsche Thomson OHG Verfahren und Vorrichtung zur Entscheidung darüber, ob in einem empfangenen und möglicherweise mit einem Wasserzeichen versehenen Signal ein Referenzmuster enthalten ist
EP2083418A1 (de) 2008-01-24 2009-07-29 Deutsche Thomson OHG Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung und Verwendung einer zufälligen Frequenz zur Entschlüsselung von Wasserzeicheninformationen, die in einem empfangenen Signal und mit einer ursprünglichen zufälligen Frequenz auf der Verschlüsselungsseite eingebettet wurde
US8677437B2 (en) * 2008-05-07 2014-03-18 Evertz Microsystems Ltd. Systems and methods for calculating the delay between media signals
US8754947B2 (en) * 2008-05-07 2014-06-17 Evertz Microsystems Ltd. Systems and methods for comparing media signals
US8780209B2 (en) * 2008-05-07 2014-07-15 Evertz Microsystems Ltd. Systems and methods for comparing media signals
GB2460306B (en) 2008-05-29 2013-02-13 Intrasonics Sarl Data embedding system
US8259938B2 (en) 2008-06-24 2012-09-04 Verance Corporation Efficient and secure forensic marking in compressed
EP2337376A4 (de) * 2008-09-24 2014-02-26 Yamaha Corp Vorrichtung zur messung einer regelkreisverstärkung und vorrichtung zur rückkopplungsverhinderung
US20100095188A1 (en) * 2008-10-09 2010-04-15 Transwitch Corporation Apparatus and method for detecting and correcting errors in control characters of a multimedia interface
EP2175443A1 (de) 2008-10-10 2010-04-14 Thomson Licensing Verfahren und Vorrichtung zur Wiedererlangung von Wasserzeichendaten, die in einem ursprünglichen Signal eingebettet waren, durch Änderung von Abschnitten des genannten ursprünglichen Signals in Zusammenhang mit mindestens zwei verschiedenen Referenzdatensequenzen
US9225838B2 (en) 2009-02-12 2015-12-29 Value-Added Communications, Inc. System and method for detecting three-way call circumvention attempts
CN102369573A (zh) * 2009-03-13 2012-03-07 皇家飞利浦电子股份有限公司 嵌入和提取辅助数据
EP2362386A1 (de) * 2010-02-26 2011-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. Wasserzeichenerzeuger, Wasserzeichendecodierer, Verfahren zur Bereitstellung eines Wasserzeichensignals in Abhängigkeit binärer Benachrichtigungsdaten, Verfahren zur Bereitstellung binärer Benachrichtigungsdaten in Abhängigkeit eines Wasserzeichensignals und Computerprogramm mit zweidimensionaler Bit-Verbreiterung
EP2362382A1 (de) 2010-02-26 2011-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. Wasserzeichensignalversorger und Verfahren zur Bereitstellung eines Wasserzeichensignals
EP2362384A1 (de) 2010-02-26 2011-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. Wasserzeichenerzeuger, Wasserzeichendecodierer, Verfahren zur Bereitstellung eines Wasserzeichensignals, Verfahren zur Bereitstellung binärer Benachrichtigungsdaten in Abhängigkeit eines Wasserzeichensignals und Computerprogramm mit verbessertem Synchronisierungskonzept
EP2362383A1 (de) 2010-02-26 2011-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. Wasserzeichendecodierer und Verfahren zur Bereitstellung binärer Benachrichtigungsdaten
EP2362385A1 (de) 2010-02-26 2011-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. Wasserzeichensignalversorger und Wasserzeicheneinbettung
EP2362387A1 (de) 2010-02-26 2011-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. Wasserzeichenerzeuger, Wasserzeichendecodierer, Verfahren zur Bereitstellung eines Wasserzeichensignals in Abhängigkeit binärer Benachrichtigungsdaten, Verfahren zur Bereitstellung binärer Benachrichtigungsdaten in Abhängigkeit eines Wasserzeichensignals und Computerprogramm mit differentieller Codierung
US9607131B2 (en) 2010-09-16 2017-03-28 Verance Corporation Secure and efficient content screening in a networked environment
EP2431970A1 (de) * 2010-09-21 2012-03-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. Wasserzeichengenerator, Wasserzeichendekodierer, Verfahren zur Bereitstellung eines mit einem Wasserzeichen markierten Signals basierend auf diskreten Datenwerten und Verfahren zur Bereitstellung von diskreten Datenwerten in Abhängigkeit eines mit einem Wasserzeichen markierten Signals
US8615104B2 (en) 2011-11-03 2013-12-24 Verance Corporation Watermark extraction based on tentative watermarks
US8682026B2 (en) 2011-11-03 2014-03-25 Verance Corporation Efficient extraction of embedded watermarks in the presence of host content distortions
US8533481B2 (en) 2011-11-03 2013-09-10 Verance Corporation Extraction of embedded watermarks from a host content based on extrapolation techniques
US8923548B2 (en) 2011-11-03 2014-12-30 Verance Corporation Extraction of embedded watermarks from a host content using a plurality of tentative watermarks
US8745403B2 (en) 2011-11-23 2014-06-03 Verance Corporation Enhanced content management based on watermark extraction records
US9547753B2 (en) 2011-12-13 2017-01-17 Verance Corporation Coordinated watermarking
US9323902B2 (en) 2011-12-13 2016-04-26 Verance Corporation Conditional access using embedded watermarks
US9571606B2 (en) 2012-08-31 2017-02-14 Verance Corporation Social media viewing system
US9106964B2 (en) 2012-09-13 2015-08-11 Verance Corporation Enhanced content distribution using advertisements
US8869222B2 (en) 2012-09-13 2014-10-21 Verance Corporation Second screen content
US8726304B2 (en) 2012-09-13 2014-05-13 Verance Corporation Time varying evaluation of multimedia content
US20150294539A1 (en) * 2012-10-31 2015-10-15 Promotie Voor Speciale Evenementen - Belgium Method for remotely controlling human perceivable output of a plurality of devices, system, transmitter, device, software product and human unperceivable acoustic signal for performing the method
US9262794B2 (en) 2013-03-14 2016-02-16 Verance Corporation Transactional video marking system
CN104217608B (zh) * 2013-05-29 2018-02-23 星贝瑞有限公司 基于公交工具的信息服务方法及系统
US9251549B2 (en) 2013-07-23 2016-02-02 Verance Corporation Watermark extractor enhancements based on payload ranking
US9208334B2 (en) 2013-10-25 2015-12-08 Verance Corporation Content management using multiple abstraction layers
EP3117626A4 (de) 2014-03-13 2017-10-25 Verance Corporation Erfassung von interaktivem inhalt mittels eingebetteter codes
EP3826324A1 (de) 2015-05-15 2021-05-26 Nureva Inc. System und verfahren zur einbettung zusätzlicher informationen in einem schallmaskenrauschsignal
US9930088B1 (en) 2017-06-22 2018-03-27 Global Tel*Link Corporation Utilizing VoIP codec negotiation during a controlled environment call
EP4256558A4 (de) 2020-12-02 2024-08-21 Hearunow Inc Dynamische sprachakzentation und -verstärkung

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3885217A (en) * 1973-07-11 1975-05-20 Computer Specifics Corp Data transmission system
US4980917A (en) * 1987-11-18 1990-12-25 Emerson & Stern Associates, Inc. Method and apparatus for determining articulatory parameters from speech data
US5212551A (en) * 1989-10-16 1993-05-18 Conanan Virgilio D Method and apparatus for adaptively superimposing bursts of texts over audio signals and decoder thereof
GB2252023B (en) * 1991-01-21 1995-01-18 Mitsubishi Electric Corp Acoustic system
FR2681997A1 (fr) 1991-09-30 1993-04-02 Arbitron Cy Procede et dispositif d'identification automatique d'un programme comportant un signal sonore.
GB2292506B (en) 1991-09-30 1996-05-01 Arbitron Company The Method and apparatus for automatically identifying a program including a sound signal
US5319735A (en) 1991-12-17 1994-06-07 Bolt Beranek And Newman Inc. Embedded signalling
JP3306600B2 (ja) * 1992-08-05 2002-07-24 三菱電機株式会社 自動音量調整装置
US5293369A (en) * 1992-10-28 1994-03-08 International Business Machines Corporation Asynchronous sampling digital detector system for magnetic and optical recording channels
NZ259776A (en) 1992-11-16 1997-06-24 Ceridian Corp Identifying recorded or broadcast audio signals by mixing with encoded signal derived from code signal modulated by narrower bandwidth identification signal
US5483276A (en) 1993-08-02 1996-01-09 The Arbitron Company Compliance incentives for audience monitoring/recording devices
US5450490A (en) 1994-03-31 1995-09-12 The Arbitron Company Apparatus and methods for including codes in audio signals and decoding
US5404377A (en) * 1994-04-08 1995-04-04 Moses; Donald W. Simultaneous transmission of data and audio signals by means of perceptual coding
US5822360A (en) 1995-09-06 1998-10-13 Solana Technology Development Corporation Method and apparatus for transporting auxiliary data in audio signals

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7395211B2 (en) 2000-08-16 2008-07-01 Dolby Laboratories Licensing Corporation Modulating one or more parameters of an audio or video perceptual coding system in response to supplemental information
DE10254470A1 (de) * 2002-11-21 2004-06-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Impulsantwort und Vorrichtung und Verfahren zum Vorführen eines Audiostücks
DE10254470B4 (de) * 2002-11-21 2006-01-26 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Impulsantwort und Vorrichtung und Verfahren zum Vorführen eines Audiostücks

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