FR2530897A1 - Procede et systeme pour une compression de donnees par un echantillonnage a frequence variable - Google Patents

Abstract

PROCEDE ET SYSTEME POUR UNE COMPRESSION DE DONNEES PAR UN ECHANTILLONNAGE A FREQUENCE VARIABLE. LE SYSTEME DE COMPRESSION DE DONNEES, SELON LA PRESENTE INVENTION, COMPREND UN CONVERTISSEUR ANALOGIQUE-NUMERIQUE 3 POUR QUANTIFIER LE SIGNAL ANALOGIQUE A UNE PREMIERE FREQUENCE D'ECHANTILLONNAGE EN UNE SERIE D'ECHANTILLONS NUMERIQUES ET UNE MEMOIRE M1 POUR EMMAGASINER LES ECHANTILLONS NUMERIQUES. UN CIRCUIT DE COMMANDE 10 ENGENDRE UNE DONNEE D'ECHANTILLONNAGE INDIQUANT UNE FREQUENCE D'ECHANTILLONNAGE VARIABLE INFERIEURE A LA PREMIERE FREQUENCE D'ECHANTILLONNAGE EN FONCTION DE LA FREQUENCE INSTANTANEE DU SIGNAL ANALOGIQUE EN VUE D'UNE SELECTION DES ECHANTILLONS NUMERIQUES PRESENTS DANS LA MEMOIRE, A EXTRAIRE DE LA MEMOIRE LES ECHANTILLONS CHOISIS EN REPONSE A LA DONNEE D'ECHANTILLONNAGE, ET A FORMER AVEC LA DONNEE D'ECHANTILLONNAGE ET LES ECHANTILLONS NUMERIQUES CHOISIS UN ENSEMBLE DE DONNEES. UNE SERIE D'ENSEMBLE DE DONNEES PEUT ETRE TRANSMISE A UNE EXTREMITE RECEPTRICE DU SYSTEME OU EMMAGASINEE DANS UN MOYEN D'ENREGISTREMENT 20. LA DONNEE D'ECHANTILLONNAGE EST UTILISEE POUR INDIQUER LE POINT AUQUEL L'ECHANTILLON NUMERIQUE EST CONVERTI EN UNE VALEUR ANALOGIQUE CORRESPONDANTE.

Description

Procédéetsyème pour une compression de données par un échantillonnage à

fréquence variable La présente invention concerne, d'une façon générale, les techniques de compression de données et elle a trait, plus particulièrement, à un procédé et à un système pour convertir un signal analogique en une série d'échantillons

numériques codés en binaire.

De nombreuses tentatives ont été faites jusqu'à-présent

pour réduire la quantité dtinformations devant être emmaga-

sinées dans un support d'enregistrement ou être transmises par l'intermédiaire de lignes téléphoniques à une extrémité éloignée La technique connue de compression de données

comprend un procédé dans lequel l'amplitude des signaux ana-

logiques est comprimée de façon logarithmique et un procédé connu sous la désignation de "modulation delta" dans lequel la composante différentielle du signal analogique est détectée en vue d'une transmission et le signal est intégré en vue d'une restitution -a l'extrémité réceptrice Dans l'un et l'autre de ces procédés connus, le signal analogique est échantilloné à une fréquence constante qui est au moins deux fois supérieure à la fréquence la plus élevée du signal analogque pour éviter une distorsion dite "fover" dans la technique anglo- saxonne -Mai s en raison de la fréquence d'échantillonnage constante, il se produit, dans le système connu de compression de données, un

bruit quantique sur la largeur de la bande du signal restitué.

Selon un système de compression de données, tel que celui représenté et décrit dans la publication de brevet japonais 56-155998, l'intervalle d'échantillonnage est déterminé par l'amplitude de l'écart du signal d'origine par rapport à la valeur analogique échantillonnée antérieurement de sorte que cet écart est plus petit qu'une valeur prédéterminée du rapport de la valeur d'origine à la valeur échantillonnée Bien que ce système de compression de données soit satisfaisant dans certaines conditions, il a pour inconvénient que des détails de la forme d'onde d'origine ne sont pas restitués de façon satisfaisante O C'est pourquoi, un objet de la présente invention est d'obtenir une compression de données par un échantillonnage à fréquence variable de manière à assurer la reconstitution des détails de la forme d'onde d'origine tout en éliminant

le bruit quantique.

Selon un premier aspect de l'invention, un procédé est

crée pour convertir un signal analogique en un signal numé-

rique Ce procédé consiste à engendrer une donnée d'echantil-

lonnage indiquant un intervalle d'échantillonnage qui varie en fonction inverse de la fréquence instantanée du signal

analogique, a échantillonner le signal analogique dans l'in-

tervalle d'échantillonnage variable pour engendrer un échan-

tillon numérique d'un code binaire représentant l'amplitude du signal analogique échantillonné, et à transformer en un

ensemble de données la donnée d'échantillonnage et l'échan-

tillon numérique.

Selon un second aspect de la présente invention, un système est créé pour convertir un signal analogique en une série d'échantillons numériques Ce système comprend un moyen pour échantillonner le signal analogique a' une première fréquence d'échantillonnage et à, engendrer à partir de ce signal une série d'échantillons numériques, un moyen de

mémorisation pour prendre en mémoire les échantillons numé-

riques O Un moyen de commande est prévu pour: engendrer en fonction de la fréquence instantanée du signal analogique

une donnée d'échantillonnage indiquant une fréquence d'échan-

tillonnage variable plus faible que la première fréquence d'échantillonnage afin d'extraire de façon sélective des échantillons numériques du moyen de mémorisation; lire les échantillons numériques extraits de façon sélective du moyen de mémorisation en réponse à la donnée d'échantillonnage;

et transformer en un ensemble de données la donnée d'échantil-

lonnage et les échantillons numériques extraits de façon sélective. Du fait que l'intervalle d'échantillonnage varie en

fonction inverse de la fréquence instantanée du signal ana-

logique, la forme d'onde d'origine peut être reconstituée dans ses détails fins. L'ensemble de données peut être emmagasiné dans une mémoire ou bien transmis et, lors de la reconstitution, la

donnée d'échantillonnage est utilisée pour indiquer l'inter-

valle o l'échantillon numérique est reconverti en une valeur

analogique.

On va décrire de façon plus détaillée la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur -lesquels: la figure t est un schéma synoptique d'un système de compression de données selon un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est un diagramme de forme d'onde utile pour décrire le fonctionnement du premier mode de réalisation;

les figures 3 a et 3 b représentent un organigramme mon-

trant les phases d'instructions du premier mode de réalisation exécutées par le micro-ordinateur de la figure t lorsque le système fonctionne en mode enregistrement; les figures 4 a et 4 b sont des organigrammes de phases d'instructions que le micro-ordinateur exécute lorsque le système fonctionne en mode lecture; la figure 5 est un schéma synoptique montrant le détail

du convertisseur numérique-analogique et du circuit d'inter-

polation de la figure 1; la figure 6 est un diagramme de forme d'onde associé au premier mode de réalisation; les figures 'a et 7 b représentent un organigramme d'un second mode de réalisation de l'invention, cet organigramme

montrant les phases d'instructions devant Atre exécutées par.

le micro-ordinateur fonctionnant en mode enregistrement; la figure 8 est un schéma de forme d'onde associé au second mode de réalisation; la figure 9 est un organigramme montrant les instructions devant être exécutées dans le second mode de réalisation par le micro-ordinateur lorsque celui-ci fonctionne en mode lecture; la figure 10 est un schéma de principe montrant les détails du convertisseur numérique-analogique de la figure 1 et d'un filtre passe-bas pour fréquence variable réalisé selon le second mode de réalisation; et les figures lia et llb représentent un organigramme du micro-ordinateur selon une variante du second mode de réalisation. En se référant maintenant à la figure 1, on voit que l'on y a représenté un système de réduction de données réalisé selon un premier mode de réalisation de la présente invention Ce système de réduction de données comprend, d'une

façon générale, un micro-ordinateur 10 et un appareil d'enre-

gistrement-lecture 20 L'appareil 20 peut comprendre une section d'enregistrement-lecture de bande et un tableau de commande 20 a comportant des commandes manuelles au moyen

desquelles des signaux de commande sont envoyés au micro-

ordinateur 10.

Un signal vocal provenant d'un microphone t ou de toute autre source est appliqué à un filtre passe-bas 2 o les fréquences supérieures à 4000 Hz sont éliminées La sortie du

filtre passe-bas 2 est envoyée a un convertisseur analogique-

numérique (ADC) ou codeur PCM 3 qui est synchronisé avec un signal d'horloge fourni par une base de temps 4 qui fait

partie du micro-ordinateur 10, Le convertisseur A-N 3 échan-

tillonne le signal à des intervalles ts (fig 2), c'est-à-dire

à une fréquence de 8000 Hz et transforme la valeur échantil-

lonnée en un échantillon numérique d'un code à 8 bits Comme

on val'expliquer de-façon détaillée ci-après, le micro-

ordinateur 10 est programmé de manière à recevoir le signal numérisé à des intervalles d'horloge et à le charger dans une mémoire tampon Mi ayant une capacité de mémorisation de 512 octets qui fait partie du microordinateur et qui échantillonne,

à des intervalles plus longs que ts déterminé par les instruc-

tions programmées, le signal numérisé emmagasiné en vue de son transfert à une mémoire vive 52 de manière à réduire la quantité des bits de données devant être fournis à l'appareil d'enregistrement-lecture ou mémoire extérieure 200 La mémoire vive 142, dont la capacité est de 64 K octets, emmagasine les signaux numériques échantillonnés avant de les transférer à

l'appareil 20.

En mode lecture, le signal numérique provenant de

l'appareil 20 est envoyé àa la mémoire vive M 2 à des inter-

valles d'horloge puis, de la; a un convertisseur numérique-

analogique (DAC) ou décodeur PCM 5 dont-le fonctionnement est rythmé par la base de temps 4 o La sortie du convertisseur N-A 5 est une représentation analogique de l'échantillon de

données et est appliquée à un interpolateur 6 d Cet inter-

polateur 6 assure une interpolation entre les échantillons analogiques successifs O Le signal analogique interpolé est en outre traité par un filtre passe-bas 7 et fourni à un haut-parleur Se Le tableau de commande comprend des interrupteurs R, P et Eo On actionne l'interrupteur R pour déclencher leopération d'enregistrement, l'interrupteur P pour déclencher l'opération

de lecture et l'interrupteur E pour mettre fin soit 'a l'opéra-

tion d'enregistrement, soit àa l'opération de lecture Lorsque l'on actionne l'interrupteur R, un signal d'horloge est fourni au convertisseur A-N 3 et le micro-ordinateur 10

déclenche l'exécution des instructions programmées.

Selon un premier mode de réalisation ae l'invention, le micro-ordinateur 10 est programmé de manière à exécuter les

phase indiquées dans les diverses cases des figures 3 a et 3 b.

Ces phases sont interrompues à des intervalles d'horloge périodiques par un sous-programme d'interruption 100 afin de transférer des échantillons numériques du convertisseur A-N 3 dans la mémoire tampon Ml Lorsque l'on actionne l'interrupteur R, le programme commence avec une case 101 par une remise à zéro d'un compteur D d'ensembles de données Dans la case 102, un compteur T d'intervalles de points de croisement zéro,

dont la capacité est de 8 bits, et un compteur d'échantil-

lonnage S du micro-ordinateur 10 sont remis à zéro Le compteur T d'intervalles de croisement zéro est utilisé pour mesurer l'intervalle entre les points de croisement zéro successifs du signal analogique d'entrée Un échantillon numérique est extrait de la mémoire tampon M 1 d'une capacité de 512 octets dans la case 103 Le compteur T est incrémenté de " 1 " en réponse à l'extraction de chaque échantillon numérique de la mémoire Ml (case 104) L'intervalle de croisement zéro T est mesuré par une boucle de programme formée par la case 105 dans laquelle l'échantillon numérique qui vient d'être extrait de la mémoire M 1 est vérifié pour voir s'il s'est produit, dans le bit de signe, un changement indiquant l'apparition d'un point de croisement zéro et, si ce n'est pas le cas, le programme revient à la case 103 pour extraire l'échantillon numérique suivant de la mémoire Ml, en incrémentant encore le compteur T Ce processus se prolonge jusqu'à ce qu'un point de croisement zéro soit détecté dans la case 105 Le programme

atteint alors une case 106 pour déterminer les points d'échan-

tillonnage afin de transférer les échantillons numériques Al, A 2, ** AN1 de la mémoire M 1 à la mémoire M 20 Dans le bloc 106, la valeur de compte T, qui représente l'intervalle de croisement zéro depuis l'instant to jusqu'à l'instant t N (voir fig 2), est divisée en N segments (N étant un nombre entier supérieur à l'unité) et est multipliée par des nombres entiers de 1 à (N 1) pour engendrer une série de données

d'échantillonnage Tl (=T/N), T 2 (= 2 TN), N (=(N 1)T/N).

Un échantillon numérique ayant une valeur analogique Ar (r=l, 2, N-1) est adressé par une donnée d'échantillonnage correspondante Tr et est extrait de la mémoire M 1 comme indiqué

dans la case 107 o Le compteur d'échantillonnage S est incré-

mente de " 1 " dans la case 108 et la valeur de son contenu est vérifiée dans la casez, 109 pour voir si cette valeur correspond à N-1, et si ce n'est pas le cas, le programme revient à la case 107 pour extraire l' échantillon numérique suivant Ar+lo Ce processus est répète jusqu'à ce que les échantillons numériques Al à A Nl soit extrait de la mémoire Ml * Ces échantillons numériques et leurs données d 'échantillonnage correspondantes sont appariés deé manière à former des ensembles

de données (Al, Tl; A 2, T 2; e AN-1, TN-1) î et sont char-

gés dans la mémoire vive M 2 (case 110) Le compteur D d'en-'

sembles de données, c Lont la capacité est de 15 bits, est incré-

menté de " 1 l" dlans la case 111 en réponse au chargement de chaque ensemble de données de manière que le nombre total d'ensembles de données emmagasinés dans la mémoire M 2 soit compté On voit qu 'il y a un nombre constant prédéterminé d'échantillons numériques pour chacun des intervalles de croisement zéro T tandis que le dernier intervalle peut varier

d'un instant à l'autre et que le nombre d'échantillons trans-

férés dans la mémoire M 2 est beaucoup plus petit que le nombre

total d'échantillons numériques emmagasinés dans la mémoire Ml.

Le compteur D d'ensembles de données est vérifié dans-la case 112 pour voir s'il contient un compte complet et, si ce n'est pas le-cas, le programme revient à la case 102 pour

charger l'ensemble de données suivant dans la mémoire 142.

Lorsqu'un compte complet est atteint dans le compteur D, toutes les données emmagasinées dans la mémoire M 2 sont-transférées dans la mémoire extérieure 20 (case 113) On met fin au mode d'enregistrement en actionnant l'interrupteur d'arr t E, cette

condition étant détectée dans la case 114.

On déclenche le mode enregistrement en actionnant l'1 inter-

rupteur P sur le tableau de commande 20 a Lorsque ceci a lieu, le programme représenté sur la figure 4 a commence avec une case 201 dans laquelle le compteur D d'ensembles de données est remis à zéro Le fonctionnement de l'appareil 20 est rythmé ade manière que les ensembles de données enregistrées A et Tr soient transférés du support d'enregistrement à la mémoire vive M 2 à la même cadence qu'ils sont enregistrés On obtient ce

résultat à l'aide d'une routine d'interruption 200.

Les échantillons numériques et les données d'échantil-

lonnage correspondantes chargés maintenant dans la mémoire A 2 sont adressés séquentiellement et transférés auxconvertis- seurs NA DAC 1 et DAC 2, respectivement, par le fait que le micro-ordinateur 10 exécute les instructions figurant dans

les cases 202 à 206 b Dans la case 202, le compteur d'échan-

tillonnage S est remis à zéro Un échantillon numérique Ar et la donnée d'eéchantillonnage correspondante Tr sont extraits de la mémoire M 2 dans les cases 203 et 204 et le compteur

d'échantillonnage S est incrémenté de " 1 " dans la case 205.

Le compteur S est vérifié dans la case 206 pour voir s'il est rempli par un compte N-1 et, s'il en est ainsi, le programme passe à la case 207 pour incrémenter Fe " 1 " le compteur D

d'ensembles de données.

Pour décrire le décodage des données extraites maintenant de la mémoire M 2, on va se référer à la figure 5 o est

représenté le détail du décodeur du premier mode de réali-

sation Le convertisseur N-A 5 comprend une première section

de convertisseur N-A DAC 1 et une seconde section de conver-

tisseur DAC 2 qui sont disposées respectivement de manière à recevoir des données d'amplitude et de temps (Ar, Tr) du micro-ordinateur 10 de manière à les convertir en valeurs analogiques correspondantes L'interpolateur 6 comprend un diviseur 6 a qui reçoit les valeurs analogiques des données d'amplitude et de temps des sections DAC 1 et DAC 2, et un intégrateur 6 b couplé à la sortie du diviseur 6 ao Le signal d'amplitude Ar est divisé par le signal de temps Tr dans le diviseur 6 a pour donner un quotient Xr (=Ar/Tr) qui représente le gradient Or d'interpolation à l'endroit d'un point d'échantillonnage donné L'intégrateur 6 b assure une intégration dans le temps de ce signal de quotient pour engendrer un signal Yr (= 5 Xi dt) de sorte que la pente de sa forme d'onde est proportionnelle au gradient er et varie d'un point d'échantillonnage à l'autre comme illustré sur la figure 6 Par conséquent, la sortie de l'interpolateur 6 est une enveloppe de segments de lignes interconnectés successivement qui se rapprochent de la forme d'onde du signal analogique d'origine. Grâce "a l'action de filtrage du filtre passe-bas 7, les composantes haute fréquence indésirables du signal provenant de l'interpolateur sont éliminées avant que ce signal soit applique au haut-parleur 80 En se référant de nouveau a la figure 4 a, on voit que dans la case 207 un temps de retard est introduit de manière à permettre au convertisseur 5 et à ilinterpolateur 6 de traiter leurs signaux d'entrée de la manière qui vient d'être décrite avant que l'ensemble suivant de données ne soit extrait de la mémoire M 20 Dans la case 209, le micro-ordinateur vérifie le compteur D d'ensembles de données pour voir s'il contient un compte complet et, si ce n'est pas le cas, le micro-ordinateur avance jusqu'à la case 210 pour vérifier si l'interrupteur d'arrêt E a été actionné Le programme passe du bloc 210 au bloc 202 de manière à répéter le processus ci-dessus pour reproduire les échantillons numériques contenus dans l'ensemble suivant de données. On voit par conséquent que la quantité de données est réduite notablement On peut se dispenser du système 20 de mémoire extérieuxesi la capacité de la mémoire intérieure M 2 est suffisante pour emmagasiner les informations* Dans une variante, l'organigramme de la figure 4 a est modifié comme représenté sur la figure 4 b o les cases 203 et 204 de la figure 4 a sont remplacées par -des cases 220, 221 et

222 Dans la case 220, le micro-ordinateur extrait l'échantil-

ion numérique Ar et la donnée d'échantillonnage Tr de chaque ensemble de données provenant de la mémoire M 2 pour traiter la phase de la case 221 dans laquelle le gradient Tr est obtenu par division de Ar par Tr Dans la case 222, la donnée relative au gradient est transférée dans le convertisseur DAC 1 Dans cette variante, le convertisseur N-A DAC 2 et le diviseur 6 a

de la figure 5 sont supprimés et la sortie de DAC 1 est direc-

tement reliée -à l'entrée de l'intègrateur 6 b.

Selon-le théorème de l'échantillonnage, il se produit un bruit quantique si la moitié de la valeur de la fréquence d'échantillonnage est inférieure a la plage de fréquence du signal Toutefois, le système de réduction de données selon le premier mode de réalisation ne donne pas satisfaction dans les cas oà les points de croisement zéro sont espacés par des intervalles longs au point que la moitié de la valeur de la fréquence d'échantillonnage devienne plus faible que la

fréquence de coupure du filtre passe-bas 7.

Les figures Ta et 7 b sont des illustrations d'un organi-

gramme décrivant les instructions du micro-ordinateur 10 programmé selon un second mode de réalisation de l'invention

qui supprime l'inconvenient du premier mode de réalisation.

Lorsque l'on actionne l'interrupteur manuel R, le pro-

gramme commence avec une case 301 par une remise à zéro d'un compteur F de cadres Dans la case 302, le micro-ordinateur remet à zéro d'autres compteurs comprenant un compteur Z de croisement zéro, un compteur d'échantillonnage Sl d'une capacité de 256 octets, ce compteur comptant le nombre d'échantillons numériques formant un cadre que l'on décrira par la suite, et un second compteur 52 d'échantillonnage servant à compter le nombre d'échantillons numériques devant

être transférés de la mémoire tampon Ml à une mémoire vive M 2.

Le compteur Z de croisement zéro est utilisé pour enregistrer le nombre de points de croisement zero qui apparaissent-dans l'intervalle de cadre Le compteur 2 de cadressert à compter le nombre de cadres qui ont été formés Dans la case 303, un

multiplet d'echantillon numérique est transféré du convertis-

seur A-N 3 dans la mémoire tampon Ml, cette case étant suivie par une case 304 dans laquelle le compteur d'échantillonnage 81 est incrémenté de " 1 " Un point de croisement zero est détecté lorsque, dans un bit de signes du code à b bits transféré apparaît un changement qui signifie l'apparition

d'un point ce croisement zéro du signal analogique d'entrée.

Cette détection de point de croisement zéro est effectuée dans la case 305 S'il n'y a aucun changement dans le bit de

signe, le programme revient a la case 302 pour lire l'échan-

tillon numérique suivant en incrémentant de " 1 " le compteur 51.

Ce processus est répété jusqu'à ce qu'un point de croisement zéro soit détecté dans la case 305 Quand ceci se produit, le compteur Z de croisement zéro est incrémenté de " 1 " dans la case 306 de manière que le programme avance jusqu'à une case 307 pour vérifier si 256 échantillons numériques ont été extraits de la mémoire M 1 et, s'il en est ainsi, le programme revient de nouveau à la case 302 pour répéter le processus ci-dessus jusqu'à ce qu'un compte complet (= 256) soit atteint dans le compteur d'échantillonnage St Le compteur F de cadres

est incrémenté de " 1 " dans la case 308.

Le fait que le compteur d'échantillonnage SI contienne un compte complet est un signe indicateur qui définit un "cadre" Tf tel que représenté sur la figure 8, La valeur de compte du compteur Z de croisement zéro jusqu'à ce moment est une indication du nombre de points de croisement zéro du

signal d'entrée qui apparaissent dans cet intervalle de cadre.

selon le second mode de réalisation ce l'invention, un intervalle d'échantillonnage Ts est déterminé pour chaque intervalle de cadre dans le but de transférer N échantillons numériques de la mémoire tampon M 1 à la mémoire M 2 Ce

résultat est obtenu par division du nombre de points d'échan-

tillonnage (= 256) par le nombre de points de croisement zéro détectés Z qui est multiplié par un facteur K (K étant un nombre entier), comme indiqué dans la case 309 Une donnée I représentant le nombre d'échantillons numériques devant être chargés dans la mémoire MZ est déterminée dans la case 510

par division de 256 par T Is.

En utilisant une adresse déterminée par Ts, le micro-

ordinateur procède à la lecture d'un échantillon numérique Ar (r= 1, 2, N) provenant de la mémoire M 1 et le second compteur d'échantillonnage b 2 est incrémenté de 111 ' Ces opérations sont exécutées dans les cases 311 et 312 Dans la case 313, le contenu du compteur 82 est vérifié pour voir s'il correspond à N et, dans le cas contraire, le programme revient à la case 311 pour extraire l'échantillon numérique suivant Ar+ 1, en incrémentant encore le compteur 52 dans la case 312 jusqu'à ce que 52 = N soit détecté dans la case 313, grâce à quoi les échantillons numériques A 1 à AN sont extraits de la mémoire Ml Les échantillons numériques Ai à AN et les données Fe Ts et N sont combinés dans la case 314 de manière à former un ensemble de données (Al AN, Fe Ts, N) et sont emmagasinés dans la mémoire vive M 2 Lorsqu'un compte complet est atteint dans le compteur F de cadres (voir la case 315), les données

emmagasinées dans la mémoire M 2 sont transférées à des inter-

valles périodiques dans la mémoire extérieure ou système d'enregistrement 20 (case 316) Si un compte complet n'est pas atteint dans le compteur F, le programme revient à, la case 302 de manière à répéter le processus cidessus en ce qui concerne les échantillons numériques qui forment le cadre

suivant et il atteint le bloc 317 pour vérifier si l'inter-

rupteur d'arrêt E a été actionné pour mettre fin au mode enregistrement. Si on suppose que K= 2, Z= 32 et que l'intervalle de cadre est de 32 millisecondes, Ts est 256/( 32 x 2) = 4 intervalles d'horloge qui sont égaux à 0,5 millisecondes (_ 4/8000) et, par conséquent, le nombre d'échantillons de données de chaque cadre se trouve réduit de 256 à 64 Si on utilise un filtre passe-bas ayant une fréquence de coupure de 750 Hz, aucun bruit n'est présent dans le signal reproduit Si, aux données F N et Ts, on attribue respectivement 2, 1 et 64 multiplets et si le nombre moyen des échantillons de données contenus dans l'intervalle de cadre est égal à 32, il faut 68 multiplets d'information pour chaque cadre et la mémoire vive M 2 d'une caplacité de 64 K-multi)plets est capable d'emm agasiner l Junp

durée d'informations vocales de 30 secondes.

En se réferant à la figure 9, on voit (lue le mode lecture est déclenché en réponse à l'actionnement de l'interrupteur P, ce qui amène le microordinateur 10 à exécuter les instructi ons des cases 400 et 401 par remise à zéro du compteur F de cadres et du compteur d'échantillonnage 52 Les données d'entrées sont transférées de l'appareil 20 dans la mé(moire 12 des intervalles d'horloge I par une routine d'interruption 4020 La donnée N de nombre d'échlantilll on d'un ensemble donné de données est extraite d: la mém(inoire h 2 dans la case 403 et la donnée Ts d'intervalle d'eclhantillonnage de l'ensemble de données est transféré de la mémoire Mi 2 au convertisseur N-A DAC 2 (case 404) Un échantillon numérique'Ar de l'ensemble de données est transféré de la mémoire M 2 au convertisscur N-A

DAC 1 (case 405) Le compteur d'échantillonnage 52 est incré-

menté de " 1 " 1 dans la case 406 après le transfert de chaque échantillon numérique au convertisseur N-A DA Cl o Dans la case 407, un temps de retard est introduit de manière que le temps mis en jeu dans le traitement des cases 405 à 408 corresponde à l'intervalle d'échantillonnage Tso Dans la case 4089 la valeur de compte du compteur d'échantillonnage 52 est vérifiée pour voir si elle correspond à N et, dans le cas contraire le programme revient à la case 405 pour transférer l'échan= tillon numérique suivant Ar+ 1 de l'ensemble donné de données

au convertisseur DA Cl o Par conséquent, les échantillons nurné-

riques A 1 à AN de l'ensemble donné de données sont transférés au convertisseur DAC 1 pendant chaque intervalle de cadre Le compteur F de cadres est incrément,é de " 1 " dans la case 409 o Le programmne passe par les cases 410 et 411 et revient à la case 401 pour remettre à zéro le compteur d'échantillonnage de manière à répéter le processus ci-dessus jusqu'à ce que le compteur F de cadres contienne un compte complet ou jusqu'à ce

que l'interrupteur E soit actionné.

La figure 10 est une illustration du détail du conver-

tisseur N-A DAC 2 et d'un filtre passe-bas pour fréquence

variable selon le second mode de réalisation de l'invention.

Le convertisseur N-A DAC 2 comprend un interrupteur analogique , un amplificateur opérationnel 31 et une pluralité de resistances de rétroacticn Ri, R 2; R 3 et 24 L'interrupteur

analogique 30 réagit aux données Ts d'intervalles d'échantil-

lonnage de manière à coupler sélectivement une ou plusieurs résistances entre les bornes de sortie et d'entrée d'inversion de l'amplificateur 31, de telle sorte que ce dernier ait un

gain qui varie en fonction des données d'intervalles d'échan-

tillonnageo Le filtre passe-bas 40 pour fréquence variable comprend unepaire de photocoupleurs PCI et PC 2 dont les résistances variables VR 1, VR 2 sont montées en série entre

la sortie du convertisseur N-A DACI et l'entrée de non-

inversion d'un amplificateur opérationnel 41 par l'inter-

médiaire de résistances R 5 et R 8 de détermination de fréquence, l'entrée d'inversion de cet amplificateur étant couplée par un condensateur C 1 au point de jonction entre les résistance R 6 et R 7 de détermination de basse fréquence Un condensateur

C 2 est couplé entre l'entrée de non-inversion de l'amplifi-

cateur 41 et la masse Les condensateurs C 1 et C 2 sont égale-

ment utilisés pour déterminer les fréquences de coupure du filtre passebas 40 La sortie de l'amplificateur 41 est

amplifiée en 42 et est appliquée au haut-parleur do Les photo-

diodes PD 1 et PD 2 des photocoupleurs sont montées entre la

sortie de l'amplificateur 31 et la masse.

Les résistances R 2 et R 3 sont des résistances variables que l'on ajuste de manière que la fréquence de coupure du filtre passe-bas 40 puisse correspondre a l'intervalle d'échantillonnage L'amplificateur 30 assure aux photodiodes PD 1 et PD 2 une impédance qui varie en fonction de la valeur

numérique Tso Les valeurs d'impédance des résistances varia-

bles VR 1 et VR 2 varient en réponse à la variation de lumino-

sité des photodiodes PD 1, PD 2 de sorte qu'il existe les

relations suivantes entre l'intervalle d'horloge d'échantil-

lonnage Ts, la fréquence d'échantillonnage fs et la fréquence

de coupure fe du filtre 40: -

Ts fs (k Hz) fc' (k Hz)

1 8 3

2 4 1 5

4 2 0,75

8 ' 0,375

On voit que la fréquence de coupure du filtre 40 devient automatiquement égale à la moitié de la valeur de la fréquence d'échantillonnage variable et, par conséquent, aucun bruit

quantique n'apparaît dans le signal appliqué au haut-parleur 8.

Les figures lia et 11 b représentent un organigramme montrant une variante du mode enregistrement du second mode de réalisation Dans la case 500 est indiqué en sous-programme d'interruption grâce auquel les échantillons numériques sont transférés du convertisseur A-N 3 à la mémoire Ml à des intervalles d'horloge ts Le programme commence avec une case

501 dans laquelle le compteur F de cadres est remis a zéro.

Ensuite, les compteurs d'échantillonnage 51 et 52 sont remis à zéro dans la case 502 Un échantillon numérique est extrait de la mémoire MI dans la case 503 et le premier compteur d'échantillonnage Si est incrémenté de "'" dans la case 504 o Les cases 505 à 509 indiquent les phases servant à détecter le nombre de composantes d'harmoniques des échantillons numériques qui apparaissent k l'intérieur d'un intervalle de cadre On utilise à cette fin une technique connue sous la désignation de "Transformé de Fourier Rapide" (TFR) Bien que cette technique puisse être utilisée pour détecter -un spectre de fréquence de tels 6 chantillons numériques et pour engendrer à partir de ces derniers un spectre d'énergie en les traitant simultanément dans un sous-programme unique, il est préférable que les échantillons numériques de-chaque cadre soient divisés en huit groupes de 32 échantillons chacun et que la technique

TER soit appliquée en ce qui concerne chaque groupe d'échan-

tillons Pour cette raison, une phase de-décision est prévue dans la case 505 pour vérifier si le compteur Si a atteint un compte de 32 et, s'il en est ainsi, le programme est avancé jusqu'à la case 506 de manière à utiliser la technique TFR pour obtenir un spectre de fréquencesà partir du groupe de 32 échantillons numériques qui viennent d'être extraits de la mémoire M 1 Un spectre d'énergie est ensuite obtenu dans la case 507 à partir du spectre de fréquences Les cases 502 à

507 sont exécutées de façon répétée jusqu'à ce que les spec-

tres d'énergie soient obtenus respectivement à partir des huit groupes de 32 échantillons numériques lorsque 51 = 256 est détecté au cours de la phase de décision de la case 508, Dans la case 509, le micro-ordinateur obtient une valeur de crête ou valeur moyenne du spectre d'énergie à partir des spectres d'énergie des groupes individuels et avance jusqu'à la case 510 pour éliminer les composantes de fréquences plus élevées indésirables ayant des valeurs spectrales inférieures au 1/64 ième, par exemple, de la valeur de crête ou valeur moyenne détectée Dans la case 511, l'ordre le plus élevé de composantes harmoniques du spectre d'énergie est détecté par vérification du spectre d'énergie dont ont été éliminées les composantes indésirables Cette valeur d'ordre d'harmonique est utilisée dans la case 512 pour déterminer un intervalle d'échantillonnage correspondant Ts à partir des relations suivantes: Harmonique Fréquence d'échan Intervalle d'horloge le Plus élevé tillonn ai (k Hz) d'échantillonnage Ts

16 9 8 1

_ 8 6 4 2

_ 2,5 3

4 2 4

3 1,5 5

2 t 8

_ 0,5 16

Dans la case 513, on détermine le nombre d'échantillons numériques devant être extraits de la mémoire M 41 en divisant 256 par Ts et on règle sur 263/Ts le compteur N de nombres d'échantillonnage Des échantillons numériques AI à AN sont extraits séquentiellement de la mémoire MI par exécution d'une boucle de programme comprenant les cases 514 à 516 9 dans la case 514, un échantillon numérique Ar est extrait de la mémoire M 1 ét, dans la case 515, le second compteur d'échant tillonnage 52 est incrémenté de " 1 'i et, dans la case 516, 52 =-N? est vérifié Le compteur F de cadres est alors incrémenté dans la case 517 Un ensemble de données F, AI à AN, Ts et i est formé dans la case 518 et est chargé dans la mémoire M 20 Le programme revient par l'intermédiaire des cases 519 et 520 à la case 502 pour remettre à zéro les compteurs d'échantil=

lonnage de manière à répéter le processus ci=dessus.

Rf LVLNDICAOïIONS 1 Procédé pour transformer un signal analogique en un signal numérique, dans lequel on échantillonne le signal analogique a une première fréquence et on Le code en un échantillon numérique d'un code binaire représentant l'ampli-

tude du signal analogique échantillonné en vue d'une compres-

sion de données, caractérisé par le fait que: on engendre une donnée d'échantillonnage pour indiquer un intervalle d'échantillonnage qui varie en fonction inverse de la fréquence instantanée dudit signal analogique et on forme avec ladite donnée d'échantillonnage et ledit échantillon numérique un

ensemble de données destiné à être enregistré ou transmis.

2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par

le fait que: on échantillonne initialement lesdits échantil-

ions numériques a une première fréquence et on les emmagasine dans une mémoire (MI) dont on les extrait en réponse a ladite

donnée d'échantillonnage.

Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que: on détecte un échantillon numérique indiquant un point de croisement zéro dudit signal analogique a partir des échantillons numériques extraits de ladite mémoire (Ml) ainsi qu'une valeur indiquant l'intervalle entre les points de croisement zéro successifs, on divise la valeur indicatrice d'intervalle par un nombre prédéterminé pour obtenir un code d'adresse indiquant le temps écoulé à partir du point de croisement zéro détecté, on adresse lesdits échantillons numériques dans ladite mémoire (Ml) en réponse audit code d'adresse, et on forme avec l'échantillon numérique adressé

et ledit code d'adresse ledit ensemble de données.

4 Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que: on compte les échantillons numériques extraits de ladite mémoire (io 1) jusqu'à ce qu'une valeur de compte prédéterminéesoit atteinte, on compte les échantillons numériques correspondant aux points de croisement zéro dudit signal analogique pendant l'intervalle entre les points successifs auxquels ladite valeur de compte prédéterminée est atteinte, on divise ladite valeur de compte prédéterminée par le nombre desdits points de croisement zéro détectés pour obtenir ladite donnée d'échantillonnage, et l'on divise ladite valeur de compte-prédéterminée par ladite valeur d'échantillonnage pour obtenir une donnée indiquant le nombre d'échantillons numériques devant être adressés à partir de ladite mémoire (M 1)o Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que: on extrait les échantillons numériques de ladite mémoire (Ml) et on les compte jusqu'à ce qu'une valeur de compte prédéterminée soit atteinte, on obtient des données de spectre d'énergie à partir dudit nombre prédéterminé desdits échantillons numériques, et l'on détecte unharmonique de l'ordre le plus élevé à partir dudit spectre d'énergie pour obtenir ladite donnée d'échantillonnage en fonction de

l'harmonique de l'ordre le plus élevé détecté.

6 Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en outre par le fait qu'il comprend les phases consistant: à convertir l'échantillon numérique et le code d'adresse

de chaque ensemble de données précité en des valeurs analo-

giques correspondantes; on divise de façon arithmétique la valeur analogique de chaque échantillon numérique précité par la valeur analogique de chaque code d'adresse précité pour obtenir un signal représentant le quotient de la division; et on intègre ledit signal représentant un quotient pour

engendrer une sortie destinée à être appliouée à un trans-

ducteur électro-acoustique.

7 Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en outre par le fait qu'il comprend les phases consistant: à diviser de façon arithmétique la valeur numérique de chaque échantillon numérique précité par une valeur numérique correspondant au code d'adresse associé audit échantillon numérique pour obtenir une valeur numérique représentant le quotient de la division; à convertir ledit quotient représentant une valeur numérique en un signal analogique; et a intégrer ledit signal analogique pour engendrer une sortie destinée 'à 8 tre appliquée à un transducteur électroacoustique. 8 Procédé suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'il comprend les phases consistant: à convertir l'échantillon numérique et la donnée d'échantillonnage de chaque ensemble de données en des premier et second signaux analogiques, respectivement; à filtrer les composantes dudit premier signal analogique comportant des fréquences supérieures à une valeur limite de fréquence variable; et à modifier la valeur limite de fréquence variable

précitée en fonction dudit second signal analogique.

9 Système de compression de données pour transformer un signal analogique en une série d'échantillons numériques, comprenant un moyen pour échantillonner le signal analogique 'a une première fréquence d'échantillonnage et pour engendrer à partir de ce signal une série d'échantillons numériques, caractérisé par le fait qu'il comprend: une mémoire (Ml) pour emmagasiner lesdits échantillons numériques, et un moyen de commande ( 10) destiné à engendrer en fonction de la fréquence instantanée dudit signal analogique une donnée d'échantillonnage indiquant une fréquence d'échantillonnage

variable inférieure à ladite première fréquence d'échantil-

lonnage en vue d'une sélection d'échantillons numériques à partir de ladite mémoire, à extraire de ladite mémoire lesdits échantillons numériques sélectionnés en réponse à ladite donnée d'échantillonnage, et à former avec ladite donnée d'échantillonnage et lesdits échantillons numériques

sélectionnés un ensemble de données.

Système suivant la revendication 9, caractérisé par

le fait que ledit moyen de commande comprend un micro-

ordinateur programmé de manière à exécuter les phases suivantes consistant: a) a extraire successivement lesdits échantillons numériques de ladite mémoire; b) à détecter un échantillon numérique correspondant a un point de croisement zéro dudit signal analogique et a obtenir une valeur indiquant l'intervalle entre les points de croisement zéro successifs c) à diviser la valeur indicatrice d'intervalle par un nombre prédéterminé pour obtenir un code d'adresse sous la forme de ladite donnée d'échantillonnage pour indiquer le temps écoulé à partir du point de croisement zéro détecté; d) à adresser un échantillon numérique précité en

réponse audit code d'adresse -

e) à former ledit ensemble de données avec ledit code d'adresse et ledit échantillon numérique adressé et à emmagasiner l'ensemble de données dans une seconde mémoire M 2; et

f) à répéter les phases (a) à (e).

bysteme suivant la revendication 9 caractérisé par

le fait que ledit moyen de commande comprend un micro-

ordinateur programmé de manière à exécuter les phases suivantes consistant: a) à extraire périodiquement chacun des échantillons numériques de ladite mémoire et à compter les échantillons jusqu'à ce qu'une valeur de compte prédéterminée soit atteinte b) à détecter les points de croisement zero dudit signal analogique qui apparaissent pendant l'intervalle entre les

points successifs auxquels ladite valeur de compte prédéter-

minée est atteinte; -

c) a diviser ladite valeur de compte prédéterminée par le nombre desdits points de croisement zéro détectés pour obtenir ladite donnée d'échantillonnage; d) à diviser ladite valeur de compte prédéterminée par ladite donnée d'echantillonnage pour obtenir une d Qnnée indiquant le nombre d'échantillons numériques devant être extraits te façon sélective de ladite première mémoire; e) à extraire de ladite mémoire en réponse à ladite donnée d'échantillonnage lesdits échantillons numériques sélectionnes; f) à former avec lesdits échantillons numériques sélectionnés et ladite donnée d'échantillonnage un ensemble de données; et g) à réepéter les phases (a) a (f)0 12 Système suivant la revendication 9, caractérisé par

le fait que ledit moyen de commande comprend un micro-

ordinateur programmé de manière à exécuter les phases sui-

vantes consistant: a) à extraire périodiquement de ladite mémoire chacun des échantillons numériques et à compter les échantillons jusqu'à ce qu'une valeur de compte prédéterminée soit atteinte; b) a obtenir des données de spectre d'énergie à partir dudit nombre prédéterminé desdits échantillons numériques; c) à détecter un harmonique de l'ordre le plus élevé à partir dudit spectre d'énergie; d) à obtenir ladite donnée d'échantillonnage en fonction de l'harmonique de l'ordre le plus élevé détecté; e) à extraire successivement les échantillons numériques

de ladite mémoire en réponse à ladite donnée d'échantil-

lonnage; f) à former avec lesdits échantillons numériques sélectionnés et ladite donnée d'echantillonnage ledit ensemble de données; et g) a répéter les phases (a) a (f)o 13 système suivant la revendication 10, caractérisé par le lait qu'il comprend, en outre: des premier et second convertisseurs numérique-analogique agencés de manière à recevoir l'échantillon numérique et la donnée d'échantillonnage de chaque ensemble de données précité; un diviseur pour diviser de façon arithmétique la sortie dudit premier convertisseur numérique-analogique par la sortie dudit second convertisseur numérique-analogique; et un intégrateur pour intégrer la sortie du diviseur précité pour engendrer le signal de sortie destiné à âtre

appliqué à un transducteur électro-acoustique.

14 Système suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que ledit micro-ordinateur est programmé de manière a exécuter la division 'arithmétique de la valeur numérique de chaque échantillon numérique précité par une valeur numérique correspondant au code d'adresse associé à cette dernière pour engendrer un signal numérique représentant'le quotient de la division, le système comprenant en outre: un convertisseur numérique-analogique sensible audit quotient-représentant le signal numérique; et un moyen pour intégrer la sortie dudit convertisseur numérique-analôgique de manière à engendrer une sortie

destinée à être appliquée à un transducteur électro-acoustique.

Système suivant la revendication 11, caractérise par le fait qu'il comprend, en outre; des premier et second convertisseurs numériqueanalogique agencés de manière à recevoir l'échantillon numérique et la donnée d'échantillonnage de chaque ensemble de données précité et un filtre passe-bas pour fréquence variable laissant

passer la sortie dudit premier convertisseur numérique-

analogique vers le transducteur électro-acoustique et pré-

sentant une fréquence de coupure variant en fonction de la sortie dudit second convertisseur numérique-analogique de manière telle que la fréquence de coupure diminue 'à partir d'une valeur de fréquence prédéterminée d'une quantité

correspondant a la différence entre une fréquence d'échan-

* tillonnage à laquelle ledit signal analogique est échantillonne et une fréquence de lecture à laquelle lesdits échantillons numériques sélectionnés doivent être extraits de ladite

seconde mémoire.

16 Système suivant la revendication 12, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre: des premier et second convertisseurs numériqueanalogique agencés de manière à recevoir l'échantillon numérique et la donnée d'échantillonnage de chaque ensemble de données précité; et un filtre passe-bas pour fréquence variable laissant

passer la sortie dudit premier convertisseur numérique-

analogique vers le transducteur électro-acoustique et pré-

sentant une fréquence de coupure variant en fonction de la sortie dudit second convertisseur numérique-analogique cle manière telle que la fréquence de coupure diminue à partir d'une valeur de fréquence prédéterminée d'une quantité

correspondant à la différence entre une fréquence d'échantil-

lonnage à laquelle ledit signal analogique est échantillonné et une fréquence de lecture à laquelle lesdits échantillons numériques sélectionnés doivent être extraits de ladite

seconde mémoire.

17 Système suivant l'une quelconque des revendications

13, 14, 15 ou 16, caractérisé par le fait que ledit micro-

ordinateur est en outre programmé pour exécuter les phases consistant à emmagasiner les ensembles de données dans une seconde mémoire (li 2 > en vue de leur transfert à une mémoire ( 20) extérieure audit système lorsque ce dernier est en mode enregistrement et pour extraire les ensembles de données de ladite mémoire extérieure et les transférer dans ladite seconde mémoire (M 2) lorsque le système se trouve en mode lecture. Procédé pour transformer un signal numérique en un signal analogique original, caractérisé par le fait que ledit signal numérique comprend une série d'ensembles de données comprenant chacun une donnée d'échantillonnage indiquant un intervalle d'échantillonnage qui varie en fonction inverse de

la fréquence instantanée dudit signal analogique et un échan-

tillon numérique indiquant l'amplitude dudit signal analogique dans l'intervalle d'échantillonnage, et que l'on divise ledit échantillon numérique par ladite donnée d'échantillonnage pour obtenir un quotient au cours d'une phase (a), et L'on intègre ledit quotient pour obtenir ledit signal analogique original au cours d'une phase (b)c 19 Procédé suivant la revendication 18, caractérisé par le fait que la phase (a) consiste a convertir ledit échantillon numérique et ladite donnée d'échantillonnage en premier et second signaux analogiques respectivement; et à diviser ledit premier signal analogique par ledit second signal analogique pour obtenir un signal analogique représentant ledit quotient O Procédé suivant la revendication 18, caractérisé par le fait que la phase (b) consiste à convertir ledit quotient en un signal analogique correspondant et à intégrer le signal

analogique mentionné en dernier.

21 Système pour transformer un signal numérique en un signal analogioue original, caractérisé par le fait que ledit -signal numérique comprend une série d'ensembles de données comprenant chacun une donnée d'échantillonnage indiquant un intervalle d'échantillonnage variant en fonction inverse de la fréquence instantanée dudit signal analogique et un échantillon numérique indiquant l'amplitude dudit signal analogique dans l'intervalle d'echantillonnage et par le fait que le système comprend un moyen pour diviser ledit échantillon numérique par ladite donnée d'échantillonnage pour obtenir un quotient et un moyen pour intégrer ledit quotient pour obtenir ledit signal

analogique original.

22 Système suivant la revendication 21, caractérisé par le fait que ledit moyen diviseur comprend des premier et second convertisseurs numériqueanalogique pour convertir lîdit échantillon numérique es ladite donnée d'échantillonnage en ces premier et second signaux analogiques, respectivement, et un moyenr pour diviser arithmétiquement ledit premier signal analogique par ledit second signal analogique pour obtenir un signal de quotient, et crue ledit moyen d'intégration est agencé

de manière a intégrer ledit signal de quotient.

23 Système suivant la revendication 21, caractérisé en

outre par le fait qu'il comprend une mémoire et un micro-

ordinateur programmé de manière à exécuter les phases consis-

tant: a) à emmagasiner une série desdits ensembles de données dans ladite mémoire; b) à extraire un desdits ensembles de données précités de ladite mémoire et à fournir l'échantillon numérique ainsi que la donnée d'échantillonnage de cet ensemble audit moyen diviseur; c) à introduire un temps de retard; et d) à répéter les phases (b) et (c)o 24 Système suivant la revendication 21, caractérisé en outre par le fait qu'il comprend une mémoire (M 2), et que ledit moyen diviseur comprend un micro- ordinateur ( 10) programmé de manière à exécuter les phases consistant: a) à emmagasiner ladite série d'ensembles de données séquentiellement dans adite mémoire b) à extraire un desdits ensembles de données précités de ladite mémoire; c) à diviser l'échantillon numérique de l'ensemble de données par la donnée d'échantillonnage de l'ensemble de données pour obtenir un signal numérique de quotient; d) à fournir ledit signal numérique de quotient audit integrateur; e) à introduire un temps de retard; et

f) a répéter les phases (b) à (e).

Système suivant la revendication 21, caractérisé par le fait que ladite donnée d'échantillonnage indique le temps écoulé à partir d'un point de croisement zéro dudit signal analogique original et par le fait qu'il existe un nombre prédéterminé desdites données d'échantillonnage pendant l'intervalle compris entre les points de croisement zéro successifs du signal analogique original.