HU219628B - Berendezés és eljárás legalább egy kód-frekvenciaösszetevővel rendelkező kódnak audiojel-frekvenciaösszetevőket magában foglaló audiojelbe való beillesztésére - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya berendezés és eljárás legalább egy kódfrekvencia-összetevővel rendelkező kódnak audio- jelekbe való beillesztésére. Aberendezés tartalmaz egy, az audiojel maszkolási képességét kiértékelőeszközt, egy amplitúdót hozzárendelő eszközt, és egybeillesztőeszközt. A kiértékelőeszköz tartalmaz: egy, az audiojelidőskáláján egy első audiojel-- intervallumban lévőaudiojelfrekvencia-összetevők közül legalább egy, a megfelelő elsőidőintervallum során hang formájában reprodukált összetevőnek alegalább egy, az első audiojel-intervallumtól különböző másodikaudiojel-- intervallumnak megfelelő második időintervallum során hangformájában reprodukált kódfrekvencia-összetevőt elfedő és az emberifül számára nem hallhatóvá tevő maszkolási képességét kiértékelő, ésegy első elfedéskiértékelési jelet előállító elfedéskiértékelőegységet, az amplitúdó-hozzárendelő eszköz egy, az elsőelfedéskiértékelés alapján a legalább egy kódfrekvencia-összetevőhözegy amplitúdót hozzárendelő eszköz, és a kódbeillesztő eszköz egy, alegalább egy kódfrekvencia-összetevőt az audiojel egy részébe amásodik audiojel-- intervallum alatt beillesztő eszköz. Másikváltozatában a berendezés egy – az audiojelet vevő bemenőkapoccsalrendelkező – digitális számítógépet foglal magában, amely egy, azaudiojel maszkolási képességét kiértékelő, egy elfedéskiértékelésijelet előállító, és a kiértékelés alapján a legalább egykódfrekvencia-összetevőhöz egy amplitúdót hozzárendelő programottartalmaz. Az eljárásban legalább egy, az audiojel időskáláján egyelső audiojel-intervallumban lévő és a megfelelő első időintervallumsorán hang formájában reprodukált audiojelfrekvencia-összetevőnek alegalább egy kódfrekvencia-- összetevőt – annak egy, az első audiojel-intervallumtól eltérő második audiojel-intervallumnak megfelelőmásodik időintervallum során hang formájában történő reprodukálásakor– elfedő és az emberi fül számára nem hallhatóvá tevő maszkolásiképességét értékelik ki, és egy első elfedéskiértékelési értéketállítanak elő, a legalább egy kódfrekvencia-összetevőhöz egyamplitúdót rendelnek hozzá, és a legalább egy kódfrekvencia-összetevőtaz audiojel egy részébe a második audiojel-intervallum alatt illesztikbe. ŕ

Description

A találmány tárgya berendezés és eljárás legalább egy kódffekvencia-összetevővel rendelkező kódnak audiojelfrekvencia-összetevőket magában foglaló audiojelbe való beillesztésére.

Évek óta javasolnak különböző eljárásokat kódoknak audiojelekkel való keverésére úgy, hogy a kódokat megbízhatóan reprodukálni lehet az audiojelekből, ugyanakkor a kódok nem hallhatóak, ha az audiojeleket hangok formájában reprodukálják. Mindkét célkitűzés teljesítése alapvető a gyakorlati felhasználás szempontjából. Például a műsorsugárzók és a sugárzott programok producerei, valamint azok, akik nyilvános forgalmazás céljából zenei felvételeket készítenek, nem engednék hallható kódok bevitelét programjaikba vagy felvételeikbe.

Audiojelek kódolására alkalmas eljárásokat különböző időpontokban javasoltak, például az US 3,004,104 lajstromszámú szabadalmi leírásban. Ebben a szabadalomban olyan kódolási eljárást mutattak be, melyben az audiojel energiáját egy keskeny frekvenciasáv belsejében szelektíven eltávolították annak érdekében, hogy kódolják a jelet. Ezzel az eljárással kapcsolatban akkor merül fel probléma, amikor zaj vagy jeltorzulás energiát visz be ismét a keskeny frekvenciasávba, úgyhogy a kódot megzavarja.

Egy másik eljárásban, melyet az US 3,845,391 lajstromszámú szabadalomban javasoltak, egy keskeny frekvenciasávot eltávolítanak a hangjelből, és helyére egy kódot illesztenek be. Ez az eljárás nyilvánvalóan ugyanazzal a problémával jár együtt, mint az előző - erre az US 4,703,476 lajstromszámú szabadalmi leírásban ismét utalnak -, és ami a két fent említett megoldásnak közös hátránya. Az US 4,703,476 lajstromszámú szabadalomban azonban csupán az US 3,845,391 lajstromszámú szabadalom szerinti eljárást kívánták továbbfejleszteni anélkül, hogy annak alapvető megközelítési módjától eltértek volna.

Az US 4,703,476 lajstromszámú szabadalmi leírásban azt javasolták, hogy oly módon kódoljanak bináris jeleket, hogy a bináris kódokat a hangfrekvenciás sávban elterülő frekvenciákra szórják szét. Ezzel a javasolt eljárással az a probléma, hogy az audiojelfrekvencia-összetevők hiányában, melyek a kódffekvenciaösszetevőket letakarnák, ez utóbbiak hallhatóvá válnak. Ez az eljárás ezért arra alapul, hogy a kódok zajszerű tulajdonságát bizonygatják, és azt próbálják magyarázni, hogy azok jelenlétét a hallgatók figyelmen kívül fogják hagyni. Ez a feltételezés azonban sok esetben nem érvényes, például a klasszikus zene esetében, melyben olyan részek is vannak, ahol viszonylag kicsi az audiojeltartalom, vagy pedig beszéd közben a szünetek alatt.

A WO 93/12599 (Bolt Beranek &Newman Inc., 1993. 06. 24) számú közzétételi iratban az audiojelek maszkolási képességének kiértékelésére egy olyan eljárást javasolnak, mely szerint az audiojel maszkolási energiájának frekvenciaeloszlását minden pillanatban analizálják, amelynek alapján meghatározzák egy olyan kódjel energiájának az ennek megfelelő frekvenciaeloszlását, amely kódjelet az audiojellel kell maszkolni. A javasolt eljárással azonban nem optimalizálják a kódfrekvencia-összetevők amplitúdóit annak érdekében, hogy maximalizálják azok ezt követő detektálásának a valószínűségét.

Javasoltak egy további eljárást, amelyben kettős hangú többfrekvenciás kódokat (DTMF=Dual Tone Multifrequency Code) illesztenek be egy audiojelbe. A DTMF kódokat úgy detektálják, hogy előre feltételezik azok frekvenciáit és időtartamát. A DTMF kódok mindkét hangjánál azonban hibásan vehetnek audiojelffekvencia-összetevőket is, úgyhogy vagy egy kód meglétét téveszthetik el a detektálásnál, vagy pedig egy jelösszetevőt lehet tévesen DTMF kódnak tekinteni. Megjegyezzük továbbá, hogy mindegyik DTMF kód magában foglal egy olyan hangot, amely megegyezik egy másik DTMF kódéval. Tehát egy eltérő DTMF kód egyik hangjának megfelelő jelösszetevőt kombinálni lehet egy olyan DTMF kód hangjával, mely egyidejűleg van jelen a jelben, és ennek eredménye téves detektálás lesz.

A találmány célja egy olyan berendezés kialakítása legalább egy kódffekvencia-összetevővel rendelkező kódnak audiojelffekvencia-összetevőket magában foglaló audiojelbe való beillesztésére, amellyel a fentiekben ismertetett megoldások hátrányait kiküszöböljük.

A találmány közelebbi célja olyan kódolóberendezés és -eljárás kialakítása legalább egy kódffekvenciaösszetevővel rendelkező kódnak audiojelfrekvenciaösszetevőkkel rendelkező audiojelbe való beillesztésére, hogy a kódok az emberi fül számára hangként nem hallhatóak, de dekódolóberendezéssel megbízhatóan detektálhatóak legyenek.

A kitűzött célt a találmány szerint olyan berendezés kialakításával értük el, amely berendezés tartalmaz egy, az audiojel maszkolási képességét kiértékelő egységet, egy, a legalább egy kódfrekvencia-összetevőhöz a maszkolási képesség kiértékelése alapján egy amplitúdót hozzárendelő eszközt, és egy, a legalább egy kódfrekvencia-összetevőt az audiojelbe beillesztő eszközt, előnyösen egy összegező áramkört.

A találmány lényege, hogy a maszkolási képességet kiértékelő egység tartalmaz: egy, az audiojel egy időskáláján egy első audiojel-intervallumban lévő audiojelffekvencia-összetevők közül legalább egy, egy első időintervallum során hang formájában reprodukált összete2

HU 219 628 Β vőnek a legalább egy, az első audiojel-intervallumtól különböző második audiojel-intervallumnak megfelelő második időintervallum során hang formájában reprodukált kódfrekvencia-összetevőt elfedő és az emberi fül számára nem hallhatóvá tevő képességét kiértékelő és egy első elfedéskiértékelési jelet előállító elfedéskiértékelő egységet; az amplitúdó-hozzárendelő eszköz egy, az első elfedéskiértékelés alapján a legalább egy kódffekvencia-összetevőhöz egy amplitúdót hozzárendelő eszköz, előnyösen egy kódgenerátor; és a kódbeillesztő eszköz egy, a legalább egy kódfrekvencia-összetevőt az audiojel egy részébe a második audiojel-intervallum alatt beillesztő eszköz.

A találmány szerint továbbá olyan eljárást dolgoztunk ki legalább egy kódfrekvencia-összetevővel rendelkező kódnak audiojelfrekvencia-összetevőket magában foglaló audiojelbe való beillesztésére, amelynek során kiértékeljük az audiojelnek a maszkolási képességét, és egy elfedéskiértékelési értéket állítunk elő; az elfedéskiértékelési érték alapján egy amplitúdót rendelünk hozzá a legalább egy kódffekvencia-összetevőhöz; és a legalább egy kódfrekvencia-összetevőt beillesztjük az audiojelbe.

A találmány szerinti eljárás lényege hogy a maszkolási képesség kiértékelése során legalább egy, az audiojel egy időskáláján egy első audiojel-intervallumban lévő, és az első időintervallum során hang formájában reprodukált audiojelfrekvencia-összetevőnek a legalább egy kódfrekvencia-összetevőt - annak egy, az első audiojel-intervallumtól eltérő második audiojel-intervallumnak megfelelő második időintervallum során hang formájában történő reprodukálásakor - elfedő és az emberi fül számára nem hallhatóvá tevő maszkolási képességét értékeljük ki, és egy első elfedéskiértékelési értéket állítunk elő; az amplitúdó-hozzárendelés során az első elfedéskiértékelési érték alapján a legalább egy kódffekvencia-összetevőhöz egy amplitúdót rendelünk hozzá; és a beillesztés során a legalább egy kódfrekvencia-összetevőt az audiojel egy részébe a második audiojel-intervallum alatt illesztjük be.

A találmány szerint továbbá egy olyan berendezést alakítottunk ki legalább egy kódfrekvencia-összetevővel rendelkező kódnak audiojelfrekvencia-összetevőket magában foglaló audiojelbe való beillesztésére, amely berendezés egy - az audiojelet vevő bemenőkapoccsal rendelkező - digitális számítógépet foglal magában, amely egy, az audiojel maszkolási képességét kiértékelő, egy elfedéskiértékelési jelet előállító, és a kiértékelés alapján a legalább egy kódffekvencia-összetevőhöz egy amplitúdót hozzárendelő programot tartalmaz, továbbá egy, a legalább egy kódfrekvencia-összetevőt az audiojelbe beillesztő eszközt, előnyösen összegező áramkört foglal magában. A berendezésre jellemző, hogy a digitális számítógép egy, az audiojel időskáláján egy első audiojel-intervallumban lévő és az első időintervallumban hang formájában reprodukált audiojelffekvencia-összetevőnek a legalább egy kódfrekvenciaösszetevőt - annak egy, az első audiojel-intervallumtól eltérő második audiojel-intervallumnak megfelelő, második időintervallumban hang formájában történő reprodukálásakor - elfedő és az emberi fül számára nem hallhatóvá tevő maszkolási képességét kiértékelő, és egy első elfedéskiértékelési jelet előállító programot tartalmaz; a digitális számítógép továbbá egy, az első elfedéskiértékelés alapján a legalább egy kódffekvenciaösszetevőhöz egy amplitúdót hozzárendelő programot tartalmaz; és a beillesztőeszköz egy, a legalább egy kódfrekvencia-összetevőt az audiojel egy részébe a második audiojel-intervallum alatt beillesztő eszköz.

A találmány szerinti berendezést és eljárást az alábbiakban kiviteli példa kapcsán, a mellékelt rajzra való hivatkozással ismertetjük részletesebben, ahol az azonos elemeket ugyanazon hivatkozási számokkal jelöltük a rajz különböző ábráin. Az

1. ábra a találmány szerinti berendezés első kiviteli alakjának működési tömbvázlata; a

2. ábra a találmány szerinti berendezés működési tömbvázlata; a

3. ábra egy analóg formában adott audiojelek kódolására használható kódolórendszer tömbvázlata; a

4. ábra a 3. ábrán látható kódolórendszerben a különböző adatjelek frekvencia-összetevőit szemléltető spektrumdiagram; az

5. és 6. ábra a 3. ábra szerinti kiviteli alak működését szemléltető működési tömbvázlatok; a

7A-7C. ábrák a 3. ábra szerinti kiviteli alakban használt szoffveiprogramot szemléltető folyamatábrák; a

7D. és 7E. ábra a 3. ábra szerinti kiviteli alakban használható másik szoftverprogramot szemléltető folyamatábrák; a

7F. ábra egyetlen hangelfedési kapcsolat lineáris approximációját szemléltető görbe; a

8. ábra egy analóg áramköröket alkalmazó kódoló tömbvázlata; a

9. ábra a 8. ábra szerinti kiviteli alak súlyozási együtthatót meghatározó áramkörének tömbvázlata; a

10. ábra egy, a találmány bizonyos jellemzőinek megfelelő dekóder működési tömbvázlata; a

11. ábra egy találmány szerinti dekóder tömbvázlata, mely digitális jelfeldolgozást alkalmaz; a

12A. és 12B. ábra all. ábra szerinti dekóder működésének leírására használható folyamatábrák; a

13. ábra a találmány szerinti berendezés egyes kiviteli alakjai szerinti dekóder működési tömbvázlata; a

14. ábra egy találmány szerinti analóg dekóder kiviteli alakjának tömbvázlata; a

15. ábra a 14. ábra szerinti kiviteli alak összetevődetektorának tömbvázlata; és végül a

16. és 17. ábra a találmány szerinti berendezés egy olyan kiviteli változatának a tömbvázlatai, melyek egy olyan rendszer részét képezik, mellyel széles körben kisugárzott információ hallgatóságára vagy nézőire vonatkozó becsléseket lehet végezni.

HU 219 628 Β

A találmány szerint olyan eljárásokat dolgoztunk ki legalább egy kódffekvencia-összetevővel rendelkező kódnak audiojelekbe való beillesztésére, amelyekkel optimalizáljuk annak valószínűségét, hogy a jelekből a kódokban lévő információt pontosan állítjuk helyre, miközben biztosítjuk azt, hogy a kódok nem hallhatóak az emberi fül számára, ha a kódolt audiojeleket hangként reprodukáljuk, még akkor sem, ha a kódffekvencia-öszszetevők a hallható frekvenciák tartományába esnek.

Az 1. ábrán a találmány szerinti berendezés, egy kódoló működési tömbvázlatát szemléltetjük. A kódolandó audiojelet 30 bemenőkapcson vesszük. Az audiojel például egy rádióval sugárzott programot, egy televíziós műsorszórás hangrészét, vagy egy zenei összetevőt vagy más fajtájú, valamilyen módon rögzítendő audiojelet képvisel. Továbbá az audiojel egy személyes kommunikáció, például egy távbeszélő-hálózaton átvitt jel, vagy pedig valamilyen fajtájú személyes jelrögzítés lehet. Ezek azonban csak példák a találmány alkalmazási területeire, és nem áll szándékunkban az oltalmi kört ilyen példák megadásával korlátozni.

Az 1. ábrán látható 34 elfedéskiértékelő egység szerepe az, hogy meghatározza, hogy a vett audiojel egy vagy több audiojelfrekvencia-összetevője - mely(ek)nek frekvenciái megfelelnek az egy vagy több kódfrekvenciaösszetevő frekvenciáinak, mely(ek)et hozzá akarunk adni az audiojelhez - mennyire képes azokat maszkolni. Egyetlen kódfrekvencia-összetevőre többszörös kiértékelést lehet végrehajtani, vagy több kódfrekvencia-összetevőre különválasztott kiértékeléseket lehet egyenként végrehajtani, vagy több kódfrekvencia-összetevő mindegyikére többszörös kiértékelést lehet végrehajtani, vagy több kódfrekvencia-összetevőre egy vagy több közös kiértékelést lehet végrehajtani, vagy megvalósítható a fenti műveletek kombinációja is. Minden egyes kiértékelést az egy vagy több, elfedni kívánt kódfrekvencia-összetevőre és az audiojelfrekvencia-összetevőre vagy -összetevőkre alapítva hajtunk végre, mely utóbbiak maszkolási képességeit ki akaquk értékelni. Ezenkívül, ha a kódfrekvencia-összetevő és a maszkoló audiojelffekvenciaösszetevő vagy -összetevők nem esnek lényegében egyidejű jelintervallumok belsejébe úgy, hogy azokat hangként jelentősen eltérő időintervallumokban kellene reprodukálni, akkor figyelembe kell venni az elfedni kívánt kódfrekvencia-összetevő vagy -összetevők és a maszkoló audiojelfrekvencia-összetevő vagy -összetevők közötti jelintervallum-eltérések hatásait is.

Egyes kiviteli változatokban előnyösen többszörös kiértékeléseket hajtunk végre minden egyes kódffekvencia-összetevőre oly módon, hogy külön-külön vizsgáljuk meg az audiojel különböző audiojelfrekvenciaösszetevőinek az egyes kódfrekvencia-összetevőket maszkoló képességeit. Az egyik kiviteli változatban több, lényegében egy hangú audiojelfrekvencia-összetevő mindegyikének a kódffekvencia-összetevőt maszkoló képességét úgy értékeljük ki, hogy az audiojelfrekvencia-összetevő frekvenciáját, annak „amplitúdóját” (az alábbi definíció szerint) és a kódfrekvenciaösszetevőhöz viszonyított időbeni elhelyezkedését vesszük alapul, és az ilyen maszkolást a továbbiakban „hangmaszkolásnak” vagy tonális maszkolásnak fogjuk nevezni.

Az „amplitúdó” kifejezést az alábbiakban olyan értelemben használjuk, hogy azzal bármilyen jelértékre vagy -értékekre hivatkozunk, melyet a maszkolási képesség kiértékelésére lehet használni annak érdekében, hogy kiválasszuk egy kódfrekvencia-összetevő méretét, detektáljuk annak jelenlétét egy reprodukált jelben, vagy más módon használjuk, beleértve olyan értékeket, mint például jelenergia, feszültség, áram, intenzitás és -nyomás, akár abszolút vagy relatív alapon méqük, és akár pillanatnyi értékként vagy akkumulált alapon mérjük. Megfelelő a találmány szempontjából az a megoldás, hogy az amplitúdót ablakozott átlaggal, aritmetikai átlaggal, integrálással, négyzetes középérték formájában, abszolút vagy relatív diszkrét értékek akkumulálásával vagy más módon mérhetjük.

Más kiviteli alakokban a tonális elfedési kiértékelésen kívül vagy annak változataként az audiojelfrekvencia-összetevőknek egy viszonylag keskeny és egy adott, elfedni kívánt kódfrekvencia-összetevőhöz egy viszonylag keskeny frekvenciasáv belsejében elegendően közel eső audiojelfrekvencia-összetevők elfedőképességét értékeljük ki (a továbbiakban ezt „keskeny sávú” maszkolásnak fogjuk nevezni). További kiviteli változatokban egy viszonylag széles frekvenciasáv belsejében több kódfrekvencia-összetevő esetében az összetevőt maszkoló képességet értékeljük ki. Amennyiben szükséges vagy megfelelő, egy adott összetevőt vagy összetevőket megelőző vagy követő jelintervallumokban programaudiojelfrekvencia-összetevőknek az adott összetevőt vagy összetevőket nem egyidejű alapon történő maszkolási képességét értékeljük ki. Ez a kiértékelési mód különösen előnyös olyan esetekben, amikor egy adott jelintervallumban az audiojelfrekvencia-összetevők nem elegendően nagy amplitúdójúak ahhoz, hogy lehetővé tegyék elegendően nagy amplitúdójú kódfrekvencia-összetevőknek ebbe a jelintervallumba való befoglalását úgy, hogy azok a zajtól megkülönböztethetőek legyenek.

Előnyösen két vagy több tonális maszkolási képesség, keskeny sávú maszkolási képességek és széles sávú maszkolási képességek (és amennyiben szükséges vagy megfelelő, nem egyidejű maszkolási képességek) kombinációját értékeljük ki több kódfrekvencia-összetevőre. Ahol az összetevők a frekvenciatartományban elegendően közel vannak egymáshoz, nincs szükség mindegyikre külön elvégezni a kiértékeléseket.

Bizonyos, más előnyös kiviteli változatokban a különálló hangfrekvenciás, keskeny sávú és széles sávú analízisek helyett csúszó-hangfrekvenciás analízist hajtunk végre, hogy ne legyen szükség a program audiojelének hangfrekvenciás, keskeny sávú vagy széles sávú csoportokba való osztályozására.

Előnyösen, ha a maszkolási képességek kombinációját értékeljük ki, minden egyes kiértékelés eredményeképp egy vagy több kódfrekvencia-összetevőre kapunk egy lehető legnagyobb megengedhető amplitúdót, úgyhogy az összes végrehajtott és egy adott összetevőre vonatkozó kiértékeléseket összehasonlítva ki lehet válasz4

HU 219 628 Β tani ilyen módon egy legnagyobb amplitúdót, amely biztosítani fogja, hogy minden egyes kódffekvenciaösszetevőt el fog fedni az audiojel, ha a kódffekvenciaösszetevőt hang formájában reprodukáljuk, úgyhogy egyik kódfrekvencia-összetevő sem lesz hallható az emberi fül számára. Ha maximalizáljuk az egyes kódfrekvencia-összetevők amplitúdóját, akkor hasonlóképp maximalizáljuk annak valószínűségét, hogy ezen kódfrekvencia-összetevők meglétét amplitúdójuk alapján detektálni fogjuk. Természetesen nem kell feltétlenül a lehetséges legnagyobb amplitúdót alkalmazni, mivel csupán arra van szükség, hogy a dekódolás során elegendően nagy számú kódfrekvencia-összetevőt tudjunk megkülönböztetni az audiojelffekvencia-összetevőktől és zajoktól.

A kiértékelések eredményét a 36 kimeneten jelenítjük meg, melyet egy 40 kódgenerátorra adunk. Kódokat különböző módon, számos változatban lehet előállítani. Egy különösen előnyös eljárás szerint egy egyedi kódfrekvencia-összetevő készletet rendelünk hozzá adatállapotok vagy -szimbólumok mindegyikéhez úgy, hogy egy adott jelintervallum alatt egy megfelelő adatállapotot az annak megfelelő kódfrekvencia-összetevő készlet jelenléte képvisel. Ilyen módon csökken a kóddetektálással való interferencia az audiojelfrekvenciaösszetevők esetében, mivel a jelintervallumok előnyösen nagy százalékában elegendően nagy számú kódfrekvencia-összetevő lesz detektálható annak ellenére, hogy a programaudiojel interferálódik más összetevők detektálásával. Továbbá az elfedéskiértékelési értékeket előállító eljárás egyszerűbb azokban az esetekben, amikor a kódffekvencia-összetevők frekvenciái ismertek azok előállítása előtt.

Más kódolási formákat is meg lehet valósítani. Alkalmazhatunk például frekvenciabillentyűzést (FSK=Frequency Shift Keying), frekvenciamodulációt (FM), frekvenciaugrást, kiterjesztett spektrumú kódolást, valamint az előbbiek kombinációit. Az alábbi leírás alapján nyilvánvaló lesz, hogy a gyakorlatban még további kódolási eljárásokat is lehet használni.

A kódolandó adatot a 40 kódgenerátor 42 bemenetén vesszük, mely a vett adatra válaszképpen előállítja annak egyedi kódfrekvencia-összetevő csoportját, és a 36 kimeneten keresztül vett kiértékelési értékek alapján minden összetevőhöz hozzárendel egy amplitúdót. Az így előállított kódfrekvencia-összetevőket egy 46 összegező áramkör első bemenetére adjuk, amely második bemenetén a kódolandó audiojeleket veszi. A 46 összegező áramkör a kódfrekvencia-összetevőket hozzáadja az audiojelhez, és a kódolt audiojelet egy 50 kimenőkapocsra továbbítja. A 46 összegező áramkör analóg vagy digitális összegező áramkör lehet, az arra adott jelek formájától függően. Az összeadást műveletet szoftverrel is meg lehet valósítani, és ebben az esetben a maszkoláskiértékelés végrehajtására és a kód előállítására használt digitális processzort lehet használni a kódnak az audiojellel történő összegezésére is. Az egyik előnyös kiviteli változatban a kódot digitális alakban időtartománybeli adatként állítjuk elő, amelyet azután időtartománybeli audioadattal összegezünk. Egy másik kiviteli változatban az audiojelet a frekvenciatartományba konvertáljuk digitális formában, és adjuk hozzá a kódhoz, mely szintén digitális frekvenciatartománybeli adatként van képviselve. A legtöbb alkalmazásban az összegezett frekvenciatartománybeli adatot azután időtartománybeli adattá konvertáljuk.

Az alábbiakból látható lesz majd, hogy a maszkoláskiértékelést, valamint a kód-előállítási műveleteket végrehajthatjuk digitális vagy analóg jelfeldolgozással egyaránt, vagy digitális és analóg jelfeldolgozások kombinációival. Ezenkívül mivel az audiojelet a 30 bemenőkapocsnál analóg formában vehetjük, és analóg formában adjuk hozzá a kódfrekvencia-összetevőkhöz a 46 összegező áramkör segítségével, mint az az 1. ábrán látható, egy lehetséges változatban az audiojelet a vétel során digitális formájúvá lehet átalakítani, a kódfrekvencia-összetevőkhöz digitális formában adjuk hozzá, és a kimeneten vagy digitális vagy analóg alakban jelenítjük meg. Ha például a jelet CD-lemezre vagy digitális hangszalagra akatjuk felvenni, digitális formában lehet a kimeneten megjeleníteni, míg ha azt hagyományos rádió- vagy televízióműsor-szórási eljárásokkal kívánjuk sugározni, analóg alakban lehet megjeleníteni. Az analóg és digitális jelfeldolgozás számos további kombinációját meg lehet valósítani. Egyes kiviteli változatokban csak egyetlen kódszimbólum kódfrekvencia-öszszetevőit foglaljuk bele egy adott időpontban az audiojelbe. Más kiviteli változatokban azonban több kódszimbólum kódfrekvencia-összetevőit foglaljuk bele egyidejűleg az audiojelbe. így például egyes kiviteli változatokban egy szimbólum kódfrekvencia-összetevői egy frekvenciasávot foglalnak el, a másiké pedig egy második frekvenciasávot az előbbivel egyidejűleg. A másik változatban egy szimbólum kódfrekvenciaösszetevői ugyanabban a sávban helyezkedhetnek el, mint a másiké, vagy pedig a két szimbólum komponenseinek frekvenciasávjai átlapolhatják egymást mindaddig, amíg azok összetevői megkülönböztethetőek, például oly módon, hogy különböző frekvenciákat vagy frekvenciaintervallumokat rendelünk azokhoz hozzá.

A 2. ábrán digitális kódolóra mutatunk be egy kiviteli változatot. Ebben a kiviteli változatban egy analóg formájú audiojelet veszünk egy 60 bemenőkapcson, és azt egy 62 analóg-digitál átalakító segítségével digitális formába alakítjuk át. A digitalizált audiojelet a maszkoláskiértékeléshez egy 64 elfedéskiértékelő egységre adjuk, és ennek megfelelően a digitalizált audiojelet például gyors Fourier-transzformációval (FFT), hullámtranszformációval vagy más időfrekvencia-tartománybeli transzformációval vagy akár digitális szűréssel audiojelfrekvencia-összetevőkre bontjuk fel. Ezt követően az audiojelfrekvencia-összetevőknek a vizsgált frekvenciatartományon belüli maszkolási képességeit értékeljük ki, éspedig azok hangfrekvenciás elfedési képességét, keskeny sávú maszkolási képességét és széles sávú maszkolási képességét (és ha szükséges vagy megfelelő, nem egyidejű maszkolási képességét). Más megoldás szerint az audiojelfrekvencia-összetevőknek a vizsgált frekvenciatartományon belüli maszkolási képességeit csúszóhangfrekvenciás analízissel értékeljük ki.

HU 219 628 Β

A kódolandó adatot egy 68 bemenőkapcson kapjuk, és egy adott jelintervallumnak megfelelő minden egyes adatállapothoz egy 72 jelgenerátorral előállítjuk azok megfelelő kódffekvencia-összetevő csoportját, melyeket egy 76 szintbeállító áramkörre adunk, és a 76 szintbeállító áramkör másik bemenetére a hozzá tartozó elfedéskiértékelési értékeket adjuk. A jelelőállítást például egy, az összes kódfrekvencia-összetevőt tároló táblázat segítségével állíthatjuk elő, mely táblázat az időtartománybeli adatokat tartalmazza, vagy pedig a tárolt adatok interpolációjával. A kódfrekvencia-összetevőket tárolhatjuk állandó jelleggel, vagy pedig a 2. ábra szerinti rendszer inicializálásával állíthatjuk elő, majd az így előállított kódfrekvencia-összetevőket memóriában, például egy RAM-ban tároljuk el, ahonnan a szükséges időben, a 68 bemenőkapcson keresztül vett adatokra válaszképpen adjuk a kimenetre. Az összetevők értékeit akkor számíthatjuk ki, amikor azokat előállítjuk.

A szintbeállítást minden egyes kódfrekvencia-összetevőre a fentiekben tárgyalt elfedéskiértékelési értékeket alapul véve hajtjuk végre, és a kódfrekvencia-öszszetevőket, amelyeknek amplitúdóját beállítottuk, hogy biztosítsuk, hogy azok ne legyenek hallhatóak, a digitalizált audiojelhez hozzáadjuk, amit a 80 összegező áramkör segítségével hajtunk végre. A fent említett eljárások végrehajtásához szükséges időtől függően kívánatos lehet a digitalizált audiojel késleltetése, amit egy 82 késleltetőtag formájában szemléltetünk a 2. ábrán, azaz a digitalizált audiojelet átmenetileg egy memóriában tároljuk. Ha az audiojelet nem késleltetjük, miután egy első audiojel-intervallumra végrehajtottunk egy gyors Fourier-transzformációt és egy elfedési kiértékelést, a szintbeállított amplitúdójú kódfrekvencia-összetevőket az audiojelnek az első intervallumot követő második intervallumához adjuk hozzá. Ha azonban az audiojelet késleltetjük, a szintbeállított amplitúdójú kódfrekvenciaösszetevőket az első intervallumhoz lehet hozzáadni, és így egy egyidejű maszkolási kiértékelést lehet alkalmazni. Továbbá, ha az audiojelnek az első intervallumra eső része nagyobb maszkolási képességet mutat a második intervallum alatt hozzáadott kódfrekvencia-összetevőre nézve, mint az audiojelnek a második intervallumra eső része mutatna az ugyanezen intervallum alatt a kódfrekvencia-összetevőre nézve, olyan amplitúdót lehet hozzárendelni a kódffekvencia-összetevőhöz, amit az audiojelnek az első intervallumra eső részének nem egyidejű maszkolási tulajdonságai alapján határozunk meg. Ilyen módon ki lehet értékelni az egyidejű és a nem egyidejű maszkolási képességeket is, és egy optimális amplitúdót lehet hozzárendelni az előnyösebb kiértékelés alapján minden egyes kódösszetevőhöz.

Bizonyos alkalmazásoknál, például műsorszórásnál vagy analóg hangrögzítésnél (például egy hagyományos szalagkazettán történő rögzítésnél) a digitális alakban kódolt audiojelet 84 digitál-analóg átalakító segítségével alakítjuk át analóg formába. Ha azonban a jelet digitális formában kívánjuk továbbítani vagy rögzíteni, a 84 digitál-analóg átalakítót el lehet hagyni.

A 2. ábrán szemléltetett különböző funkciókat meg lehet valósítani például egy digitális jelfeldolgozóval vagy egy személyi számítógéppel, munkaállomással, vezérprocesszorral (nagyszámítógéppel), vagy más digitális számítógéppel.

A 3. ábrán egy analóg formában szolgáltatott audiojelek kódolására használható kódolórendszer tömbvázlatát mutatjuk be, amit például hagyományos műsorszóró stúdióban lehet használni. A 3. ábrán látható rendszerben egy 90 gazdaprocesszor, mely lehet például egy személyi számítógép, 94 bemenőkapcson keresztül vett analóg audiojelbe beillesztendő kódolandó információ kiválasztását és előállítását felügyeli. A 90 gazdaprocesszorral 96 billentyűzet és 100 képernyő van összekötve, például egy katódsugárcsöves képernyő úgy, hogy a felhasználó a kódolni kívánt üzenetet kiválaszthatja oly módon, hogy a 100 képernyőn kijelzett, rendelkezésre álló üzenetek menüjéből kiválasztja a neki megfelelőt. Egy műsorsugárzó állomás audiojelében egy kódolandó jellegzetes üzenet magában foglalhat állomás- vagy csatornaazonosító információt, program- vagy programrész-információt és/vagy egy időkódot.

Miután a kívánt üzenetet beadtuk a 90 gazdaproceszszor bemenetére, a 90 gazdaprocesszor az üzenet szimbólumait jelképező adatokat ad a kimenetére, melyre 104 digitális jelfeldolgozó egység van csatlakoztatva, mely a 90 gazdaprocesszorból kapott minden egyes szimbólumot egy-egy egyedi kódffekvencia-összetevő készlet formájában kódolja, mint azt a fentiekben leírtuk. Az egyik kiviteli alakban a 90 gazdaprocesszor négyállapotú adatfolyamot generál, azaz egy olyan adatfolyamot, amelyben minden egyes adategység négy megkülönböztethető adatállapot egyikét veheti fel, mely adatállapotok mindegyike egy egyedi szimbólumot jelképez, mely két, „E”és „S”-nek nevezett szinkronizálószimbólumot, valamint két „1” és „0” üzenetinformáció-szimbólumot foglal magában, melyek mindegyike egy megfelelő bináris állapotot jelképez. Belátható, hogy tetszőleges számú megkülönböztethető adatállapotot lehet alkalmazni. így például két üzenetinformáció-szimbólum helyett három adatállapotot lehet jelképezni három egyedi szimbólummal, ami lehetővé teszi ennek megfelelően nagyobb mennyiségű információ átvitelét egy adott méretű adatfolyam segítségével.

Például, ha a programanyag beszédet jelképez, akkor előnyös, ha egy viszonylag hosszabb idejű szimbólumot viszünk át, mint egy olyan hangprogram esetében, amelynek lényegesen folyamatosabb a jelenergiája, hogy lehetővé tegyük a beszédben lévő természetes szüneteket vagy réseket. Ennek megfelelően annak érdekében, hogy biztosítsuk az elegendően nagy mennyiségű információ átvitelét ebben az esetben, előnyösen megnöveljük a lehetséges üzenetinformáció-szimbólumok számát. A legfeljebb 5 bitet jelképező szimbólumok esetében 2, 3 és 4 s hosszúságú szimbólumátvitel nagyobb lehetőséget biztosít a dekódolás javítására. Egyes ilyen kiviteli alakoknál egy kezdeti szimbólumot („E”) akkor dekódolunk, (i) ha ezen szimbólum esetében a gyors Fourier-transzformáció elemeiben erre a szimbólumra az energia a legnagyobb, (ii) ha az átlagos energia mínusz az energia eltérése erre a szimbólumra nagyobb, mint az összes többi szimbólumra az átlagos

HU 219 628 Β energia plusz az energia átlagos eltérése, és (iii) ha az energia-idő görbe alakja erre a szimbólumra lényegében harang alakú, ami az időtengely mentén a szimbólumok közötti határon csúcsosodik ki.

A 3. ábra szerinti kiviteli alakban, amikor a 104 digitálisjelfeldolgozó egység vette egy adott kódolandó üzenet szimbólumait, azokra válaszképp minden egyes szimbólumra egyedi kódfrekvencia-összetevők egy készletét állítja elő, melyeket a 106 kimenetre ad. A 4. ábrán az előzőekben leírt példakénti adatkészlet négy adatszimbólumára, S-, E-, 0- és 1-re előállított spektrumdiagramot mutatjuk be. Mint a 4. ábrán látható, ebben a kiviteli alakban az S szimbólumot egy olyan, tíz fj - f₁₀ kódfrekvencia-összetevőből álló egyedi csoporttal jelképezzük, ahol az f_t- f₁₀ kódfrekvencia-összetevők egyenletes távolságban helyezkednek el a frekvenciatengely mentén egy olyan tartományban, melynek alsó frekvenciaértéke valamivel nagyobb 2 kHz-nél, felső frekvenciaértéke pedig valamivel kisebb 3 kHz-nél. Az E szimbólumot egy második, tíz f| 1-^20 kódfrekvencia-összetevőből álló egyedi csoporttal jelképezzük, melyek egy 2 kHz-nél valamivel nagyobb első frekvenciaértéktől egy 3 kHz-nél valamivel kisebb második frekvenciaértékig terjedő frekvenciatartományban egyenletes közökben vannak elrendezve, ahol az fi 1^_ úo kódfrekvenciaösszetevők mindegyikének az azonos csoportban lévő összes többitől, valamint az fl~fio kódfrekvencia-összetevők mindegyikétől eltérő egyedi frekvenciaértéke van. A 0 szimbólumot egy további, tíz f21^_ f30 kódfrekvencia-összetevőből álló egyedi csoporttal jelképezzük, melyek ugyancsak egy 2 kHz-nél valamivel nagyobb alsó értéktől egy 3 kHz-nél valamivel kisebb felső értékig terjedő frekvenciatartományban vannak elrendezve, egyenlő frekvenciaközökkel, és amelyek mindegyikének egyedi frekvenciaértéke eltér az azonos csoportban lévő összes többi kódfrekvencia-összetevő frekvenciaértékétől, valamint az fi^- ^20 kódfrekvencia-összetevők mindegyikétől. Végezetül az 1 szimbólumot egy további, tíz fji-fío kódfrekvencia-összetevőből álló egyedi csoporttal jelképezzük, melyek egy 2 kHz-nél valamivel nagyobb alsó értéktől egy 3 kHz-nél valamivel kisebb felső értékig teijedő frekvenciatartományban, a frekvenciatengely mentén egymástól egyenletes távolságban vannak elrendezve oly módon, hogy az fji-f^ kódfrekvencia-összetevők mindegyikének egyedi frekvenciaértéke eltér az összes többi fi^- f30 kódfrekvencia-összetevő értékétől. Ha mindegyik adatállapothoz több kódfrekvencia-összetevőt használunk úgy, hogy mindegyik állapot kódfrekvencia-összetevője a frekvenciatartományban lényegében el van választva az összes többi kódfrekvencia-összetevőtől, akkor egy adott adatállapot bármelyik kódfrekvencia-összetevőjével közös vételi sávban a zaj jelenléte (például nem kódaudiojelfrekvencia-összetevők vagy más zaj) kevésbé valószínűen fog interferálni az ezen adatállapot maradék kódfrekvenciaösszetevőinek vételével.

Más kiviteli változatokban előnyös, ha a szimbólumokat több kódfrekvencia-összetevővel jelképezzük, például tíz kódhanggal vagy kódfrekvencia-összetevővel, amelyek a frekvenciatartományban nem egyenletes távolságokban helyezkednek el, és amelyeknél a kétkét szimbólum közötti távolság nem ugyanakkora. Ha kerüljük azt, hogy egy szimbólumhoz tartozó kódfrekvencia-összetevők egymásnak egész számú többszörösei legyenek, akkor csökkennek az interferencia által létrejövő lebegések és a lokális zérushelyek hatásai, azaz az olyan helyek hatásai, ahol a helység falairól visszaverődő hullámok megzavarják a helyes dekódolást. Az alábbi táblázatban egy kód kódfrekvencia-öszszetevőinek egy olyan készletét adjuk meg a négy szimbólumra (0, 1, S és E), melyek csökkentik a lokális zérushelyek hatásait, ahol az ή-f₁₀ a négy szimbólum mindegyikére a megfelelő kódfrekvencia-összetevőket jelképezi (hertzben kifejezve):

	„0”	„1”	„S”	„E”
fi	1046,9	1054,7	1062,5	1070,3
	1195,3	1203,1	1179,7	1187,5
f3	1351,6	1343,8	1335,9	1328,1
f4	1492,2	1484,4	1507,8	1500,0
f5	1656,3	1664,1	1671,9	1679,7
f6	1859,4	1867,2	1843,8	1851,6
f7	2078,1	2070,3	2062,5	2054,7
f8	2296,9	2289,1	2304,7	2312,5
f9	2546,9	2554,7	2562,5	2570,3
fio	2859,4	2867,2	2843,8	2851,6

A táblázat alapján mondhatjuk, hogy a bemutatott példában a kód spektrális tartalma viszonylag kis mértékben változik, ha a 104 digitális jelfeldolgozó egység kimenetét az S, E, 0 és 1 adatállapotok bármelyikéről azok közül bármelyik másikra átkapcsolja. A találmány szerinti megoldás egyik változatában bizonyos előnyös kiviteli alakoknál minden egyes szimbólum minden egyes kódfrekvencia-összetevője össze van párosítva a másik adatállapotok mindegyikének egy kódfrekvencia-összetevőjével úgy, hogy a közöttük lévő különbség kisebb az azokra fennálló kritikus sávszélességnél. Tiszta hangjelek bármilyen párja esetében a kritikus sávszélesség egy olyan frekvenciatartomány, amelyen belül a két hangjel közötti frekvenciatartománybeli szétválasztást változtatni lehet anélkül, hogy emiatt a hangerősség lényegesen megnövekedne. Mivel a szomszédos hangjelek közötti frekvenciatartománybeli szétválasztás az S, E, 0 és 1 adatállapotok mindegyikének esetében ugyanaz, és mivel az S, E, 0 és 1 adatállapotok mindegyikének mindegyik hangjele az S, E, 0 és 1 adatállapotok közül az összes többinek az egyik megfelelő hangjelével van összepárosítva úgy, hogy a frekvenciatartományban közöttük lévő különbség kisebb az azon párra kritikus sávszélességnél, lényegében nem lép fel változás egyik átmenetnél sem az S, E, 0 és 1 adatállapotok közül bármelyik másik adatállapotra való átmenetnél, ha azokat hangként reprodukáljuk. Továbbá, ha a lehető legkisebbre csökkentjük az egyes párok kódfrekvencia-összetevői közötti frekvenciakülönbséget, az egyes adatállapotok detektálásának relatív valószínű7

HU 219 628 Β ségeit azok vételekor nem befolyásolják jelentős mértékben az átviteli út frekvenciakarakterisztikái. A különböző adatállapotok összetevőinek párba állítása oly módon, hogy azok a frekvenciatartományban egymáshoz viszonylag közel vannak, továbbá azzal az előnnyel jár, hogy egy adatállapot egy kódösszetevőjére végrehajtott maszkoláskiértékelés lényegében pontos lesz egy következő adatállapot megfelelő összetevőjére is, ha állapotátkapcsolás történik.

Egy másik megoldás szerint annak érdekében, hogy a lehető legkisebbre csökkentsük a lokális zérushelyek hatásait egy olyan elrendezésben, ahol a kód audiojelfrekvencia-összetevői közötti távolság a frekvenciatartományban nem egyenletes, az ή ^_ fio kódfrekvenciaösszetevők mindegyikére kiválasztott frekvenciákat egy frekvencia körül kötegeltük, például az f_b f₂ és f₃ kódfrekvencia-összetevőket az 1055 Hz, 1180 Hz, illetve 1340 Hz közelében helyeztük el. Ebben a példakénti kiviteli alakban a hangfrekvenciák a gyors Fouriertranszformációk felbontása kétszeresének megfelelő távolságban helyezkednek el egymástól, például egy 4 Hz-es felbontásnál a hangfrekvenciák egymástól 8 Hz távolságban vannak, és úgy vannak megválasztva, hogy a gyors Fourier-transzformációk tagjainak frekvenciatartományában középen helyezkedjenek el. Tehát a különböző frekvenciák sorrendje, melyeket az kódfrekvencia-összetevőkhöz rendelünk a különböző 0, 1, S és E szimbólumok jelképezésére, minden egyes kötegben változik. így például az f_b f₂ és f₃ összetevőkre kiválasztott frekvenciák a (0, 1, S, E), (S, E, 0, 1), illetve (E, S, 1,0) szimbólumoknak felelnek meg, a legalacsonyabb frekvenciától a legnagyobb frekvenciáig, azaz (1046,9, 1054,7, 1062,5, 1070,3), (1179,7, 1187,5, 1195,3, 1203,1) és (1328,1, 1335,9, 1343,8, 1351,6) Hz. Ennek az elrendezésnek az az előnye, hogy még abban az esetben is, ha van egy olyan lokális zérushely, mely megzavarja egy kódfrekvencia-összetevő helyes vételét, általában ugyanaz a hangfrekvencia tűnik el mindegyik szimbólumból, úgyhogy könnyebb dekódolni egy szimbólumot a maradék összetevőkből. Ezzel ellentétben, ha egy lokális zérushely eltüntet egy összetevőt az egyik szimbólumból, a másik szimbólumból azonban nem, akkor nehezebb helyesen dekódolni a szimbólumot.

Belátható, hogy ebben a változatban vagy több vagy kevesebb mint négy különálló adatállapot vagy szimbólum alkalmazható a kódoláshoz. Továbbá minden egyes adatállapot vagy szimbólum több vagy kevesebb mint tíz kódhanggal reprezentálható, és miközben előnyös, ha ugyanannyi hangjelet használunk az adatállapotok mindegyikének reprezentálásához, az alkalmazásban nem alapvető, hogy az egyes állapotok jelképezéséhez használt kódaudiojelfrekvencia-összetevők száma ugyanannyi legyen. Előnyösen a kódaudojelfrekvencia-összetevők mindegyikének eltér a frekvenciája az összes többi kódaudiojelfrekvencia-összetevőétől, hogy ezzel a lehető legnagyobbra növeljük annak valószínűségét, hogy a dekódolással az adatállapotok mindegyikét megkülönböztetjük. Nem feltétlenül szükséges azonban minden alkalmazásnál, hogy a kódfrekvenciaösszetevők egyikét se osszuk meg két vagy több adatállapot között.

Az 5. ábrán egy működési tömbvázlatot láthatunk, melynek segítségével a 3. ábra szerinti kiviteli változattal végrehajtott kódolási műveletet magyarázzuk. Mint a fentiekben megjegyeztük, a 104 digitális jelfeldolgozó egység a 90 gazdaprocesszortól kap adatokat, melyekkel a 104 digitális jelfeldolgozó egység kimenetén megjelenő adatállapotok sorozatát jelöljük ki, mint a kódfrekvencia-összetevők megfelelő csoportjait. Előnyösen a 104 digitális jelfeldolgozó egység egy időtartománybeli táblázatot állít elő, melyben az fj-f₄₀ kódfrekvencia-összetevők mindegyikét megjeleníti, amelyet azután egy RAM-memóriában eltárol, ezt az 5. ábrán egy 110 memóriával jelképeztünk. A 90 gazdaprocesszorból vett adatokra válaszképp a 104 digitális jelfeldolgozó egység előállít egy megfelelő címet, melyet a 110 memória 112 címbemenetére ad, és ennek hatására a 110 memória kimenetén a tíz kódfrekvencia-összetevő mindegyikéhez egy időtartománybeli adat jelenik meg, melyek megfelelnek az adott időben a kimeneten megjelenítendő adatállapotnak.

A 6. ábrára is hivatkozva, mely a 104 digitális jelfeldolgozó egység által végrehajtott bizonyos műveleteket szemléltető működési tömbvázlat, látható, hogy a 110 memória az S, E, 0 és 1 szimbólumok mindegyike kódfrekvencia-összetevőinek mindegyikéhez egy időtartománybeli értéksorozatot tárol el. Ebben a kiviteli változatban, mivel a kódfrekvencia-összetevők a körülbelül 2 kHz-től körülbelül 3 kHz-ig terjedő tartományban vannak, elegendően nagy számú időtartománybeli mintát tárolunk a 110 memóriában az kódfrekvencia-összetevők mindegyikéhez, úgyhogy azokat a legnagyobb frekvenciájú kódfrekvencia-összetevő Nyquistfrekvenciájának megfelelő sebességnél nagyobb sebességgel lehet a kimenetre adni. Az időtartománybeli kódfrekvencia-összetevőket elegendően nagy sebességgel adjuk ki a 110 memória kimenetén, mely a kódfrekvencia-összetevők mindegyikéhez olyan időtartománybeli összetevőket tárol, melyek egy előre meghatározott időtartamot jelképeznek, úgyhogy mindegyik fito kódfrekvencia-összetevőhöz (n) számú időtartománybeli összetevőt tárolunk (n) számú t, időintervallumra, amit a 6. ábrán láthatunk. Például ha az S szimbólumot kell kódolni egy adott jelintervallumban, az első tj időintervallumban, a 110 memória kimenetén az ennek az intervallumnak megfelelő időtartománybeli összetevők jelennek meg, melyeket a 110 memóriában tárolunk. A következő intervallumban a 110 memória kimenetén a t₂ időintervallumhoz tartozó időtartománybeli összetevők jelennek meg. Ez a folyamat folytatódik sorban a t₃-t„ időintervallumokra és vissza a tj időintervallumig, amíg a kódolt S szimbólum időtartama lejár.

Egyes kiviteli változatokban ahelyett, hogy egy időintervallumban mind a tíz kódfrekvencia-összetevőt, például az Wio kódfrekvencia-összetevőt, megjelenítenénk a kimenetén, csak azokat a kódfrekvencia-öszszetevőket jelenítjük meg, amelyek az audiojel hangfrekvenciáinak kritikus sávszélességén belül feksze8

HU 219 628 Β nek. Ez általában véve hagyományos megközelítése annak, hogy biztosítsuk a kódfrekvencia-összetevőknek az emberi fül számára nem hallható tulajdonságát.

Ismét az 5. ábrára hivatkozunk, melyen látható, hogy a 104 digitális jelfeldolgozó egység a 110 memória által a kimeneten előállított időtartománybeli összetevők amplitúdóinak a beállítására is szolgál, úgyhogy amikor a kódfrekvencia-összetevőket hang formájában reprodukáljuk, azokat az audiojelnek azok az összetevői fogják maszkolni, amelyekbe azokat korábban beillesztettük, úgyhogy azok az emberi fül számára nem lesznek hallhatóak. Következésképpen a 104 digitális jelfeldolgozó egységre a 94 bemenőkapocsnál vett audiojelet is ráadjuk, megfelelő szűrés és analóg-digitál átalakítás után. Még pontosabban, a 3. ábrán látható kódoló magában foglal egy 120 analóg sávszűrőt, mely arra szolgál, hogy a vizsgált sávon kívül eső audiojelffekvencia-összetevőket eltávolítsuk. A vizsgált sáv szükséges ahhoz, hogy kiértékeljük annak a vett audiojelnek a maszkolási képességét, mely a jelen kiviteli példában körülbelül 1,5 kHz-től körülbelül 3,2 kHz-ig terjed. A 120 analóg sávszűrő arra a célra is szolgál, hogy eltávolítsuk az audiojel nagyfrekvenciás összetevőit, melyek ismétlődést idézhetnek elő, amikor a jelet elegendően nagy mintavételezési sebességgel működő 124 analóg-digitál átalakítóval digitalizáljuk.

Mint a 3. ábrán látható, a digitalizált audiojelet a 124 analóg-digitál átalakítóból a 104 digitális jelfeldolgozóra adjuk, ahol a 130 frekvenciatartomány-szétválasztó egységben a programaudiojel egy frekvenciatartományszétválasztáson megy keresztül. Ebben a kiviteli példában a frekvenciatartomány-szétválasztást gyors Fouriertranszformáció (FFT) formájában hajtjuk végre, melyet periodikusan végzünk időszakos átlapolással vagy a nélkül, hogy létrehozzuk az egymást követő audiojelfrekvencia-összetevőket, melyek mind előre meghatározott frekvenciaszélességűek. Az audiojelfrekvencia-összetevők leválasztására más eljárások is rendelkezésre állnak, például a hullámtranszformáció, a diszkrét Walsh-Hadamard-transzformáció, a diszkrét Hadamard-transzformáció, a diszkrét koszinusztranszformáció, valamint különböző digitális szűrési eljárások.

Miután a 104 digitális jelfeldolgozó egység a digitalizált audiojelfrekvencia-összetevőket egymást követő frekvenciatagokra választotta szét, mint azt a fentiekben említettük, az audiojelben jelen lévő különböző frekvenciájú összetevők azon képességét értékeljük ki, hogy milyen mértékben tudják maszkolni a 110 memória kimenetén megjelenő különböző kódfrekvenciaösszetevőket, és megfelelő amplitúdóbeállítási tényezőket állítunk elő, melyek arra a célra szolgálnak, hogy a különböző kódffekvencia-összetevők amplitúdóit úgy állítsuk be, hogy azokat a programaudiojel maszkolja, ha a kódfrekvencia-összetevőket audiojelként reprodukáljuk, és így azok az emberi fül számára nem lesznek hallhatóak. Ezeket az eljárásokat szemléltetjük az 5. ábrán a 134 hivatkozási számmal jelölt amplitúdóbeállítási tényezőegységgel.

Olyan audiojelffekvencia-összetevőkre, melyek az általuk maszkolandó kódffekvencia-összetevőkkel lényegében egyidejűek (de amelyek a kódfrekvenciaösszetevőket egy rövid idővel megelőzik), a programaudiojelfrekvencia-összetevők maszkolási képességét hangfrekvenciás alapon, valamint keskeny sávú maszkolási alapon és széles sávú maszkolási alapon értékeljük ki, mint azt a fentiekben leírtuk. Azoknál a kódfrekvencia-összetevőknél, amelyeket a 110 memória a kimenetén egy adott időben előállít, hangfrekvenciás maszkolási képességet értékelünk ki több audiojelfrekvencia-összetevő mindegyikére, azon tagok mindegyikének a jelenergiáját alapul véve, amelyekbe ezek az összetevők esnek, valamint az egyes tagok és a megfelelő kódfrekvencia-összetevők közötti viszonyt alapul véve. A kiértékelés minden egyes esetben (hangfrekvenciás, keskeny sávú és széles sávú) amplitúdóbeállítási tényező vagy más olyan mérőszám formáját veheti fel, mely lehetővé teszi, hogy egy kódfrekvencia-összetevő amplitúdóját úgy határozzuk meg, hogy a kódfrekvencia-összetevőt az audiojel elfedje. Más megoldás szerint a kiértékelés egy csúszó-hangffekvenciás analízis lehet.

Keskeny sávú maszkolás esetében ennél a kiviteli alaknál minden egyes vizsgált kódfrekvencia-összetevőnél kiértékeljük azoknak a kódfrekvencia-összetevőknek a jelenergiáját, melyek egy előre meghatározott frekvenciasávon belül, beleértve a vizsgált kódfrekvencia-összetevőt is, egy előre meghatározott szint alatt vannak, hogy így szétválasztott maszkolásiképességkiértékelést kapjunk. Bizonyos megvalósításokban a keskeny sávú maszkolási képességet úgy méljük, hogy meghatározzuk azoknak az audiojelffekvencia-összetevőknek a jelenergiáját, melyek egy előre meghatározott frekvenciasáv belsejében a tagok átlagos jelenergiája alatt vannak. Ebben a megvalósításban összegezzük azoknak az összetevőknek a jelenergiáit, melyek a tagok átlagos jelenergiája (mint összetevő-küszöbérték) alatt vannak, és abból állítunk elő egy keskeny sávú jelenergiát, melyre válaszképp egy ennek megfelelő keskeny sávú maszkolási kiértékelést azonosítunk a megfelelő kódffekvencia-összetevőre. Más módon is lehet keskeny sávú jelenergiát előállítani oly módon, hogy az átlagos jelenergiától eltérő összetevő-küszöbértéket választunk. További kiviteli változatokban az előbbi helyett egy előre meghatározott frekvenciasáv belsejében az összes audiojelffekvencia-összetevő átlagos energiáját használjuk keskeny sávú jelenergiaként a vizsgált kódffekvencia-összetevőnél a keskeny sávú maszkolás kiértékelésének meghatározásánál. Még további kiviteli alakoknál ehelyett az előre meghatározott frekvenciasáv belsejében az audiojelfrekvencia-összetevők teljes jelenergiáját használjuk, és még további kiviteli alakoknál az előre meghatározott frekvenciasáv belsejében egy minimális összetevőszintet használunk erre a célra.

Végezetül bizonyos megvalósításokban az audiojel széles sávú jelenergiáját határozzuk meg, melynek segítségével az audiojelnek a vizsgált kódfrekvencia-öszszetevőt maszkoló képességét értékeljük ki széles sávú maszkolási alapon. Ebben a kiviteli alakban a széles sávú maszkolási kiértékelés a fentiekben leírt keskeny sávú maszkolási kiértékelések során talált legkisebb

HU 219 628 Β keskeny sávú jelenergiára alapul, vagyis ha négy különálló előre meghatározott frekvenciasávot vizsgáltunk meg a fentiekben leírt keskeny sávú maszkolási kiértékelés során, és széles sávú zajt veszünk, hogy a legkisebb keskeny sávú jelenergiát foglaljuk be mind a négy előre meghatározott frekvenciasávba (melyek azonban meghatározottak), akkor ezt a legkisebb keskeny sávú jelenergiát egy olyan tényezővel szorozzuk meg, mely egyenlő a mind a négy keskeny sáv által átfogott frekvenciák tartományának és a legkisebb keskeny sávú jelenergiával rendelkező, előre meghatározott frekvenciasáv sávszélességének az arányával. Az így kapott szorzat jelzi a megengedhető teljes kódjelenergia-szintet. Ha a teljes megengedhető kódjelenergia-szintet P-vel jelöljük, és a kód tíz kódffekvencia-összetevőt foglal magában, akkor mindegyikhez egy olyan amplitúdóbeállítási tényezőt rendelünk hozzá, hogy eredményképp egy olyan összetevő jelenergiaszintet kapjunk, mely 10 dB-lel kisebb P-nél. Egy másik változatban széles sávú zajt számítunk egy előre meghatározott, viszonylag széles sávra, mely magában foglalja a kódfrekvencia-összetevőket, a fentiekben tárgyalt eljárások közül kiválasztva egyet, de az audiojelfrekvencia-összetevőket használjuk az előre meghatározott viszonylag széles sáv teljes terjedelmében. Miután a széles sávú zajt a kiválasztott módon meghatároztuk, egy megfelelő széles sávú elfedéskiértékelési értéket rendelünk hozzá mindegyik szóban forgó kódfrekvencia-összetevőhöz.

Minden kódfrekvencia-összetevőre azután úgy választjuk ki az amplitúdóbeállítási tényezőt, hogy a hangjeles, keskeny sávú és széles sávú elfedéskiértékelési értékek közül azt választjuk alapul, mely a legnagyobb megengedhető szintet eredményezi a szóban forgó összetevőre. így a lehető legnagyobb lesz annak valószínűsége, hogy mindegyik kódfrekvencia-összetevő megkülönböztethető lesz a nem audiofrekvenciás zajtól, és ugyanakkor biztosítja azt, hogy a szóban forgó kódfrekvencia-összetevőt el fogjuk fedni úgy, hogy az az emberi fül számára nem lesz hallható.

Az amplitúdóbeállítási tényezőket a hangjeles, keskeny sávú és széles sávú maszkolásokhoz a következő tényezők és feltételek alapján választjuk meg. Hangjeles maszkolás esetében a tényezőket azon audiojelfrekvencia-összetevők frekvenciáinak alapján rendeljük hozzá, amelyeknek maszkolási képességeit ki kell értékelni, valamint a maszkolni kívánt kódfrekvenciaösszetevők frekvenciája vagy frekvenciái alapján. Továbbá bármilyen kiválasztott intervallumba eső audiojel rendelkezik azzal a képességgel, hogy egy adott kódffekvencia-összetevőt ugyanazon intervallum belsejében (azaz egyidejű maszkolás) a lehető legnagyobb szinten tud maszkolni, mely szint nagyobb, mint amelynél ugyanaz az audiojel képes ugyanazt a kódffekvencia-összetevőt maszkolni, ha az a kiválasztott intervallum előtt vagy után jelenik meg (vagyis nem egyidejű maszkolás). Továbbá előnyösen figyelembe vesszük azokat a körülményeket is, melyek mellett a kódolt audiojelet egy hallgatóság vagy más hallgatócsoport meg fog hallani, amennyiben ez helyénvaló. Például ha televíziós audiojelet kell kódolni, előnyösen egy jellegzetes hallgatási környezet torzító hatásait vesszük figyelembe, mivel ilyen környezetben bizonyos frekvenciák jobban csillapodnak, mint mások. Vevő- és hangvisszaadó berendezés (például grafikus equalizerek) hasonló hatásokat idézhetnek elő. A környezettel és a berendezéssel együtt járó hatásokat úgy lehet kiegyenlíteni, hogy elegendően kis amplitúdóbeállító tényezőket választunk, hogy így biztosítsunk maszkolást előre nem látható körülmények között.

Bizonyos kiviteli változatokban a hangfrekvenciás, keskeny sávú vagy széles sávú maszkolási képességek közül csak az egyiket értékeljük ki. Más kiviteli változatokban két különböző típusú maszkolási képességet értékelünk ki, még további kiviteli változatoknál mind a hármat alkalmazzuk.

Bizonyos kiviteli alakoknál csúszó-hangfrekvenciás analízist alkalmazunk az audiojel maszkolási képességének kiértékelésére. Egy csúszó-hangfrekvenciás analízis általában kielégíti a keskeny sávú zajra, széles sávú zajra és az egyetlen frekvenciájú hangokra vonatkozó maszkolási szabályokat anélkül, hogy az audiojeleket osztályozni kellene. A csúszó-hangfrekvenciás analízisben az audiojelet úgy tekintjük, mint diszkrét hangok együttesét, melyek mind egy-egy megfelelő FFT frekvenciacsatoma közepén helyezkednek el. Általában véve a csúszó-hangfrekvenciás analízisnél először kiszámítjuk minden egyes FFT frekvenciacsatomában az audiojel-jelenergiáját. Ezután minden egyes kódhangra kiértékeljük az audiojel diszkrét hangjainak maszkolási hatásait minden egyes FFT frekvenciacsatomában, a frekvenciatartományban az ilyen hangtól a kritikus sáv szélességénél nem nagyobb távolsággal elválasztva, melyhez az egyes frekvenciacsatomákban lévő audiojel-jelenergiát vesszük alapul, és ezt az egyetlen frekvenciájú hanggal való maszkolásnál a maszkolási viszonyok meghatározására használjuk. Az audiojel összes diszkrét hangjának maszkolási hatásait összegezzük minden egyes kódhangra, majd az audiojelhangok kritikus sávszélességén belül lévő hangok számára, valamint az audiojelek összességére végezzük el a szintbeállítást. Mint azt a továbbiakban el fogjuk magyarázni, bizonyos kiviteli alakokban a programanyag összetettségét tapasztalati úton az audiojel releváns hangjaiban lévő jelenergia-arányra és az ilyen audiojelhangokban lévő jelenergia négyzetei összegének a négyzetgyökére alapozzuk. Ezeket azért vesszük mind számításba, hogy figyelembe vegyük azt a tényt, hogy a keskeny sávú zaj és a széles sávú zaj sokkal jobb maszkolási hatásokat eredményez, mint amit azon hangok egyszerű összegezésével kapunk, melyeket a keskeny sávú és a széles sávú zaj modellezésére használunk.

Bizonyos kiviteli alakokban, melyek csúszó-hangfrekvenciás analízist alkalmaznak, az audiojelminták meghatározott száma először egy nagy, gyors Fouriertranszformáción megy keresztül, ami nagy felbontást eredményez, de ehhez hosszabb feldolgozási időre van szükség. Ezután a minták egy előre meghatározott számának egymást követő részei viszonylag kisebb, gyors Fourier-transzformáción mennek keresztül, ami gyorsabb, de kisebb felbontást eredményez. A nagy, gyors

HU 219 628 Β

Fourier-transzformációkból kapott amplitúdótényezőket egyesítjük a kisebb, gyors Fourier-transzformációkból kapott amplitúdótényezőkkel, ami lényegében annak felel meg, hogy idő szerint súlyozzuk a nagyobb „frekvenciapontosságú” nagy, gyors Fourier-transzformációt a nagyobb „időpontosságú”, kisebb, gyors Fourier-transzformációval.

Az 5. ábra szerinti kiviteli alakban miután már kiválasztottunk egy megfelelő amplitúdóbeállítási tényezőt egy kódfrekvencia-összetevőre, melyek a 110 memória kimenetén jelennek meg, a 104 digitális jelfeldolgozó egységen belül a 114 amplitúdószint-beállító egység ennek megfelelően beállítja mindegyik kódfrekvenciaösszetevő amplitúdóját. Más kiviteli változatokban minden egyes kódfrekvencia-összetevőt a kiinduláskor állítunk elő úgy, hogy annak amplitúdója megfelel a beállítási tényezőjének. Most ismét a 6. ábrára hivatkozunk, melyen látható, hogy ebben a kiviteli alakban a 104 digitális jelfeldolgozó egység amplitúdóbeállító funkciója révén az időtartománybeli ή ^_ £(0 kódfrekvencia-összetevő értékek közül tíz kiválasztott értéket megszoroz az aktuális tj-t,, időintervallumnál a megfelelő G_A1-G_A10 amplitúdóbeállítási tényezővel, majd ezután a 104 digitálisjelfeldolgozó egység összeadja a beállított amplitúdójú időtartománybeli összetevőket, és egy összetett kódjelet állít elő, ami annak 106 kimenetén jelenik meg. A 3. és 5. ábrákon látható, hogy az összetett kódjelet analóg formára alakítjuk egy 140 digitál-analóg átalakító segítségével, majd azt egy 142 összegező áramkör első bemenetére adjuk. A Í42 összegező áramkör az audiojelet a 94 bemenőkapocsról a második bemenetén keresztül veszi, és az összetett analóg kódjelet hozzáadja az analóg audiojelhez, és 146 kimenetén előállít egy kódolt audiojelet.

Rádióműsor-szórásoknál való alkalmazások esetében a kódolt audiojel egy vivőhullámot modulál, és a modulált jelet a levegőn keresztül sugározzák ki. Az NTSC televíziós műsorszórások esetében a kódolt audiojel frekvenciája egy segédvivő jelet modulál, és azt egy összetett videojellel keverik, úgyhogy a kombinált jelet használják a kisugárzott vivőjel modulálására a levegőn keresztül történő műsorszóráshoz. Természetesen a rádió- és televíziójeleket is lehet kábelen (például hagyományos vagy száloptikás kábelen), műholdon keresztül vagy más módon továbbítani. Más alkalmazásokban a kódolt audiojelet kisugárzáshoz, vagy pedig későbbi műsorszóráshoz vagy más, széles körben történő terjesztéshez rögzített formában lehet tárolni. Kódolt audiojeleket lehet alkalmazni továbbá két pont közötti átviteleknél is. A szakemberek számára ismertek egyéb felhasználási területek, átviteli módok és rögzítési eljárások is.

A 7A-7C. ábrákon lévő folyamatábrákkal a hangfrekvenciás, keskeny sávú és széles sávú maszkolási funkciók megvalósítására szolgáló 104 digitális jelfeldolgozó egység által végrehajtott szoftverprogramot szemléltetjük. A 7A. ábrán a 104 digitális jelfeldolgozó egység szoftverprogramjának főhurkát mutatjuk be. A programot a 90 gazdaprocesszor által kibocsátott paranccsal indítjuk (150 programlépés), melynek hatására a 104 digitális jelfeldolgozó egység inicializálja a hardver regisztereit (152 programlépés), majd áttér a 154 programlépésre, melyben kiszámítja a súlyozatlan időtartománybeli kódfrekvencia-összetevő adatokat, mint azt a 6. ábrán szemléltettük, és a 104 digitális jelfeldolgozó egység ekkor azokat a memóriában eltárolja. Az eltárolt adatokat akkor lehet kiolvasni, amikor az időtartománybeli kódffekvencia-összetevőket elő kell állítani, mint azt a fentiekben említettük. Más megoldásban ez a programlépés elhagyható, ha a kódfrekvencia-öszszetevőket állandó jelleggel tároljuk egy ROM-ban vagy ki nem törlődő tárolóban. Lehetséges az is, hogy a kódfrekvencia-összetevő adatot akkor számítjuk ki, amikor arra szükség van, de ez megnöveli a jelfeldolgozás terhelését. Egy további lehetőség az, hogy súlyozatlan kódffekvencia-összetevőket analóg formában állítunk elő, majd az analóg összetevők amplitúdóit egy digitális processzorral előállított súlyozótényezők segítségével beállítjuk.

Miután az időtartománybeli adatokat kiszámítottuk és eltároltuk, a 156 programlépésben a 104 digitális jelfeldolgozó egység egy további üzenet kódolását kéri a 90 gazdaprocesszortól. Az üzenet egy karakterekből, egész számokból vagy más adatszimbólumokból álló jelsorozat, mely egyedileg azonosítja a 104 digitális jelfeldolgozó egység kimenetén előállítandó kódösszetevő csoportokat, éspedig olyan sorrendben, amilyen sorrendet az üzenet előre meghatározott. Más kiviteli alakoknál a 90 gazdaprocesszor, miután ismeri a 104 digitális jelfeldolgozó egység kimenőadat-sebességét, maga határozza meg, hogy mikor továbbítja a következő üzenetet a 104 digitális jelfeldolgozó egység számára, éspedig oly módon, hogy egy megfelelő időzítőtagot beállít, és az üzenetet akkor továbbítja, mikor az időzítés lejár. Egy még további kiviteli változatban egy dekóder van csatlakoztatva a 104 digitális jelfeldolgozó egység kimenetére, mely a kimenő kódffekvencia-összetevőket veszi, hogy azokat dekódolja, majd visszacsatolja az üzenetet a 90 gazdaprocesszor felé mint a 104 digitális jelfeldolgozó egység kimenőjelét, úgyhogy a 90 gazdaprocesszor el tudja dönteni, mikor kell továbbítani egy további üzenetet a 104 digitális jelfeldolgozó egység számára. A további kiviteli változatokban a 90 gazdaprocesszor és a 104 digitális jelfeldolgozó egység funkcióit egyetlen processzor hajtja végre.

Miután a következő üzenetet a 90 gazdaprocesszortól vette a 156 programlépés szerint, a 104 digitális jelfeldolgozó egység előállítja az üzenet minden egyes szimbólumához a kódffekvencia-összetevőket, hogy a kombinált súlyozott kódffekvencia-összetevőket a 106 kimenetén megjelenítse. Ezt a folyamatot a 7A. ábrán 160 címkével azonosított hurokkal jelképeztük.

Miután belépett a 160 címkével jelképezett hurokba, a 104 digitális jelfeldolgozó egység 1 és 2 időzítésmegszakítókat engedélyez, majd ezután belép egy 162 alprogramba, mely a „számítsd ki a súlyozási tényezőket” műveletet végzi el, melyet az alábbiakban a 7B. és 7C. ábrán látható folyamatábrával kapcsolatban fogunk leírni. Először a 7B. ábrára hivatkozunk, melyen látható, hogy amikor a 104 digitális jelfeldolgozó egység be11

I

HU 219 628 Β lép a súlyozási tényezőket kiszámító 162 alprogramba, akkor először meghatározza, elegendő számú audiojelminta lett-e eltárolva ahhoz, hogy egy nagy felbontású gyors Fourier-transzformáció végrehajtható legyen, hogy analizáljuk az audiojel spektrumtartalmát a legfrissebb előre meghatározott audiojel-intervallumban. Ezt a programlépést a 163 hivatkozási számmal jelöltük. Az indítás után először elegendően nagy számú audiojel-mintát kell összegyűjteni a gyors Fourier-transzformáció végrehajtásához. Ha azonban egy átlapolásos gyors Fourier-transzformációt alkalmazunk, a hurkon való következő lépésekben ennek megfelelően adatmintát kell tárolni, mielőtt a következő gyors Fourier-transzformációt végrehajtjuk.

A 7B. ábrán látható, hogy a 104 digitális jelfeldolgozó egység a 163 programlépésben szoros hurokban marad, és várja az elegendő minta összegyűlését. Mindegyik 1 időzítésmegszakításnál a 124 analóg-digitál átalakító az audiojel egy új digitalizált mintáját továbbítja, amit a 104 digitális jelfeldolgozó egység adatpufferében gyűjt össze, mint azt a 7A. ábra 164 alprogramjánál szemléltettük.

Visszatérve a 7B. ábrára, ha elegendően nagy számú mintaadat gyűlt össze a 104 digitális jelfeldolgozó egység adatpufferében, a jelfeldolgozás a 168 programlépésnél folytatódik, ahol a fent említett nagy felbontású gyors Fourier-transzformációt hajtjuk végre a legújabb audiojel-intervallum audiojeladatmintáin. Ezt követően, mint azt 170 címkével jelöltük, a megfelelő súlyozási tényezőt vagy amplitúdóbeállítási tényezőt számítjuk ki a tíz kódfrekvencia-összetevő mindegyikére az éppen kódolás alatt álló szimbólumban. A 172 programlépésben a nagy felbontású gyors Fourier-transzformációval (168 programlépés) a frekvenciatagok közül a fentiekben tárgyalt módon meghatározzuk azt az egyet, mely egyetlen hangfrekvencia (a „domináns hangfrekvencia”) alapján a szóban forgó kódfrekvenciás összetevő legmagasabb szintjének a maszkolását teszi lehetővé.

A továbbiakban a 7C. ábrára hivatkozunk, melyen látható, hogy 176 programlépésben meghatározzuk a domináns hangfrekvenciára a súlyozási tényezőt, és azt eltároljuk, hogy összehasonlítsuk a keskeny sávú és a széles sávú maszkolással kapott relatív elfedési képességgel, és ha ezt találjuk a leghatásosabb maszkolónak, akkor ezt használjuk a legutolsó kódfrekvencia-összetevő amplitúdójának beállításához súlyozási tényezőként. Egy következő 180 programlépésben a keskeny sávú és a széles sávú elfedési tényezőket értékeljük ki a fentiekben leírt módon. Ezt követően 182 programlépésben meghatározzuk, hogy a keskeny sávú elfedés biztosítjae a szóban forgó kódfrekvencia-összetevő maszkolásához a legjobb képességet, és ha igen, egy 184 programlépésben a súlyozási tényezőt felülírjuk a keskeny sávú maszkolásra kapott értékkel. Egy következő 186 programlépésben meghatározzuk, hogy a széles sávú maszkolás biztosítja-e a legjobb képességeket a szóban forgó kódfrekvencia-összetevő maszkolásához, és ha igen, egy 190 programlépésben a szóban forgó kódfrekvencia-összetevőhöz a súlyozási tényezőt a széles sávú maszkolás alapján állítjuk be. Ezután egy 192 programlépésben meghatározzuk, hogy a kimeneten megjelenítendő összes kódfrekvencia-összetevőre kiválasztottuke már a súlyozási tényezőket a legutolsó szimbólum jelképezéséhez, és ha nem, a hurkot újraindítjuk, hogy kiválasszuk a következő kódfrekvencia-összetevő súlyozási tényezőjét. Ha azonban már kiválasztottuk az összes összetevőhöz a súlyozási tényezőket, akkor az alprogramot a 194 programlépéssel lezárjuk.

A 2. időzítésmegszakítás hatására a jelfeldolgozás a 200 alprogramnál folytatódik, melyben a 6. ábrán szemléltetett funkciókat hajtjuk végre, azaz a 200 alprogramban a 162 alprogram során kiszámított súlyozási tényezőket használjuk arra, hogy a kimeneten megjelenítendő pillanatnyi szimbólum megfelelő időtartománybeli értékeit a súlyozási tényezőkkel szorozzuk, majd ezután a súlyozott időtartománybeli kódfrekvencia-öszszetevő értékeket összeadjuk, és a kimeneten mint súlyozott, összetett kódjeleket jelenítjük meg és adjuk a 140 digitális-analóg átalakítóra. A kimeneten mindegyik kódszimbólum meghatározott időtartamon keresztül van jelen, melynek leteltével a jelfeldolgozás visszatér a 202 programlépésről a 156 programlépésre.

A 7D. és 7E. ábrán olyan folyamatábrákat mutatunk be, melyen a csúszó-hangfrekvenciás analíziseljárás megvalósítását szemléltetjük, az audiojel maszkolási hatásait értékeljük ki. A 702 programlépésben változókat inicializálunk, például egy nagy, gyors Fourier-transzformáció mintáiban és egy kisebb, gyors Fourier-transzformáció mintáiban a méretet, a kisebb, gyors Fouriertranszformációk számát egy-egy nagy, gyors Fouriertranszformációban, a szimbólumonként! kódhangok számát, melyek száma például 2048, 256, 8, illetve 10.

A 704-708 programlépésekben egy nagy, gyors Fourier-transzformációnak megfelelő számú mintát analizálunk. A 704 programlépésben audiojelmintákat veszünk. A 706 programlépésben minden egyes gyors Fourier-transzformációs frekvenciacsatomában a programanyag energiáját határozzuk meg. A 708 programlépésben meghatározzuk az egyes megfelelő, gyors Fourier-transzformációs frekvenciacsatomákhoz a megengedhető kódhangjel-jelenergiáját, figyelembe véve az erre a frekvenciacsatomára ható összes audiojel-hangfrekvencia hatásait is, és ezt minden hangfrekvenciára elvégezzük. A 7E. ábra folyamatábrája a 708 programlépést szemlélteti részletesebben.

A 710-712 programlépésekben egy kisebb, gyors Fourier-transzformációnak megfelelő mintákat analizálunk, a nagy, gyors Fourier-transzformációra vonatkozó 706-708 programlépésekhez hasonló módon. A 714 programlépésben a 708 programlépésben a nagy, gyors Fourier-transzformációból kapott és a 712 programlépésben a kisebb, gyors Fourier-transzformációból kapott megengedhető kódjelenergiákat összegezzük azon mintákhoz, melyek egy kisebb, gyors Fourier-transzformáción mentek át. A 716 programlépésben a kódhangjeleket keverjük az audiojellel, és így képezünk egy kódolt audiojelet, és a 718 programlépésben a kódolt audiojelet a 140 digitál-analóg átalakítóra adjuk. A 720 programlépésben eldöntjük, hogy meg kell-e is12

HU 219 628 Β mételni a 710-718 programlépéseket, vagyis hogy vannak-e még az audiomintáknak olyan részei, melyek már keresztülmentek egy nagy, gyors Fourier-transzformáción, nem mentek még azonban keresztül egy kisebb, gyors Fourier-transzformáción. Ezután a 722 programlépésben, ha még vannak audiojelminták, a minták közül a következőt analizáljuk egy nagy, gyors Fourier-transzformációnak megfelelően.

A 7E. ábrán láthatjuk a 708 és 712 programlépéseket részletesen, melyek során minden egyes gyors Fourier-transzformációs ffekvenciacsatomában kiszámítjuk a megengedett kódjelenergiákat. Ez az eljárás lényegében véve lemodellezi az audiojelet, mivel egy sorozat hangjelből áll (lásd az alábbi példákat), kiszámítjuk minden egyes audiojelfrekvenciás hangjelnek a maszkolási hatását minden egyes kódhangjelre, összegezzük a maszkolási hatásokat, és a kódhangjelek sűrűségét és az audiojel összetettségét figyelembe véve beállítjuk a szinteket.

A 752 programlépésben meghatározzuk a vizsgálni kívánt frekvenciasávot. Legyen például a kódoláshoz használt sávszélesség 800 Hz-3200 Hz, a mintavételezési frekvencia pedig legyen 44 100 minta/másodperc. A kezdő frekvenciacsatoma 800 Hz-nél kezdődik, a záró frekvenciacsatoma pedig 3200 Hz-nél végződik.

A 754 programlépésben minden egyes érintett audiojel-hangfrekvenciának az ezen ffekvenciacsatomában lévő minden egyes kódra kifejtett maszkolási hatását meghatározzuk, melyhez az egyetlen hangjelre vonatkozó elfedési görbét használjuk, és a nem nulla audiojel gyors Fourier-transzformációs frekvenciacsatoma-szélességeknél kompenzálást végzünk oly módon, hogy meghatározunk (1) egy első elfedési értéket azon feltételezés alapján, hogy az összes audiojel-jelenergia a frekvenciacsatoma felső végénél van, és (2) egy második elfedési értéket azon feltételezés alapján, hogy az összes audiojel-jelenergia a frekvenciacsatoma alsó végénél van, majd az első és második elfedési érték közül kiválasztjuk azt, amelyik kisebb.

A 7F. ábrán szemléltetjük egy audiojel-hangfrekvenciára egy egyetlen hangjeles elfedési görbe megközelítését az f_PGM egy frekvenciáján, mely ebben a példában 2200 Hz, követve Zwislocki, J. J., „Masking: Experimental and Theoretical Aspects of Simultaneous, Forward, Backward and Central Masking” című művében leírtakat („Maszkolás: egyidejű, előreirányuló, hátrairányuló és középponti maszkolás kísérleti és elméleti szempontjai”), 1978, mely megjelent Zwicker és társai szerkesztésében a Pszichoakusztika: tények és modellek című kiadvány 283-316. oldalain (Springer-Verlag, New York). A kritikus sávszélességet (CB=critical bánd) Zwislocki a következőképpen definiálja :

kritikus sáv=0,002*f_PGM ¹>⁵+100

A következő definíciókkal, és ha a „maszkoló” egy audiojelfrekvenciás hang,

BRKPOINT =0,3 (+/-0,3 kritikus sávok)

PEAKFAC =0,025 119 (-16 db a maszkolóból)

BEATFAC =0,002 512 (-26 db a maszkolóból) mNEG =-2,40 (kritikus sávonként

-24 db) mPOS =-0,70 (kritikus sávonként

-7 db) cf = kódfrekvencia mf = maszkolási frekvencia cband = kritikus sáv az f_PGM körül, majd az elfedési tényezőt a következőképpen lehet kiszámítani:

brkpt = cband*BRKPOINT ha a 7F. ábra görbéjén a negatív meredekségű szakaszon, mfactor = PEAKFAC*10** (mNEG mf-brkpt-cf/cband) ha a 7F. ábra görbéjén a sík szakaszon mfactor = BEATFAC ha a 7F. ábra görbéjén a pozitív meredekségű szakaszon mfactor= PEAKFAC*10** (mPOS*cf-brkpt-mf/cband)

Részletesebben, egy első elfedési tényezőt számítunk ki azon feltételezés alapján, hogy az összes audiojel-jelenergia a saját frekvenciacsatomájának alsó végénél van, majd kiszámítunk egy második elfedési tényezőt azon feltételezés alapján, hogy az összes audiojel-jelenergia a frekvenciacsatomájának felső végénél van, és az első és második elfedési tényezők közül a kisebbiket választjuk mint elfedési tényezőt, melyet a vizsgált audiojel-hangjel a kiválasztott kódhangjelre biztosít. A 754 programlépésnél ezt az eljárást végrehajtjuk minden egyes audiojelhangjelre minden egyes kódhangjelhez.

A 756 programlépésben mindegyik kódhangjel amplitúdóját beállítjuk az elfedési tényezők mindegyikével, az audiojelfrekvencia-összetevőknek megfelelően. Ebben a kiviteli változatban az elfedési tényezőt megszorozzuk a vizsgált ffekvenciacsatomában az audiojelteljesítménnyel.

A 758 programlépésben az elfedési tényezőknek az audiojelteljesítménnyel vett szorzatának eredményét öszszegezzük minden egyes ffekvenciacsatomára, és így megkapjuk minden egyes kódhangjelre a megengedhető jelenergiát.

A 760 programlépésben azon kódhangjelek megengedhető jelenergiáit állítjuk be, amelyek egy kritikus sávszélességen belül, az éppen kiértékelt kódhangjel bármelyik oldalánál van, és figyelembe vesszük az audiojel összetettségét is. Megszámláljuk a kritikus sáv belsejében lévő kódhangjeleket, azaz meghatározzuk a CTSUM-et. A beállítási tényezőt, ADJFAC-t, az alábbi összefüggéssel adhatjuk meg:

ADJFAC=GLOBAL*(PSUM/PRSS)i.s/CTSUM ahol GLOBAL egy névleges értékcsökkenési tényező, mellyel a kódolónak a gyors Fourier-transzformáció végrehajtása során fellépő időbeli késleltetések miatt létrejövő pontatlanságát vesszük figyelembe, (PSUM/PRSS)¹’⁵ egy tapasztalati bonyolultsági korrekciós tényező, és 1/CTSUM azt jelképezi egyszerűen, hogy az audiojel-jelenergiát elosztjuk mindazon kódhangjelek között, melyeket annak maszkolnia kell.

HU 219 628 Β

PSUM a maszkoló audiojelfrekvencia-összetevők jelenergiaszintjeinek összege, mely ahhoz a kódhangjel maszkolásához van hozzárendelve, melynek ADJFACjét meg kell határozni. A jelenergia négyzetes középértékét (PRSS) a következő összefüggéssel adhatjuk meg 5

PRSS = SQRT[(E(P,²)], ahol i=a sávban lévő gyors Fourier-transzformációs ffekvenciacsatomák száma.

Tételezzük fel például, hogy egy sávban a teljes maszkolási hangjelenergia egyenletesen van elosztva, egy, két és három hangjel között, akkor

Hangjelek száma	Hangjelenergia	PSUM	PRSS
1	10	1*10=10	10
2	5,5	2*5 = 10	SQRT(2*52)=7,07
3	3,3, 3,3,3,3	3*3,3 = 10	SQRT(3*3,32)=5,77

Tehát a PRSS a programanyag maszkoló jelenergiájának csúcsosságát (növekvő értékek) vagy szétterjedtségét (csökkenő értékek) méri.

A 7E. ábra 762 programlépésében meghatározzuk, hogy a vizsgált sávban van-e még frekvenciacsatoma, és ha igen, akkor azokat a fentiekben leírt módon feldolgozzuk.

A továbbiakban maszkolásszámításokra adunk meg példákat. Feltételezünk egy audiojelszimbólumot 0 dB-nél úgy, hogy az így adott értékek az audiojel-jel- 25 energiához viszonyítva maximális kódhang-jelenergiák. Négy esetet adunk meg: egy egyetlen 2500 Hz-es hangfrekvenciát; három hangfrekvenciát 2000, 2500 és

3000 Hz-en; keskeny sávú zajt, melyet 2600 Hz-es középpontú kritikus sávon belül elhelyezkedő 75 hangfrekvenciával modellezünk, vagyis 75 darab, egymástól egyenletesen 5 Hz-es távolságokban elhelyezkedő 20 hangfrekvenciával a 2415-től 2785 Hz-ig teijedő tartományban; és egy széles sávú zajt, 351 darab, egymástól egyenletesen 5 Hz-es távolságban elhelyezkedő hangffekvenciával az 1750-3250 Hz-es tartományban. Mindegyik esetben egy csúszó-hangfrekvenciás analízissel (STA) kiszámított értéket hasonlítunk össze az egyetlen hangfrekvenciás, keskeny sávú zaj- és széles sávú zajanalízisek közül a legjobbnak a kiválasztásával kiszámított eredménnyel.

	EGYETLEN HANGJEL	TÖBB HANGJEL	KESKENY SÁVÚ ZAJ	SZÉLES SÁVÚ ZAJ
Kódhang- jel (Hz)	STA (dB)	HÁROM KÖZÜL A LEGJOBB (dB)	STA (dB)	HÁROM KÖZÜL A LEGJOBB (dB)	STA (dB)	HÁROM KÖZÜL A LEGJOBB (dB)	STA (dB)	HÁROM KÖZÜL A LEGJOBB (dB)
1976	-50	-49	-28	-30	-19	NA	14	12
2070	-45	-45	-22	-32	-14	NA	13	12
2163	-40	-39	-29	-25	-9	NA	13	12
2257	-34	-33	-28	-28	-3	NA	12	12
2351	-28	-27	-20	-28	1	NA	12	12
2444	-34	-34	-23	-33	2	7	13	12
2538	-34	-34	-24	-34	3	7	13	12
2632	-24	-24	-18	-24	5	7	14	12
2726	-26	-26	-21	-26	5	7	14	12
2819	-27	-27	-22	-27	6	NA	15	12

Például az egyetlen hangjel esetére vizsgált csúszóhangfrekvenciás analízisben (STA) a maszkoló hangjel frekvenciája 2500 Hz, ami egy 0,002*2500>’5+i00= =350 Hz-es kritikus sávszélességnek felel meg. A 7F. ábrán látható görbén a töréspontok 2500±0,3*350 vagy 2395 és 2605 Hz-nél vannak. Az 1976 Hz-es kódfrekvencia láthatóan a 7F. ábra görbéjének negatív meredekségű részén van, úgyhogy a maszkolási tényező a következő mfaktor =0,025 119*10-2.4*(2500-i05-i976)/350 =3,364*10-5 = -44,7 dB

Három kódhangjel van az 1976 Hz-es kritikus sávon belül, úgyhogy a maszkolási jelenergia megoszlik közöttük:

3,364*10 5/3=-49,5 dB

Ez az eredmény -50 dB-re kerekítve látható a mintaszámítási táblázat bal felső sarkában.

HU 219 628 Β

A „három közül a legjobb” analízisben a hangjeles maszkolást a 7F. ábrával kapcsolatban ismertetett egyetlen hangjeles módszernek megfelelően számítottuk ki.

A „három közül a legjobb” analízisben a keskeny sávú zajmaszkolást úgy számítottuk ki, hogy először ki- 5 számítottuk a vizsgált kódhangjelnek megfelelő frekvencia-középpontú kritikus sáv mentén az átlagos jelenergiát. Az átlagos jelenergiánál nagyobb jelenergiájú hangokat nem tekintettük a zaj részének, és azokat eltávolítottuk. A maradék jelenergia összege a keskeny sá- 10 vú zajenergia. A maximális megengedhető kódhangjeljelenergia a vizsgált kódhangjel kritikus sávszélességén belül az összes kódhangjelre kapott keskeny sávú zajenergiánál 6 dB-lel kisebb.

A „három közül a legjobb” analízisben a széles sávú 15 elfedést úgy számítjuk ki, hogy kiszámítjuk a 2000, 2280, 2600 és 2970 Hz középpontú kritikus sávokra a keskeny sávú zajenergiát. Az így kapott legkisebb keskeny sávú zajenergiát megszorozzuk a teljes sávszélességnek és a megfelelő kritikus sávszélességnek a hánya- 20 dósával, hogy megtaláljuk a széles sávú zajenergiát. Például ha a 2600 Hz középpontú sáv, melynek kritikus sávszélessége 370 Hz, a legkisebb, annak keskeny sávú zajenergiáját megszorozzuk 1322 Hz/370 Hz=3,57-dal, hogy megkapjuk a széles sávú zajenergiát. A megen- 25 gedett kódhangjel-jelenergia a széles sávú zajenergia -3 dB-es értéke. Ha tíz kódhangjel van, akkor az egy-egy kódhangjelre megengedett legnagyobb jelenergia 10 dB-lel kisebb, vagy a széles sávú zajenergia -13 dB-es értéke. 30

A táblázat alapján az látható, hogy a csúszó-hangfrekvenciás analízis számításai felelnek meg általában a „három közül a legjobb” számításoknak, ami azt jelzi, hogy a csúszó-hangfrekvenciás analízis egy jól használható módszer. Ezenkívül a csúszó-hangfrekvenciás ana- 35 lízissel kapott eredmények a több hangjeles esetben jobbak, azaz nagyobb kódhangjel-jelenergiákat engednek meg, mint a „három közül a legjobb” analízisben, ami azt jelzi, hogy a csúszó-hangfrekvenciás analízis megfelelő még azokban az esetekben is, melyek nem igazán 40 illeszkednek be a „három közül a legjobb” számítások egyikébe sem.

Most a 8. ábrára hivatkozunk, melyen egy kódoló olyan kiviteli változata látható tömbvázlat formájában, mely analóg áramköröket alkalmaz. Az analóg kódoló 45 egy analóg jelet vesz analóg formában 210 bemenőkapcson keresztül, melyből az audiojelet bemenőjelként N számú 220,-220^, összetevő-előállító áramkörre adjuk, melyek mindegyike egy-egy C[-C_N kódfrekvenciaösszetevőt állít elő. Az egyszerűség és áttekinthetőség 50 kedvéért a 8. ábrán csak a 220, és a 220n összetevőelőállító áramkört tüntettük fel. Annak érdekében, hogy vezérelhetően állítsák elő egy kódolt audiojel kialakításához az audiojelbe beillesztendő megfelelő adatszimbólum kódfrekvencia-összetevőit, mindegyik 220, -220n 55 összetevő-előállító áramkörre egy-egy 222,-222_N adatbeviteli terminálon keresztül adjuk a bemenőjeleket, mely utóbbiak a hozzájuk tartozó 220ι-220ν összetevőelőállító áramkör számára engedélyezőbemenetként szolgálnak. A szimbólumokat a C|-C_N kódfrekvencia- 60 összetevők alcsoportjaiként kódoljuk, oly módon, hogy kiválaszthatóan adunk engedélyezőjelet a 220^220^ összetevő-előállító áramkörök közül meghatározott áramkörökre. Az ennek megfelelően előállított kódfrekvencia-összetevőket az egyes adatszimbólumokkal együtt bemenőjelként egy 226 összegező áramkörre adjuk, mely egy további bemenetén keresztül a 210 bemenőkapocsról veszi a bemenő audiojelet, és arra a célra szolgál, hogy a kódfrekvencia-összetevőket hozzáadja a bemenő audiojelhez, így kódolt audiojelet hoz létre, mely a kimenetén jelenik meg.

A 220,-220_n összetevő-előállító áramkörök mind- A egyike hasonló szerkezeti felépítésű, és 230] -230_n súlyozási tényezőt meghatározó áramköröket, 232[-232_N jelgenerátorokat, valamint 234₁-234_N kapcsoló áramköröket tartalmaznak, egyet-egyet. A 232,—232_N jelgenerátorok különböző kódfrekvencia-összetevőket állítanak elő, és az előállított összetevőket a hozzájuk tartozó 234,-234^] kapcsoló áramkörökre adják, melyeknek második bemenetel le vannak földelve, kimenetűk pedig a 236,-236_n szorzó áramkörök közül a megfelelő sorszámúnak a bemenetére vannak csatlakoztatva. Ha a hozzájuk tartozó 222,—222_n adatbeviteli terminálra engedélyezőjel érkezik, arra a 234,-234_N kapcsoló áramkörök mindegyike úgy válaszol, hogy a hozzá tartozó 232,—232_n jelgenerátor kimenetét összeköti a 236,-236_n szorzó áramkörök közül a megfelelő sorszámúnak a bemenetével. Ha azonban nincs engedélyezőjel az adatbemenetükön, a 234,-234_N kapcsoló áramkörök kimeneteiket a leföldelt bemenetűkkel kötik össze, úgyhogy a megfelelő 236,-236_N szorzó áramkör kimenete 0 szinten van,

A 230,-230_n súlyozási tényezőt meghatározó áramkörök ana szolgálnak, hogy kiértékeljék az audiojel annak megfelelő frekvenciasávján belül a hozzájuk tartozó 232 ,-232_n jelgenerátor által előállított kódfrekvencia-összetevőket maszkoló képességét, és súlyozási tényezőt állítsanak elő, melyeket bemenőjelként a hozzájuk tartozó 236,-236_n szorzó áramkörökre adnak, azért, hogy beállítsák a hozzájuk tartozó kódffekvencia-összetevő amplitúdóját, és ezzel biztosítsák, hogy a szóban forgó kódfrekvencia-összetevőt az audiojelnek az a része maszkolni fogja, amelyiket a súlyozási tényezőt meghatározó áramkörrel kiértékeltünk. A 9. ábrán láthatjuk a 230,-230n súlyozási tényezőt meghatározó áramkörök szerkezeti felépítését, melyeket a 9. ábrán egyszerűen 230 áramkörként tüntettünk fel, és tömbvázlat formájában szemléltetünk. A 230 áramkör egy 240 maszkolószűrőt foglal magában, mely bemenetén veszi az audiojelet, és az audiojelnek azt a részét választja le, melyet a 236, —236jq szorzó áramkörök közül a megfelelő sorszámúra adott súlyozási tényező előállításához használunk. A 240 maszkolószűrő paramétereit továbbá úgy választottuk meg, hogy az audiojelfrekvenciaösszetevők amplitúdóit azoknak a megfelelő kódfrekvencia-összetevőt maszkoló viszonylagos képességének megfelelően súlyozza.

Az audiojelnek a 240 maszkolószűrővel kiválasztott részét 242 abszolútérték-áramkörre adjuk, melynek kimenőjele a 240 maszkolószűrő által áteresztett frekven15

HU 219 628 Β ciasáv belsejében lévő jelrészének abszolút értékét jelképezi. A 242 abszolútérték-áramkör kimenőjelét egy 244 arányosítóerősítő bemenetére adjuk, melynek erősítési tényezője úgy van megválasztva, hogy olyan kimenőjelet állítson elő, amelyet a megfelelő 234^234,^ kapcsoló áramkör kimenőjelével megszorozva a 236, -236_n szorzó áramkörök közül a megfelelő sorszámú kimenetén egy olyan kódfrekvencia-összetevőt fog előállítani, amely biztosítja, hogy a megszorzott kódfrekvencia-összetevőt az audiojelnek a 240 maszkolószűrő által átengedett kiválasztott része el fogja maszkolni, ha a kódolt audiojelet hangként reprodukáljuk. Ennélfogva a 230,—230_N súlyozási tényezőt meghatározó áramkörök mindegyike egy olyan jelet állít elő, mely az audiojel kiválasztott részének a megfelelő kódfrekvencia-összetevőt maszkoló képességének kiértékelését jelképezi.

A találmány szerinti analóg kódolók további kiviteli alakjainál minden egyes kódfrekvencia-összetevő generátorhoz több súlyozási tényezőt meghatározó áramkör tartozik, és egy adott kódfrekvencia-összetevőhöz tartozó súlyozási tényezőket meghatározó áramkörök értékelik ki az audiojel különböző részeinek a szóban forgó kódfrekvencia-összetevőt maszkoló képességét, amikor a kódolt audiojelet hang formájában reprodukáljuk. Például mindegyikhez több olyan súlyozási tényezőt meghatározó áramkört alkalmazhatunk, melyek az audiojel egy viszonylag keskeny frekvenciasávon belüli részének a szóban forgó kódfrekvencia-összetevőt maszkoló képességét értékelik ki (ahol a keskeny frekvenciasávokon belül az audiojel-jelenergiája minden valószínűség szerint egyetlen frekvencia-összetevőből fog állni), azaz hogy mennyire képes maszkolni a kódfrekvencia-öszszetevőt, ha a kódolt audiojelet hang formájában reprodukáljuk. Alkalmazhatunk ugyanehhez az említett kódfrekvencia-összetevőhöz egy további súlyozási tényezőt meghatározó áramkört annak kiértékelésére, hogy az audiojel-jelenergiája egy olyan kritikus sávon belül, melynek középső frekvenciája a kódfrekvencia-összetevő frekvenciájának felel meg, mennyire képes maszkolni a kódfrekvencia-összetevőt, ha a kódolt audiojelet hang formájában reprodukáljuk.

Jóllehet a 8. és 9. ábrák szerinti kiviteli alak különböző elemeit analóg áramkörökkel valósítottuk meg, belátható, hogy ugyanezeket az analóg áramkörökkel végrehajtott funkciókat részben vagy egészben meg lehet valósítani digitális áramkörökkel is.

A továbbiakban olyan dekódereket és dekódolási eljárásokat ismertetünk, melyek különösen a fentiekben leírt találmány szerinti eljárásokkal kódolt audiojelek dekódolására alkalmasak, valamint általánosságban véve audiojelekben lévő kódok dekódolására oly módon, hogy a kódok az audiojelektől az amplitúdó alapján megkülönböztethetőek. A találmány bizonyos jellemzőinek megfelelően, melyet a 10. ábrán látható működési tömbvázlaton szemléltetünk, egy vagy több kódfrekvenciaösszetevőnek egy kódolt audiojelben való jelenlétét úgy detektáljuk, hogy meghatározzuk egy vagy több kódfrekvencia-összetevő várható amplitúdójának vagy amplitúdóinak az értékét az audiojel szintje és egy nem audiojel-zajszint közül egynek vagy mindkettőnek az alapján, melyet a 250 várt amplitúdót meghatározó egységgel végzünk. A 250 várt amplitúdót meghatározó egység 252 kimenetén egy vagy több ilyen várt amplitúdót vagy amplitúdókat jelképező jel jelenik meg, melyet 254 kódkivonó egységre adunk, melynek segítségével a kódfrekvencia-összetevő jelenlétét határozzuk meg oly módon, hogy a várt amplitúdónak vagy amplitúdóknak megfelelő jelet detektálunk. A találmány szerinti dekóderek különösen alkalmasak a kódfrekvencia-összetevők jelenlétének detektálására, melyeket az audiojel más összetevői maszkolnak, mivel a kódfrekvencia-összetevők és más audiojelfrekvencia-összetevők közötti amplitúdóviszony, legalábbis bizonyos mértékig, előre meghatározott.

All. ábrán a találmány szerinti berendezés egy kiviteli változata szerinti dekóder tömbvázlatát láthatjuk, mely digitális jelfeldolgozást alkalmaz a dekóderrel analóg formában vett kódolt audiojelekből a kódok feltárására. All. ábra szerinti dekódemek 260 bemenőkapcsa van, melyen keresztül kódolt analóg audiojelet vesz, mely, beleértve a televíziós vagy rádiós műsorszórást, például egy mikrofonnal felvett jel lehet, melyet a vevőkészülék hang formájában reprodukál, vagy valamilyen más, olyan kódolt analóg audiojel lehet, melyet közvetlenül egy ilyen vevőből villamos jelek formájában állítunk elő. Ilyen kódolt analóg audiojeleket elő lehet állítani továbbá hangrögzítőkkel, például CD-lemezekkel vagy hangszalagkazettákkal való reprodukálással. A 260 bemenőkapocsra 262 analóg jelformáló áramkörök vannak csatlakoztatva, amelyek a kódolt analóg audiojelet veszik, és jelerősítést, automatikus erősítésszabályozást és ismétlődés elleni aluláteresztő szűrést végeznek az analóg-digitális átalakítás előtt. Ezenkívül a 262 analóg jelformáló áramkörök arra a célra is szolgálnak, hogy sáváteresztő szűrési műveletet hajtsanak végre annak biztosítására, hogy a kijövőjelek egy olyan frekvenciasávra legyenek korlátozva, melyekben a kódfrekvencia-összetevők megjelenhetnek. A 262 analóg jelformáló áramkörök a feldolgozott analóg audiojeleket egy 263 analóg-digitál átalakítóra adják, mely a vett jeleket digitális formába alakítja át, és azokat egy 266 digitális jelfeldolgozó egységre adja, mely a digitalizált analóg jeleket feldolgozza, és detektálja a kódfrekvencia-összetevők jelenlétét, továbbá meghatározza a kódszimbólumokat, melyeket azok képviselnek. A 266 digitális jelfeldolgozó egységhez egy 270 memória (mely program- és adattároló memóriákat is tartalmaz), valamint 272 bemeneti/kimeneti áramkörök is vannak csatlakoztatva, mely utóbbiak külső parancsokat vesznek (például dekódolást kezdeményező parancsot vagy tárolt kódok kivitelét indító parancsot), és a dekódolt üzeneteket kimenetükön megjelenítik.

A továbbiakban all. ábrán látható digitális dekóder működését ismertetjük, mely a 3. ábra szerinti berendezés segítségével kódolt audiojeleket dekódolja. A 262 analóg jelformáló áramkörök a kódolt audiojelek sávszűrésére szolgálnak, melyeknek áteresztési sávja körülbelül 1,5 kHz-től 3,1 kHz-ig terjed, a 266 digitális jelfeldolgozó áramkör a szűrt analóg jeleket megfelelően nagy sebességgel mintavételezi. A digitalizált audioje16

HU 219 628 Β let azután a 266 digitális jelfeldolgozó egység segítségével frekvencia-összetevő tartományokra vagy frekvenciacsatomákra bontjuk gyors Fourier-transzformációs feldolgozással. Pontosabban átlapolással ablakozott gyors Fourier-transzformációt hajtunk végre a legújabb adatpontok közül előre meghatározott számú ponton, úgyhogy az új, gyors Fourier-transzformációt periodikusan hajtjuk végre elegendő számú új minta vétele után. Az adatokat a fentiek szerint súlyozzuk és a gyors Fourier-transzformációt végrehajtjuk, mellyel előre meghatározott számú frekvenciacsatomát állítunk elő, melyek mindegyike előre meghatározott szélességű. Egy, a kódfrekvencia-összetevő frekvenciákat átfogó tartományban minden egyes frekvenciacsatoma B(i) jelenergiáját a 266 digitális jelfeldolgozó egységgel kiszámítjuk.

Minden frekvenciacsatoma körül, melyben kódfrekvencia-összetevő jelenhet meg, végrehajtunk egy zajszintbecslést. Ennek megfelelően ahol all. ábrán látható dekódert arra használjuk, hogy a 3. ábra szerinti kiviteli változattal kódolt jeleket dekódolja, negyven olyan frekvenciacsatoma van, melyen belül kódfrekvenciaösszetevő jelenhet meg. Minden egyes ilyen frekvenciacsatomára becsléssel meghatározunk egy zajszintet a következőképpen. Először a vizsgált j frekvencia feletti és alatti frekvencián végignyúló frekvenciaablak belsejében lévő frekvenciacsatomára kiszámítunk egy E(j) átlagos jelenergiát a következő összefüggés szerint:

2w+l ahol i=(j-w)—>(j+w) és w jelképezi a vizsgált frekvenciacsatoma felett és alatt lévő ablak kiteijedését a frekvenciacsatomák számával kifejezve. Ezután az alábbi formula szerint becsléssel meghatározunk aj frekvenciacsatomában egy NS(j) zajszintet:

NS(j)=(EBn(i))/(EŐ(i)) ahol Bn(i) egyenlő B(i)-vel (az i-edik tagban a jelenergia szintje), ha B(i)<E(j), egyébként B(i) egyenlő nullával, és δ(ί) egyenlő 1-gyel, ha B(i)<E(j), egyébként δ(ϊ) egyenlő nullával, vagyis a zajösszetevőkről feltételezzük, hogy magukban foglalják mindazokat az összetevőket, melyeknek szintje kisebb, mint a vizsgált frekvenciacsatomát körülvevő ablak belsejében lévő átlagos jelenergia, és így magukban foglalják azokat az audiojelffekvencia-összetevőket, melyek az ilyen átlagos jelenergia alá esnek.

Miután becsléssel meghatároztuk a vizsgált frekvenciacsatomára a zajszintet, becsléssel meghatározunk erre a frekvenciacsatomára egy SNR(j) jel-zaj viszonyt oly módon, hogy a B(j) jelenergiát a vizsgált tagban elosztjuk a becsült NS(j) zajszinttel. Azután az SNR(j) jel-zaj viszony értékeket alkalmazzuk szinkronizálószimbólumok jelenlétének és időzítésének, valamint adatszimbólumok állapotainak detektálására, ahogy azt az alábbiakban ismertetni fogjuk. Különböző eljárásokat lehet alkalmazni arra, hogy az audiojelfrekvencia-összetevőket statisztikai alapon ne tekintsük kódfrekvencia-összetevőknek. Például feltételezhető, hogy az a frekvenciacsatoma, amelynek a legnagyobb a jel-zaj viszonya, audiojelfrekvencia-összetevőt foglal magában. Másik lehetőség az, hogy kizárjuk azokat a frekvenciacsatomákat, melyeknek SNR(j) jel-zaj viszonya egy előre meghatározott érték felett van. Még további lehetőség az, hogy nem vesszük figyelembe azokat a frekvenciacsatomákat, amelyeknek a legnagyobb és/vagy legkisebb az SNR(j) jelzaj viszonya.

Ha a 11. ábra szerinti berendezést a 3. ábra szerinti berendezés segítségével kódolt audiojelekben lévő kódok jelenlétének detektálására használjuk, akkor a berendezés annak az előre meghatározott intervallumnak, amelyben kódszimbólum található lehet, legalább nagyobb részére ismételten összegyűjti a vizsgált frekvenciacsatomák mindegyikében a kódfrekvencia-összetevők jelenlétét jelző adatokat. Ennek megfelelően az előbb említett folyamatot ismételjük meg többször, és az összetevők jelenlétét jelző adatokat az ezen időkeret tartományában minden egyes vizsgált frekvenciacsatornára összegyűjtjük. Az alábbiakban megfelelő detektálási időkeretek meghatározására szinkronizálókódok alkalmazásán alapuló eljárásokat fogunk részletesen ismertetni. Miután a 266 digitális jelfeldolgozó egység összegyűjtötte a vizsgált időkeretekre az ilyen adatokat, akkor meghatározza, hogy a lehetséges kódjelek közül melyik volt jelen az audiojelben, ami az alábbiakban ismertetett módon történik. Ezután a 266 digitális jelfeldolgozó egység eltárolja a detektált kódszimbólumokat a 270 memóriában, egy időpecséttel együtt, mellyel azt az időt azonosítjuk, amikor a szimbólumot detektáltuk, és ez a 266 digitális jelfeldolgozó egység belső órajelén alapul.

Ezután a 272 bemeneti/kimeneti áramkörön keresztül a 266 digitális jelfeldolgozó egységre adott megfelelő parancsra válaszképp a 266 digitális jelfeldolgozó egység a 270 memória kimenetén megjeleníti a tárolt kódszimbólumokat és időpecséteket, ugyancsak a 272 bemeneti/kimeneti áramkörökön keresztül.

A 12A. és 12B. ábrák folyamatábráin szemléltetjük a 266 digitális jelfeldolgozó egység által végrehajtott műveletek sorozatát, amikor a 260 bemenőkapcson keresztül vett analóg audiojelben kódolt szimbólumot dekódol. Először a 12A. ábrára hivatkozunk, mely szerint a dekódolási folyamat inicializálásának hatására a 266 digitális jelfeldolgozó egység egy 450 programlépésnél belép egy fő programhurokba, melyben egy SYNCH jelzőbitet állít be, úgyhogy a 266 digitális jelfeldolgozó egység először egy olyan műveletet kezd el, mellyel detektálja az E és S szinkronszimbólumok jelenlétét egy, a bemenő audiojelben lévő előre meghatározott üzenetparancsban. Miután végrehajtotta a 450 programlépést, a 266 digitális jelfeldolgozó egység egy DET alprogramot hív be, melyet a 12B. ábra folyamatábráján szemléltetünk, amelyben keresést végzünk az audiojelben a szinkronjeleket jelképező kódfrekvencia-összetevők jelenlétére vonatkozóan.

A továbbiakban a 12B. ábrára hivatkozunk, mely szerint egy 454 programlépésben a 266 digitális jelfeldolgozó egység ismételten összegyűjti és eltárolja a bemenő audiojel mintáit mindaddig, amíg a fentiekben leírt gyors Fourier-transzformáció végrehajtásához elegendő számú mintát el nem tárolt. Miután ez megtör17

HU 219 628 Β tént, a tárolt adatokat súlyozási műveletnek vetjük alá, például egy koszinusznégyzetes súlyozási függvénynyel, Kaiser-Bessel-függvénnyel, Gauss- (Poisson-) függvénnyel, Hanning-függvénnyel vagy más, megfelelő súlyozási függvénnyel, amit a 456 programlépéssel jelöltünk, és ilyen módon ablakozzuk az adatokat. Abban az esetben azonban, ha a kódffekvencia-összetevők elegendően jól megkülönböztethetőek, nincs szükség súlyozásra. Az ablakozott adatot ezután átlapolt, gyors Fourier-transzformációnak vetjük alá, amit a 460 programlépésnél jelöltünk.

Miután befejeztük a gyors Fourier-transzformációt, egy 462 programlépésben megvizsgáljuk a SYNCH jelzőbitet, hogy lássuk, alaphelyzetbe van-e állítva (mely esetben egy szinkronszimbólum várható), vagy pedig ki van nullázva (mely esetben egy adatbitszimbólum várható). Mivel kiinduláskor a 266 digitális jelfeldolgozó egység a SYNCH jelzőbitet alaphelyzetbe állítja, hogy detektálja a szinkronszimbólumokat jelképező kódffekvencia-összetevők jelenlétét, a program a 466 programlépéssel folytatódik tovább, ahol a 460 programlépés gyors Fourier-transzformációja segítségével kapott frekvenciatartománybeli adatokat értékeljük ki, hogy meghatározzuk, vajon az ilyen adat egy szinkron E szimbólumot vagy egy szinkron S szimbólumot jelképező összetevő jelenlétét jelzi-e.

A szinkronizálószimbólumok jelenlétének és időzítésének detektálása céljából először meghatározzuk minden egyes lehetséges szinkronszimbólum és adatszimbólum esetében az SNR(j) jel-zaj viszony értékek összegét. A szinkronizálószimbólumok detektálásának folyamata során egy adott időpontban egy speciális szimbólumot fogunk várni. A várt szimbólum detektálásában első lépésként azt határozzuk meg, hogy az annak megfelelő SNR(j) jel-zaj viszony értékek összege vajon nagyobb-e, mint bármelyik másiké. Ha igen, azon frekvenciacsatomákban, amelyek kódfrekvenciaösszetevőket tartalmazhatnak, a zajszintek alapján meghatározunk egy detektálási küszöbszintet, vagyis mivel bármely adott időpontban csak egy kódszimbólum van a kódolt audiojelben, a vizsgált frekvenciacsatomáknak csak negyede fog tartalmazni kódfrekvencia-összetevőket. A maradék háromnegyed zajt fog tartalmazni, vagyis program-audioösszetevőket és/vagy más, külső energiát. A detektálási küszöbszintet úgy állítjuk elő, mint mind a negyven vizsgált frekvenciacsatomára kapott SNR(j) jel-zaj viszony értékek átlagát, de azt egy szorzótényezővel lehet kiigazítani, hogy figyelembe vegyük a környezeti zaj hatásait és/vagy kiegyenlítsük egy megfigyelt hibaarány hatásait.

Ha a detektálási küszöbszintet ilyen módon megállapítottuk, a várt szinkronizálószimbólumok SNR(j) értékeinek összegét összehasonlítjuk a detektálási küszöbszinttel, hogy meghatározzuk, hogy az nagyobb-e vagy sem a küszöbszintnél. Ha igen, feljegyezzük a várt szinkronizálószimbólum érvényes detektálását. Ha ezt elvégeztük, amit a 470 programlépéssel jelzünk, a program a 472 programlépésnél visszatér a 12A. ábra fő jelfeldolgozási hurkához, ahol meghatározzuk (mint azt majd az alábbiakban elmagyarázzuk), hogy a dekódolt adat mintája kielégít-e előre meghatározott minősítési kritériumokat. Ha nem, a jelfeldolgozás visszatér a 450 programlépéshez, hogy ismét elkezdjük a keresést egy szinkronizálószimbólumnak az audiojelben való jelenléte után, de ha ezek a kritériumok teljesülnek, akkor azt határozzuk meg, vajon a várt szinkronmintát (vagyis az E és S szimbólumok sorozatát) vettük-e teljesen és azt detektáltuk-e, ezt a 474 programlépéssel tüntettük fel.

A DET alprogramon történő első végighaladás után azonban nem fogunk összegyűjteni elegendő adatot ahhoz, hogy eldöntsük, a minta kielégíti-e a minősítési kritériumokat, úgyhogy a 474 programlépéstől a jelfeldolgozás visszatér a DET alprogramhoz, hogy további gyors Fourier-transzformációkat és szinkronszimbólum jelenlétére vonatkozó kiértékelést hajtsunk végre. Amikor a DET alprogramot előre meghatározott számú alkalommal végrehajtottuk, akkor a 472 programlépésre visszatér a jelfeldolgozás, a 266 digitális jelfeldolgozó egység meghatározza, vajon az összegyűjtött adat kielégíti-e egy szinkronmintára vonatkozó minősítési kritériumokat.

Azaz, miután a DET alprogramot a meghatározott számú alkalommal végrehajtottuk, ennek megfelelő számú kiértékelést hajtottunk végre a DET alprogram 466 programlépésében. Az egyik kiviteli változatban azt a számot használjuk az „E” szimbólum jelenergiája nagyságának mértékeként a megfelelő időperiódus alatt, ahányszor egy „E” szimbólumot találtunk. Ehelyett azonban más mértékeket is használhatunk az „E” szimbólum energiamértékeként, például azoknak az „E” frekvenciacsatomáknak a teljes jel-zaj viszonyát, melyek nagyobbak az átlagos frekvenciacsatomaenergiánál. Miután a DET alprogramot ismét behívtuk, és további kiértékelést hajtottunk végre a 466 programlépésben, a 472 programlépésben ezt a legfrissebb kiértékelést hozzáadjuk az előre meghatározott idő alatt addig összegyűjtött eredményekhez, és a korábban összegyűjtött kiértékelések közül a legrégebbi kiértékelést pedig töröljük. Ez a folyamat folytatódik többször a DET alprogram végrehajtásával, és a 472 programlépésben az „E” szimbólumenergiában csúcsértéket keresünk. Ha nem találunk ilyen csúcsértéket, ez olyan döntéshez vezet, hogy nem találtunk szinkronmintát, úgyhogy a jelfeldolgozás visszatér a 472 programlépésről a 450 programlépésre, ahol ismét beállítjuk a SYNCH jelzőbitet alapértékre, és ismét elkezdjük a szinkronminta keresését.

Ha azonban találtunk az „E” jelenergiára egy ilyen maximumot, a 452 DET alprogram után a 472 programlépésben végrehajtott kiértékelési folyamat tovább folytatódik minden egyes alkalommal úgy, hogy ugyanannyi kiértékelési értéket használunk a 466 programlépésből, de a legrégebbi kiértékelési értéket töröljük és hozzáadjuk a legújabbat, úgyhogy erre a célra egy csúszó adatablakot alkalmazunk. Ahogy ez a folyamat folytatódik, miután meghatározott számú alkalommal végighaladtunk a 472 programlépésen, meghatározzuk, vajon történt-e átmenet az „E” szimbólumról az „S” szimbólumra. Ezt az egyik kiviteli alaknál úgy határozzuk meg,

HU 219 628 Β hogy ez az a pont, ahol a 466 programlépésből a csúszóablakozáson belül az „S” ffekvenciacsatomák jel-zaj viszonyának összességére kapott eredmény először lépi túl az ugyanezen intervallumon belül az „E” frekvenciacsatornák jel-zaj viszonyának összegét. Ha egy ilyen átmeneti pontot találtunk, az eljárás a fentiekben leírt módon folytatódik, hogy keressünk egy maximumot az „S” szimbólum energiájára, amit a csúszó adatablakozáson belül a legnagyobb számú „S” szimbólum detektálása jelez. Ha nem találunk ilyen maximumot, vagy ha a maximum az „E” szimbólum energiamaximuma után nem a várt időkeretben jelenik meg, a jelfeldolgozás a 472 programlépésről visszatér a 450 programlépésre, és újrakezdjük egy szinkronminta keresését.

Ha a fent említett kritériumok teljesülnek, a 474 programlépésben egy szinkronminta jelenlétét kinyilvánítjuk, és a jelfeldolgozás a 480 programlépéssel folytatódik, hogy meghatározzuk a várt bitintervallumokat, az „E” és „S” szimbólum-energiamaximumok és a detektált keresztezési pontok alapján. A fenti, a szinkronminta jelenlétének detektálására irányuló eljárások helyett más stratégiákat is lehet alkalmazni. Egy további kiviteli alaknál egy olyan szinkronminta esetén, mely nem elégíti ki az olyan kritériumokat, mint amelyeket a fentiekben leírtunk, de amely egy minősítőmintázatot megközelít (vagyis a detektált minta nem tisztán „nem minősítő”), annak eldöntését, hogy szinkronmintát detektáltunk-e, el lehet halasztani, és további vizsgálatok alapján lehet eldönteni, olyan kiértékelések alapján, melyeket (mint azt az alábbiakban majd elmagyarázzuk) annak eldöntésére hajtunk végre, hogy vannak-e adatbitek a lehetséges adatmintát követő várt adatintervallumokban. A detektált adatok összességére alapulva, azaz a vélt szinkronminta-intervallum alatt és a vélt bitintervallumok alatt a lehetséges szinkronmintákra vonatkozóan visszamenőleges minősítést hajthatunk végre.

Visszatérve a 12A. ábra folyamatábrájára, miután a 480 programlépésben a fent leírtak szerint minősítettük a szinkronmintát, meghatározzuk a bitidőzítést a két maximum és a keresztezési pont alapján. Azaz, ezen értékeket átlagoljuk ahhoz, hogy meghatározzuk az egymást követő adatbit-intervallumok várt kezdési és végződést pontjait. Miután ez befejeződött, a 482 programlépésben a SYNCH jelzőbitet kinullázzuk, hogy jelezzük, hogy a 266 digitális jelfeldolgozó egység ezután ismét keresni fogja valamelyik lehetséges bitállapot jelenlétét. Ezután ismét behívjuk a 452 DET alprogramot, és - mint az a 12B. ábrán is látható - a 452 alprogramot hasonló módon hajtjuk végre, mint azt a fentiekben leírtuk, egészen a 462 programlépésig, ahol a SYNCH jelzőbit állapota azt jelzi, hogy egy bitállapotot kell meghatározni, és ezután a jelfeldolgozás 486 programlépésnél folytatódik tovább. A 486 programlépésben a 266 digitális jelfeldolgozó egység vagy egy nulla bitállapotot vagy egy egyes bitállapotot jelző kódfrekvencia-öszszetevők jelenlétét keresi a fentiekben leírt módon.

Miután ez befejeződött, a 470 programlépésnél viszszatér a jelfeldolgozás a 12A. ábra szerinti fő jelfeldolgozási hurokra egy 490 programlépésben, ahol azt határozzuk meg, hogy elegendő adatot vettünk-e a bitállapot meghatározásához. Ehhez a 452 alprogramot többször végig kell futtatni, úgyhogy az első végigfutás után a jelfeldolgozás visszatér a 452 DET alprogramhoz, hogy egy új, gyors Fourier-transzformáción alapuló további kiértékelést hajtson végre. Miután a 452 alprogramot előre meghatározott számú alkalommal végrehajtottuk, a 486 programlépésben az így összegyűjtött adatot kiértékeljük, hogy meghatározzuk, vajon a vett adat nulla állapotot, egyes állapotot vagy határozatlan állapotot jelez-e (amelyet a paritásadat alkalmazásával lehetne feloldani), vagyis a „0” tagok jel-zaj viszonyának összegét hasonlítjuk össze az „1” tagok jel-zaj viszonyának összegével. Amelyik a nagyobb, az határozza meg az adat állapotát, ha pedig egyenlőek, az adatállapot határozatlan. Más lehetőség az, hogy ha a „0” tagok és az „1” tagok jel-zaj viszonyainak összege ugyan nem egyenlő, de nagyon közeli érték, akkor kijelenthetjük, hogy az adatállapot határozatlan. Tehát ha nagyobb számú adatszimbólumot alkalmazunk, akkor azt a szimbólumot tekintjük vett szimbólumnak, amelyre a legnagyobb jel-zaj viszony összegezést találtuk.

Amikor a jelfeldolgozás ismét visszatér a 490 programlépésre, a bitállapot meghatározását detektáljuk, és a jelfeldolgozás egy 492 programlépéssel folytatódik tovább, ahol a 266 digitális jelfeldolgozó egység adatokat tárol el a 270 memóriában, melyek a megfelelő bit állapotát jelzik, és a memóriában egy szót állítunk össze, melyben meghatározott számú, a vett audiojelben lévő kódolt összetevők által képviselt szimbólumok találhatók. Ezután egy 496 programlépésben meghatározzuk, hogy a vett adat tartalmazta-e a kódolt szó vagy üzenet összes bitjét. Ha nem, a jelfeldolgozás visszatér a 452 DET alprogramhoz, hogy meghatározzuk a következő várt üzenetszimbólum bitállapotát. Ha viszont a 496 programrészben úgy döntöttünk, hogy az üzenet utolsó szimbólumát már vettük, a jelfeldolgozás visszatér a 450 programlépéshez, ahol a SYNCH jelzőbitet alaphelyzetbe állítjuk egy új üzenet jelenlétének kereséséhez, annak szinkronszimbóluma jelenlétének detektálásával, amelyet a kódolt audíojel kódfrekvencia-összetevői képviselnek.

A továbbiakban a 13. ábrára hivatkozunk, melyen azt mutatjuk be, hogy egyes kiviteli alakokban a nem kód audiojelfrekvencia-összetevők és más zaj közül vagy az egyiket vagy mindkettőt (melyekre ebben az összefüggésben együttesen „zaj”-ként hivatkozunk) felhasználjuk egy összehasonlítási érték, például egy küszöbérték előállítására, melyet a 276 zajküszöbértékképző egység végez el. A kódolt audiojel egy vagy több részét hasonlítjuk össze az összehasonlítási értékkel, melyet egy 277 összehasonlító egység végez, hogy detektáljuk a ködfrekvencia-összetevők jelenlétét. Előnyösen a kódolt audiojelet először úgy dolgozzuk fel, hogy különválasztjuk abban a frekvenciasávban vagy -sávokban lévő összetevőket, melyek tartalmazhatnak kódfrekvencia-összetevőket, majd ezeket egy időtartamon keresztül összegyűjtjük, hogy kiátlagoljuk a zajt, amit a 278 jelösszegyűjtő egység végez el.

A továbbiakban a 14. ábrára hivatkozunk, melyen a találmány szerinti analóg dekóder egy kiviteli változatát

HU 219 628 Β mutatjuk be tömbvázlat formájában. A 14. ábra dekódere egy 280 bemenőkapcsot foglal magában, mely négy 282, 284, 286 és 288 összetevő-detektáló csoporttal van összekötve. A 282-288 összetevő-detektáló csoportok mindegyike arra szolgál, hogy egy szóban forgó kódszimbólumot képviselő bemenő audiojelben lévő kódfrekvencia-összetevők jelenlétét detektálja. A 14. ábra szerinti kiviteli alakban a dekódolóberendezés úgy van elrendezve, hogy 4 N kódfrekvencia-összetevő bármelyikének a jelenlétét detektálja, ahol N egész szám, úgyhogy a kód négy különböző szimbólumból áll, melyek mindegyikét egy egyedi, N számú kódfrekvencia-öszszetevőből álló csoport képviseli Ennek megfelelően a négy, 282-288 összetevő-detektáló csoport 4 N összetevő-detektálót foglal magában.

A 282-288 összetevő-detektáló csoportok 4 N összetevő-detektálói közül az egyiknek egy kiviteli alakját szemléltetjük tömbvázlat formájában a 15. ábrán, mélyet a továbbiakban 290 összetevő-detektálónak nevezünk. A 290 összetevő-detektáló egy felső áramköri ágat foglal magában, melyben egy 294 zajbecslő szűrő található, amely az egyik kiviteli változatban olyan sávszűrő, melynek áteresztési sávja viszonylag széles, hogy áteressze az audiojelet egy olyan sávon belül, melynek középpontját a detektálandó kódfrekvenciaösszetevő frekvenciája képezi. Egy más kiviteli változatban, és előnyösen a 294 zajbecslő szűrő ehelyett két szűrőt foglal magában, melyek közül az egyiknek az áteresztési sávja a detektálni kívánt kódfrekvencia-összetevő frekvenciája felett indul, és egy második szűrő áteresztési sávjának a felső széle pedig a detektálandó kódfrekvencia-összetevő frekvenciája alatt van, úgyhogy a két szűrő együttesen olyan jeleket enged át, melyeknek frekvenciái a detektálandó kódfrekvenciaösszetevő frekvenciája felett és alatt vannak (de azt nem foglalják magukban), de mégis az annak szomszédságában lévő frekvenciákon belül vannak. A 294 zajbecslő szűrő kimenete egy 296 abszolútérték-áramkör bemenetével van összekötve, mely olyan kimenőjelet állít elő, amely a 294 zajbecslő szűrő kimenőjelének abszolút értékét képviseli, amelyet egy 300 integrálótag bemenetére adunk, mely a bemenetére adott jeleket összegyűjti, és a kimenetén egy olyan értékű jelet állít elő, mely a detektálandó összetevő frekvenciájával szomszédos, de azt magában nem foglaló frekvenciaspektrum részein belül lévő jelenergiát képviseli, és ezt az értéket egy 302 differenciálerősítő neminvertáló bemenetére adja, mely logaritmikus erősítőként működik.

A 15. ábra 290 összetevő-detektálója magában foglal egy alsó ágat is, mely egy 306 jelbecslő szűrőt foglal magában, amelynek bemenete a 292 bemenettel van összekötve, mely a kódolt audiojelet veszi, és arra szolgál, hogy a 294 zajbecslő szűrő viszonylag széles sávjánál lényegesen keskenyebb frekvenciasávot engedjen át, úgyhogy a 306 jelbecslő szűrő lényegében csak a detektálandó kódfrekvencia-összetevő frekvenciájával megegyező frekvenciájú audiojelfrekvencia-összetevőket engedi át. A 306 jelbecslő szűrő kimenete egy további 308 abszolútérték-áramkör bemenetével van összekötve, mely arra szolgál, hogy kimenetén a 306 jelbecslő szűrő által áteresztett jel abszolút értékét képviselő kimenőjelet állítson elő. A 308 abszolútérték-áramkör kimenete egy további 310 integrálótag bemenetével van öszszekötve. A 310 integrálótag a 308 abszolútérték-áramkör kimenőértékeit gyűjti össze, és kimenetén egy előre meghatározott időtartamon keresztül a 306 jelbecslő szűrő keskeny áteresztési sávján belüli energiát képviselő jelet állít elő.

A 300 és 310 integrálótagoknak alaphelyzetbe visszaállító bemenetel egy 312 bemenőkapoccsal vannak összekötve, melyen keresztül közös alaphelyzetbe visszaállító jelet kapnak. Az alaphelyzetbe visszaállító jelet egy, a 14. ábrán szemléltetett 314 vezérlő áramkör szolgáltatja, mely az alaphelyzetbe visszaállító jelet periodikusan állítja elő.

Visszatérve a 15. ábrára látható, hogy a 310 integrálótag kimenete a 302 differenciálerősítő invertálóbemenetével van összekötve, mely kimenetén egy olyan jelet állít elő, ami a 310 és a 300 integrálótag kimenőjelei közötti különbséggel arányos. Mivel a 302 differenciálerősítő egy logaritmikus erősítő, a lehetséges kimenőjelértékek tartománya össze van nyomva, hogy csökkentsük a kimenőjel dinamikatartományát, mely kimenőjelet egy 316 ablakkomparátorra adunk, ami egy adott intervallum alatt egy kódfrekvencia-összetevő jelenlétét vagy hiányát detektálja, ahol az intervallumot a 314 vezérlő áramkör az alaphelyzetbe visszaállító jel alkalmazásával határozza meg. A 316 ablakkomparátor kimenetén kódjelenlétjel jelenik meg abban az esetben, ha a 302 differenciálerősítőről kapott bemenőjel egy alsó küszöbérték és egy rögzített felső küszöbérték közé esik, ahol az alsó küszöbértéket rögzített érték formájában a 316 ablakkomparátor alsó küszöb bemeneti pontjára, a felső küszöbértéket pedig a 316 ablakkomparátor felső küszöb bemeneti pontjára adjuk.

Ismét a 14. ábrára hivatkozunk, ahol látható, hogy a 282-288 összetevő-detektáló csoportok N számú 290 összetevő-detektálóinak kimenetei, melyeket azok 316 ablakkomparátorainak kimenetei képeznek, egy 320 kódmeghatározó logikai áramkör bemenetére csatlakoznak. A 320 kódmeghatározó logikai áramkör a 314 vezérlő áramkör által vezérelve összegyűjti a 4 N számú 290 összetevő-detektáló különböző kódjelenlétjeleit, több alaphelyzetbe visszaállított ciklus során, melyeket a 314 vezérlő áramkör hoz létre. Amikor egy adott szimbólum detektálására kijelölt időtartam lejár, amit az alábbiak szerint határozunk meg, a 320 kódmeghatározó logikai áramkör meghatározza, melyik kódszimbólumot vettük olyan szimbólumként, amelyre az összetevők legnagyobb számát detektáltuk az intervallum alatt, és a 322 kimenőkapocsra a detektált kódszimbólumot jelző jelet ad ki. A kimenőjelet memóriában lehet eltárolni, össze lehet szerkeszteni egy nagyobb üzenetbe vagy adattömbbe, továbbítani lehet vagy más módon lehet felhasználni (például vezérlőjelként).

A 11., 12A., 12B., 14. és 15. ábrákkal kapcsolatban fentiekben leírt dekóderekhez az egyes kódolt üzenetekkel átvitt szinkronizálószimbólumok időzítésére alapítva szimbólumdetektálási intervallumokat lehet meghatározni, melyek előre meghatározott szélességűek és

HU 219 628 Β nagyságúak lehetnek. Például egy audiojelbe foglalt kódolt üzenet két kódolt E szimbólumból álló adatintervallumból állhat, melyeket két kódolt S szimbólum adatintervalluma követ, úgy, ahogyan azokat a 4. ábrával kapcsolatban a korábbiakban leírtuk. All., 12A., 12B., 14. és 15. ábrák szerinti dekóderek működésük során induláskor az első előre várt szinkronizálószimbólum jelenlétét fogják keresni, azaz a kódolt E szimbólumot, melyet egy meghatározott időtartamon keresztül továbbítunk, és meghatározzák annak átviteli intervallumát. Ezt követően a dekóderek az S szimbólumot jellemző kódfrekvencia-összetevők jelenlétét keresik, és amikor azt detektálják, a dekóderek meghatározzák annak átviteli intervallumát. A detektált átviteli intervallumokból meghatározzuk az E szimbólumból az S szimbólumba való átmenet pontját, és ebből a pontból állítjuk be az adatbitszimbólumok mindegyikére a detektálási intervallumokat. A detektálási intervallumok során a dekóder kódfrekvencia-összetevőket gyűjt össze, hogy meghatározza a fentiekben leírt módon az abban az intervallumban átvitt szóban forgó szimbólumot.

Jóllehet, a 14. és 15. ábrák szerinti kiviteli alak különböző elemeit analóg áramkörökkel valósítottuk meg, belátható, hogy ugyanezeket a feladatokat végrehajtó elemeket részben vagy egészben digitális áramkörökkel is meg lehet valósítani.

A továbbiakban a 16. és 17. ábrákra hivatkozunk, melyeken egy olyan rendszert szemléltetünk, amelynek segítségével széles körben szétsugárzott információ hallgatóságára, például televíziós vagy rádiós műsorok hallgatóságára vonatkozó becsléseket állítunk elő. A 16. ábra egy rádióműsor-szóró állomás tömbvázlata, mely audiojelek levegőn keresztül történő sugárzására alkalmas, ahol az audiojeleket kódoltuk, hogy azonosítsuk az állomást a sugárzás időpontjával együtt. Szükség esetén a kisugárzott jelbe egy, a sugárzott programot vagy annak egy részét azonosító jelet is bele lehet foglalni. Egy 340 programhangforrást, például egy CDlejátszót, digitális hangszalaglejátszót, vagy élő hangforrást az állomás vezetője egy 342 vezérlőberendezés segítségével vezérel, hogy a kisugárzandó audiojeleket vezérelhetően lehessen a kimenetre adni. A 340 programhangforrás kimenete egy 348 kódolóegység bemenetével van összekötve, a 3. ábra szerinti kiviteli alaknak megfelelően, és magában foglalja annak 104 digitális jelfeldolgozó egységét, 120 analóg sávszűrőjét, 124 analóg-digitál átalakítóját, 140 digitál-analóg átalakítóját és 142 összegező áramkörét. A 342 vezérlőberendezés magában foglalja a 3. ábra szerinti kiviteli alak 90 gazdaprocesszorát, 96 billentyűzetét és 100 képernyőjét úgy, hogy a 342 vezérlőberendezésbe foglalt 90 gazdaprocesszor aló. ábra szerinti 348 kódolóegységbe foglalt 104 digitális jelfeldolgozóval van összekötve. A 348 kódolóegységet a 342 vezérlőberendezés vezérli, és periodikusan beilleszt egy kódolt üzenetet az átviendő audiojelbe, ahol az üzenet megfelelő azonosító adatokat foglal magában. A 348 kódolóegység a kódolt audiojelet egy 350 rádióadó bemenetére adja, mely egy vivőhullámot modulál a kódolt hangprogrammal, és azt a levegőn keresztül egy 352 antenna segítségével továbbítja. A 342 vezérlőberendezésben lévő 90 gazdaprocesszort a 96 billentyűzet segítségével programozzuk, hogy a kódolót úgy vezérelje, hogy az a megfelelő kódolt üzenetet adja ki a kimenetére, mely üzenet magában foglalja az állomás azonosító adatát. A 90 gazdaprocesszor automatikusan előállítja a kisugárzott adat időpontját, egy referenciaórajel-áramkör segítségével.

A továbbiakban a 17. ábrára hivatkozunk, mely szerint a rendszer 380 személyi ellenőrző készüléke egy 382 házban van elhelyezve, mely elegendően kis méretű ahhoz, hogy a hallgatóságbecslő felmérésben részt vevő hallgatócsoport egy tagja magán viselje. Több hallgatói csoport minden tagját ellátjuk személyi ellenőrző készülékkel, például a 380 személyi ellenőrző készülékkel, melyeket a hallgatócsoport tagjainak meghatározott időszakon keresztül egy felmérési időtartam alatt, például egy előre meghatározott egyhetes időszak alatt, mindennap magukon kell hordozniuk. A 380 személyi ellenőrző készülék egy 386 gömb karakterisztikájú mikrofont foglal magában, mely a 380 személyi ellenőrző készüléket hordozó hallgató személy számára rendelkezésre álló hangokat veszi, beleértve rádióprogramokat is, melyeket egy rádióvevő készülék hangszórójának hangjával reprodukálunk, például egy, a 17. ábrán látható 390 rádióvevő készülékével.

A 380 személyi ellenőrző készülék magában foglal egy 394 jelformáló áramkört is, melynek bemenete a 386 gömb karakterisztikájú mikrofon kimenetével van összekötve, és kimenőjelének az erősítésére szolgál, ugyanakkor azt a jelet egy sávszűrőn is átvezeti, mely az audiofrekvenciasávon kívül eső frekvenciákat csillapítja, beleértve a hangprogramba a 16. ábra szerinti 348 kódolóegység segítségével beillesztett különböző kódfrekvencia-összetevőket, és az analóg-digitál átalakítást megelőzően egy ismétlődés elleni szűrést hajt végre.

A 380 személyi ellenőrző készülék digitális áramköreit a 17. ábrán szemléltetjük egy működési tömbvázlat formájában, mely magában foglal egy dekóderegységet és egy vezérlőegységet, melyek közül mindkettőt meg lehet valósítani például egy digitális jelfeldolgozó egység segítségével. Egy 400 dekóderrel egy 404 programés adattároló memória van összekötve, mely a detektált kódokat veszi és tárolja, valamint össze van kötve egy 402 vezérlőegységgel, mely a 404 program- és adattároló memória írási és olvasási műveleteit vezéreli. A 404 adat- és programtároló memóriával egy 406 bemeneti/kimeneti áramkör van összekötve, mely a 380 személyi ellenőrző készülékkel kiadandó adatot veszi, továbbá különböző információkat, például programutasításokat tárol. A 406 bemeneti/kimeneti áramkör a 402 vezérlőegységgel is össze van kötve, mellyel a 380 személyi ellenőrző készülék bemeneti és kimeneti műveleteit vezéreljük.

A 400 dekóder a fentiekben ismertetett 11. ábrán látható dekódemek megfelelően működik, és a 404 program- és adattároló memóriában tárolandó állomásazonosító és időkódadatokat ad ki. A 380 személyi ellenőrző készülék el van látva egy 410 csatlakozóval is, melyet vázlatosan jeleztünk, melyen keresztül a 404 program21

HU 219 628 Β és adattároló memóriában tárolt összegyűjtött állomásazonosító és időkódadatokat lehet a kimenetre adni, valamint egy külső eszközről tud parancsokat venni.

A 380 személyi ellenőrző készülék előnyösen alkalmas arra, hogy egy úgynevezett dokkolóállomással (például kábeltévé-hálózat vevőállomásával) együtt tudjon működni, amilyet például az US 5,483,276 lajstromszámú szabadalmi leírásban ismertetnek, melyre a jelen leírásunkban hivatkozunk. Ezenkívül a 380 személyi ellenőrző készülék előnyösen rendelkezik a hordozható műsorszórás-ellenőrző eszköz további jellemzőivel, melyeket szintén ismertetnek a fenti dokumentumban.

A dokkolóállomás egy modemen keresztül, távbeszélő-vonalak segítségével van összekötve egy központi adatfeldolgozó létesítménnyel, mely azonosító és időkódadatokat szolgáltat, hogy azok alapján a nézőés/vagy hallgatóközönségre vonatkozó jelentéseket készítsenek. A központi létesítmény is továbbíthat adatokat a dokkolóállomás felé, melyeket az felhasználhat és/vagy továbbíthat a 380 személyi ellenőrző készülék számára. Például végrehajtható programinformációk lehetnek ilyen adatok. A központi létesítmény ezenkívül egy rádiófrekvenciás csatornán, például a már meglévő FM műsorszóró adókon keresztül szolgáltathat információkat a dokkolóállomás és/vagy a 380 személyi ellenőrző készülék számára, mely információ a találmány szerint van kódolva. A dokkolóállomás és/vagy a 380 személyi ellenőrző készülék el van látva egy FM vevőegységgel (amit az egyszerűség és az áttekinthetőség kedvéért nem ábrázoltunk), mely a kódolt FM sugárzást demodulálja, és azt a találmány szerinti demodulátorra adja. A kódolt FM műsorszórást meg lehet valósítani kábelen vagy más átviteli közegen keresztül is.

A 380 személyi ellenőrző készülékeken kívül rögzített helyzetű (például a vevőkészülékek tetejére helyezett) egységeket is lehet alkalmazni. A vevőkészülékek tetejére helyezett egységeket úgy lehet csatlakoztatni, hogy a kódolt audiojeleket villamos formában kapják egy vevőkészüléktől, és tartalmazhatnak egy mikrofont is, például a 17. ábra szerinti 386 gömb karakterisztikájú mikrofont. A vevőkészülék tetejére helyezett egységek ekkor kiválasztott csatornákat ellenőrizhetnek, a hallgatóság összetételének ellenőrzésével vagy a nélkül, a találmány szerinti megoldás alkalmazásával.

A találmány szerinti kódolási és dekódolási eljárásokhoz más alkalmazásokat is ki lehet alakítani. Más alkalmazásokban a műsorszórásban sugárzott hirdetések hangsávjai vannak ellátva az azonosításhoz kódokkal, hogy lehetővé tegyék a hirdetések ellenőrzését, és biztosak lehessünk abban, hogy a hirdetéseket (televíziós vagy rádiós műsorszórás útján vagy más módon) a szerződésben megállapodott időkben sugározták.

Még további alkalmazásokban vezérlőjeleket viszünk át a találmány szerint létrehozott kódok formájában. Az egyik ilyen alkalmazásban egy interaktív játékeszköz veszi és dekódolja a televíziós műsorszórás audiorészében vagy a rádiós műsorszórásban vagy egy hangrögzítésben felvett kódolt vezérlőjeleket, és hajt végre valamilyen válaszműveletet. További lehetőség az, hogy a televíziós műsor hangrészeiben vagy rádiós műsorszórásokban vagy hangfelvételekben szülői ellenőrző kódok vannak befoglalva, úgyhogy egy vevő- vagy reprodukálókészülék az ilyen kódokat dekódolva szülői ellenőrző szerepet tölthet be, és kiválasztható módon megakadályozza a műsor vagy felvétel vételét vagy reprodukálását. Hasonlóképpen lehet ellenőrző kódokat befoglalni mobiltelefon-átvitelekbe, hogy korlátozzuk az illetéktelen hozzáférést, és ezzel megakadályozzuk a mobiltelefon azonosítójának a használatát. Más alkalmazásban a kódok távbeszélő-átvitelekbe vannak befoglalva, hogy megkülönböztessünk hang- és adatátviteleket, így megfelelő módon lehet vezérelni az átviteli út kiválasztását, hogy elkerüljük az átvitt adat tönkretételét.

Különböző átviteli azonosító feladatokat lehet megvalósítani, például hogy biztosítsuk katonai átvitelek és repülőgéppel való hangösszeköttetések hitelességét. Ellenőrző alkalmazásokat is meg lehet valósítani. Egy ilyen alkalmazásban piackutatást végző résztvevők viselnek személyi ellenőrző készülékeket, melyek nyilvános beszédekhez vagy hasonló audiojelekhez adott kódolt üzeneteket vesznek kiskereskedelmi elárusítóhelyeken vagy nagy bevásárlóközpontokban, hogy a résztvevők jelenlétét rögzítsük. Más alkalmazásokban alkalmazottak viselnek személyi ellenőrző készülékeket, melyek a munkahelyen hangjelekhez adott kódolt üzeneteket vesznek, és így ellenőrizni lehet az alkalmazottaknak kijelölt helyeken való jelenlétét.

A találmány szerinti kódolási és dekódolási eljárások alkalmazásával biztonsági összeköttetéseket is meg lehet valósítani. Egy ilyen alkalmazásban biztonsági víz alatti összeköttetéseket hozhatunk létre a találmány szerinti kódolás és dekódolás segítségével vagy úgy, hogy a kódfrekvencia-összetevő szinteket úgy rendeljük hozzá, hogy a kódokat a környezeti víz alatti hangok elfedik, vagy pedig úgy, hogy a kódjeladó helyén lévő hangforrásból származó jellel maszkoljuk. Egy további kiviteli változat szerint üzenettovábbító átviteleket hajtunk végre oly módon, hogy egy üzenettovábbító eszközzel venni és dekódolni kívánt, a levegőn keresztül továbbított audiojelekbe maszkolt kódokat illesztünk be.

A találmány szerinti kódolási és dekódolási eljárásokat hangaláírások hitelesítésére is lehet használni. Például távbeszélőn továbbított parancs alkalmazásakor egy tárolt hanglenyomatot lehet összehasonlítani egy élő hanganyaggal. További példaként adatot, például biztonsági számot és/vagy naptári időt lehet kódolni és kombinálni kisugárzott hanganyag kibocsátásával együtt, majd azt dekódolni lehet, és fel lehet használni a hangosított utasításkibocsátások automatikus ellenőrző feldolgozására. A dekódolóeszköz ebben az elrendezésben vagy egy távbeszélő-készülékhez csatlakoztatott kiegészítőeszköz vagy más hangátviteli eszköz, vagy akár egy különálló rögzített egység is lehet, melyet akkor használunk, amikor a hangosított utasításkibocsátást közvetlenül tároljuk anélkül, hogy azt távbeszélővonalakon vagy más módon elküldenénk. Egy további alkalmazás hordozható (mobil)telefon memóriájában hitelesítési kód létrehozása úgy, hogy a hangfolyam a hitelesítési kódot tartalmazza, és ilyen módon lehetővé teszi a jogosulatlan átvitelek detektálását.

HU 219 628 Β

Lehetséges az is, hogy az összeköttetési csatornák sávszélességének jobb kihasználását éljük el oly módon, hogy a hang- vagy más audioátvitelekbe adatokat illesztünk be. Egy ilyen alkalmazásban repülőgép-berendezések által leolvasott adatokat illesztünk be levegőből a földre irányuló hangátvitelekbe, hogy a földi irányító személyzetet tájékoztassuk a repülőgép működési feltételeiről anélkül, hogy ehhez külön hang- és adatcsatornákra lenne szükség. A kódszinteket úgy választjuk meg, hogy a kódffekvencia-összetevőket a hangátvitelek elfedik, úgyhogy elkerüljük az azokkal való interferenciát.

Szalagkalózkodást, szerzői joggal védett művek, például hang/video felvételek és zene illetéktelen másolását szintén lehet detektálni egy, a jogos példányok audiorészén elhelyezett egyedi azonosító szám kódolásával, a találmány szerinti kódolási eljárás alkalmazásával. Ha a kódolt azonosító számot több másolatnál detektáljuk, az illetéktelen másolás nyilvánvaló.

Egy további alkalmazás meghatározza azokat a programokat, melyeket egy találmány szerinti dekódert tartalmazó videomagnó alkalmazásával rögzítettek. A videoprogramok (például szórakoztató programok, hirdetések stb.) a találmány szerint a programot azonosító kóddal vannak ellátva. Ha a videokazetta-lejátszót felvevő üzemmódba helyezzük, a rögzítendő jelek audiorészeit a dekóderre adjuk, hogy detektáljuk vele a benne lévő azonosítókódokat. A detektált kódokat a videokazettalejátszó memóriájában tároljuk el, és később egy jelentést lehet annak alapján készíteni a rögzítési üzemmódban való használatról.

A találmány alkalmazásával adatokat lehet összegyűjteni, melyek jelzik azokat a szerzői jogvédelem alatt álló műveket, melyeket egy forgalmazó műsorszórás formájában egy állomáson keresztül sugárzott vagy más módon továbbított, és az adatok segítségével meg lehet állapítani, hogy szerzői jogdíjakkal tartozik-e. A műveket olyan azonosító kódokkal kódoljuk, melyek azokat egyedileg azonosítják. Az egy vagy több állomás vagy forgalmazó által sugárzott vagy más módon továbbított jelekkel együtt adott ellenőrző egység audiorészeket alakít ki egy, a találmány szerinti dekóder számára, mely detektálja az azokban jelen lévő azonosító kódokat. A detektált kódokat egy memóriában tároljuk, hogy azok segítségével egy szerzőijogdíj-tartozásról szóló beszámolót tudjunk előállítani.

A Motion Picture Experts Group (MPEG) 2-es szabványnak megfelelő javasolt dekóderek már tartalmazzák az akusztikus kiterjesztéses eljárás bizonyos elemeit, melyek ahhoz szükségesek, hogy a találmány szerint kódolt adatokat nyeljünk ki, úgyhogy a találmány szerinti kódokat használó rögzítést letiltó eljárások (például hogy megakadályozzuk szerzői jogvédelem alatt álló művek illetéktelen rögzítését) jól használhatók az MPEG 2 dekóderekhez. A rögzítőeszközben vagy ahhoz csatlakoztatva egy kiegészítőegység formájában egy, a találmány szerinti megfelelő dekódert használunk, mely a rögzítem kívánt anyag hangrészében detektálja egy másolást tiltó kód jelenlétét. A rögzítőeszköz úgy válaszol az ilyen módon detektált tiltókódra, hogy letiltja a megfelelő hangjelnek és bármilyen más, azzal társuló jelnek, például videojelnek a rögzítését. A találmány szerint kódolt szerzői jogi információ sávon belül van, és nincs szükség hozzá további időzítésre vagy szinkronizálásra, és természetesen a programanyaghoz társul.

Még további alkalmazásokban a levegőn, kábelen vagy más módon továbbított programok, vagy szalagon, lemezen vagy más módon rögzített programok vezérlőjelekkel kódolt hangrészeket foglalnak magukban, melyeket egy vagy több néző vagy hallgató által működtetett eszközzel lehet felhasználni. Például egy kerékpáros által megtett utat leíró program a találmány szerint vezérlőjelekkel kódolt audiorészt foglal magában, amit egy álló helyzetű gyakorló kerékpárral lehet használni úgy, hogy a pedál ellenállását vagy súrlódását vezéreljük a felrajzolt útvonal látszólagos emelkedőinek és lejtőinek megfelelően. Miközben a felhasználó az álló helyzetű kerékpáron pedálozik, televízión vagy más képernyőn nézi a programot és a program audiorészét hang formájában reprodukáljuk. Az álló kerékpárban lévő mikrofon átalakítja a reprodukált hangot, és egy találmány szerinti dekóder detektálja az abban lévő vezérlőjeleket, és ezeket a vezérlőjeleket továbbítja a gyakorló kerékpár pedálellenállást vezérlő egységébe.

A fentiekből belátható tehát, hogy a találmány szerinti eljárásokat és megoldásokat részben vagy egészben meg lehet valósítani analóg vagy digitális áramkörök felhasználásával, és hogy annak jelfeldolgozási funkcióit részben vagy egészben akár huzalozott hardveráramkörökkel, akár pedig digitális jelfeldolgozó mikroproceszszorok, mikroszámítógépek, többprocesszoros rendszerek (például párhuzamos processzorok) vagy hasonlók felhasználásával végre lehet hajtani.

Claims (8)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Berendezés legalább egy kódffekvencia-összetevővel rendelkező kódnak audiojelffekvencia-összetevőket magában foglaló audiojelbe való beillesztésére, amely berendezés tartalmaz egy, az audiojel maszkolási képességét kiértékelő egységet, egy, a legalább egy kódfrekvencia-összetevőhöz a maszkolásiképesség kiértékelés alapján egy amplitúdót hozzárendelő eszközt, és egy, a legalább egy kódffekvencia-összetevőt az audiojelbe beillesztő eszközt, előnyösen egy összegező áramkört (46), azzal jellemezve, hogy a maszkolási képességet kiértékelő egység tartalmaz :

   egy, az audiojel időskáláján egy első audiojelintervallumban lévő audiojelffekvencia-összetevők közül legalább egy, a megfelelő első időintervallum során hang formájában reprodukált összetevőnek a legalább egy, az első audiojelintervallumtól különböző második audiojelintervallumnak megfelelő második időintervallum során hang formájában reprodukált kódffekvencia-összetevőt elfedő és az emberi föl számára nem hallhatóvá tevő maszkolási képességét kiértékelő, és egy első elfedéskiértékelési jelet előállító elfedéskiértékelő egységet (34),

   HU 219 628 Β az amplitúdó-hozzárendelő eszköz egy, az első elfedéskiértékelés alapján a legalább egy kódfrekvenciaösszetevőhöz egy amplitúdót hozzárendelő eszköz, előnyösen egy kódgenerátor (40), és a kódbeillesztő eszköz egy, a legalább egy kódfrekvencia-összetevőt az audiojel egy részébe a második audiojel-intervallum alatt beillesztő eszköz.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a második audiojel-intervallum az audiojel időskáláján az első audiojel-intervallum után helyezkedik el.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a második audiojel-intervallum az audiojel időskáláján az első audiojel-intervallum előtt helyezkedik el.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy egy, a legalább egy kódfrekvencia-összetevőt egy műsorszóró forrás, egy audio- és/vagy videoprogramforrás és egy audio- és/vagy videoprogramazonosító közül legalább egyet jelképező adatra válaszképp előállító eszközt foglal magában.
5. 5. Eljárás legalább egy kódfrekvencia-összetevővel rendelkező kódnak audiojelfrekvencia-összetevőket magában foglaló audiojelbe való beillesztésére, amelynek során kiértékeljük az audiojelnek a maszkolási képességét, és egy elfedéskiértékelési értéket állítunk elő, az elfedéskiértékelési érték alapján egy amplitúdót rendelünk hozzá a legalább egy kódfrekvencia-összetevőhöz, és a legalább egy kódfrekvencia-összetevőt beillesztjük az audiojelbe, azzal jellemezve, hogy a maszkolási képesség kiértékelése során legalább egy, az audiojel időskáláján egy első audiojel-intervallumban lévő és a megfelelő első időintervallum során hang formájában reprodukált audiojelfrekvencia-összetevőnek a legalább egy kódfrekvencia-összetevőt - annak egy, az első audiojel-intervallumtól eltérő második audiojel-intervallumnak megfelelő második időintervallum során hang formájában történő reprodukálásakor elfedő és az emberi fül számára nem hallhatóvá tevő maszkolási képességét értékeljük ki, és egy első elfedéskiértékelési értéket állítunk elő, az amplitúdó-hozzárendelés során az első elfedéskiértékelési érték alapján a legalább egy kódfrekvencia-összetevőhöz egy amplitúdót rendelünk hozzá, és a beillesztés során a legalább egy kódfrekvenciaösszetevőt az audiojel egy részébe a második audiojelintervallum alatt illesztjük be.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a legalább egy kódfrekvencia-összetevőt egy műsorszóró forrás, egy audio- és/vagy videoprogramforrás és egy audio- és/vagy videoprogramazonosító közül legalább egyet jelképező adatra válaszképp állítjuk elő.
7. 7. Berendezés legalább egy kódfrekvencia-összetevővel rendelkező kódnak audiojelfrekvencia-összetevőket magában foglaló audiojelbe való beillesztésére, amely berendezés egy - az audiojelet vevő bemenőkapoccsal (60) rendelkező - digitális számítógépet foglal magában, amely egy, az audiojel maszkolási képességét kiértékelő, egy elfedéskiértékelési jelet előállító, és a kiértékelés alapján a legalább egy kódfrekvencia-összetevőhöz egy amplitúdót hozzárendelő programot tartalmaz, a berendezés továbbá egy, a legalább egy kódfrekvencia-összetevőt az audiojelbe beillesztő eszközt, előnyösen összegező áramkört (80) foglal magában, azzal jellemezve, hogy a digitális számítógép egy, az audiojel időskáláján egy első audiojel-intervallumban lévő és az első időintervallumban hang formájában reprodukált audiojelffekvencia-összetevőnek a legalább egy kódfrekvencia-öszszetevőt - annak egy, az első audiojel-intervallumtól eltérő második audiojel-intervallumnak megfelelő második időintervallumban hang formájában történő reprodukálásakor - elfedő és az emberi fül számára nem hallhatóvá tevő maszkolási képességét kiértékelő, és egy első elfedéskiértékelési jelet előállító programot tartalmaz, a digitális számítógép továbbá egy, az első elfedéskiértékelés alapján a legalább egy kódfrekvencia-összetevőhöz egy amplitúdót hozzárendelő programot tartalmaz, és a beillesztőeszköz egy, a legalább egy kódfrekvencia-összetevőt az audiojel egy részébe a második audiojel-intervallum alatt beillesztő eszköz.
8. 8. A 7. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a digitális számítógép egy - egy műsorszóró forrás, egy audio- és/vagy videoprogramforrás, és egy audio- és/vagy videoprogramazonosító közül legalább egyet jelképező adat vételére szolgáló - bemenetét foglal magában, és egy, a fenti adatra válaszképp a legalább egy kódfrekvencia-összetevőt előállító programot tartalmaz.