LU88820A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Einfuegen von Kodes in Audiosignale und zum Dekodieren - Google Patents
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Description
Vorrichtung und Verfahren zum Einfügen von Kodes in Audiosignale und zum Dekodieren
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf Verfahren zum Einfügen von Kodes in Audiosignale sowie zum Dekodieren solcher Kodes.
Hintergrund der Erfindung
Seit vielen Jahren sind Techniken vorgeschlagen worden, um Kodes mit Audiosignalen so zu mischen, daß (1) die Kodes zuverlässig aus den Audiosignalen reproduziert werden können, während (2) die Kodes unhörbar sind, wenn die Audiosignale als Klang bzw. Ton wiedergegeben werden. Die Einhaltung dieser beiden Bedingungen ist für praktische Anwendungszwecke wesentlich. Beispielsweise würden Rundfunk-Sendeanstalten und Produzenten von Rundfunksendungen wie auch Aufnahmeanstalten von Musik für öffentliche Darbietungen die Hinzufügung von hörbaren Kodes in ihren Programmen bzw. Aufnahmen nicht tolerieren.
Derartigen Techniken zum Kodieren von Audiosignalen sind bereits zu unterschiedlichen Zeitpunkten vorgeschlagen worden und gehen zumindest bis auf das U.S.-Patent No. 3,004,104 (Hembrooke, erteilt am 10. Oktober 1961) zurück. In dem genannten Patent wird ein Kodierungsverfahren gezeigt, bei dem die Energie des Audiosignals innerhalb eines schmalen Frequenzbandes selektiv entfernt wurde, um das Signal zu kodieren. Ein Problem, das bei dieser Technik auftritt, besteht darin, daß der Kode undeutlich wird, wenn Rauschen oder Signalverzerrungen erneut Energie in dieses schmale Frequenzband einbringen.
Bei einem anderen Verfahren nach dem U.S.-Patent No. 3,845,391 (Crosby) wird vorgeschlagen, ein schmales Frequenzband aus den Audiosignalen herauszuschneiden und dort einen Kode einzufügen. Bei dieser Technik treten offensichtlich die gleichen Probleme wie oben auf, wie auch im U.S.-Patent No. 4,703,476 (Howard) festgestellt, das, wie daraus zu entnehmen ist, vom gleichen Anmelder wie das Crosby-Patent eingereicht wurde. Das Verfahren nach Howard versuchte indessen lediglich, das Verfahren nach Crosby zu verbessern, ohne von dessen grundsätzlicher Vorgehensweise abzuweichen.
Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, binäre Signale durch Verteilen der binären Kodes auf Frequenzen, die sich über das gesamte Audioband erstrecken, zu kodieren. Ein Problem, das bei diesem Verfahren auftritt, besteht darin, daß die Kodefrequenzen hörbar werden können, wenn keine Audio-Frequenzkompo-nenten vorhanden sind, die sie verdecken können. Dieses Verfahren beruht daher auf der Voraussetzung, daß die Kodes einen rauschartigen Charakter haben und somit angenommen werden kann, daß ihr Vorhandensein von den Hörern nicht wahrgenommen werden wird. In vielen Fällen stimmt diese Voraussetzung allerdings nicht, beispielsweise dann, wenn im Falle von klassischer Musik Zeitabschnitte mit einem relativ geringen Audiosi-gnalgehalt vorhanden sind, oder während Sprechpausen.
Es ist eine weitere Technik vorgeschlagen worden, bei der ^ Dualton-Multifrequenzkodes (DTMF-Kodes) in ein Audiosignalj eingefügt werden. Die DTMF-Kodes werden angeblich auf der /
Grundlage ihrer Frequenzen und Zeitdauern detektiert. Es können allerdings fälschlicherweise Audiosignalkomponenten für einen oder beide Töne eines jeden DTMF-Kodes genommen werden, so daß entweder das Vorhandensein eines Kodes durch den Detektor nicht erkannt wird oder umgekehrt Signalkomponenten irrtümlicherweise für eines DTMF-Kodes gehalten werden. Zusätzlich wird angemerkt, daß jeder DTMF-Kode einen Ton auf-weist, den sie mit einem anderen DTMF durch Kode gemeinsam hat. Demgemäß kann sich eine Signalkomponente, die einem Ton eines anderen DTMF-Kodes entspricht, mit dem Ton eines DTMF-Kodes, der gleichzeitig in dem Signal vorhanden ist, vereinigen, so daß eine fehlerhafte Erfassung die Folge ist.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, Vorrichtungen und Verfahren zum Kodieren und Dekodieren bereitzustellen, die die genannten und weitere Nachteile der oben erläuterten, bekannten Techniken überwinden.
Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, Vorrichtungen und Verfahren zum Einfügen von Kodes in Audiosignalen bereitzustellen, so daß die Kodes als Ton für das menschliche Gehör unhörbar sind, aber durch eine Dekodierungsvorrichtung zuverlässig detektiert werden können. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht schließlich weiterhin darin, Kodierungsvorrichtungen und -verfahren bereitzustellen, um Kodes, die in Audiosignalen vorhanden sind, zuverlässig wie.derherzu-stellen.
Übersicht über die Erfindung
Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung / umfassen die Vorrichtungen und Verfahren zum Einfügen eines Kodes mit wenigstens einer Kodierungs-Frequenzkomponente in j ein Audiosignal mit einer Anzahl von Audiosignal-Frequenzkom-ponenten folgende Schritte bzw. Mittel zu deren Ausführung: Bewerten der Eignung eines ersten Satzes aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten zum Verdecken der wenigstens, einen Kode-Frequenzkomponente gegenüber dem menschlichen Gehör, um eine erste Verdeckungsbewertung zu erzeugen; Bewerten der Eignung eines zweiten Satzes aus der Anzahl von Audiosi-gnal-Frequenzkomponenten, die sich von deren erstem Satz unterscheiden, um die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente gegenüber dem menschlichen Gehör zu verdecken, um eine zweite Verdeckungsbewertung zu erzeugen; Zuweisen einer Amplitude an die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente, die auf einer ausgewählten ersten oder zweiten Verdeckungsbewertung basiert; und Einfügen der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente in das Audiosignal.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung beinhaltet eine Vorrichtung zum Einfügen eines Kodes mit zumindest einer Kode-Frequenzkomponente in ein Audiosignal mit einer Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten: einen digitalen Computer mit einem Eingang zum Aufnehmen des Audiosignals, wobei der digitale Computer zum Bewerten der jeweiligen Eignungen der ersten und zweiten Sätze der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponen-ten im Hinblick darauf, die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente gegenüber dem menschlichen Gehör verdecken, programmiert ist, um eine erste und eine zweite Verdeckungsbewertung zu erzeugen, wobei sich der zweite Satz der Anzahl von Audio-signal-Frequenzkomponenten von deren erstem Satz unterscheidet, und wobei der digitale Computer weiterhin so programmiert ist, daß er eine Amplitude an die wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente zuweist, auf der Grundlage einer ausgewählten ersten oder zweiten Verdeckungsbewertung; sowie Mittel zum / Einfügen der wenigstens einen Kode-Frequenzkomponente in das / Audiosignal. /
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen Vorrichtungen und Verfahren zum Einfügen eines Kodes mit einer Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten in ein Audiosignal mit einer Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten, wobei die Anzahl der Kode-Frequenzkomponenteri eine erste Kode-Frequenzkomponente mit einer ersten Frequenz und eine zweite Kode-Frequenzkomponente mit einer zweiten, von der ersten Frequenz unterschiedlichen Frequenz beinhaltet, folgende Schritte bzw. Mittel zu deren Ausführung auf: Bewerten der Eignung von zumindest einer aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponen-ten zum Verdecken einer Kode-Frequenzkomponente mit der ersten Frequenz gegenüber dem menschlichen Gehör, um eine erste Verdeckungsbewertung zu erzeugen; Bewerten der Eignung von zumindest einer aus der Anzahl der Audiosignal-Frequenzkomponenten zum Verdecken einer Kode-Frequenzkomponente mit der zweiten Frequenz gegenüber dem menschlichen Gehör, um eine zweite Verdeckungsbewertung durchzuführen, Zuweisen einer Amplitude an die erste Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der ersten Verdeckungsbewertung und Zuweisen einer Amplitude an die zweite Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der zweiten Verdeckungsbewertung; und Einfügen der Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten in das Audiosignal.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen Vorrichtungen und Verfahren zum Einfügen eines Kodes mit einer Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten in ein Audiosignal mit einer Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten, wobei die Anzahl der Kode-Frequenzkomponenten eine erste Kode-Frequenzkomponente mit einer ersten Frequenz und eine zweite Kode-Frequenzkomponente mit einer zweiten, von der ersten Frequenz unterschiedlichen Frequenz beinhaltet, folgende Schritte bzw. Mittel zu deren Ausführung auf: einen digitalen Computer mit einem Eingang zum Aufnehmen eines Audiosignals, wobei der di- / gitale Computer programmiert ist, um die Eignung von zumindest/ einer aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten zum /
Verdecken einer Kode-Frequenzkomponente mit einer ersten Frequenz gegenüber dem menschlichen Gehör zu bewerten, um eine erste Verdeckungsbewertung durchzuführen, und um die Eignung von zumindest einer aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenz-komponenten zum Verdecken einer Kode-Frequenzkomponente mit einer zweiten Frequenz gegenüber dem menschlichen Gehör zu bewerten, um eine zweite Verdeckungsbewertung zu erzeugen; wobei der digitale Computer weiterhin programmiert ist, um der ersten Kode-Frequenzkomponente eine entsprechende Amplitude auf der Grundlage der ersten Verdeckungsbewertung zuzuweisen, und der zweiten Kode-Frequenzkomponente eine entsprechende Amplitude auf der Grundlage der zweiten Verdeckungsbewertung zuzuweisen; sowie Mittel zum Einfügen der Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten in das Audiosignal.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beinhalten Verfahren und Vorrichtungen zum Einfügen eines Koes mit wenigstens einer Kode-Frequenzkomponente in ein Audiosignal mit einer Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten folgende Schritte bzw. Mittel zu deren Durchführung: Bewerten der Eignung von zumindest einer aus der Anzahl von Audiosignal-Fre-quenzkomponenten innerhalb eines ersten Audiosignal-Intervalls auf einer Zeitskala des Audiosignals bei Wiedergabe als Ton während eines entsprechenden ersten Zeitintervalls zum Verdecken der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente gegenüber dem menschlichen Gehör, bei Wiedergabe als Ton während eines zweiten Zeitintervalls, das einem zweiten Audiosignalintervall entspricht, das gegenüber dem ersten Audiosignalinte-rvalls versetzt ist, um eine erste Verdeckungsbewertung zu erzeugen; Zuweisen einer Amplitude an die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der ersten Verdeckungsbewertung; und Einfügen der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente in einen Abschnitt des Audiosignals innerhalb des zweiten Audio-/' Signalintervalls. /
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beinhaltet eine Vorrichtung zum Einfügen eines Kodes mit zumindest einer Kode-Frequenzkomponente in ein Audiosignal mit einer Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten: einen digitalen Computer mit einem Eingang zum Aufnehmen des Audiosignals, wobei der digitale Computer programmiert ist zum Bewerten der Eignung von zumindest einer aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenz-komponenten innerhalb eines ersten Audiosignalintervalls auf einer Zeitskala des Audiosignals bei Wiedergabe als Ton während eines ersten Zeitintervalls zum Verdecken der wenigstens einen Kode-Frequenzkomponente gegenüber dem menschlichen Gehör bei Wiedergabe als Ton während eines zweiten Zeitintervalls, das einem zweiten Audiosignalintervall entspricht, das gegenüber dem ersten Audiosignalintervall versetzt ist, um eine erste Verdeckungsbewertung zu erzeugen; wobei der digitale Computer weiterhin programmiert ist zum Zuweisen einer Amplitude an die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der ersten Verdeckungsbewertung; und Mittel zum Einfügen der wenigstens einen Kode-Frequenzkomponente in einen Abschnitt des Audiosignals innerhalb des zweiten Audiosignalintervalls .
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beinhalten Vorrichtungen und Verfahren zum Einfügen eines Kodes mit wenigstens einer Kode-Frequenzkomponente in ein Audiosignal mit einer Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten folgende Schritte bzw. die Mittel zu deren Durchführung: Erzeugen eines ersten Tonsignals, das im wesentlichen eine erste, einzelne aus der Anzahl der Audiosignal-Frequenzkomponenten darstellt; Bewerten der Eignung der ersten, einzelnen aus der Anzahl der Audiosignal-Frequenzkomponenten zum Verdecken der wenigstens einen Kode-Frequenzkomponente gegenüber dem menschlichen Gehör auf der Grundlage des ersten Tonsignals, um eine erste Ver- / deckungsbewertung zu erzeugen; Zuweisen einer Amplitude an die/ zumindest eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der / ersten Verdeckungsbewertung; und Einfügen der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente in das Audiosignal.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beinhaltet eine Vorrichtung zum Einfügen eines Kodes mit wenigstens einer Kode-Frequenzkomponente in ein Audiosignal mit einer Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten: einen digitalen Computer mit einem Eingang zum Aufnehmen des Audiosignals, wobei der digitale Computer programmiert ist, um ein erstes Tonsignal zu erzeugen, das im wesentlichen eine erste, einzelne aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten darstellt, und zum Bewerten einer Eignung der ersten, einzelnen aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten zum Verdecken der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente gegenüber dem menschlichen Gehör, auf der Grundlage des ersten Tonsignals, um eine erste Verdeckungsbewertung zu erzeugen; wobei der digitale Computer weiterhin programmiert ist zum Zuweisen eienr Amplitude an die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der ersten Verdeckungsbewertung; und Mittel zum Einfügen der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente in das Audiosignal.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beinhalten Vorrichtungen und Verfahren zum Detektieren eines Kodes in einem kodierten Audiosignal, wobei das kodierte Audiosignal eine Anzahl von Audiofrequenz-Signalkomponenten und zumindest eine Kode-Frequenzkomponente mit einer Amplitude und einer Audiofrequenz aufweist, ausgewählt zum Verdecken der Kode-Frequenzkomponente gegenüber dem menschlichen Gehör durch zumindest eine aus der Anzahl der Audiofrequenz-Signalkomponenten, folgende Schritte bzw. Mittel zu deren Durchführung: Auf-stellen einer erwarteten Kodeamplitude der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage des kodierten Audiosignals; und Detektieren der Kode-Frequenzkomponente in dem , kodierten Audiosignal auf der Grundlage von deren erwarteter / Kodeamplitude. /
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein programmierter digitaler Computer zum Detektieren eines Kodes in einem kodierten Audiosignal vorhanden, wobei das kodierte Au-diosignal eine Anzahl von Audiofrequenz-Signalkomponenten und zumindest eine Kode-Frequenzkomponente mit einer Amplitude und einer Audiofrequenz, ausgewählt zum Verdecken der Kode-Frequenzkomponente gegenüber dem menschlichen Gehör durch zumindest eine aus der Anzahl der Audiofrequenz-Signalkomponenten beinhaltet, wobei der digitale Computer umfaßt: einen Eingang zum Aufnehmen des kodierten Audiosignals; einen Prozessor, der zum Aufstellen einer erwarteten Kodeamplitude der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage des kodierten Audiosignals programmiert ist, um die Kode-Frequenzkomponente in dem kodierten Audiosignal auf der Grundlage der erwarteten Kodeamplitude zu detektieren, und um ein Kodedetektierungs-Ausgangssignal auf der Grundlage der detektierten Kode-Frequenzkomponente zu erzeugen; sowie einen an den Prozessor angeschlossenen Ausgang zum Abgeben des Kode-Erfassungs-Aus-gangssignals.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beinhalten Verfahren und Vorrichtungen zur Erfassung eines Kodes in einem kodierten Audiosignal, wobei das kodierte Audiosignal eine Anzahl von Frequenzkomponenten einschließlich einer Anzahl von Audiofrequenz-Signalkomponenten und zumindest einer Kode-Frequenzkomponente mit einer vorbestimmten Audiofrequenz und einer vorbestimmten Amplitude zum Unterscheiden der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente von der Anzahl von Audiofre-quenz-Signalkomponenten aufweist, folgende Schritte bzw, Mittel zu deren Durchführung: Bestimmen einer Amplitude einer Frequenzkomponente des kodierten Audiosignals innerhalb eines ersten Bereichs von Audiofrequenzen einschließlich der vorbestimmten Audiofrequenz der zumindest einen Kodefrequenz-Kom-ponente; Aufstellen einer Rauschamplitude für den ersten Be- / reich von Audiofrequenzen; und Detektieren des Vorhandens
ns / der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente in dem ersten Bereich von Audiofrequenzen auf der Grundlage von deren aufgestellter Rauschamplitude und der bestimmten Amplitude der Frequenzkomponente darin.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein digitaler Computer zum Detektieren eines Kodes in einem kodierten Audiosignal vorhanden, wobei das kodierte Audiosignal eine Anzahl von Frequenzkomponenten einschließlich einer Anzahl von Audiofrequenz-Signalkomponenten und zumindest einer Kode-Frequenz komponente mit einer vorbestimmten Audiofrequenz und einer vorbestimmten Amplitude zum Unterscheiden der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente von der Anzahl von Audiofre-quenz-Signalkomponenten aufweist, mit: einem Eingang zum Auf-nehmen des kodierten Audiosignals; einem mit dem Eingang verbundenen Prozessor zum Aufnehmen des kodierten Audiosignals, der programmiert ist, um eine Amplitude einer Frequenzkomponente des kodierten Audiosignals innerhalb eines ersten Bereichs von Audiofrequenzen einschließlich der vorbestimmten Audiofrequenz der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente zu bestimmen; wobei der Prozessor weiterhin programmiert ist zum Aufstellen einer Rauschamplitude für den ersten Bereich von Audiofrequenzen und zum Detektieren des Vorhandenseins der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente in dem ersten Bereich von Audiofrequenzen, auf der Grundlage von deren aufgestellter Rauschamplitude und der festgelegten Amplitude der Frequenzkomponente darin; wobei der Prozessor so arbeitet, daß er ein Kode-Ausgangssignal auf der Grundlage des detektierten Vorhandenseins der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente erzeugt; und mit einem Ausgangsanschluß, der mit dem Prozessor verbunden ist, an dem das Kodesignal bereitgestellt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beinhalten f Vorrichtungen und Verfahren zum Kodieren eines Audiosignals / folgende Schritte bzw. Mittel zu deren Durchführung: Erzeugen/ eines Kodes mit einer Anzahl von Sätzen von Kode-Frequenzkom-ponenten, wobei jeder der Sätze von Kode-Frequenzkomponenten ein unterschiedliches Kode-Symbol darstellt und eine Anzahl von unterschiedlichen Kode-Frequenzkomponenten beinhaltet, wobei die Kode-Frequenzkomponenten der Sätze von Kode-Frequenzkomponenten Gruppen bilden, die innerhalb des Frequenzbereichs einen gegenseitigen Abstand aufweisen, wobei jede der Komponentengruppen einen vorbestimmten Frequenzbereich hat und aus einer Frequenzkomponente von jedem der in ihren jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereich fallenden Satz der Kode-Frequenzkomponenten besteht, wobei Komponentengruppen, die innerhalb des Frequenzbereichs benachbart liegen, durch einen jeweiligen Frequenzbetrag voneinander getrennt sind, wobei der vorbestimmte Frequenzbereich einer jeden Komponentengruppe kleiner ist als die Frequenzbeträge, die die jeweilige Komponentengruppe von ihren benachbarten Komponentengruppen trennen; und Kombinieren des Kodes mit dem Audiosi-gnal.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein digitaler Computer zum Kodieren eines Audiosignals vorhanden, mit; einem Eingang zum Aufnehmen des Audiosignals, einem Prozessor, der zum Erzeugen eines Kodes mit einer Anzahl von Sätzen von Kode-Frequenzkomponenten programmiert ist, wobei jeder Satz der Kode-Frequenzkomponenten ein jeweils unterschiedliches Kode-Symbol darstellt und eine Anzahl von jeweils unterschiedlichen Kode-Frequenzkomponenten beinhaltet, wobei die Kode-Frequenzkomponenten der Sätze von Kode-Frequenzkomponenten Komponentengruppen bilden, die innerhalb des Frequenzbereichs einen gegenseitigen Abstand aufweisen, wobei jede der Komponentengruppen einen vorbestimmten Frequenzbereich hat und aus einer Frequenzkomponente von jedem der in ihren jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereich fallenden Satz der Kode-Frequenzkomponenten besteht, wobei Komponentengruppen, die innerhalb des Frequenzbereichs benachbart liegen, durch einen je- t weiligen Frequenzbetrag voneinander getrennt sind, wobei der vorbestimmte Frequenzbereich einer jeden Komponentengruppe kleiner ist als die Frequenzbeträge, die die jeweilige Komponentengruppe von ihren benachbarten Komponentengruppen trennen; und Mitteln zum Kombinieren des Kodes mit dem Audiosi-gnal.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm zur Funktion einer Kodie rungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Blockdiagramm zur Funktion einer digitalen
Kodierungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Kodierungssystems zur
Verwendung beim Kodieren von Audiosignalen, die in analoger Form anfallen;
Fig. 4 spektrale Darstellungen zur Erläuterung der
Frequenzzusammensetzung unterschiedlicher Datensymbole, wie sie durch die Ausführungsform nach Figur 3 kodiert sind;
Fig. 5 und 6 funktionale Blockdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Ausführungsform nach Figur 3;
Fig. 7A bis 7C jeweils ein Fließschema zur Erläuterung eines
Software-Programmes, das in der Ausführungsform nach Figur 3 Anwendung findet;
Fig. 7D und 7E jeweils ein Fließschema zur Erläuterung eines alternativen Software-Programmes, das in der Ausführungsform nach Figur 3 Anwendung findet;
Fig. 7F eine graphische Darstellung, die eine lineare Näherung einer Einzelton-Verdeckungsbeziehung zeigt;
Fig. 8 ein Blockdiagramm einer Kodierungsvorrichtung, die eine analoge Schaltungstechnik verwendet;
Fig. 9 ein Blockdiagramm eines Schaltkreises zur Be stimmung eines Gewichtsfaktors in der Ausführungsform nach Figur 8;
Fig. 10 ein funktionales Blockdiagramm einer Dekodie rungsvorrichtung mit bestimmten Merkmalen der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 ein Blockdiagramm einer Dekodierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform einer vorliegenden Erfindung, wobei digitale Signalverarbeitung Anwendung findet;
Fig. 12A und 12B jeweils ein Fließschema zur Beschreibung der Arbeitsweise der Dekodierungsvorrichtung nach Figur 11;
Fig. 13 ein funktionales Blockdiagramm eines Dekodie rers gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines analogen Dekodierers gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 15 ein Blockdiagramm eines Komponentendetektors nach der Ausführungsform nach Figur 14; und
Fig. 16 und 17 jeweils ein Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem System zum Erzeugen von Schätzwerten der Zuhörerschaft für weithin ausgesendete Informationen.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführunasformen
Kodierung
Die vorliegende Erfindung setzt Techniken zum Einfügen von Kodes in Audiosignale ein, um die Wahrscheinlichkeit zu optimieren, daß die Information in den Kodes aus den Signalen akkurat wiedergewonnen wird, wobei sichergestellt wird, daß die Kodes für das menschliche Ohr unhörbar sind, wenn das kodierte Audiosignal als Ton wiedergegeben wird, selbst wenn die Frequenzen der Kodes in den hörbaren Frequenzbereich fallen.
Zunächst auf Figur 1 bezugnehmend, ist ein funktionales Blockdiagramm eines Kodierers gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erläutert.
Ein zu kodierendes Audiosignal wird an einem Eingangsanschluß 30 aufgenommen. Das Audiosignal kann beispielsweise ein über das Radio zu sendendes Programm, den Tonbereich einer Fernsehsendung, eine musikalische Komposition oder jegliche andere Art eines in gewisser Weise aufzunehmenden Audiosignals darstellen. Das Audiosignal kann auch eine private Kommunikation, beispielsweise ein Telefongespräch, oder auch irgendeine Art von persönlicher Aufzeichnung sein. Dies sind selbstverständ- f lieh nur Beispiele für die Anwendbarkeit der vorliegenden Er- / findung und stel keinerlei Absicht zur Beschränkung des /
Schutzbereichs der Erfindung dar.
Wie durch den funktionalen Block 34 in Fig. 1 angegeben, wird die Eignung einer oder mehrerer Komponenten des empfangenen Audiosignals zum Verdecken von Tönen, die Frequenzen haben, die denen der Kode-Frequenzkomponente oder -komponenten entsprechen, die dem Audiosignal zugefügt werden sollen, bewertet. Hierbei können mehrere Bewertungen für eine einzelne Kode-Frequenz ausgeführt werden, es kann eine getrennte Bewertung für jede aus einer Anzahl von Kode-Frequenzen ausgeführt werden, es können mehrere Bewertungen für jede aus einer Anzahl von Kode-Frequenzen oder auch eine oder mehrere gemeinsame Bewertungen für mehrere Kode-Frequenzen oder auch schließlich eine Kombination von mehreren der vorangehenden Möglichkeiten durchgeführt werden. Jede Bewertung wird auf der Grundlage der Frequenz von der oder den Kodekomponenten, die verdeckt werden sollen, und der Frequenz oder der Frequenzen der Audiosignalkomponente bzw. -komponenten, deren Abdeckungseigenschaften bewertet werden, durchgeführt. Weiterhin werden, wenn die Kodekomponente und die verdeckende Audiokomponente bzw. -komponenten nicht in im wesentlichen gleichzeitige Signalintervalle fallen, so daß sie als Töne zu wesentlich unterschiedlichen Zeitintervallen wiedergegeben würden, die Auswirkungen der Unterschiede in den Signalintervallen zwischen der Kodekomponente oder den -komponenten verdeckt, und die verdeckende Programmkomponente oder die -komponenten werden ebenfalls in Betracht gezogen.
Vorzugsweise werden bei bestimmten Ausführungsformen mehrfache Bewertungen für jede einzelne Kodekomponente durchgeführt, indem die Eignung unterschiedlicher Abschnitte des Aud.iosi-gnals zum Verdecken einer jeder Kodekomponente getrennt betrachtet wird. In einer Ausführungsform wird die Eignung einer jeden aus einer Anzahl von im wesentlichen einzelnen Ton-Au- / diosignalkomponenten zum Verdecken einer Kodekomponente auf / der Grundlage der Frequenz der Audiosignalkomponente, ihrer "Amplitude" (wie nachfolgend definiert) und des in bezug auf die Kodekomponente relevanten Timings bewertet, wobei dieses Verdecken nachfolgend als "tonales Verdecken" bezeichnet wird.
Die Bezeichnung "Amplitude" wird hierbei für irgendeinen Signalwert oder für Werte verwendet, die zur Bewertung der Verdeckungseignung verwendet werden können, um die Größe einer Kodekomponente auszuwählen, um ihr Vorhandensein in einem reproduzierten Signal zu detektieren, oder in sonstiger Weise, einschließlich für Werte wie beispielsweise Signalenergie, Leistung, Spannung, Stromstärke, Intensität und Druck, unabhängig davon, ob die Messung auf einer absoluten oder relativen oder auf einer momentanen Sammelwertbasis erfolgt. Je nachdem wie es am günstigsten ist, kann die Amplitude als Fenstermittelwert, arithmetischer Mittelwert, durch Integration, als RMS-Wert (Route-Mean-Square-Mittelwert), als Sammelwert von absoluten oder relativen diskreten Werten oder in sonstiger Weise gemessen werden.
In anderen Ausführungsformen wird zusätzlich oder alternativ zu tonalen Verdeckungsbewertungen die Eignung von Audiosignal-komponenten innerhalb eines relativ schmalen Frequenzbandes, das genügend nahe an einer gegebenen Kodekomponente liegt, zum Verdecken der Komponente bewertet (dies wird nachfolgend als Schmalbandverdeckung bezeichnet). In weiteren Ausführungsformen wird die Eignung mehrfacher Kodekomponenten innerhalb eines relativ breiten Frequenzbandes zum Verdecken der. Komponente bewertet. Je nachdem wie es notwendig oder zweckmäßig ist, wird die Eignung von Programmaudiokomponenten in Signalintervallen, die einer oder mehreren gegebenen Komponente vorausgehen oder folgen, zum Verdecken dieser Komponenten auf einer nicht simultanen Basis bewertet. Diese Art der Bewertung ist Γ besonders zweckmäßig, wenn Audiosignalkomponenten in einem gegebenen Signalinterväll unzureichend große Amplituden If- / weisen, um das Einfügen von Kodekomponenten mit genügend großen Amplituden in dasselbe Signalintervall zu ermöglichen, so daß sie vom Rauschen unterscheidbar sind.
Vorzugsweise wird eine Kombination von zwei oder mehreren tonalen Verdeckungseignungen, von Schmalband-Verdeckungseignungen und von Breitband-Verdeckungseignungen (und, wenn nötig oder zweckmäßig, von nicht simultanen Verdeckungseignungen) für mehrfache Kodekomponenten bewertet. Wenn Kodekomponenten hinsichtlich ihrer Frequenz genügend nah beieinander liegen, brauchen keine getrennten Bewertungen für jede einzelne ausgeführt werden.
In bestimmten weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird eine gleitende tonale Analyse ausgeführt anstelle von getrennten tonalen, Schmalband- und Breitband-Analysen, wobei die Notwendigkeit entfällt, das Programmaudiosignal als tonal, schmal-bandig oder breitbandig zu klassifizieren.
Vorzugsweise erzeugt, wenn eine Kombination von Verdeckungseignungen bewertet wird, jede Bewertung eine maximal zulässige Amplitude für eine oder mehrere Kodekomponenten, so daß durch Vergleich aller Bewertungen, die durchgeführt worden sind und die sich auf eine gegebene Komponente beziehen, eine maximale
Amplitude ausgewählt werden kann,, die daher gewährleistet, daß / jede Komponente durch das Audiosignal verdeckt wird, wenn dieses als Ton wiedergegeben wird, so daß sämtliche Komponenten für das menschliche Gehör unhörbar werden. Durch Maximieren der Amplitude einer jeden Komponente wird in ähnlicher Weise die Wahrscheinlichkeit maximiert, daß ihr Vorhandensein auf der Basis ihrer Amplitude detektiert wird. Es ist natürlich nicht wesentlich, daß die maximal mögliche Amplitude verwendet wird, da es beim Dekodieren lediglich nötig ist, daß man in der Lage ist, eine ausreichend große Anzahl von Kodekomponent-/ en von Audiosigr.alkomponenten und anderem Rauschen zu unter- / scheiden.
Die Ergebnisse der Bewertungen werden ausgegeben, wie in Fig.
1 mit 36 bezeichnet, und einem Kode-Generator 40 zur Verfügung gestellt. Die Kode-Erzeugung kann auf viele unterschiedliche Weisen geschehen. Eine besonders vorteilhafte Technik weist einem jeden aus einer Anzahl von Datenzuständen oder Symbolen einen eindeutigen Satz von Kode-Frequenzkomponenten zu, so daß während eines gegebenen Zeitintervalls ein entsprechender Datenzustand durch das Vorhandensein seines entsprechenden Satzes von Kode-Frequenzkomponenten dargestellt wird. In dieser Weise wird eine Interferenz mit der Kode-Erfassung durch Au-diosignalkomponenten vermindert, da in einem vorteilhaft hohen Prozentsatz von Signalintervallen eine ausreichend große Anzahl von Kodekomponenten trotz einer Interferenz des Program-maudiosignals mit der Detektion weiterer Komponenten detek-tierbar ist. Darüber hinaus wird der Implementierungsvorgang der Verdeckungsbewertungen vereinfacht, wenn die Frequenzen der Kodekomponenten bekannt sind, bevor sie erzeugt werden.
Es können auch andere Formen der Codierung eingesetzt werden. Beispielsweise können Frequenzumtastung (frequency shift key-ing, FSK), Frequenzmodulation (FM), Frequenzspringen, Kodierung durch Auffächern des Spektrums sowie Kombinationen der vorgenannten Techniken verwendet werden. Weitere Kodierungstechniken, die bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, werden aus der vorliegenden Beschreibung deutlich.
Die zu kodierenden Daten werden an einem Eingang 42 des Kode-Erzeugers 40 aufgenommen, der hierauf durch Erzeugen einer eindeutigen Gruppe von Kode-Frequenzkomponenten und durch Zuweisen einer Amplitude an jede einzelne anspricht, auf der .
Grundlage der vom Ausgang 36 erhaltenen Bewertungen. Die Kode- / Frequenzkomponenten, die auf diese Weise erzeugt werden, wer- / den zu einem ersten Eingang einer Summierschaltung 46 gegeben, die das zu kodierende Audiosignal an einem zweiten Eingang erhält. Die Schaltung 46 addiert die Kode-Frequenzkomponenten zu dem Audiosignal und gibt ein kodiertes Audiosignal an einen Ausgangsanschluß 50. Die Schaltung 46 kann entweder eine analoge oder eine digitale Summierschaltung sein, was von der Form der an die Schaltung gelangenden Signale abhängt. Die Summierfunktion kann auch softwaremäßig bereitgestellt werden, und wenn dies der Fall ist, kann auch ein digitaler Prozessor, der zur Ausführung der Verdeckungsbewertung und zur Erzeugung des Kodes verwendet wird, auch dazu verwendet werden, den Kode zum Audiosignal zu addieren. In einer anderen Ausführungsform wird der Kode in Form von Zeitbereichsdaten in digitaler Form bereitgestellt, die dann zu Audio-Zeitbereichsdaten addiert werden. In einer weiteren Ausführungsform wird das Audiosignal in den Frequenzbereich in digitaler Form gewandelt und zum Kode addiert, der in ähnlicher Weise in Form von digitalen Frequenzbereichsdaten dargestellt ist. In den meisten Anwendungen werden dann die summierten Frequenzbereichsdaten in Zeitbereichsdaten umgewandelt.
Aus den folgenden Ausführungen wird deutlich, daß die Verdek-kungsbewertung wie auch Funktionen zum Erzeugen der Kodes entweder durch digitale oder durdh analoge Vorgehensweise oder auch durch Kombinationen von digitaler und analoger Vorgehensweise ausgeführt werden können. Weiterhin kann das Audiosignal, obwohl es in analoger Form am Eingangsanschluß 30 aufgenommen und in analoger Form von der Schaltung 46, wie in Fig.
1 dargestellt ist, zu den Kodekomponenten addiert werden kann, in einer alternativen Ausführungsform in digitale Form umgewandelt werden, wenn es aufgenommen wird, dann zu den Kodekomponenten in digitialer Form addiert werden und entweder in digitaler oder in analoger Form ausgegeben werden. Bei- , spielsweise kann ein Signal in digitaler Form ausgegeben wer- / den, wenn es auf einer Kompakt-Disc oder auf einem digitalen /
Audioband aufgenommen werden soll, während es in analoger Form ausgegeben werden kann, wenn es mit herkömmlichen Rundfunkoder Fernsehtechniken ausgestrahlt werden soll. Zahlreiche weitere Kombinationen von analoger und digitaler Vorgehensweise können ebenfalls eingesetzt werden.
In bestimmten Ausführungsformen sind die Kodekomponenten von nur einem Kode-Symbol gleichzeitig in dem Audiosignal enthalten. In anderen Ausführungsformen können indessen die Komponenten von mehrfachen Kode-Symbolen gleichzeitig im Audiosignal enthalten sein. In bestimmten Ausführungsformen belegen beispielsweise die Komponenten eines Symbols ein Frequenzband und die eines weiteren ein zweites Frequenzband gleichzeitig.
In einer alternativen Ausführungsform können sich die Komponenten eines Symbols in dem gleichen Frequenzband wie ein weiteres oder in einem überlappenden Band befinden, solange ihre Komponenten unterscheidbar sind, beispielsweise indem unterschiedliche Frequenzen oder Frequenzintervalle zugewiesen werden.
Eine Ausführungsform eines digitalen Kodierers ist in Fig. 2 erläutert. In dieser Ausführungsform liegt ein Audiosignal in analoger Form an einem Eingangsanschluß 60 an und wird durch einen A/D-Wandler 62 in digitale Form umgewandelt. Das digitale Audiosignal wird zur Verdeckungsbewertung bereitgestellt, wie funktionell durch den Block 64 angegeben, worauf dann das digitalisierte Audiosignal in Frequenzkomponenten aufgeteilt wird, beispielsweise durch Fast Fourier Transform (FFT), Wellenumformung (wavelet transform) oder eine andere Transformierung vom Zeit- in den Frequenzbereich oder auch durch digitale Filterung. Anschließend werden die Verdeckungseignungen von Audiosignal-Frequenzkomponenten innerhalb von interessierenden Frequenzbereichen hinsichtlich ihrer tonalen Verdeckungseignung, ihrer Schmalband-Verdeckungseignung und Breitband-Ver- / deckungseignung bewertet (und zusätzlich, falls nötig oder / zweckmäßig, hinichtlich der nicht simultanen Verdeckungseignung) . Alternativ werden die Verdeckungseignungen von Audiosi-gnal-Frequenzkomponenten innerhalb von interessierenden Frequenzbereichen mit einer gleitenden tonalen Analyse bewertet.
Zu kodierende Daten liegen am Eingangsanschluß 68 an, wobei für jeden Datenzustand, der einem gegebenen Signalintervall entspricht, die jeweilige Gruppe von Kodekomponenten erzeugt wird, wie durch den funktionalen Block 72 zur Signalerzeugung angedeutet, und einer Niveaueinstellung unterworfen wird, wie durch den Block 76 angedeutet, der auch mit den relevanten Verdeckungsbewertungen versorgt wird. Die Signalerzeugung kann beispielsweise auch durch Speicherung einer jeden der Kode-Komponenten in einer Suchtabelle als Zeitbereichsdaten oder durch Interpolation von gespeicherten Daten implementiert werden. Die Kodekomponenten können entweder dauerhaft gespeichert sein oder bei der Initialisierung des Systems nach Flg. 2 erzeugt und dann in einem Speicher gespeichert werden, beispielsweise in einem RAM, um ansprechend auf einen Dateneingang am Anschluß 68 ausgegeben zu werden. Die Werte der Komponenten können auch jeweils zu dem Zeitpunkt berechnet werden, in dem sie erzeugt werden.
Die Niveaueinstellung wird für jede der Kodekomponenten auf der Grundlage der relevanten Verdeckungsbewertungen durchgeführt, wie vorstehend erläutert, wobei die Kodekomponenten, deren Amplitude so eingestellt ist, daß gewährleistet ist, daß sie unhörbar sind, zu dem digitalisierten Audiosignal addiert werden, wie durch das Summenzeichen 80 angegeben.' In Abhängigkeit von der Zeitdauer, die erforderlich ist, um die vorstehend genannten Vorgänge auszuführen, kann es sinnvoll sein, das digitale Audiosignal zu verzögern, wie mit 82 angegeben, indem es zeitweise in einem Speicher zwischengespeichert wird, f Wenn das Audiosignal nicht verzögert wird, werden die hin- / sichtlich ihrer Amplitude eingestellten Kodekomponenten nach / der Ausführung der FFT und einer Verdeckungsbewertung für ein erstes Intervall des Audiosignals zu einem zweiten Intervall des Audiosignals, das auf das erste Intervall folgt, hinzuaddiert. Wenn das Audiosignal allerdings verzögert wird, können die hinsichtlich ihrer Amplitude eingestellten Kodekomponenten statt dessen zum ersten Intervall addiert werden, und es kann auf diese Weise eine gleichzeitige Verdeckungsbewertung eingesetzt werden. Wenn der Abschnitt des Audiosignals während des ersten Intervalls eine größere Verdeckungseignung für eine während des zweiten Intervalls hinzugefügte Kodekomponente besitzt als der Abschnitt des Audiosignals während des zweiten Intervalls bezüglich der Kodekomponente während desselben Intervalls besitzen würde, kann darüber hinaus der Kodekomponente eine Amplitude auf der Grundlage der nicht gleichzeitigen Verdeckungseignungen des Abschnitts des Audiosignals während des ersten Intervalls zugewiesen werden. Auf diese Weise können sowohl die gleichzeitige als auch die nicht gleichzeitige Verdeckungseigenschaften bewertet und eine optimale Amplitude einer jeden Kodekomponente auf der Grundlage der günstigeren Bewertung zugewiesen werden.
Bei bestimmten Anwendungen, beispielsweise beim Rundfunk oder bei analogen Aufzeichnungen (beispielsweise auf einer herkömmlichen Bandkassette), wird das kodierte Audiosignal in digitaler Form durch einen Digital/Analog-Wandler (DAC) 84 in analoge Form umgewandelt. Wenn das Signal allerdings in digitaler Form weitergeleitet oder aufgezeichnet werden soll, kann der DAC 84 weggelassen werden.
Die unterschiedlichen, in Fig. 2 erläuterten Funktionen können beispielsweise durch einen digitalen Signalprozessor oder durch einen Personalcomputer, eine Workstation, einen Großrechner oder einen sonstigen digitalen Rechner implementiert / ' werden. /
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm eines Codierungssystems zur Verwendung beim Kodieren von Audiosignalen, die in analoger Form anfallen, beispielsweise in einem herkömmlichen Rundfunkstudio. Im System nach Fig. 3 überwacht ein Hauptrechner 90, der beispielsweise ein Personalcomputer sein kann, die Auswahl und die Erzeugung der Information, die zum Einfügen in ein analoges Audiosignal, das am Eingangsanschluß 94 anliegt, zu kodieren ist. Der Hauptrechner 90 ist an ein Tastenfeld 96 angeschlossen und mit einem Monitor 100, beispielsweise einem CRT-Monitor, verbunden, so daß ein Benutzer eine gewünschte Meldung auswählen kann, die zu kodieren ist, wobei er diese aus einem Menü von verfügbaren Meldungen auswählt, welches auf dem Monitor 100 angezeigt wird. Eine typische, in einem Rundfunk-Audiosignal zu kodierende Meldung wäre beispielsweise eine Stations- oder Kanalkennungsinformation, eine Programm- oder Segmentinformation und/oder ein Zeitcode.
Sobald die gewünschte Meldung in den Hauptrechner 90 eingegeben ist, gibt dieser Daten, die die Symbole der Meldung darstellen, an einen digitalen Signalprozessor (DSP) 104 aus, der dann jedes Symbol, das er vom Hauptrechner 90 erhält, in Form eines eindeutigen Satzes von Kode-Signalkomponenten kodiert, wie nachfolgend noch beschrieben wird. In einer Ausführungsform erzeugt der Hauptprozessor einen Datenstrom mt vier Zuständen, d.h. einen Datenstrom, in dem jede Dateneinheit einen von vier unterschiedlichen Datenzuständen annehmen kann, von denen jeder ein eindeutiges Symbol darstellt, einschließlich zweier Synchronisierungssymbole, die hierbei mit "E" und "S" bezeichnet sind, und zweier Meldungsinformationssymbole "1" und "0", von denen jedes jeweils einen binären Zustand darstellt. Es kann allerdings eine beliebige Anzahl von unterschiedlichen Datenzuständen verwendet werden und beispielsweise können anstelle von zwei Meldungsinformationssymbolen drei
Datenzustände durch drei eindeutige Symbole dargestellt wer- f den, wodurch es möglich ist, mit einem Datenstrom feststehen- j der Größe eine entsprechend größere Informationsmenge zu transportieren.
Wenn beispielsweise das Programmaterial gesprochene Sprache darsteilt, ist es vorteilhaft, ein Symbol während einer relativ längeren Zeitspanne zu übertragen als im Falle eines Pro-grammaudiosignals mit einem wesentlich kontinuierlicheren Energiegehalt, um die natürlichen Pausen bzw. Lücken, die in gesprochener Sprache vorhanden sind, zu ermöglichen. Demgemäß wird die Anzahl der möglichen Meldungsinformationssymbole in vorteilhafter Weise vergrößert, um zu ermöglichen, daß der Informationsdurchsatz in diesem Fall genügend groß ist. Für Symbole, die bis zu 5 Bits darstellen, erzeugen Symbolübertragungslängen von 2, 3 und 4 Sekunden zunehmend größere Wahrscheinlichkeiten einer korrekten Dekodierung. In einigen solchen Ausführungsformen wird ein Anfangssymbol ("E") dekodiert, wenn (i) die Energie in den FFT-Bereichen für dieses Symbol am größten ist, (ii) die durchschnittliche Energie minus der Standardabweichung der Energie für dieses Symbol größer ist als die durchschnittliche Energie plus der durchschnittlichen Standardabweichung der Energie für alle anderen Symbole, und (iii) die Form des zeitlichen Verlaufs der Energie für dieses Symbol im ganzen glockenförmig ist und an der zeitlichen Grenze zwischen Symbolen ihr Maximum erreicht.
In der Ausführungsform nach Fig. 3 antwortet der DSP 104, wenn er die Symbole einer gegebenen, zu kodierenden Meldung erhalten hat, durch Erzeugen eines eindeutigen Satzes von Kode-Frequenzkomponenten für jedes Symbol, den er am Ausgang 106 bereitstellt. Für jedes der vier Datensymbole S, E, 0 und 1 des oben beschriebenen, beispielhaften Datensatzes sind unter Bezugnahme auf Fig. 4 spektrale Diagramme angegeben. Wie aus Fig. 4 hervorgeh- ist in dieser Ausführungsform das Symbol S / durch eine eind^ ~ige Gruppe von 10 Kode-Frequenzkomponenten f1 / bis f10 dargestellt, die mit gleichen Frequenzintervallen in / einem Bereich angeordnet sind, der sich von einem Frequenzwert von etwas über 2 kHz bis zu einem Frequenzwert etwas unterhalb von 3 kHz erstreckt. Das Symbol E wird durch eine zweite, eindeutige Gruppe von 10 Kode-Frequenzkomponenten bis f20 dargestellt, die im Frequenzspektrum mit gleichen Intervallen von einem ersten Frequenzwert von etwas über 2 kHz bis zu einem Frequenzwert von etwas weniger als 3 kHz angeordnet sind; wobei jede der Kodekomponenten bis £25 einen eindeutigen Frequenzwert hat, der sich von allen anderen in der gleichen Gruppe wie auch von allen Frequenzen f3 bis f10 unterscheidet.
Das Symbol 0 wird durch eine weitere, eindeutige Gruppe von 10 Kode-Frequenzkomponenten f21 bis f30 dargestellt, die ebenfalls mit gleichen Frequenzintervallen von einem Wert etwas oberhalb von 2 kHz bis zu einem Wert von etwas weniger als 3 kHz angeordnet sind und von denen jede einen eindeutigenFrequenzwert hat, der sich von allen anderen in der gleichen Gruppe wie auch von allen Frequenzen f1 bis f2Q unterscheidet. Schließlich wird das Symbol 1 durch eine weitere, eindeutige Gruppe von 10 Kode-Frequenzkomponenten f31 bis dargestellt, die ebenfalls mit gleichen Frequenzintervallen von einem Wert von etwas mehr als 2 kHz bis zu einem Wert von etwas weniger als 3 kHz. angeordnet sind, so daß jede der Komponenten f33 bis einen eindeutigen Frequenzwert hat, der sich von jeder der übrigen Frequenzkomponenten fj bis f40 unterscheidet. Durch Verwendung von mehrfachen Kode-Frequenzkomponenten für jeden Datenzustand, so daß die Kodekomponenten eines jeden Zustands hinsichtlich der Frequenz im wesentlichen voneinander getrennt sind, ist es weniger wahrscheinlich, daß das Vorhandensein von Rauschen (wie beispielsweise Audiosignalkomponenten, die keine Codierung darstc-len, oder anderes Rauschen) in einem gemeinsamen Detektio^ cand mit einer anderen Kodekomponente eines gegebenenen Datenzustands mit der Detektion der übrigen Komponenten dieses Datenzustands interferriert. /
In anderen Ausführungsformen ist es vorteilhaft, die Symbole durch mehrfache Frequenzkomponenten darzustellen, beispielsweise durch 10 Kode-Töne oder Frequenzkomponenten, die keinen gleichförmigen Abstand in der Frequenz aufweisen und die von Symbol zu Symbol nicht den gleichen Versatz haben. Wenn eine integrale Beziehung zwischen Kode-Frequenzen für ein Symbol durch Gruppieren der Töne vermieden wird, werden die Effekte von Zwischenfrequenzüberlagerungen und Raumauslöschungen, d. h. von Stellen, an denen Echos von Raumwänden mit korrekter Dekodierung interferieren, reduziert.
Die folgenden Sätze von Kodeton-Frequenzkomponenten für die vier Symbole (0, 1, S und E) werden zum Vermindern der Effekte von Raumauslöschungen angegeben, wobei fj bis fjg die jeweiligen Kode-Frequenzkomponenten eines jeden der vier Symbole bedeuten (ausgedrück in Hertz):
Allgemein gesagt, variiert der spektrale Gehalt des Kodes in den oben angegebenen Beispielen relativ wenig, wenn der DSP 104 seinen Ausgang von einem der Datenzustände S, E, 0 und 1 / zu einem anderen hiervon umschaltet. Nach einem Aspekt der / vorliegenden Erfindung ist bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen jede Kode-Frequenzkomponente eines jeden Symbols mit einer Frequenzkomponente eines jeden anderen Datenzustandes gepaart, so daß der Unterschied zwischen ihnen geringer ist als die kritische Bandbreite dafür. Für ein beliebiges Paar reiner Töne ist die kritische Bandbreite ein Frequenzbereich, innerhalb dessen der Frequenzunterschied zwischen den beiden Tönen verändert werden kann, ohne die Lautheit wesentlich zu erhöhen. Da der Frequenzabstand zwischen benachbarten Tönen im Falle eines jeden Datenzustands S, E 0 und 1 der gleiche ist und da jeder Ton eines jeden Datenzustands S, E, 0 und 1 jeweils mit einem Ton eines jeden anderen davon gepaart ist, so daß der Unterschied der Frequenz dazwischen geringer ist als die kritische Bandbreite für dieses Paar, gibt es im wesentlichen keine Veränderung in der Lautheit beim Übergang von einem der Datenzustände S, E, 0 und 1 zu irgendeinem anderen davon, wenn sie als Ton reproduziert werden. Darüberhinaus wird durch Minimieren des Frequenzunterschieds zwischen den Kodekomponenten eines jeden Paars die relative Wahrscheinlichkeit der Detektierung eines jeden Datenzustands bei seinem Empfang nicht wesentlich durch die Frequenzeigenschaften des Übertragungswegs beeinflußt. Ein weiterer Nutzen beim Paaren von Komponenten unterschiedlicher Datenzustände, so daß sie in der Frequenz relativ dicht beieinanderliegen, besteht darin, daß eine Verdeckungsbewertung, die für eine Kodekomponente eines ersten Datenzustands ausgeführt wird, für eine entsprechende Komponente eines nächsten Datenzustands im wesentlichen genau ist, wenn ein Umschalten der Zustände stattfindet.
Alternativ wird aus dem nicht gleichmäßigen Kodeton-Abstandsschema zur Minimierung der Effekte vom Raumauslöschungen deutlich, daß die für jede für der Kode-Frequenzkomponenten f1 bis fjg ausgewählten Frequenzen um eine Frequenz herum gruppiert f sind, beispielsweise sind die Frequenzkomponenten für 1γ, f2 / und f3 in der Nähe von 1.055 Hz, 1.180 Hz und 1.340 Hz angeord-/ net. Insbesondere weisen bei dieser beispielhaften Ausführungsform die Töne einen gegenseitigen Abstand des zweifachen der FFT-Auflösung auf, wobei beispielsweise für eine Auflösung von 4 Hz die Töne im gegenseitigen Abstand von 8 Hz dargestellt sind und so gewählt sind, daß sie sich in der Mitte des Frequenzbereichs eines FFT-Bereichs befinden. Weiterhin wird die Reihenfolge der unterschiedlichen Frequenzen, die den Kode-Frequenzkomponenten fj bis f^g zum Darstellen der unterschiedlichen Symbole 0, 1, S und E zugewiesen sind, in jeder Gruppierung verändert. Beispielsweise entsprechen die Frequenzen, die für die Komponenten fj, f2 und f^ gewählt sind, den Symbolen (0, 1, S, E), (S, E, 0, 1) bzw. (E, S, 1, 0) von der niedrigsten zur höchsten Frequenz, d.h. (1046,9, 1054,7, 1062,5, 1070,3), (1179,7, 1187,5, 1195,3, 1203,1), (1328,1, 1335,9, 134,3,8, 1351,6). Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß selbst dann, wenn eine Raumauslöschung auftritt, die mit dem korrekten Empfang einer Kodekomponente interferiert, im allgemeinen der gleiche Ton aus jedem der Symbole eliminiert wird, so daß es leichter ist, ein Symbol von den übrigen Komponenten zu dekodieren. Im Gegensatz dazu ist es schwieriger, das Symbol korrekt zu dekodieren, wenn eine Raumauslöschung eine Komponente von einem Symbol eliminiert, aber nicht von einem anderen Symbol.
In einer alternativen Ausführungsform können entweder mehr oder weniger als vier separate Datenzustände oder Symbole für die Kodierung verwendet werden. Auch kann jeder Datenzustand oder jedes Symool durch mehr oder weniger als 10 Kodetöne dargestellt werden, und obwohl es bevorzugt wird, daß die gleiche Anzahl von Tönen zur Darstellung eines jeden Datenzustands verwendet wird, ist es nicht in jeder Anwendung wesentlich, daß die Anzahl der Kodetöne, die zur Darstellung eines jeden Datenzustands verwendet werden, die gleiche ist. Vorzugsweise f unterscheidet sich jeder der Kodetöne in seiner Frequenz von Sillen anderen Kodetönen, um die Wahrscheinlichkeit zu maximie-/ ren, daß jeder der Datenzustände beim Dekodieren unterschieden werden kann. Es ist allerdings nicht in allen Anwendungen wesentlich, daß keine der Frequenzen der Kodetöne bei zwei oder mehr Datenzuständen gleich sind.
Fig. 5 ist ein funktionales Blockdiagramm, auf das bei der Erklärung der Kodierungsfunktion, die in der Ausführungsform nach Fig. 3 erfolgt, Bezug genommen wird. Wie oben erwähnt, erhält der DSP 104 Daten vom Hauptprozessor 90, die die Folge von Datenzuständen, die durch den DSP 104 jeweils als Gruppen von Kode-Frequenzkomponenten abzugeben sind, bezeichnen. Vorzugsweise erzeugt der DSP 104 eine Suchtabelle von Zeitbereichsdarstellungen für jede der Kode-Frequenzkomponenten fj bis f^g, die er dann in seinem RAM speichert, der durch den Speicher 110 in Fig. 5 dargestellt wird. Ansprechend auf die vom Hauptrechner 90 erhaltenen Daten erzeugt der DSP 104 eine jeweilige Adresse, die er auf eine Adresseneingabe vom Speicher 110, in Fig. 5 mit 112 bezeichnet, anwendet, um den Speicher 110 zur Ausgabe von Zeitbereichsdaten für jede der 10 Frequenzkomponenten zu veranlassen, die dem zu diesem Zeitpunkt auszugebenden Datenzustand entsprechen.
Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 6, die ein funktionales Blockdiagramm zur Erläuterung bestimmter durch den DSP 104 ausgeführter Operationen zeigt, speichert der Speicher 110 eine Folge von Zeitbereichswerten für jede der Frequenzkomponenten eines jeden Symbols S, E, 0 und 1. In dieser speziellen Ausführungsform wird eine ausreichend große Anzahl von Zeitbereichssignalen, da die Kode-Frequenzkomponenten im Bereich von etwa 2 kHz bis hin zu etwa 3 kHz liegen, für jede der Frequenzkomponenten f1 bis f40 im Speicher 110 gespeichert, so daß sie mit einer größeren Geschwindigkeit ausgegeben werden können, als die Nyquist-Frequenz der Kodekomponente mit der höchsten Frequenz ist. Die Zeitbereichs-Kodekomponenten werden / mit einer entsprechend großen Geschwindigkeit aus dem Speicher / 110 ausgegeben, der die Zeitbereichskomponenten für jede der Kode-Frequenzkomponenten, die eine vorbestimmte Zeitdauer darstellen, speichert, so daß (n) Zeitbereichskomponenten für jede der Kode-Frequenzkomponenten fj bis f^g für (n) Zeitintervalle t} bis tn gespeichert werden, wie Fig. 6. zeigt. Wenn beispielsweise das Symbol S während eines gegebenen Signalin-tervalls während des ersten Intervalls t} zu kodieren ist, gibt der Speicher 110 die Zeitbereichskomponenten f1 bis f10, die diesem Intervall entsprechen, aus, so wie sie im Speicher 110 gespeichert sind. Während des nächsten Intervalls werden die Zeitbereichskomponenten fj bis fjg für das Intervall t2 vom Speicher 110 ausgegeben. Dieser Vorgang setzt sich sequenziell für die Intervalle t3 bis tn und zurück bis tj fort, bis die Zeitdauer des kodierten Symbols S abgelaufen ist.
Bei bestimmten Ausführungsformen werden anstelle einer Ausgabe aller 10 Kodekomponenten, d.h. beispielsweise f3 bis f10, während eines Zeitintervalls nur solche Kodekomponenten ausgegeben, die innerhalb der kritischen Bandbreite der Töne des Au-diosignals liegen. Dies ist eine im allgemeinen konservative Vorgehensweise, um die Unhörbarkeit der Kodekomponenten sicherzustellen.
Es sei nochmals auf Fig. 5 Bezug genommen. Der DSP 104 dient auch dazu, die Amplituden der Zeitbereichskomponenten, die vom Speicher 110 ausgegeben werden, einzustellen, so daß die Kode-Frequenzkomponenten, wenn sie als Ton wiedergegeben werden, durch die Komponenten des Audiosignals, in das sie eingefügt sind, verdeckt werden, so daß sie für das menschliche Gehör unhörbar sind. Folglich wird der DSP 104 auch mit dem am Eingangsanschluß 94 anliegenden Audiosignal versorgt, nachdem dies in geeigneter Weise gefiltert und von der analogen in digitale Form umgewandelt ist. Insbesondere weist der Kodierer / nach Fig. 3 ein analoges Bandfilter 120 auf, welches dazu dient, Audiosignal-Frequenzkomponenten im wesentlichen zu ent-/ fernen, die sich außerhalb eines Bandes befinden, das für die Bewertung der Verdeckungseignung des aufgenommenen Audiosig-nals von Interesse ist und das sich in der vorliegenden Aus-führungsform von etwa 1,5 kHz bis etwa 3,2 kHz erstreckt. Das Filter 120 dient weiterhin zur Entfernung von Hochfrequenzkom-ponenten aus dem Audiosignal, die Bandüberlappungs- bzw. Alia-sing-Effekte verursachen könntne,· wenn das Signal anschließend durch einen Analog-Digital-Wandler (A/D) 124 digitalisiert wird, der mit einer ausreichend großen Abtastfrequenz arbeitet .
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird das digitalisierte Audiosignal durch den A/D-Wandler 124 zum DSP 104 gegeben, wo das Pro-grammaudiosignal, wie in Fig. 5 mit 130 bezeichnet, einer Frequenzbereichstrennung unterworfen wird. In dieser speziellen Ausführungsform wird die Frequenzbereichstrennung als schnelle Fourier-Transformation (FFT) ausgeführt, die periodisch mit oder ohne zeitweiser Überlappung durchgeführt wird, um aufeinanderfolgende Frequenzbereiche zu erzeugen, die jeweils eine vorbestimmte Frequenzbreite aufweisen. Zur Absonderung der Frequenzkomponenten des Audiosignals stehen weitere Techniken zur Verfügung, beispielsweise die Wellentransformation (wave-let-transform) , die diskrete Walsh-Hadamard-Tre.nsformation, die diskrete Hadamard-Transformation, die diskrete Kosinus-Transformation sowie unterschiedliche digitale Filterungstechniken.
Wenn der DSP 104 die Frequenzkomponenten des digitalisierten Audiosignals in die aufeinanderfolgenden Frequenzbereiche aufgeteilt hat, wie oben erläutert, kommt er zur Bewertung der Eignung von verschiedenen, im Audiosignal vorhandenen Frequenz komponenten hinsichtlich der Verdeckung der unterschiedlichen Kodekomponenten, die vom Speicher 110 ausgegeben wer- r den, und zur Erzeugung jeweiliger Amplituden-Einstellfaktoren,/ die dazu dienen, die Amplituden der unterschiedlichen Kode- /
Frequenzkomponenten so einzustellen, daß sie durch das Pro-gramm-Audiosignal verdeckt werden, wenn sie als Ton wiedergegeben werden, damit sie für das menschliche Gehör unhörbar sind. Diese Vorgänge sind in Fig. 5 durch Block 134 dargestellt.
Für Audiosignalkomponenten, die im wesentlichen simultan mit den Kode-Frequenzkomponenten sind, die sie verdecken sollen (wobei sie aber den Kode-Frequenzkomponenten um eine kurze Zeitspanne vorausgehen), wird die Verdeckungseignung der Pro-grammaudiokomponenten auf einer tonalen Basis bewertet, wie auch auf einer Schmalband-Verdeckungsbasis und auf einer Breitband-Verdeckungsbasis, wie nachfolgend beschrieben wird.
Für jede Kode-Frequenzkomponente, die zu einem gegebenen Zeitpunkt vom Speicher 110 ausgegeben wird, wird eine tonale Verdeckungseignung für jede aus einer Anzahl von Audiosignal-Fre-quenzkomponenten bewertet, auf der Grundlage des Energieniveaus in jedem der entsprechenden Bereiche, in den diese Komponenten fallen, als auch auf der Grundlage der Frequenzbeziehung eines jeden Bereichs zur jeweiligen Kode-Frequenzkomponente. Die Bewertung kann in jedem Fall (tonal, schmalbandig und breitbandig) die Form eines Amplitudeneinstellfaktors oder einer sonstigen Maßnahme annehmen, wodurch es möglich ist, der Kodekomponente eine Amplitude zuzuweisen, so daß die Kodekomponente durch das Audiosignal verdeckt wird. Alternativ kann die Bewertung eine gleitende tonale Analyse sein.
Im Falle der Schmalbandverdeckung wird in dieser Ausführungsform für jede betreffende Kode-Frequenzkomponente der Energiegehalt von Frequenzkomponenten unterhalb eines vorbestimmten Niveaus innerhalb eines vorbestiramten Frequenzbands einschließlich der entsprechenden Kode-Frequenzkomponente bewertet, um eine separate Bewertung der Verdeckungseignung abzu- /' leiten. Bei bestimmten Ausführungen wird die Möglichkeit der / Schmalbandverdeckung auf der Basis des Energiegehalts von den- / jenigen Audiosignal-Frequenzkomponenten gemessen, die unterhalb des durchschnittlichen Energieniveaus des Bereichs innerhalb des vorbestimmten Frequenzbandes liegen. Bei dieser Ausführung werden die Energieniveaus der Komponenten unterhalb der Energieniveaus der Komponenten, die unterhalb der Durch-schnittsenergie des Bereichs (als Komponentenschwelle) liegen, aufsummiert, um ein schmalbandiges Energieniveau zu erzeugen, wobei ansprechend hierauf eine entsprechende Schmalband-Ver-deckungsbewertung für die jeweilige Ködekomponente identifiziert wird. Stattdessen kann ein unterschiedliches Schmalband-Energieniveau erzeugt werden, indem eine andere Komponentenschwelle als das durchschnittliche Energieniveau ausgewählt wird. In anderen Ausführungsformen wird das durchschnittliche Energieniveau sämtlicher Audiosignalkomponenten innerhalb des vorbestimmten Frequenzbandes als schmalbandiges Energieniveau verwendet, um der jeweiligen Kodekomponente eine Schmalband-Verdeckungsbewertung zuzuweisen. In noch anderen Ausführungsformen wird stattdessen der gesamte Energiegehalt der Audiosignalkomponenten innerhalb des vorbestimmten Frequenzbandes verwendet, während bei anderen Ausführungsformen ein minimales Komponentenniveau innerhalb des vorbestimmten Frequenzbandes für diesen Zweck verwendet wird.
Schließlich wird bei bestimmten Ausführungsformen der Breit-band-Energiegehalt des Audiosignals bestimmt, um die Eignung des Audiosignals zum Verdecken der jeweiligen Kode-Frequenzkomponente auf einer Breitband-Verdeckungsbasis zu bewerten.
In dieser Ausführungsform basiert die Breitband-Verdeckungsbewertung auf dem minimalen Schmalband-Energieniveau, das im Verlaufe der oben beschriebenen Schmalband-Verdeckungsbewertungen gefunden wird. Das heißt, daß wenn vier getrennte vorbestimmte Frequenzbänder im Verlaufe der oben beschriebenen Bewertung der Schmalbandverdeckung untersucht werden, und wenn / Breitbandrauschen das minimale Schmalband-Energieniveau unter allen vier vorbestimmten Frequenzbändern (ganz gleich wie die- / se bestimmt worden sind) beinhaltet, dann wird dieses minimale Schmalband-Energieniveau mit einem Faktor multipliziert, der gleich dem Verhältnis des von allen vier schmalen Bändern aufgespannten Frequenzbereichs zur Bandbreite des vorbestimmten Frequenzbands mit dem minimalen Schmalband-Energieniveau ist.
Das resultierende Produkt gibt ein zulässiges, gesamtes Kode-Leistungsniveau an. Wenn dieses gesamte zulässige Kode-Leistungsniveau mit P bezeichnet wird und der Kode zehn Kodekomponenten beinhaltet, wird jeder ein Amplitudeneinstellfaktor zugewiesen, um ein Komponentenleistungsniveau zu erzielen, das um 10 dB geringer ist als P. In einer alternativen Ausführungsform wird das Breitbandrauschen für ein vorbestimmtes, relativ breites Band, das die Kodekomponenten umfaßt, durch Auswählen einer der oben besprochenen Techniken zum Abschätzen des Schmalband-Energieniveaus berechnet, wobei aber stattdes-sen die Audiosignalkomponenten über das vorbestimmte, relativ breite Band hinweg verwendet werden. Wenn das Breitbandrauschen in der gewählten Weise bestimmt ist, wird jeder Kodekomponente eine entsprechende Breitband-Verdeckungsbewertung zugewiesen.
Anschließend wird der Amplitudeneinstellfaktor für jede Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage ausgewählt, daß die tonale, die schmalbandige oder die breitbandige Verdeckungsbewertung das höchstzulässige Niveau der jeweiligen Komponente ergibt. Dies maximiert die Wahrscheinlichkeit dafür, daß jede Kode-Frequenzkomponente von Rauschen, das kein Audiosignal darsteilt, unterschieden werden kann, während gleichzeitig sichergestellt wird, daß die jeweilige Kode-Frequenzkomponente verdeckt wird, so daß sie durch das menschliche Gehör nicht wahrgenommen werden kann.
Die Amplitudenei’" :ellfaktoren werden für jede der tonalen, / schmalbandigen urd breitbandigen Verdeckung auf der Grundlage / der folgenden Fa en und Umstände ausgewählt. Im Falle der / tonalen Verdeckung werden die Faktoren auf der Grundlage der Frequenzen der Audiosignalkomponenten zugewiesen, deren Verdeckungseignungen gerade bewertet werden, und der Frequenz bzw. der Frequenzen der zu verdeckenden Kodekomponenten. Darüber hinaus schafft ein gegebenes Audiosignal über irgendein ausgewähltes Intervall die Möglichkeit, eine gegebene Kodekomponente innerhalb desselben Intervalls (d.h. simultanes Verdecken) mit einem maximalen Niveau zu verdecken, das größer ist als das, mit dem das gleiche Audiosignal über dem gewählten Intervall in der Lage ist, die gleiche Kodekomponente, die vor oder nach dem gewählten Intervall auftritt (d.h. nichtsimultanes Verdecken) zu verdecken. Die Bedingungen, unter denen das kodierte Audiosignal von einer Zuhörerschaft oder einer sonstigen Hörergruppe wahrgenommen wird, je nachdem, werden bevorzugt ebenfalls in die Betrachtung eingezogen. Wenn beispielsweise das Tonsignal einer Fernsehsendung kodiert werden soll, werden vorzugsweise die Verzerrungseffekte einer typischen Hörumgebung in die Betrachtung einbezogen, da in derartigen Umgebungen bestimmte Frequenzen stärker gedämpft werden als andere. Aufnahme- und Wiedergabegeräte (wie beispielsweise graphische Equalizer) können ähnliche Effekte verursachen. Mit der Umgebung und mit der technischen Ausrüstung zusammenhängende Effekte können dadurch kompensiert werden, daß Einstellfaktoren mit genügend geringer Amplitude gewählt werden, um zu gewährleisten, daß ein Verdecken unter den erwarteten Bedingungen stattfindet.
In bestimmten Ausführungsformen wird nur entweder die tonale oder die schmalbandige oder aber die breitbandige Verdeckungseignung bewertet. In anderen Ausführungsformen werden zwei dieser unterschiedlichen Arten der Verdeckungseignung bewertet, wogegen in noch anderen Ausführungsformen alle drei verwendet werden. ,·
In bestimmten Ausführungsformen wird eine gleitende tonale Analyse verwendet, um die Verdeckungseignung des Audiosignals zu bewerten. Eine gleitende tonale Analyse genügt im allgemeinen den Verdeckungsmaßstäben für Schmalbandrauschen, Breitbandrauschen und einzelne Töne, ohne daß eine Klassifizierung des Audiosignals erforderlich ist. Bei der gleitenden tonalen Analyse wird das Audiosignal als Satz diskreter Töne angesehen, die jeweils in einem FFT-Frequenzbereich zentriert sind.
Im allgemeinen wird bei der gleitenden tonalen Analyse zunächst die Leistung des Audiosignals in jedem FFT-Bereich berechnet. Dann werden für jeden Kodierungston die Verdeckungswirkungen der diskreten Töne des Audiosignals in jedem FFT-Bereich, der in der Frequenz von solchen Kodierungstönen um nicht mehr als die kritische Bandbreite des Audiotons getrennt ist, auf der Grundlage der Audiosignalleistung in jedem derartigen Bereich bewetet, wobei die Verdeckungsbeziehungen für Einzeltonverdeckung verwendet werden. Die Verdeckungswirkungen aller relevanter diskreter Töne des Audiosignals werden für jeden Kodierungston aufsummiert und dann entsprechend der Anzahl von Tönen innerhalb der kritischen Bandbreite der Audio-signaltöne und der Komplexität des Audiosignals eingestellt.
Wie nachfolgend beschrieben wird, basiert die Komplexität des Programmmaterials in bestimmten Ausführungsformen empirisch auf dem Verhältnis der Leistung in den relevanten Tönen des Audiosignals und der Wurzel aus der Summe der Quadrate der Leistungen in diesen Audiosignaltönen. Die Komplexität dient zur Berücksichtigung der Tatsache, daß das Schmalbandrauschen und das Breitbandrauschen jeweils wesentlich bessere.Verdek-kungswirkungen besitzen als man sie aus einer einfachen Addition der Töne erhält, die zur Abbildung des schmalbandigen und breitbandigen Rauschens verwendet werden.
Bei bestimmten Ausführungsformen, bei denen eine gleitende / tonale Analyse verwendet wird, wird eine vorbestimmte Anzahl / von Abtastwerten des Audiosignals zunächst einer umfangreichen / FFT unterworfen, die eine große Auflösung bringt, aber eine längere Verarbeitungszeit erfordert. Anschließend werden aufeinanderfolgende Abschnitte der vorbestimmten Anzahl von Abtastwerten einer relativ weniger umfangreichen FFT unterworfen, die schneller ist, aber eine geringere Auflösung bringt.
Die aufgrund der umfangreichen FFT bestimmten Amplitudenfaktoren werden mit denen zusammengeführt, die mit denen aus den weniger umfangreichen FFTs resultieren, was im allgemeinen einer zeitlichen Gewichtung der umfangreichen FFT mit einer höheren "Frequenzgenauigkeit" durch die größere "Zeitgenauigkeit" der weniger umfangreichen FFT entspricht.
In der Ausführungsform nach Fig. 5 stellt der DSP 104 die Amplitude' einer jeden Kode-Frequenzkomponente entsprechend ein, wie durch den funktionalen Block "Amplitudeneinstellung" 114 angegeben ist, sobald ein geeigneter Amplitudeneinstellfaktor für jede der Kode-Frequenzkomponenten, die vom Speicher 110 ausgegeben werden, ausgewählt worden ist. Bei anderen Ausführungsformen wird jede Kode-Frequenzkomponente anfänglich erzeugt, so daß ihre Amplitude dem jeweiligen Einstellfaktor entspricht. Unter Bezugnahme auch auf Fig. 6 werden bei dem Amplitudeneinstellvorgang des DSP 104 bei dieser Ausführungsform die zehn, die aus den Werten fj bis f4g der Kode-Frequenz-komponenten im Zeitbereich für das aktuelle Zeitintervall t1 bis tn ausgewählt sind, mit einem jeweiligen Amplitudeneinstellfaktor GÄi bis Ga1q multipliziert, und anschließend addiert der DSP 104 die hinsichtlich ihrer Amplitude eingestellten Zeitbereichskomponenten, um ein zusammengesetztes Kodesignal zu erzeugen, das an seinem Ausgang 106 bereitgestellt wird.
Das zusammengesetzte Kodesignal wird, wobei auf Fig. 3 und 5 Bezug genommen sei, mit einem Digital/Analog-Wandler (DAC) 140 in analoge Form umgewandelt und an einen ersten Eingang einer Summierschaltung 142 gegeben. Die Summierschaltung 142 erhält das Audiosignal vom Eingangsanschluß 94 an einem zweiten Ein- / gang und addiert das zusammengesetzte, analoge Kodesignal zu / «/ dem analogen Audiosignal und gibt ein kodiertes Audiosignal an einen Ausgang 146.
Bei (Radio-)Rundfunkanwendungen moduliert das kodierte Audiosignal eine Trägerwelle und wird dann abgestrahlt. Bei NTSC-Fernsehsendeanwendungen moduliert die kodierte Audiosignalfre-quenz einen Unterträger und wird mit einem zusammengesetzten Videosignal gemischt, so daß das kombinierte Signal zum Modulieren eines Rundfunkträgers für die drahtlose Ausstrahlung verwendet wird. Diese Radio- und Fernsehsignale können selbstverständlich ebenfalls über Kabel (z.B. über herkömmliche oder über optische Faserkabel), über Satelliten oder in sonstiger Weise übertragen werden. Bei anderen Anwendungen kann das kodierte Audiosignal entweder für den Vertrieb in aufgezeichneter Form oder für eine anschließende Sendung oder sonstige Weiterverbreitung aufgezeichnet werden. Kodierte Audiosignale können auch für Punkt-zu-Punkt-Übertragungen verwendet werden.
Es bieten sich hierbei zahlreiche andere Anwendungen sowie Sende- und AufZeichnungstechniken an.
Fig. 7A bis 7C zeigen Ablaufplane zur Erläuterung eines Softwareprogramms, das vom DSP 104 ausgeführt wird, um die Bewertung der oben beschriebenen tonalen, schmalbandigen und breitbandigen Bewertungsfunktionen zu implementieren. Fig. 7A zeigt eine Hauptschleife des Softwareprogramms des DSP 104. Das Programm wird durch einen Befehl vom Haupt- bzw. Zentralrechner 90 initiiert (Schritt 150), worauf der DSP 104 seine Hardware-Register initialisiert (Schritt 152) und dann zu Schritt 154 geht, um ungewichtete Kodekomponentendaten im Zeitbereich zu berechnen, wie in Fig. 6 dargestellt, die dann im Speicher abgelegt werden, um nach Bedarf ausgelesen zu werden, um die Kodekomponenten im Zeitbereich zu erzeugen, wie oben , erläutert. In einer alternativen Ausführungsform kann dieser Schritt wegge .ssen werden, wenn die Kodekomponenten permanent/, in einem ROM oder einem sonstigen nicht flüchtigen Speicher / abgelegt werden. Es ist auch möglich, die Kodekomponentendaten bei Bedarf zu berechnen, wobei dies allerdings die benötigte Rechenleistung vergrößert. Eine weitere Alternative besteht darin, ungewichtete Kodekomponenten in analoger Form zu erzeugen und dann die Amplituden der analogen Komponenten mittels Gewichtungsfaktoren einzustellen, die von einem digitalen Rechner erzeugt werden.
Wenn die Zeitbereichsdaten berechnet und gespeichert sind, übermittelt der DSP 104 in Schritt 156 eine Anforderung an den Hauptrechner 90, um eine nächste Meldung zu kodieren. Die Meldung besteht aus einer Kette von Zeichen, Integer-Zahlen oder einem sonstigen Satz von Datensymbolen, die die von dem DSP 104 in einer durch die Meldung vorbestimmten Reihenfolge abzugebenden Kodekomponentengruppen eindeutig identifizieren. In einer anderen Ausführungsform bestimmt der Hauptrechner in Kenntnis der Ausgangsdatenrate des DSP selbst, wann eine nächste Meldung an den DSP abzugeben ist, indem ein geeigneter Zeitgeber gesetzt wird und die Meldung abgegeben wird, sobald ein Zustand eintritt, der einer Zeitüberschreitung entspricht.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform wird ein Dekodierer mit dem Ausgang des DSP 104 gekoppelt, um die abgegebenen Kodekomponenten aufzunehmen, diese zu dekodieren und die Meldung an den Hauptprozessor zurückzuleiten, wie sie vom DSP abgegeben wird, so daß der Hauptrechner bestimmen kann, wann eine weitere Meldung an den DSP 104 abzugeben ist. In noch anderen Ausführungsformen werden die Funktionen des Hauptprozessors 90 und des DSP 104 von einem einzelnen Prozessor ausgeführt.
Sobald die nächste Meldung vom Hauptrechner empfangen worden ist, anschließend an Schritt 156, geht der DSP dazu über, die Kodekomponenten f,"r jedes Symbol der Meldung in der richtigen < Reihenfolge zu er ^.igen und die kombinierten, gewichteten Ko- / de-Frequenzkompor.enten an seinem Ausgang 106 bereitzustellen, j
Dieser Vorgang wird durch eine in Fig. 7A mit 160 bezeichnete Schleife dargestellt.
Nach dem Eintreten in die mit 160 bezeichnete Schleife aktiviert der DSP 104 Zeitgeberunterbrechungen 1 und 2 und geht dann in ein Unterprogramm "Berechnen der Gewichtsfaktoren", das in Zusammenhang mit den Ablaufplanen der Fig. 7B und 7C beschrieben wird. Es sei zunächst auf Fig. 7B Bezug genommen. Nach dem Eintritt in das Unterprogramm 162 zum Berechnen der Gewichtsfaktoren bestimmt der DSP zunächst, ob eine ausreichende Anzahl von Abtastwerten des Audiosignals gespeichert sind, um zu ermöglichen, daß eine hochauflösende FFT durchgeführt wird, um den spektralen Gehalt des Audiosignals während eines am wenigstens lange zurückliegenden, vorbestimmten Au-diosignalintervalls zu analysieren, wie mit Schritt 163 bezeichnet. Beim Anlaufen des Verfahrens müssen zunächst eine ausreichende Anzahl von Abtastwerten des Audiosignals angesammelt werden, um die FFT durchführen zu können. Wenn allerdings eine überlappende FFT verwendet wird, brauchen während aufeinanderfolgender Durchgänge durch die Schleife entsprechend weniger Datenwerte gespeichert werden, bevor die nächste FFT ausgeführt wird.
Wie aus Fig. 7B hervorgeht, bleibt der DSP in einer kleinen Schleife am Schritt 163 und wartet auf die notwendige Ansammlung der Abtastwerte. Bei jeder Zeitgeberunterbrechung 1 liefert der A/D 124 einen neuen digitalisierten Abtastwert des Programmaudiosignals, das in einem Datenpufferspeicher des DSP 104 angesammelt wird, wie durch das Unterprogramm 164 in Fig.
7A angedeutet ist.
Sobald eine genügend große Anzahl von Datenwerten durch den DSP angesammelt ist, wobei erneut auf Fig. 7B Bezug genommen sei, geht die Verarbeitung weiter zu Schritt 168, wo die oben erwähnte, hochauflösende FFT auf die Abtastwerte der Audiosi- , gnaldaten aus den am wenigsten lange zurückliegenden Audiosi-gnalintervall angewendet wird. Danach wird ein jeweiliger Gewichtungsfaktor oder Amplitudeneinstellfaktor für jede der zehn Kode-Frequenzkomponenten in dem Symbol das gerade kodiert wird, berechnet, wie mit 170 bezeichnet. In einem weiteren Schritt 172 wird in der oben erläuterten Weise derjenige der durch die hochauflösende FFT (Schritt 168) erzeugten Frequenzbereiche bestimmt, der die Eignung besitzt, das höchste Niveau der jeweiligen Kodekomponente auf einer Einzeltonbasis zu verdecken (die "tonale Dominante").
Unter Bezugnahme auf Fig. 7C wird in einem Schritt 176 der Gewichtungsfaktor für die tonale Dominante bestimmt und für einen Vergleich mit relativen Verdeckungseigenschaften, die die schmalbandige und breitbandige Verdeckung bieten, gespeichert, und wird, wenn es sich herausstellt, daß es sich um die effektivste Verdeckung handelt, als Gewichtungsfaktor zum Einstellen der Amplitude der aktuellen Kode-Frequenzkomponente verwendet. In einem nachfolgenden Schritt 180 wird in der oben beschriebenen Weise eine Bewertung der schmalbandigen und breitbandigen Verdeckungseignungen ausgeführt. Danach wird in einem Schritt 182 bestimmt, ob die schmalbandige Verdeckung die beste Eignung zur Verdeckung der jeweiligen Kodekomponente besitzt, und wenn ja, wird der Gewichtungsfaktor in einem Schritt 184 auf der Grundlage der schmalbandigen Verdeckung mit einem Update versehen. In einem anschließenden Schritt 186 wird bestimmt, ob die breitbandige Verdeckung die beste Eignung zum Verdecken der jeweiligen Kode-Frequenzkomponente besitzt, und wenn ja, wird in einem Schritt 190 der Gewichtungsfaktor für die jeweilige Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der breitbandigen Verdeckung eingestellt. Anschließend wird in Schritt 192 bestimmt, ob Gewichtsfaktoren für jede einzelne der Kode-Frequenzkomponenten ausgewählt worden sind, die gegenv.^-tig auszugeben sind, um das aktuelle Symbol darzustellen, ur.ü wenn nicht, wird die Schleife erneut initi- / iert, um einen Gewichtungsfaktor für die nächste Kode-Frequenzkomponente auszuwählen. Wenn allerdings die Gewichtsfak-toren für sämtliche Komponenten ausgewählt worden sind, wird das Unterprogramm beendet, wie Schritt 194 angibt.
Bei Auftreten einer Zeitgeberunterbrechung 2 geht der Ablauf zu einem Unterprogramm 200, in dem die in Fig. 6 erläuterten Funktionen ausgeführt werden. Das bedeutet, daß im Unterprogramm 200 die Gewichtsfaktoren, die im Verlauf des Unterprogramms 162 berechnet wurden, dazu verwendet werden, die jeweiligen Zeitbereichswerte des aktuellen, auszugebenden Symbols zu multiplizieren, wobei die gewichteten Kodekomponentenwerte des Zeitbereichs addiert und als gewichtetes, zusammengesetztes Kodesignal an den DAC 140 ausgegeben werden. Jedes Kodesymbol wird während einer vorgegebenen Zeitspanne ausgegeben, nach.deren Verstreichen der Ablauf vom Schritt 202 zum Schritt 156 zurückkehrt.
Fig. 7D und 7E zeigen Ablaufpläne, die eine Implementierung der gleitenden tonalen Analysetechnik zum Bewerten der Verdeckungswirkungen eines Audiosignals erläutern. Bei Schritt 702 werden Variablen initialisiert, beispielsweise die Größe hinsichtlich der Datenwerte einer umfangreichen FFT und einer weniger umfangreichen FFT, die Anzahl der weniger umfangrei- -chen FFTs in einer umfangreichen FFT sowie die Anzahl von Kodetönen je Symbol, beispielsweise 2048, 256, 8 und 10.
In den Schritten 704 bis 708 wird eine Anzahl von Abtastwerden analysiert, die einer umfangreichen FFT entspricht. Bei Schritt 704 werden die Abtastwerte des Audiosignals erhalten. Bei Schritt 706 wird die Leistung im Programmaterial in jedem FFT-Bereich erhalten. Im Schritt 708 wird die zulässige Kodetonleistung in jedem entsprechenden FFT-Bereich für jeden der Töne gewonnen, wobei die Wirkungen aller relevanten Audiosi- / gnaltöne innerhalb dieses Bereichs berücksichtigt wird. Das /
AblaufSchema nach Fig. 7E zeigt den Schritt 708 in größerem Detail.
In den Schritten 710 bis 712 wird eine Anzahl von Abtastwerten analysiert, die einer weniger umfangreichen FFT entspricht, in ähnlicher Weise wie in den Schritten 706 bis 708 im Falle einer umfangreichen FFT. Bei Schritt 714 werden die zulässigen Kodeleistungen, die aufgrund der umfangreichen FFT in Schritt 708 und der weniger umfangreichen FFT in Schritt 712 gefunden worden sind, für den Teil der Abtastwerte zusammengeführt, die einer weniger umfangreichen FFT unterworfen worden waren. Bei Schritt 716 werden die Kodetöne mit dem Audiosignal gemischt, um ein kodiertes Audiosignal zu erzeugen, und bei Schritt 718 wird das kodierte Audiosignal an den DAC 140 weitergegeben.
Bei Schritt 720 wird entschieden, ob die Schritte 710 bis 718 zu wiederholen sind, d.h. ob es Teile von Audio-Abtastwerten gibt, die einer umfangreichen FFT, aber nicht einer weniger umfangreichen FFT unterzogen worden sind. Anschließend wird in Schritt 722 eine nächste Anzahl von Abtastwerten entsprechend einer umfangreichen FFT analysiert, sofern weitere Audiosi-gnal-Abtastwerte vorhanden sind.
Fig. 7E zeigt Einzelheiten für die Schritte 708 und 712, wobei die zulässige Kodeleistung in jedem FFT-Bereich berechnet * * wird. Im allgemeinen bildet diese Vorgehensweise das Audiosignal dahingehend ab, daß es einen Satz von Tönen (siehe nachstehendes Beispiel) umfaßt, berechnet den Verdeckungseffekt eines jeden Audiosignaltons für jeden Kodes, summiert die Verdeckungswirkungen und nimmt Einstellungen bezüglich der Dichte der Kodetöne und der Komplexität des Audiosignals vor.
Bei Schritt 752 wird das interessierende Band festgelegt. Die zum Kodieren verwendete Bandbreite sei beispielsweise 800 Hz / bis 3200 Hz und die Abtastfrequenz 44100 Werte/Sekunde. Der Startbereich beginnt bei 800 Hz, und der Endbereich endet bei / 3200 Hz.
Bei Schritt 754 wird die Verdeckungswirkung von jedem relevanten Audiosignalton für jeden Kode in diesem Bereich bestimmt, indem die Verdeckungskurve für einen einzelnen Ton verwendet wird, und indem die Breite des FFT-Bereichs des Audiosignals von ungleich Null durch Bestimmen (1) eines ersten Verdek-kungswerts basierend auf der Annahme, daß sich die gesamte Audiosignalleistung am oberen Ende des Bereichs befindet, und (2) eines zweiten Verdeckungswerts basierend auf der Annahme, daß sich die gesamte Audiosignalleistung am unteren Ende des Bereichs befindet, und anschließendes Auswahlen des kleineren Wertes der genannten ersten und zweiten Verdeckungswerte, kompensiert wird.
Fig. 7F zeigt eine Näherung einer Einzelton-Verdeckungskurve für einen Audiosignalton mit einer Frequenz von fPGM, die in diesem Beispiel etwa 2200 Hz beträgt, gemäß Zwislocki, J. J., "Masking: Experimental and Theoretical Aspects of Simultane-ous, Forward, Backward and Central Masking" ("Verdecken: Experimentelle und theoretische Aspekte von simultanem, Vorwärts-, Rückwärts- und zentralem Verdecken"), 1978, in Zwicker et al., ed., Psvchoacoustics: Facts and Models. Seiten 283-316, Springer-Verlag, New York. Die Breite des kritischen Bandes (CB) wird durch Zwislocki wie folgt definiert:
Kritisches Band = 0,002 * fpGH*'^ + 100
Mit den folgenden Definitionen, wobei "Verdeckung" der Audiosignalton sei, BRKPOINT =0,3 / +/- 0,3 kritische Bänder/ PEAKFAC = 0,025119 / -16 dB von der Verdeckung/ / BEATFAC = 0,002512 / -26 dB von der Verdeckung/ / mNEG =2,40 / -24 dB je kritisches Band/ j mPOS =-0,70 /-7 dB je kritisches Band/ cf = Kodefrequenz mf = Verdeckungsfrequenz cband = kritisches Band um fp^ kann der Verdeckungsfaktor, mFaktor, wie folgt berechnet werden :
brkpt = cband + BRKPOINT
wenn auf der negativen Steigung der Kurve nach Fig. 7F, mfactor = PEAKFAC * 10**(mNEG* mf-brkpt-cf)/cband) wenn auf dem ebenen Teil der Kurve nach Fig. 7F,
mfactor = BEATFAC
wenn auf der positiven Steigung der Kurve nach Fig. 7F, mfactor = PEAKFAC * 10**(mPOS * cf-brkpt-mf)/cband).
Insbesondere wird ein erster mFaktor berechnet basierend auf der Annahme, daß sich die gesamte Audiosignalleistung am unteren Ende ihres Bereichs befindet, anschließend wird ein zweiter mFaktor berechnet, basierend auf der Annahme, daß sich die gesamte Audiosignalleistung am oberen Ende ihres Bereichs befindet, und es wird der kleinere dieser beiden mFaktor-Werte als der durch diesen Audiosignalton für den gewählten Kodeton erzeugte Verdeckungswert gewählt. In Schritt 754 wird dieses Verfahren für jeden relevanten Audiosignalton für jeden Kodeton durchgeführt.
/
In Schritt 756 wird jeder Kodeton durch jeden der Verdeckungs-/ faktoren, die den Audiosignaltönen entsprechen, eingestellt. „/
In dieser Ausführungsform wird der Verdeckungsfaktor mit der Audiosignalleistung in dem relevanten Bereich multipliziert.
In Schritt 758 wird das Ergebnis der Multiplikation der Verdeckungsfaktoren mit der Audiosignalleistung für jeden Bereich aufsummiert, um eine zulässige Leistung für jeden Kodeton zu erhalten.
In Schritt 760 werden die zulässigen Kodetonleistungen eingestellt, und zwar im Hinblick auf die Kodetöne innerhalb einer kritischen Bandbreite auf beiden Seiten des Kodetons, der gerade bewertet wird, und hinsichtlich der Komplexität des Au-diosignals. Die Anzahl der Kodetöne innerhalb des kritischen Bandes, CTSUM, wird gezählt. Der Einstellfaktor, ADJFAC, ergibt sich durch:
ADJFAC = GLOBAL * (PSUM/PRSS)1,5 /CTSUM
wobei GLOBAL ein Abschwächungsfaktor ist, der die Kodierungsungenauigkeit aufgrund von zeitlichen Verzögerungen bei der FFT-Ausführung berücksichtigt, (PSUM/PRSS) ein empirischer Korrekturfaktor für die Komplexität ist, und 1/CTSUM lediglich bedeutet, daß die Audiosignalleistung auf alle Kodetöne, die sie verdecken soll, aufgeteilt wird. PSUM ist die Summe der Verdeckungstonleistungsniveaus, die der Verdeckung desjenigen Kodetons zugeordnet wird, dessen ADJFAC gerade bestimmt wird.
Die Wurzel aus der Summe der Quadrate der Leistungen (PRSS) ergibt sich aus 2 PRSS = SQRT(Σ (P^ ), i = FFT-Bereiche in dem Band i
Unter der Annahme, daß eine insgesamt vorhandene Verdeckungstonleistung in -;nem Band gleichmäßig auf beispielsweise ei- / nen, zwei und drei Töne verteilt wird, ergibt sich: /
PRSS ist daher ein Maß dafür, ob die Verdeckungsleistung eher in Form eines Spitzenwerts (zunehmende Werte) oder in Form einer breiteren Verteilung (abnehmende Werte) des Programmaterials vorliegt.
In Schritt 762 in Fig. 7E wird bestimmt, ob sich noch weitere Bereiche in dem interessierenden Band befinden, und wenn ja, wird wie oben beschrieben vorgegangen.
Nachfolgend werden einige Beispiele für Verdeckungsberechnungen angegeben. Es wird ein Audiosignalsymbol bei 0 dB angenommen, so daß die bereitgestellten Werte die maximalen Kodeton-leis tungen in bezug auf die Audiosignalleistung sind. Es sind vier Fälle vorhanden: ein einzelner Ton mit 2500 Hz; drei Töne bei 2000, 2500 und 3000 Hz; schmalbandiges Rauschen, modelliert als 75 Töne innerhalb des kritischen Bandes und zentriert bei 2600 Hz, d.h. 75 Töne, die gleichmäßig mit 5 Hz beabstandet im Bereich von 2415 bis 2785 Hz liegen; und breitbandiges Rauschen, modelliert als 351 Töne, die gleichmäßig mit 5 Hz beabstandet im Bereich von 1750 Hz bis 3250 Hz liegen. Für jeden Fall wird ein mittels einer gleitenden tonalen Analyse (sliding tonal analysis, STA) berechnetes Ergebnis mit einem berechneten Ergebnis verglichen, das aus einer Auswahl der besten Analyse unter der Einzelton-, Schmalbandrausch- und Breitbandrauschanalyse erhalten wird.
Beispielsweise liegt in der gleitenden tonalen Analyse (STA) für den Einzeltonfall der Verdeckungston bei 2500 Hz, was einer kritischen Bandbreite von 0,002 * 2500^ + 100 = 350 Hz entspricht. Die Übergangspunkte der Kurve in Fig. 7F liegen bei 2500 ± 0,3*350 oder 2395 und 2605 Hz. Die Kodefrequenz von 1976 liegt ersichtlich auf dem Abschnitt mit negativer Steigung der Kurve nach Fig. 7F, so daß der Verdeckungsfaktor wird: mfactor = 0,025119 * io'2,4 * (2500-105-1976)/350
= 3,364 * 10"5 = -44,7 dB
Da es drei Kodetöne innerhalb des kritischen Bandes von 1976 Hz gibt, wird die Verdeckungsleistung zwischen diesen aufgeteilt :
3,364 * 10~5 / 3 = -49,5 dB
Dieses Ergebnis wird auf die -50 dB gerundet, die im oberen linken Teil der Berechnungstabelle der Abtastwerte dargestellt sind.
In der "Beste von 3"-Analyse wird eine tonale Verdeckung gemäß dem Einzeltonverfahren berechnet, das oben in Zusammenhang mit Fig. 7F erläutert ist.
In der "Beste von 3"-Analyse wird eine Schmalbandrausch-Ver-deckung berechnet, indem zunächst die mittlere Leistung über ein kritisches Band berechnet wird, das auf der Frequenz des interessierenden Kodetons zentriert ist. Töne mit einer Leistling, die größer ist als die mittlere Leistung, werden nicht als Teil des Rauschens angesehen, und werden entfernt. Die Summe der verbleibenden Leistung ist die Schmalband-Rauschleistung. Die maximal zulässige Kodetonleistung beträgt -6 dB der Schmalband-Rauschleistung für alle Kodetöne innerhalb einer kritischen Bandbreite des interessierenden Kodetons.
In der "Beste von 3"-Analyse wird die Breitbandrausch-Verdek-kung berechnet, indem die Schmalband-Rauschleistung für kritische Bänder berechnet wird, die bei 2000 Hz, 2280 Hz, 2600 Hz und 2970 Hz zentriert sind. Die kleinste sich ergebende Schmalband-Rauschleistung wird mit dem Verhältnis der gesamten Bandbreite zu der entsprechenden kritischen Bandbreite multipliziert, um die Breitband-Rauschleistung zu finden. Wenn beispielsweise das bei 2600 Hz zentrierte Band mit einer kritischen Bandbreite von 370 Hz ds Minimum darstellt, wird dessen Schmalband-Rauschleistung mit 1322 Hz/370 Hz = 3,57 multipliziert, um die Breitband-Rauschleistung zu erhalten. Die zulässige Kodetonleistung beträgt -3 dB der Breitband-Rauschleistung. Wenn zehn Kodetöne vorhanden sind, beträgt die maximal r zulässige Leistung für jeden 10 dB weniger bzw. -13 dB der / Breitband-Rauschleistung. . (
Die Berechnungen nach der gleitenden tonalen Analyse entsprechen ersichtlich im allgemeinen den "Beste von 3"-Berechnungen, was anzeigt, daß die gleitende tonale Analyse ein robustes Verfahren ist. Außerdem sind die durch die gleitende tonale Analyse im Falle von Mehrfachtönen erzielten Ergebnisse besser, d.h. sie lassen größere Kodetonleistungen zu als im Falle der "Beste von 3"-Analyse, was anzeigt, daß die gleitende tonale Analyse selbst für Fälle geeignet ist, die nicht genau in eine der "Beste von 3"-Berechnungenpassen.
Nachfolgen auf Fig. 8 Bezug nehmend, ist eine Ausführungsform eines Kodierers in Blockform dargestellt, bei dem analoge Schaltungen verwendet werden. Der analoge Kodierer erhält ein Audiosignal in analoger Form an einem Eingangsanschluß 210, von dem das Audiosignal als Eingang an N Komponentenerzeugungsschaltungen 220j bis 200jj weitergegeben wird, von denen jede eine Kodekomponente C1 bis CN erzeugt. Aus Gründen der Einfachheit und Klarheit der Darstellung sind lediglich die Komponentenerzeugungsschaltungen 220j und 220B in Fig. 8 dargestellt. Um die Kodekomponenten eines jeweiligen Datensymbols, die in das Audiosignal zur Erzeugung eines kodierten Audiosi-gnals eingefügt werden sollen, in steuerbarer Weise zu erzeugen, ist jede Komponentenerzeugungsschaltung mit einem jeweiligen Dateneingangsanschluß 222^ bis 222N versehen, der als Aktivierungseingang für die jeweilige Komponentenerzeugungsschaltung dient. Jedes Symbol wird als Teilmenge der Kodekomponenten Cj bis CN kodiert, indem ein Aktivierungssignal auswählbar an bestimmte, einzelne Komponentenerzeugungsschaltun-gen 220^ bis 220^ angelegt wird. Die erzeugten Kodekomponenten, die einem jeden Datensymbol entsprechen, werden als Eingänge an eine Summiersc cung 226 geleitet, die das Eingangsaudio-signal vom Eingangsanschluß 210 an einem weiteren Eingang erhält, und die dazu dient, die Kodekomponenten zum Eingangsau- / diosignal zu addieren, um das kodierte Audiosignal zu erzeu- / gen, das sie an einem ihrer Ausgänge abgibt. «a/
Die einzelnen Komponentenerzeugungsschaltungen sind in einander ähnlicher Weise aufgebaut und beinhalten jeweils eine Gewichtsfaktorbestimmungsschaltung 230} bis 230n, einen jeweiligen Signalgenerator 232j bis 232^ und einen jeweiligen Umschaltkreis 234j bis 234jj. Jeder der Signalgeneratoren 232^ bis 232N erzeugt eine jeweils unterschiedliche Kodekompontenfre-quenz und leitet die erzeugte Komponente an den jeweiligen Umschaltkreis 234j bis 234N, von denen jeder mit einem zweiten, an Erde angeschlossenen Eingang sowie einen Ausgang aufweist, der an einen Eingang einer jeweiligen Multiplizierungsschal-tung 236} bis 236^ angeschlossen ist. Ansprechend auf den Erhalt eines Aktivierungseingangs an ihren jeweiligen Dateneingangsanschlüssen 222^ bis 222N koppelt jeder der Umschaltkreise 234^ bis 234N den Ausgang seines jeweiligen Signalgenerators 232^ bis 232s an den Eingang der jeweils entsprechenden Multi-plizierungsschaltung 236^ bis 236^. In Abwesenheit eines Aktivierungssignals am Dateneingang koppelt dagegen jeder Umschaltkreis 234^ bis 234n seinen Ausgang an den geerdeten Eingang, so daß sich der Ausgang des entsprechenden Multiplizierers 236j bis 236N auf 0 befindet.
Jede Gesichtsfaktorbestimmungsschaltung 230^ bis 230^ dient dazu, die Eignung von Frequenzkomponenten des Audiosignals innerhalb eines entsprechenden Frequenzbands davon im Hinblick auf die Abdeckung der Kodekomponente zu bewerten, die von dem entsprechenden Signalerzeuger 232^ bis 232^ erzeugt worden ist, um einen Gewichtsfaktor zu erzeugen, den sie als Eingang an die entsprechende Multiplizierungsschaltung 236j bis ,236N weitergibt, um die Amplitude der entsprechenden Kodekomponente einzustellen, damit gewährleistet ist, daß diese durch den Abschnitt des Audiosignals, der durch die Gewichtsfaktorbestimmungsschal tung bewertet worden ist, verdeckt wird. Weiterhin auf Fig. 9 Bezug nehmend, ist der Aufbau einer jeden Ge- / Wichtsfaktorbestimmungsschaltung 230^ bis 230N in Blockform / erläutert, wobei eine beispielhafte Schaltung 230 angegeben / ist. Die Schaltung 230 beinhaltet ein Verdeckungsfilter 240, das ein Audiosignal an einem Eingang davon erhält und dazu dient, den Abschnitt des Audiosignals, der zum Erzeugen eines Gewichtsfaktors, der zu dem jeweiligen Multiplizierer 236j bis 236N geleitet wird, verwendet wird, abzutrennen. Die Eigenschaften des Verdeckungsfilters sind weiterhin so ausgewählt, daß die Amplituden der Audiosignal-Frequenzkomponenten entsprechend ihrer relativen Eignungen zum Abdecken der jeweiligen Kodekomponente gewichtet werden.
Der vom Verdeckungsfilter 240 gewählte Teil des Audiosignals wird an eine Absolutwertschaltung 242 gegeben, die ein Ausgangssignal erzeugt, das einem Absolutwert eines Teils des Signals innerhalb des durch das Verdeckungsfilter 240 hindurchgegangenen Frequenzbands darstellt. Der Ausgang der Absolutwertschaltung 242 wird als Eingang an einen Skallierungs-verstärker 244 gegeben, dessen Verstärkung so gewählt ist, daß er ein Ausgangssignal erzeugt, das nach Multiplizierung mit dem Ausgangswert des entsprechenden Schalters 234j bis 234M eine Kodekomponente am Ausgang des entsprechenden Multiplizierers 236^ bis 236N erzeugt, die gewährleistet, daß die multiplizierte Kodekomponente durch den ausgewählten Teil des vom Verdeckungsfilter 240 durchgelassenen Audiosignals verdeckt wird, wenn das kodierte Audiosignal als Ton wiedergegeben wird. Jede Gewichtsfaktorbestimmungsschaltung 2301 bis 230N erzeugt daher ein Signal, das eine Bewertung der Eignung des ausgewählten Teils des Audiosignals zum Verdecken der entsprechenden Kodekomponente darstellt.
In anderen Ausführungsformen analoger Kodierer gemäß der vorliegenden Erfindung sind mehrere Gewichtsfaktorbestimmungsschaltungen für jeden Kodekomponentengenerator vorhanden, und jede der mehrfachen Gewichtsfaktorbestimmungsschaltungen, die einer gegebenen Kodekomponente entspricht, bewertet die Eig- / nung eines unterschiedlichen Teils des Audiosignals zum Ver- / decken dieser speziellen Komponente, wenn das kodierte Audio-signal als Ton wiedergegeben wird. Beispielsweise kann eine Anzahl derartiger Gewichtsfaktorbestimmungsschaltungen vorhanden sein, von denen jede die Eignung eines Teils des Audiosignals zum Verdecken der jeweiligen Kodekomponente, wenn das kodierte Audiosignal als Ton wiedergegeben wird, innerhalb eines relativ schmalen Frequenzbands bewertet (so daß die Au-diosignalenergie innerhalb eines solchen Bandes mit großer Wahrscheinlichkeit aus einer Einzelfrequenzkomponente besteht) . Es kann auch eine weitere Gewichtsfaktorbestimmungsschaltung für die gleiche jeweilige Kodekomponente vorgesehen sein, um die Eignung der Audiosignalenergie innerhalb eines kritischen Bandes, das die Kodekomponentenfrequenz als mittlere Frequenz hat, zum Verdecken der Kodekomponente wenn das kodierte Audiosignal als Ton wiedergegeben wird, bewertet werden .
Außerdem sei angemerkt, obwohl die unterschiedlichen Elemente der Ausführungsform nach Fig. 8 und 9 mittels analoger Schaltungen implementiert sind, daß die gleichen Funktionen, die durch derartige analoge Schaltungen ausgeführt werden, auch ganz oder teilweise in Form von digitalen Schaltkreisen implementiert sein können.
Dekodieren
Nachfolgend wird auf Dekodierer und Verfahren zum Dekodieren .eingegangen, die sich speziell zum Dekodieren von Audiosigna-len eignen, die durch die vorstehend beschriebenen Techniken gemäß der Erfindung kodiert sind, wie auch allgemein zum Dekodieren von in Audiosignalen enthaltenen Kodes, so daß die Kodes basierend auf der Amplitude davon unterschieden werden können. In Übereinstimmung mit bestimmten Merkmalen der vorliegenden Erfindung und unter Bezugnahme auf das funktionale / Blockdiagramm nach Fig. 10 wird das Vorhandensein einer oder / mehrerer Kodekomponenten in einem kodierten Audiosignal durch Aufstellen einer erwarteten Amplitude bzw. von Amplituden für die eine oder mehrere Kodekomponente(n) detektiert, ausgehend von dem Audiosignalniveau und/oder einem Rauschniveau, das kein Audiosignal ist, wie durch den funktionalen Block 250 angegeben. Ein oder mehrere Signale, die eine solche erwartete Amplitude oder Amplituden darstellen, werden bereitgestellt, wie in Fig. 10 mit 252 bezeichnet, um das Vorhandensein der Kodekomponente durch Detektieren eines Signals zu bestimmen, welches der erwarteten Amplitude bzw. der Amplituden entspricht, wie durch den funktionalen Block 252 angegeben ist. Dekodierer gemäß der vorliegenden Erfindung eignen sich besonders gut zum Erfassen des Vorhandenseins von Kodekomponenten, die .durch andere Komponenten des Audiosignals verdeckt sind, da die Amplitudenbeziehung zwischen den Kodekomponenten und den übrigen Audiosignalkomponenten in einem gewissen Maße vorbestimmt ist.
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm eines Dekodierers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei digitale Signalverarbeitung zum Extrahieren von Kodes aus kodierten Audiosignalen eingesetzt wird, die von dem Dekodierer in analoger Form erhalten werden. Der Dekodierer nach Fig. 11 hat einen Eingangsanschluß 260 zum Aufnehmen des kodierten analogen Audiosignals, das beispielsweise ein von einem Mikrophon aufgenommenes Signal oder auch eine Fernsehoder Radio-Rundfunksendung sein kann, die von einem Empfänger als Ton wiedergegeben wird, oder schließlich auch kodierte analoge Audiosignale, die in Form von elektrischen Signalen unmittelbar von einem derartigen Empfänger kommen. Solche kodierten analogen Audiosignale können auch durch Wiedergabe eines in Form einer Kompakt-Disk oder Bandkassette aufgezeichneten Tons erzeugt werden. Analoge KonditionierungsSchaltungen 262 sind an den Eingang 260 angeschlossen, um das kodierte / analoge Audiosignal zu erhalten, .und dienen dazu, eine Signal- /
Verstärkung, eine automatische Verstärkungsregelung und eine Anti-Aliasing-Tiefpaßfilterung vor der Analog/Digital-Wandlung vorzunehmen. Zusätzlich dienen die analogen Konditionierungsschaltungen 262 dazu, einen Bandpaß-Filtervorgang auszuführen, um zu gewährleisten, daß die dadurch abgegebenen Signale auf einen Frequenzbereich beschränkt sind, in dem die Kodekomponenten auftreten können. Die analogen Konditionierungsschaltungen 262 geben die verarbeiteten analogen Audiosignale an einen Analog/Digital-Wandler (A/D) 263 ab, der die erhaltenen Signale in digitale Form wandelt und sie zu einem digitalen Signalprozessor (DSP) 266 weitergibt, der die digitalisierten analogen Signale verarbeitet, um das Vorhandensein von Kodekomponenten zu detektieren, und die Kodesymbole detektiert, die sie darstellen. Der digitale Signalprozessor 266 ist mit einem Speicher 270 verbunden (enthaltend sowohl Programm- als auch Datenspeicherbereiche) und mit Eingabe/Ausgabe-Schaltun-gen (I/O) 272, um externe Befehle zu erhalten (beispielsweise einen Befehl zum Initiieren des Dekodierens oder einen Befehl zum Ausgeben gespeicherter Kodes) und um dekodierte Meldungen auszugeben.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des digitalen Dekodierers nach Fig. 11 zum Dekodieren von mittels der Vorrichtung nach Fig. 3 kodierten Audiosignalen beschrieben. Die analogen Konditionierungsschaltungen 262 dienen zur Bandfilterung der kodierten Audiosignale, wobei sich ein Durchlaßbereich von etwa 1,5 kHz bis 3,1 kHz erstreckt, und der DSP 266 die gefilterten analogen Signale mit einer entsprechend hohen Frequenz abtastet. Das digitalisierte Audiosignal wird dann durch den DSP 266 durch FFT-Verarbeitung in Frequenzkomponentenbereiche ("bins") aufgetrennt. Insbesondere wird eine überlappende, ausschnittartige (Fenster-)FFT auf eine vorbestimmte Anzahl von am wenigsten lange zurückliegenden Datenpunkten angewen- / det, so daß eine neue FFT periodisch bei Erhalt einer ausrei- / chenden Anzahl von neuen Abtastwerten ausgeführt wird. Die /
Daten werden gewichtet, wie nachstehend noch erläutert wird, und die FFT wird zur Erzeugung einer vorbestimmten Anzahl von Frequenzbereichen ausgeführt, die jeweils eine vorbestimmte Breite haben. Die Energie B(i) eines jeden Frequenzbereichs in einem die Kodekomponentenfrequenzen umfassenden Bereich wird durch den DSP 266 berechnet.
Eine Rauschniveauschätzung wird um jeden Bereich herum ausgeführt, in dem eine Kodekomponente auftreten kann. Wenn der Dekodierer nach Fig. 11 zum Dekodieren von durch die Ausführungsform nach Fig. 3 kodierten Signalen verwendet wird, sind demnach 40 Frequenzbereiche vorhanden, innerhalb von denen eine Kodekomponente auftreten kann. Für einen jeden solchen Frequenzbereich wird ein Rauschniveau wie folgt abgeschätzt. Zunächst wird eine Durchschnittsenergie E(j) in den Frequenzbereichen innerhalb eines Ausschnitts oder Fensters, der sich in der Frequenz oberhalb und unterhalb des speziell interessierenden Frequenzbereichs j (d.h. des Frequenzbereichs, in dem die Kodekomponente auftreten kann) nach der folgenden Beziehung berechnet:
wobei i = (j-w) -> (j+w) und w die Erstreckung des Ausschnitts oberhalb und unterhalb des interessierenden Bereichs in Anzahlen von Bereichen angibt. Dann wird ein Rauschniveau. NS(j) im Frequenzbereich j nach der folgenden Formel geschätzt:
wobei Bn(i) gleich B(i) (dem Energieniveau in Bereich i) ist, wenn B(i) < E(j) und B(i) ansonsten gleich Null ist, und wobei δ(i) gleich 1, wenn B(i) < E{j) und 5(i) ansonsten gleich Null ist.
Das bedeutet, daß angenommen wird, daß die Rauschkomponenten diejenigen Komponenten einschließen, deren Niveau unterhalb des durchschnittlichen Energieniveaus innerhalb des speziellen Ausschnitts, der den interessierenden Bereich umgibt, liegt, und daher Audiosignalkomponenten einschließen, die unterhalb dieses durchschnittlichen Energieniveaus fallen.
Wenn das Rauschniveau für den interessierenden Bereich abgeschätzt ist, wird ein Signal/Rausch-Verhältnis SNR(j) für diesen Bereich geschätzt, indem das Energieniveau B(j) in dem interessierenden Bereich durch das geschätzte Rauschniveau NS(j) dividiert wird. Die Werte von SNR(j) werden sowohl zum Detektieren des Vorhandenseins und der Zeitfolge (des Timings) der Synchronisationssymbole als auch des Zustands von Datensymbolen, wie nachfolgend erläutert, verwendet. Unterschiedliche Techniken können eingesetzt werden, um Audiosignalkomponenten von der Betrachtung als Kodekomponenten auf einer statistischen Basis zu eliminieren. Beispielsweise kann angenommen werden, daß der Bereich mit dem höchsten Signal/Rausch-Verhältnis eine Audiosignalkomponente beinhaltet. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, diejenigen Bereiche mit einem SNR(j)-Wert oberhalb eines vorbestimmten Werts auszuschließen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, diejenigen Bereiche von der Betrachtung zu eliminieren, die die höchsten und/oder die niedrigsten SNR(j)-Werte haben.
Wenn sie zum Detektieren des Vorhandenseins von Kodes in mittels der Vorrichtung nach Fig. 3 kodierten Audiosignalen verwendet wird, sammelt die Vorrichtung nach Fig. 11 Daten an, die das Vorhandensein von Kodekomponenten in jedem der interessierenden Bereiche in wiederholter Weise für wenigstens ei- / nen größeren Teil des vorbestimmten Intervalls, in dem ein i
Kodesymbol gefunden werden kann, angeben. Das vorstehende Verfahren wird demgemäß mehrere Male wiederholt, und für jeden interessierenden Bereich werden über diesen zeitlichen Rahmen Daten bezüglich des Vorhandenseins von Komponenten angesammelt .
Techniken zum Aufstellen geeigneter Detektionszeitrahmen auf der Grundlage der Verwendung von Synchronisierungskodes werden nachfolgend im einzelnen erläutert. Sobald der DSP 266 derar-tige Daten während des relevanten Zeitrahmens angesammelt hat, bestimmt er in der nachstehend erläuterten Weise, welches der möglichen Kodesignale in dem Audiosignal vorhanden war. Der DSP 266 speichert dann das detektierte Kodesymbol im Speicher 270 gleichzeitig mit einer Zeitmarke zum Identifizieren der Zeit, zu der das Symbol detektiert wurde, und zwar auf der Basis eines internen Zeitgebersignals des DSP.
Ansprechend auf einen geeigneten Befehl an den DSP 266, der über den I/O-Kreis 272 erhalten wird, veranlaßt der DSP dann den Speicher 270 zur Ausgabe der gespeicherten Kodesymbole und Zeitmarken über die I/O-Kreise 272.
Die Ablaufpläne der Fig. 12A und 12B erläutern die Folge von Operationen, die der DSP 266 beim Dekodieren eines Symbols ausführt, das in dem analogen Audiosignal, das am Eingangsanschluß 260 erhalten wird, kodiert ist. Zunächst auf Fig. 12A Bezug nehmend, geht der DSP 266 bei der Initialisierung des Decodierungsvorgangs bei einem Schritt 450 in eine Hauptprogrammschleife hinein, wobei er eine Flagge SYNCH setzt, so daß der DSP 266 zunächst einen Vorgang startet, um das Vorhandensein der Synchronisierungssymbole E und S in dem Eingangs-Au-diosignal in einer vorbestimmten Meldungsreihenfolge zu detek-tieren. Nach Ausführung des Schritts 450 ruft der DSP 266 ein Unterprogramm DET auf, das im Ablaufplan nach Fig. 12B erläu- / tert ist, um nach dem Vorhandensein von Kodekomponenten zu suchen, die die Synchronisierungssymbole im Audiosignal darstellen.
Nachfolgend auf Fig. 12B Bezug nehmend, sammelt und speichert der DSP in einem Schritt 454 in wiederholter Weise Abtastwerte des Eingangs-Audiosignals, bis eine ausreichende Anzahl gespeichert ist, um die oben beschriebene FFT auszuführen. Sobald dies ausgeführt ist, werden die gespeicherten Daten einer Gewichtsfunktion unterworfen, beispielsweise einer quadratischen Kosinus-Gewichtsfunktion, einer Kaiser-Besselfunktion, einer Gauß- bzw. Poisson-Funktion, einer Hanning-Funktion oder einer sonstigen geeigneten Gewichtsfunktion, wie mit Schritt 456 angegeben, um einen Datenausschnitt zu bilden. Wenn allerdings die Kodekomponenten ausreichend deutlich sind, ist ein Gewichten nicht erforderlich. Die ausschnittartigen Daten werden dann einer überlappten FFT unterworfen, wie mit Schritt 460 angegeben.
Sobald die FFT ausgeführt ist, wird in einem Schritt 462 die SYNCH-Flagge getestet, um festzustellen, ob sie gesetzt ist (in diesem Fall wird ein Synchronisierungssymbol erwartet) oder zurückgesetzt ist (in diesem Fall wird ein Datenbitsymbol erwartet). Da anfangs der DSP die SYNCH-Flagge setzt, um das Vorhandensein von Kodekomponenten zu detektieren, die Synchronisationssymbole darstellen, geht das Programm zu einem Schritt 466, in dem die Frequenzbereichsdaten, die mittels der FFT in Schritt 460 erhalten wurden, ausgewertet werden, um festzustellen, ob diese Daten das Vorhandensein von -Komponenten anzeigen, die ein E-Synchronisierungssymbol oder ein S-Synchronisierungssymbol darstellen.
Zum Zwecke der Erfassung des Vorhandenseins und des Timings von Synchronisationssymbolen wird zunächst die Summe der Werte von SNR(j) für jedes mögliche Synchronisationssymbol und Da- j tensymbol bestimmt. Zu einem gegebenen Zeitpunkt während des /
Vorgangs des Detektierens der SynchronisationsSymbole wird ein spezielles Symbol erwartet. Als erster Schritt des Detektierens des erwarteten Symbols wird bestimmt, ob die Summe von dessen entsprechenden SNR(j)-Werten größer ist als jeder der anderen. Wenn dies der Fall ist, wird eine Erfassungsschwelle auf der Basis der Rauschniveaus in den Frequenzbereichen, die Kodekomponenten enthalten können aufgestellt. Das bedeutet, da zu jedem gegebenen Zeitpunkt nur ein Kodesymbol in dem kodierten Audiosignal enthalten ist, daß nur ein Viertel der interessierenden Bereiche Kodekomponenten enthalten. Die übrigen drei Viertel enthalten Rauschen, d.h. Programmaudiokomponenten und/oder Störenergie. Die Erfassungsschwelle wird als Mittelwert der Werte SNR(j) für alle 40 interessierenden Frequenzbereiche erzeugt, kann aber mit einem Multiplikationsfaktor eingestellt werden, um die Auswirkungen von Umgebungsrauschen zu berücksichtigen und/oder eine beobachtete Fehlerrate zu kompensieren .
Wenn die Erfassungsschwelle in dieser Weise aufgestellt ist, wird die Summe der Werte SNR(j) des erwarteten Synchronisationssymbols mit der Erfassungsschwelle verglichen, um zu bestimmen, ob sie größer ist als diese Schwelle oder nicht. Wenn dies der Fall ist, wird eine gültige Erfassung des erwarteten Synchronisationssymbols festgestellt. Sobald dies geschehen ist, wie im Schritt 470 angegeben, kehrt das Programm zur Hauptverfahrensschleife nach Fig. 12A zum Schritt 472 zurück, wo bestimmt wird (wie nachfolgend erläutert), ob ein Muster der dekodierten Daten vorbestimmte Qualifizierungskr-iterien erfüllt. Wenn nicht, kehrt die Verarbeitung zum Schritt 450 zurück, um die Suchp nach dem Vorhandensein eines Synchronisationssymbols in dem Audiosignal erneut zu beginnen; wenn aber diese Kriterien erfüllt sind, wird bestimmt, ob das erwartete , Synchronisationsmuster (d.h. die erwartete Folge der Symbole E und S) vollständig erhalten und detektiert worden ist, wie in Schritt 474 angegeben. /
Nach dem ersten Durchgang durch das Unterprogramm DET sind allerdings unzureichende Daten gesammelt worden, um festzustellen, ob das Muster die Qualifizierungskriterien erfüllt, so daß vom Schritt 474 die'Verarbeitung zum Unterprogramm DET zurückkehrt, um eine weitere FFT und Auswertung hinsichtlich des Vorhandenseins eines Synchronisierungssymbols durchzuführen. Nachdem das Unterprogramm DET eine vorbestimmte Anzahl von Malen durchlaufen worden ist und wenn die Verarbeitung zum Schritt 472 zurückkehrt, bestimmt der DSP, ob die angesammelten Daten die Qualifizierungskriterien für ein Synchronisationsmuster erfüllen.
Das bedeutet, daß wenn DET die vorbestimmte Anzahl von Malen durchlaufen worden ist, eine entsprechende Anzahl von Bewertungen in Schritt 466 des Unterprogramms DET ausgeführt worden sind. Die Anzahl von Malen, wie oft ein "E"-Symbol gefunden worden ist, wird in einer Ausführungsform als Maß für die Menge der "E"-Symbol-Energie während der entsprechenden Zeitspanne verwendet. Es können allerdings stattdessen auch andere Maße der "E"-Symbol-Energie verwendet werden, wie z.B. die Gesamtheit der "E"-Bereich-SNR's, die die durchschnittliche Bereichsenergie überschreiten. Nachdem das Unterprogramm DET erneut aufgerufen ist und eine weitere Bewertung in Schritt 466 aüsgeführt ist, wird im Schritt 472 diese am wenigsten lange zurückliegende Bewertung zu denen hinzuaddiert, die während des vorbestimmten Intervalls angesammelt worden sind, und die älteste Bewertung unter diesen, die zuvor angesammelt worden sind, wird gelöscht. Dieser Vorgang geht während mehrerer Durchgänge durch das DET-Unterprogramm weiter, und im Schritt 472 wird ein Spitzenwert in der "E"-Symbol-Energie gesucht.
Wenn ein solcher Spitzenwert nicht gefunden wird, führt dies zur Feststellung, daß ein Synchronisierungsmuster nicht angetroffen wurde, so daß die Verarbeitung vom Schritt 172 zum /
Schritt 450 zurückkehrt, um die SYNCH-Flagge erneut zu setzten / und die Suche nach einem Synchronisierungsmuster erneut zu / starten.
Wenn allerdings ein solches Maximum der "E"-Signalenergie gefunden worden ist, geht der in Schritt 472 nach dem Unterprogramm DET 452 durchgeführte Bewertungsprozess weiter, wobei jedes Mal die gleiche Anzahl Bewertungen vom Schritt 466 verwendet werden, wobei aber die älteste Bewertung gelöscht wird und die neueste hinzugefügt wird, so daß ein gleitendes Datenfenster für diesen Zweck verwendet wird. Wenn dieses Verfahren fortgesetzt wird, wird nach einer vorbestimmten Anzahl von Durchgängen im Schritt 472 bestimmt, ob ein Überkreuzen vom "E"-Symbol zum "S" aufgetreten ist. Dies wird in einer Ausführungsform als der Punkt bestimmt, an dem die Gesamtheit der SNR's des "S"-Bereichs, resultierend vom Schritt 466 innerhalb des gleitenden Fensters, zuerst die Gesamtheit der SNR's des "E"-Bereichs während des gleichen Intervalls überschreitet. Sobald ein solcher Überkreuzungspunkt gefunden worden ist, f geht die Verarbeitung in der oben beschriebenen Weise weiter, um nach einem Maximum der "S"-Symbol-Energie zu suchen, das durch die größte Anzahl von "S"-Erfassungen innerhalb des gleitenden Datenfensters angezeigt wird. Wenn ein solches Maximum nicht gefunden wird, oder ansonsten das Maximum nicht innerhalb eines erwarteten Zeitrahmens nach dem Maximum der "E"-Symbol-Energie auftritt, geht die Verarbeitung vom Schritt 472 zurück zum Schritt 450, um die Suche nach einem Synchronisationsmuster erneut zu starten.
Wenn die vorgenannten Kriterien erfüllt sind, wird das Vorhandensein eines Synchronisationsmusters im Schritt 474 festgestellt, und die Verarbeitung geht zum Schritt 480, um die erwarteten Bitintervalle basierend auf den "E"- und "S"-Symbol-Energiemaxima und dem erfaßten Überkreuzungspunkt zu bestimmen. Anstelle des vorstehend beschriebenen Verfahrens zum De-tektieren des Vorhandenseins des Synchronisationsmusters kön- / nen auch andere Strategien eingesetzt werden. In einer weite- ren Ausführungsform kann bei einem Synchronisationsmuster, das Kriterien wie die oben bechriebenen nicht erfüllt, aber das ein qualifizierendes Muster annähernd erreicht (d.h. das de-tektierte Muster scheidet nicht eindeutig aus), eine Bestimmung, ob das Synchronisationsmuster detektiert worden ist oder nicht, aufgeschoben werden, wobei die weitere Analyse auf Bewertungen fußt (wie nachfolgend beschrieben), die ausgeführt werden, um das Vorhandensein von Datenbits in erwarteten Datenintervallen festzustellen, die auf das potentielle Synchronisierungsmuster folgen. Auf der Grundlage der Gesamtheit der erfaßten Daten, d.h. sowohl während des zweifelhaften Synchronisationsmusterintervalls als auch während des zweifelhaften Bitintervalls kann eine rückschauende Qualifizierung des möglichen Synchronisationsmusters ausgeführt werden.
Nochmals auf den Ablaufplan nach Fig. 12A Bezug nehmend, wird nach Qualifizierung des Synchronisationsmusters im Schritt 180, wie oben erwähnt, das Bit-Timing auf der Grundlage der beiden Maxima und des Überkreuzpunktes bestimmt. Das bedeutet, daß diese Werte gemittelt werden, um die erwarteten Start- und Endpunkte eines jeden nachfolgenden Datenbitintervalls festzulegen. Sobald dies erfolgt ist, wird in einem Schritt 483 die SYNCH-Flagge zurückgesetzt, um anzuzeigen, daß der DSP dann nach dem Vorhandensein eines der beiden möglichen Bitzustände sucht. Das Unterprogramm DET 452 wird erneut aufgerufen, und unter Bezugnahme auf Fig. 12B wird das Unterprogramm in der gleichen Weise wie oben beschrieben bis zum Schritt 462 ausgeführt, indem der Zustand der SYNCH-Flagge anzeigt, daß ein Bitzustand bestimmt werden sollte, und die Verarbeitung geht dann zum Schritt 486. Im Schritt 486 sucht der DSP nach dem Vorhandensein von Kodekomponenten, die entweder einen Bitzustand von 0 oder einen Bitzustand von 1 in der oben beschrie- / benen Weise anzeigen. /
Sobald dies erfolgt ist, kehrt die Verarbeitung beim Schritt 470 zur Hauptverfahrensschleife der Fig, 12A in Schritt 490 zurück, wo bestimmt wird, ob genügend Daten erhalten worden sind, um den Bitzustand zu bestimmen. Hierfür müssen mehrere Durchgänge durch das Unterprogramm 452 erfolgen, so daß nach dem ersten Durchgang die Verarbeitung ein Unterprogramm DET 452 zurückkehrt, um eine weitere Auswertung auf der Grundlage einer neuen FFT auszuführen. Sobald das Unterprogramm 452 eine vorbestimmte Anzahl von Malen durchlaufen worden ist, werden im Schritt 486 die auf diese Weise gesammelten Daten ausgewertet, um zu bestimmen, ob die erhaltenen Daten entweder einen Zustand von 0, einen Zustand von 1 oder einen unbestimmten Zustand angeben (was unter Verwendung von Paritätsdaten gelöst werden könnte). Das bedeutet, daß die Gesamtheit der "0"-Be-reich-SNR's mit der Gesamtheit der "Γ'-Bereich-SNR's verglichen wird. Der größere der beiden Werte bestimmt den Datenzustand, und wenn die Werte gleich sind, ist der Datenzustand unbestimmt. Wenn in einem alternativen Fall die Gesamtheiten der ”0"-Bereich-SNRs und "l"-Bereich-SNRs nicht gleich sind, sondern ziemlich dicht beieinanderliegen, kann ein unbestimmter Datenzustand erklärt werden. Auch wird dann, wenn eine größere Anzahl von Datensymbolen verwendet wird, das Symbol, für das die höchste SNR-Summierung gefunden worden ist, als das erhaltene Symbol bestimmt.
Wenn die Verarbeitung erneut zum Schritt 490 zurückkehrt, wird die Bestimmung des Bitzustands detektiert und die Verarbeitung geht zu einem Schritt 492 weiter, worin der DSP Daten im Speicher 270 ablegt, die den Zustand des jeweiligen Bits zum Zusammensetzen eines Wortes anzeigen, das eine vorbestimmte Anzahl von Symbolen aufweist, die durch die kodierten Komponenten im aufgenommenen Audiosignal dargestellt werden. Danach , wird in einem Schritt 496 bestimmt, ob die aufgenommenen Daten / sämtliche Bits des kodierten Worts oder der Meldung geliefert haben. Wenn nicht, kehrt die Verarbeitung zum DET-Unterpror / gramm 452 zurück, um den Bitzustand des als nächstes erwarteten MeldüngsSymbols zu bestimmen. Wenn allerdings in Schritt 496 festgestellt wird, daß das letzte Symbol der Meldung aufgenommen worden ist, kehrt die Verarbeitung zum Schritt 450 zurück, um die SYNCH-Flagge zu setzen und nach dem Vorhandensein einer neuen Meldung zu suchen, indem das Vorhandensein von deren Synchronisationssymbolen detektiert wird, wie sie durch die Kodekomponenten des kodierten Audiosignals darge-steilt werden.
Nunmehr auf Fig. 13 Bezug nehmend, werden in bestimmten Aus-fü^rungsformen Audiosignalkomponenten, die keinen Kode darstellen, und/oder anderes Rauschen (in diesem Zusammenhang gemeinsam als "Rauschen" bezeichnet) verwendet, um einen Vergleichswert wie beispielsweise eine Schwelle zu erzeugen, wie durch den funktionalen Block 276 angegeben. Ein oder mehrere Teile des kodierten Audiosignals werden mit dem Vergleichswert verglichen, wie durch den funktionalen Block 277 angegeben, um das Vorhandensein von Kodekomponenten zu detektieren. Vorzugsweise wird das kodierte Audiosignal zuerst verarbeitet, um Komponenten innerhalb des Frequenzbands oder der -bänder zu isolieren, die Kodekomponenten enthalten können, und diese werden dann während einer Zeitspanne angesammelt, um Rauschen herauszumitteln, wie durch den funktionalen Block 278 angegeben .
Nunmehr auf Fig. 14 Bezug nehmend, ist hierbei eine Ausführungsform eines analogen Dekodierers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in Form eines Blockschaltbilds erläutert. Der Dekodierer nach Fig. 14 beinhaltet einen Eingangsanschluß 28v, der mit vier Gruppen von Komponentendetektoren 282, 284, 286 und 288 verbunden ist. Jede Gruppe von Komponentendetektoren 282 bis 288 dient zur Erfassung des Vor- / handenseins von Kodekomponenten in dem Eingangs-Audiosignal, die ein jeweiliges Kodesymbol darstellen. In der Ausführungs- / form nach Fig. 14 ist die Dekodiervorrichtung so eingerichtet, daß sie das Vorhandensein einer beliebigen von 4N Kodekomponenten erfaßt, wobei N eine ganze Zahl ist, so daß der Kode aus vier unterschiedlichen Symbolen besteht, die jeweils durch eine eindeutige Gruppe von N Kodekomponenten dargestellt werden. Demgemäß enthalten die vier Gruppen 282 bis 288 4N Komponentendetektoren.
Eine Ausführungsform von einem der 4N Komponentendetektoren der Gruppen 282 bis 288 ist in Form eines Blockschaltbilds in Fig. 15 dargestellt und dort als Komponentendetektor 290 bezeichnet. Der Komponentendetektor 290 weist einen Eingang 292 auf, der mit dem Eingang 280 des Dekodierers nach Fig. 14 verbunden ist, um das kodierte Audiosignal aufzunehmen. Der Komponentendetektor 290 hat einen oberen Schaltungszweig mit einem Rauschschätzfilter 294, das in einer Ausführungsform die Form eines Bandfilters annimmt, das einen relativ weiten Durchlaßbereich zum Durchlässen von Audiosignalenergie innerhalb eines Bandes aufweist, das auf der Frequenz der jeweiligen Kodekomponente, die zu erfassen ist, zentriert ist. Alternativ und vorzugsweise weist das Rauschschätzfilter 294 statt-dessen zwei Filter auf, von denen eines einen Durchlaßbereich hat, der sich von oberhalb der Frequenz der jeweiligen Kodekomponente, die zu erfassen ist, erstreckt, und ein zweites Filter mit einem Durchlaßbereich mit einem oberen Rand unterhalb der Frequenz der zu erfassenden Kodekomponente, so daß die beiden Filter gemeinsam Energie durchlassen, deren Frequenzen oberhalb und unterhalb der Frequenz der zu erfassenden Komponente liegt, wobei die Frequenzen diese Frequenz zwar nicht einschließen, aber benachbart dazu liegen. Ein Ausgang des Rauschschätzfilters 294 ist mit einem Eingang einer Absolutwertschaltung 296 verbunden, die ein Ausgangssignal erzeugt, das den Absolutwert des Ausgangssignals des Rauschschätzfilters 294 darstellt und an den Eingang eines Integra-^ tors gibt, der die an seinen Eingang gelangenden Signale an- / sammelt, um einen Ausgangswert zu erzeugen, der die Signalenergie innerhalb von Teilen des Frequenzspektrums benachbart zu, aber nicht einschließlich der Frequenz der zu erfassenden Komponente darstellt, und der diesen Wert an einen nicht invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 202 ausgibt, der als logarithmischer Verstärker arbeitet.
Der Komponentendetektor nach Fig. 15 weist weiterhin einen unteren Zweig auf, der ein Signalschätzfilter 306 enthält, welches einen Eingang hat, der mit dem Eingang 292 zum Aufnehmen des kodierten Audiosignals verbunden ist und dazu dient, ein Band von Frequenzen durchzulassen, das wesentlich schmaler als das relativ breite Band des Rauschschätzfilters 294 ist, so daß das Signalschätzfilter 206 Signalkomponenten im wesentlichen nur* bei der Frequenz der zu erfassenden Kodesignalkomponente durchläßt. Das Signalschätzfilter 306 hat einen Ausgang, der an einen Eingang eines weiteren Absolutwertkreises 308 angeschlossen ist, der dazu dient, an seinem Ausgang ein Signal bereitzustellen, das einen Absolutwert des durch das Signalschätzfilter 306 durchgelassenen Signals darstellt. Der Ausgang des Absolutwertkreises 308 ist an einen Eingang eines weiteren Integrators 310 angeschlossen. Der Integrator 310 sammelt die vom Kreis 308 ausgegebenen Werte an, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das die Energie innerhalb eines schmalen Durchlaßbands des Signalschätzfilters während einer vorbestimmten Zeitspanne darstellt.
Beide Integratoren 300 und 310 haben einen Rücksetzungsanschluß, der zur Aufnahme eines gemeinsamen Rücksetzungssignals angeschlossen ist, das an einem Anschluß 312 angelegt wird.
Das Rücksetzungssignal wird von einer in Fig. 14 erläuterten Steuerschaltung 314 geliefert, die das Rücksetzungssignal regelmäßig erzeugt. /
Nochmals auf Fig. 15 Bezug nehmend, wird der Ausgang des Integrators 310 an einen invertierenden Eingang des Verstärkers 302 gegeben, der so wirkt, daß er ein Ausgangssignal erzeugt, das der Differenz zwischen dem Ausgangswert des Integrators 310 und dem des Integrators 300 entspricht. Da der Verstärker 3C2 ein logarithmischer Verstärker ist, wird der Bereich der möglichen Ausgangswerte zusammengedrückt, um den Dynamikbereich des Ausgangs zu reduzieren, um ihn an einen Fensterkomparator 316 zu geben, um das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer Kodekomponente während eines gegebenen Intervalls zu detektieren, welches durch den Steuerkreis 314 über Abgabe des Rücksetzungssignals bestimmt ist. Der Fensterkomparator gibt in dem Fall, daß das von dem Verstärker 302 gelieferte Eingangssignal zwischen eine untere Schwelle, die als feststehender Wert an einem Eingangsanschluß des Komparators 316 für die untere Schwelle anliegt, und eine feststehende obere Schwelle fällt, die an einem Eingangsanschluß des Komparators 316 für die obere Schwelle anliegt, ein Kode-Anwesenheitssignal ab.
Nochmals auf Fig. 14 Bezug nehmend, gibt jeder der N Komponentendetektoren 290 aus jeder Komponentendetektorgruppe den Ausgang seines jeweiligen Fensterkomparators 316 an einen Eingang einer Kodebestimmungs-Logikschaltung 320. Die Schaltung 320 sammelt unter der Steuerung der Steuerschaltung 314 die unterschiedlichen Kode-Anwesenheitssignale von den 4N Komponentendetektorschaltungen 290 für eine mehrfache Anzahl von Rücksetzungszyklen, wie sie durch die Steuerschaltung 314 aufgestellt werden. Nach Beendigung des Intervalls für die Erfassung eines gegebenen Symbols, das wie nachfolgend beschrieben aufgestellt wird, bestimmt die Kodebestimmungs-Logikschaltung 320, welches Kodesymbol erhalten wurde, als das Symbol, für das die größte Anzahl von Komponenten während des Intervalls erfaßt wurden, / und gibt ein Signal, das das erfaßte Kodesymbol angibt, an einen Ausgangsanschluß 322 ab. Das Ausgangssignal kann in ei- / nem Speicher gespeichert werden, in eine größere Meldung oder eine Datei eingesetzt werden, gesendet oder in sonstiger Weise genutzt werden (beispielsweise als Steuersignal).
Die Symbolerfassungsintervalle für die oben in Zusammenhang mit den Fig. 11, 12A, 12B, 14 und 15 beschriebenen Dekodierer können auf der Grundlage des Timings von Synchronisationssymbolen aufgestellt werden, die mit jeder kodierten Meldung übertragen werden und die eine vorbestimmte Zeitdauer und Reihenfolge aufweisen. Beispielsweise kann eine kodierte Meldung, die in einem Audiosignal enthalten ist, aus zwei Datenintervallen des kodierten E-Symbols gefolgt von zwei Dateninterval-len des kodierten S-Symbols bestehen, beide wie oben im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben. Die Dekodierer nach Fig. 11, 12A, 12B, 14 und 15 arbeiten anfangs so, daß sie nach dem Vorhandensein des ersten vermuteten Synchronisationssymbols suchen, d.h. nach dem kodierten E-Symbol, das während einer vorbestimmten Zeitspanne übertragen wird, und dessen Übertragungsintervall bestimmen. Danach suchen die Dekodierer nach dem Vorhandensein der Kodekomponenten,.die das Symbol S charakterisieren, und bestimmen, sobald dieses detektiert ist, sein Übertragungsintervall. Aus den detektierten Übertragungsintervallen wird der Übergangspunkt vom E-Symbol zum S-Symbol bestimmt, und von diesem Punkt werden die Detektionsintervalle für jedes der Datenbitsymbole gesetzt. Während jedes Detektionsintervalls sammelt der Dekodierer die Kodekomponenten, um das jeweilige Symbol zu bestimmen, das während dieses Intervalls in der oben beschriebenen Weise übertragen wird.
Obwohl verschiedene Elemente der Ausführungsform nach Fig. 14 und 15 mit analogen Schaltungen implementiert sind, sei angemerkt, daß die gleichen Funktionen, die in diesen Schaltungen ausgeführt werden, ganz oder teilweise mittels digitaler Schaltungen implementiert sein können. /
Nunmehr auf Fig. 16 und 17 Bezug nehmend, ist ein System zum Erzeugen von Schätzungen der Zuhörerschaft von weithin gesendeten Informationen dargestellt, wie etwa im Falle von Fernseh- und Radioprogrammen. Fig. 16 ist ein Blockdiagramm einer Rundfunkstation zum drahtlosen Aussenden von Audiosignalen, die kodiert worden sind, um die Station zusammen mit einer Sendezeit zu identifizieren. Wenn gewünscht, kann die Identität eines Programms oder eines Segments, das gesendet wird, ebenfalls enthalten sein. Eine Programmaudioquelle 340, wie beispielsweise ein Kompakt-Disk-Abspielgerät, ein digitales Tonbandgerät oder auch eine Live-Tonquelle wird vom Stationsleiter mittels einer Steuervorrichtung 342 gesteuert, um die zu sendenden Audiosignale in gesteuerter Weise abzugeben. Ein Ausgang 344 der Programmaudioquelle ist mit einem Eingang eines Kodierers 348 in Übereinstimmung mit der Ausführungsform nach Fig. 3 verbunden, der den DSP 104, das Bandfilter 120, den Analog/Digital-Wandler (A/D) 124, den Digital/Analog-Wand-ler (DAC) 140 und die Summierschaltung 142 enthält. Die Steuervorrichtung 342 enthält den Hauptprozessor 90, das Tastenfeld 96 und den Monitor 100 der Ausführungsform nach Fig. 3, so daß der Hauptprozessor,, der innerhalb der Steuervorrichtung 342 sitzt, mit dem DSP verbunden ist, der im Kodierer 348 nach Fig. 16 enthalten ist. Der Kodierer 348 arbeitet unter der Steuerung der Steuervorrichtung 342, um eine kodierte Meldung periodisch in das zu sendende Audiosignal einzufügen, wobei die Meldung geeignete Identifizierungsdaten enthält. Der Kodierer 348 gibt das kodierte Audiosignal an den Eingang eines Radiosenders 350, der eine Trägerwelle mit dem kodierten Pro-grammaudiosignal moduliert und diese mittels einer Antenne 352 drahtlos aussendet. Der in der Steuervorrichtung 342 enthaltene Hauptprozessor wird über die Tastatur programmiert, um den Kodierer anzusteuern, damit er die geeignete kodierte Meldung einschließlich der Identifizierungsdaten der Station abgibt. Der Hauptprozessor erzeugt automatisch die Sendezeitdaten mittels einer darin enthaltenen Referenz-Zeitgeberschaltung.
Nunmehr auch auf Fig. 17 Bezug nehmend, ist eine Personenüberwachungsvorrichtung 380 des Systems in einem Gehäuse 382 eingeschlossen, das ausreichend klein bemessen ist, damit es eine Person an sich tragen kann, die Mitglied einer Hörerschaft ist und an einer Übersicht bzw. Schätzung der Zuhörerschaft teilnimmt. Jedes aus einer Anzahl von Mitgliedern der Zuhörerschaft besitzt eine Personenüberwachungsvorrichtung, wie etwa die Vorrichtung 380, die jede Person, die Mitglied der Zuhörerschaft ist, während bestimmter Zeiten eines jeden Tages während der Überwachungsperiode, beispielsweise einer vorbestimmten Zeit von einer Woche, an sich tragen muß. Die Personenüberwachungsvorrichtung 380 enthält ein in alle Richtungen empfindliches Mikrophon 386, das Geräusche aufnimmt, die das die Vorrichtung 380 tragende Mitglied der Zuhörerschaft vernimmt, einschließlich Radioprogramme, die vom Lautsprecher eines Radioempfängers, wie beispielsweise, des Radioempfängers 390 in Fig. 17, als Schall bzw. Töne wiedergegeben werden.
Die Personenüberwachungsvorrichtung 380 weist weiterhin eine Signalkonditionierungsschaltung 394 auf, deren Eingang mit einem Ausgang des Mikrophons 386 verbunden ist und dazu dient, dessen Ausgang zu verstärken und diesen einer Bandfilterung zu unterwerfen, sowohl um Frequenzen zu dämpfen, die sich außerhalb eines Audiofrequenzbands befinden, das die unterschiedlichen Frequenzkomponenten des in das Programmaudiosignal durch den Kodierer 348 nach Fig. 16 eingefügten Kodes beinhaltet, als auch, um eine Anti-Aliasing-Filterung vor der Analog/Digi-tal-Wandlung auszuführen.
Die digitale Schaltung der Personenüberwachungsvorrichtung 380 ist in Fig. 16 in einer funktionalen Blockdiagrammform darge-steilt, wobei ein Dekodierblock und ein Steuerblock vorhanden sind, die beide beispielsweise mittels eines digitalen Signal- j Prozessors implementiert sein können. Ein Programm- und ein / Datenspeicher 404 ist sowohl mit dem Dekodierer 400 verbunden,/ um die detektierten Kodes zur Speicherung zu erhalten, als auch mit dem Steuerblock 402, um die Schreib- und Lesevorgänge des Speichers 404 zu steuern. Eine Ein- und Ausgabeschaltung 406 (I/O) ist mit dem Speicher 404 verbunden, um Daten zu erhalten, die von der Personenüberwachungsvorrichtung 380 abzugeben sind, und auch um Informationen wie etwa Programmbefehle darin zu speichern. Die I/O-Schaltung 406 ist weiterhin mit dem Steuerblock 402 verbunden, um die Ein- und Ausgabevorgänge der Vorrichtung 380 zu steuern.
Der Dekodierer 400 arbeitet in Übereinstimmung mit dem Dekodierer von Fig. 11, der oben beschrieben wurde, und gibt Sta-tionsidentifizierungs- und Zeitkodedaten ab, die im Speicher 404 zu speichern sind. Die Personenüberwachungsvorrichtung 380 weist weiterhin einen Anschluß auf, der schematisch mit 410 bezeichnet ist, um die im Speicher 404 gespeicherten, gesammelten Stationsidentifizierungs- und Zeitkodedaten auszugeben und auch um Befehle von einer externen Vorrichtung zu erhalten .
Die Personenüberwachungsvorrichtung 380 ist vorzugsweise zum Betrieb mit der Andockstation in der Lage, die in der US-Pa-tentanmeldung mit der Seriennummer 08/101,558 (eingereicht am 2. August 1993) mit dem Titel "Compliance Incentives for Au-dience Monitoring/Recording Devices" beschrieben ist, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Zu-säztlich ist die Personenüberwachungsvorrichtung 380 vorzugsweise mit den weiteren Merkmalen der tragbaren Rundf-unkexposi-tionsüberwachungsvorrichtung versehen, die ebenfalls in der genannten US-Patentanmeldung beschrieben ist.
Die Andockstation kommuniziert mittels eines Modems über Telefonleitungen mit einer zentralisierten Datenverarbeitungsanlage, um die Identifizierungs- und Zeitkodedaten dort abzugeben, um Berichte hinsichtlich des Zuschauer- bzw. Hörergrads der /
Zuhörerschaft zu erzeugen. Die zentralisierte Anlage kann auch Informationen an die Andockstation für deren eigene Verwendung und/oder für die Vorrichtung 380 herunterladen, beispielsweise ausführbare Programminformationen. Die zentralisierte Anlage kann auch Informationen an die Andockstation und/oder die Vorrichtung 380 über einen Radiofrequenzkanal weitergeben, beispielsweise einen vorhandenen FM-Rundfunk, der mit dieser Information nach Art der vorliegenden Erfindung kodiert ist. Die Andockstation und/oder die Vorrichtung 380 ist mit einem FM-Empfänger versehen (aus Zwecken der Einfachheit und Klarheit nicht dargestellt), der den kodierten FM-Rundfunk demoduliert, um ihn an einen Dekodierer in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung weiterzuleiten. Der kodierte FM-Rundfunk kann auch über Kabel oder ein anderes Übertragungsmedium bereitgestellt werden.
Zusätzlich zur Überwachung durch Personenüberwachungseinheiten können ortsfeste Einheiten verwendet werden, beispielsweise Aufsatzeinheiten. Die Aufsatzeinheiten können zum Aufnehmen des kodierten Audiosignals in elektrischer Form von einem Empfänger angeschlossen sein, oder sie können ein Mikrophon verwenden, wie etwa das Mikrophon 386 nach Fig. 17. Die Aufsatzeinheiten können dann Kanäle überwachen, die unter Verwendung der vorliegenden Erfindung ausgewählt sind, wobei sie zusätzlich wahlweise die Zusammensetzung der Zuhörerschaft überwachen können.
Es bieten sich weitere Anwendungen für die Kode- und Dekodierungstechniken nach der vorliegenden Erfindung an. Bei einer Anwendung werden die Tonspuren von Werbespots mit Kodes zur Identifizierung versehen, um eine Überwachung der Werbung zu ermöglichen, damit gewährleistet ist, daß Werbespots durch Fernsehen, Rundfunk oder in sonstiger Form zu vorab vereinbarten Zeiten gesendet worden sind.
Bei anderen Anwendungen werden Steuersignale in Form von Kodes übertragen, die gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt sind.
Bei einer derartigen Anwendung empfängt ein interaktives Spielzeug ein kodiertes Steuersignal, das im Audioteil einer Fernseh-, Rundfunk- oder Tonaufnahme enthalten ist, und dekodiert dieses, worauf es dann darauf ansprechend eine Aktion vornimmt. In einer anderen Anwendung sind Eltern-Kontrollcodes in den Audioteilen von Fernseh-, Radio- oder Tonaufzeichnungen enthalten, so daß eine Empfangs- oder Wiedergabeeinrichtung durch Dekodieren dieser Kodes eine bestimmte elterliche Kon-troll- oder Steuerfunktion ausführen kann, um selektiv den Empfang oder die Wiedergabe von Sendungen oder Aufzeichnungen zu verhindern. Weiterhin können Kontrollcodes in zellulären Telefonübermittlungen eingefügt werden, um einen nicht autorisierten Zugang zur Benutzung von zellulären Telefon-ID’s zu verhindern. Bei anderen Anwendungen werden Kodes in Telefonübermittlungen eingefügt, um Sprach- und Datenübermittlungen voneinander zu unterscheiden und die Wahl eines Übertragungswegs in geeigneter Weise zu steuern, damit die Zerstörung von übermittelten Daten vermieden wird.
Weiterhin können verschiedene Senderidentifikationsfunktionen implementiert werden, um beispielsweise die Echtheit von militärischen Übermittlungen oder der Sprachkommunikation mit Luftfahrzeugen zu gewährleisten. Anwendungen zu Überwachungszwecken bieten sich ebenfalls an. In einer derartigen Anwendung tragen Teilnehmer von Marktforschungsstudien persönliche Überwachungsvorrichtungen, die kodierte Meldungen empfangen, die den an die Öffentlichkeit gerichteten Mitteilungen oder ähnlichen Audiosignalen in Einzelhandelsgeschäften oder Kaufhäusern hinzugefügt werden, um die Anwesenheit der Teilnehmer aufzuzeichnen. In anderen Anwendungsformen tragen Angestellte Personalüberwachungsvorrichtungen, die Audiosignalen am Arbeitsplatz hinzugefügte kodierte Meldungen empfangen, um die / Anwesenheit des Personals an bestimmten Plätzen zu überwach«!. /
Weiterhin sind sichere Kommunikationen unter Verwendung der Kode- und Dekodierungstechniken nach der vorliegenden Erfindung durchführbar. Bei einer derartigen Anwendung werden sichere Unterwasserkommunikationen durch Kodieren und Dekodieren nach der vorliegenden Erfindung ausgeführt, indem entweder Kodekomponentenniveaus zugewiesen werden, so daß die Kodes durch die umgebenden Unterwassergeräusche oder durch eine Geräuschquelle, die ihren Ursprung am Ort des Kodesenders hat, verdeckt werden. In anderen Anwendungen werden sichere Personenrufsendungen durch Einfügen von verdeckten Kodes in andere drahtlose Audiosignalsendungen durchgeführt, die von einer Personenrufeinrichtung empfangen und dekodiert werden.
Die Kode- und Dekodierungstechniken nach der vorliegenden Erfindung können auch dazu verwendet werden, um Sprachsignaturen zu authentifizieren. Beispielsweise kann in einer Anwendung für telefonisch erteilte Aufträge eine gespeicherte Sprachpro-be mit einer tatsächlichen Stimme verglichen werden. In einem anderen Beispiel können Daten wie etwa eine Sicherheitsnummer und/oder die Tageszeit kodiert und mit einer gesprochenen Äußerung kombiniert werden und anschließend dekodiert werden, wobei die Daten für eine automatisch gesteuerte Verarbeitung der gesprochenen Äußerung verwendet werden. Die Codierungsvorrichtung kann in diesem Anwendungsfall entweder eine Zusatzeinrichtung für ein Telefon oder für ein sonstiges Sprachkommunikationsgerät sein, oder es kann sich um eine getrennte, feststehende Einheit handeln, die verwendet wird, wenn die gesprochene Äußerung unmittelbar gespeichert wird, ohne daß sie über Telefonleitungen oder in sonstiger Weise ausgesendet wird. Eine weitere Anwendung ist die Bereitstellung eines Au-thentifizierungskodes im Speicher eines tragbaren Telefons, so daß die gesprochene Sprache den Authentifikationskode enthält und dadurch die Detektierung von unauthorisierten Übermittlungen ermöglicht.
Es ist ebenfalls möglich, eine bessere Ausnutzung der Bandbreite von Kommunikationskanälen durch die Einfügüng von Daten in Sprach- oder sonstigen Audioübermittlungen zu erreichen.
Bei einer derartigen Anwendung werden Daten, die Meßwerte von Instrumenten von Luftfahrzeugen angeben, den Sprachübertragun-gen zwischen Luftfahrzeug und Bodenstation eingefügt, um die Bodenkontrollstellen über die Betriebszustände des Luftfahrzeugs zu informieren, ohne daß getrennte Sprach- und Datenkanäle notwendig sind. Die Kodeniveaus werden so gewählt, daß die Kodekomponenten durch die Sprachübertragungen verdeckt werden, so daß eine Interferenz bzw. Störung vermieden wird.
(Magnet-)Bandpiraterie, d.h. das unauthorisierte Kopieren von durch Copyright geschützten Werken wie beispielsweise Audio-oder Videoaufzeichnungen und Musik kann ebenfalls durch Kodieren einer eindeutigen Identifizierungsnummer in den Audioteil einer jeden authorisierten Kopie mittels der Codierungstechnik der vorliegenden Erfindung detektiert werden. Wenn die kodierte Identifizierungsnummer auf mehreren Kopien entdeckt wird, ist es offensichtlich, daß ein unauthorisiertes Kopieren stattgefunden hat.
Bei einer weiteren Anwendung werden die Programme bestimmt, die unter Verwendung eines VCR, enthaltend einen Dekodierer nach der vorliegenden Erfindung, aufgezeichnet worden sind. Videoprogramme, wie beispielsweise Unterhaltungsprogramme, Werbespots etc., werden gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Identifizierungscode kodiert, der das Programm identifiziert. Wenn der VCR in Aufnahmemodus gebracht wird, werden die Audioteile der aufzuzeichnenden Signale dem Dekodierer zugeführt, um die darin enthaltenen Identifizierungskodes zu de-tektieren. Die detektierten Kodes werden in einem Speicher des VCR zum späteren Gebrauch bei der Erstellung eines Berichts über die Aufzeichnungsbenutzung abgelegt. /
Daten, die die durch Copyright geschützten Werke angeben, die durch eine Rundfunkstation oder in sonstiger Weise von einem Dienstleistungsunternehmen übertragen werden, können unter Verwendung der vorliegenden Erfindung gesammelt werden, um eine Haftung für Copyrightgebühren sicherzustellen. Die Werke werden mit einem jeweiligen Identifizierungscode kodiert, um sie eindeutig zu identifizieren. Eine Überwachungseinheit, der die über Rundfunk oder in sonstiger Weise gesendeten bzw. übermittelten Signale über eine oder mehrere Stationen oder Dienstleister zugeführt werden, gibt die Audioteile der Signale an einen Dekodierer gemäß der vorliegenden Erfindung, der die darin enthaltenen Identifizierungskodes detektiert. Die detektierten Kodes werden in einem Speicher abgelegt, um einen Bericht zu erstellen, der zur Bestimmung der Gebühren bzw. Lizenzeinnahmen verwendet werden kann.
Dekodierer, die gemäß dem Motion Picture Experts Group (MPEG) 2-Standard vorgeschlagen worden sind, beinhalten bereits einige Elemente der akustischen Erweiterungsverarbeitung, die erforderlich ist, um die nach der vorliegenden Erfindung kodierten Daten zu extrahieren, so daß Techniken zur Aufnähmesperre (um beispiesweise ein unauthorisiertes Aufnehmen von durch Copyright geschützten Werken zu verhindern), die Kodes nach der vorliegenden Erfindung verwenden, sich gut für MPEG 2-De-kodierer eignen. Ein geeigneter Dekodierer nach der vorliegenden Erfindung wird in dem Aufzeichnungsgerät oder als Zusatzteil dazu vorgesehen und detektiert das Vorhandensein eines Kopierschutzkodes in einem einer Aufzeichnung zugeleiteten Au-diosignal. Das Aufzeichnungsgerät spricht auf den so detektierten Sperrkode an, indem es die Aufzeichnung des entsprechenden Audiosignals und eines etwaigen Begleitsignals, beispielsweise eines Videosignals, verhindert. Informationen zum Copyright, die gemäß der vorliegenden Erfindung kodiert werden, liegen innerhalb des Bandes, benötigen keine zusätzliche Synchronisation oder Timing oder begleiten in problemloser
Weise das Programmaterial.
Bei weiteren Anwendungen sind in Programmen, die drahtlos, über Kabel oder in sonstiger Weise übertragen werden oder in anderen Programmen, die auf Band, Platte oder in sonstiger Weise aufgezeichnet sind, Audioteile enthalten, die mit Steuersignalen zur Verwendung durch Vorrichtungen kodiert sind, die von einem oder mehreren Zuschauer bzw. Zuhörer bedient werden. Beispielsweise enthält ein Programm, das den von einem Radfahrer zu fahrenden Weg abbildet, einen Audioteil, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mit Steuersignalen kodiert ist, die zur Verwendung mit einem ortsfesten Trainingsfahrrad zum Steuern des Pedalwiderstands oder des Fahrwiderstands entsprechend der Steigung des abgebildeten Wegs dienen. Wenn der Benutzer auf dem ortsfesten Fahrrad in die Pedale·tritt, sieht er oder sie das Programm auf einem Bildschirm oder einem sonstigen Monitor, und der Audioteil des Programms wird als Ton wiedergegeben. Ein Mikrophon an dem ortsfesten Fahrrad überträgt den wiedergegebenen Ton, und ein Dekodierer nach der vorliegenden Erfindung detektiert die darin enthaltenen Steuersignale und gibt diese an eine Steuereinheit für den Pedalwiderstand des Trainingsfahrrads.
Aus den vorstehenden Ausführungen wird deutlich, daß die Techniken nach der vorliegenden Erfindung ganz oder teilweise unter Verwendung von analogen oder digitalen Schaltungen umgesetzt werden können, und daß alle oder ein Teil der Signalverarbeitungsfunktionen entweder durch festverdrahtete Schaltungen oder durch Verwendung von digitalen Signalprozessoren, Mikroprozessoren, Mikrocomputern, Mehrfachprozessoren (beispielsweise parallele Prozessoren) oder ähnlichem ausgeführt werden können.
Die in der vorangehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Claims (95)
1. Vorrichtung zum Einfügen eines Kodes, der wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente aufweist, in ein Audiosignal, das eine Anzahl von Audiosignale-Frequenzkomponenten aufweist, umfassend: ein erstes Verdeckungsbewertungsmittel zum Bewerten der Verdeckungseignung eines ersten Satzes aus der Anzahl von Audio-signal-Frequenzkomponenten, die wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung zu verdecken, um eine erste Verdeckungsbewertung zu erzeugen; ein zweites Verdeckungsbewertungsmittel zum Bewerten einer Verdeckungseignung eines zweiten Satzes aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten, die sich von deren erstem Satz unterscheiden, die wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung zu verdecken, um eine zweite Verdeckungsbewertung zu erzeugen; ein Amplitudenzuweisungsmittel zum Zuweisen einer Amplitude an die wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage einer Verdeckungsbewertung, die unter den ersten und zweiten Verdeckungsbewertungen ausgewählt ist; und einem Kode-Einfügungsmittel zum Einfügen der wenigstens einen Kode-Frequenzkomponente in das Audiosignal.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Satz aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkompo-nenten aus einem ersten Frequenzbereich ausgewählt ist und der zweite Satz aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten aus einem zweiten Frequenzbereich ausgewählt ist, der schmaler ist als der erste Frequenzbereich.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Satz aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkompo-nenten im wesentlichen auf eine einzelne Audiosignal-Frequenz-komponente beschränkt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Einfügen der wenigstens einen Kode-Frequenzkomponente so wirkt, daß es eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten in das Audiosignal einfügt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten eine erste Komponente •a und eine zweite Komponente aufweist, die unter allen Frequenzen der Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten eine minimale und eine maximale Frequenz haben, wobei sich der erste Frequenzbereich wenigstens von der minimalen Frequenz aus der Anzahl von Kode-Signalkomponenten bis zu deren maximaler Frequenz erstreckt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Satz aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkompo-nenten eine Anzahl von zweiten Sätzen von Audiosignalfrequenz-komponenten enthält, wobei jeder aus der Anzahl von zweiten Sätzen aus einem Frequenzbereich ausgewählt ist, der schmaler ist als der erste Frequenzbereich, wobei das zweite Verdek-kungsbewertungsmittel so wirkt, daß es die Eignung eines jeden Satzes aus der Anzahl zweiter Sätze zur Verdeckung von wenigstens einer aus der Anzahl von Kode-Signalkomponenten bewertet, um entsprechende zweite Verdeckungsbewertungen zu erzeugen, wobei das Amplitudenzuweisungsmittel so wirkt, daß es an jede aus der Anzahl von Kode-Signalkomponenten eine entspre- / chende Amplitude auf der Grundlage von wenigstens einer der / entsprechenden zweiten Bewertungen zuweist, wobei das Kode-Einfügungsmittel so wirkt, daß es die Anzahl von Kode-Signalkomponenten in das Audiosignal einfügt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder aus der Anzahl von zweiten Sätzen von Audiosignal-Fre-quenzkomponenten im wesentlichen auf eine einzelne Audiosi-gnal-Frequenzkomponente beschränkt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Satz aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkompo-nenten aus einem Bereich von Audiosignalfrequenzen ausgewählt ist, der eine Bandbreite aufweist, die der eines kritischen Bandes für die wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente entspricht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kode eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponentensätzen aufweist, wobei jeder der Kode-Frequenzkomponentensätze jeweils ein unterschiedliches Kode-Symbol darstellt und eine Anzahl von jeweils unterschiedlichen Kode-Frequenzkomponenten enthält, wobei die Kode-Frequenzkomponenten der Kode-Frequenzkom-ponentensätze Komponentengruppen bilden, die innerhalb des Frequenzbereichs einen Abstand voneinander aufweisen, wobei jede der Komponentengruppen einen jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereich hat und aus einer Frequenzkomponente aus jedem der Kode-Frequenzkomponentensätze besteht, die innerhalb ihres jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereichs fällt, wobei Komponentengruppen, die innerhalb des Frequenzbereichs benachbart sind, durch jeweilige Frequenzbeträge voneinander getrennt sind, und wobei der vorbestimmte Frequenzbereich einer jeweiligen Komponentengruppe kleiner ist als die Frequenzbeträge, die die jeweilige Komponentengruppe von den ihr benachbart liegenden Komponentengruppen trennen. /
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verdeckungsbewertungsmittel so wirkt, daß es die Signalleistung von Audiosignal-Frequenzkomponenten des ersten Satzes innerhalb eines spezifizierten Frequenzbereichs detek-tiert, um erste und zweite Verdeckungsfaktoren unter den Bedingungen zu bestimmen, daß die Signalleistung an jeder der ersten und zweiten Frequenzen innerhalb des spezifizierten Frequenzbereichs liegt, wobei sich die zweite Frequenz von der ersten Frequenz unterscheidet, denjenigen der ersten und zweiten Verdeckungsfaktoren auswählt, der eine kleinere Amplitude der wenigstens einen Kode-Frequenzkomponente darstellt, und die Verdeckungseignung des ersten Satzes aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten auf der Grundlage des ausgewählten Verdeckungsfaktors bestimmt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Dekodieren des kodierten Audiosignals, um die wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente zu detektieren.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Amplitudenzuweisungsmittel so wirkt, daß es die besagte eine aus den ersten und zweiten Verdeckungsbewertungen auswählt, auf der Grundlage der relativen Eignungen der ersten und zweiten Sätze aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkom-ponenten, um die wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente zu verdecken.
13. Verfahren zum Einfügen eines Kodes, der wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente aufweist, in ein Audiosignal, das eine Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten aufweist, mit den Schritten: Bewerten der Verdeckungseignung eines ersten Satzes aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten, die wenigstens / eine Kodierungs-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen / Hörwahrnehmung zu verdecken, um eine erste Verdeckungsbewertung zu erzeugen; Bewerten der Verdeckungseignung eines zweiten Satzes der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten, um die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung zu verdecken, um eine zweite Verdeckungsbewertung zu erzeugen; Zuweisen einer Amplitude an die wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage einer Verdeckungsbewertung, die aus den ersten und zweiten Verdeckungsbewertungen ausgewählt ist; und Einfügen der wenigstens einen Kode-Frequenzkomponente in das Aüdiosignal,
14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch den Schritt, das kodierte Aüdiosignal zu dekodieren, um die wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente zu detektieren.
15. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch den Schritt, die wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente ansprechend auf Daten zu erzeugen, die wenigstens eines der folgenden Elemente darstellen: eine Rundfunkquelle, eine Audio-und/oder Videoprog.rammquelle, eine Audio- und/oder Videoprogrammidentifizierung.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kode eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponentensätzen aufweist, wobei jeder der Kode-Frequenzkomponentensätze jeweils ein unterschiedliches Kode-Symbol darstellt und eine Anzahl von jeweils unterschiedlichen Kode-Frequenzkomponenten enthält, wobei die Kode-Frequenzkomponenten der Kode-Frequenzkom- j ponentensätze Komponentengruppen bilden, die innerhalb des / Frequenzbereichs einen Abstand voneinander aufweisen, wobei jede der Komponentengruppen einen jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereich hat und aus einer Frequenzkomponente aus jedem der Kode-Frequenzkomponentensätze besteht, die innerhalb ihres jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereichs fällt, wobei Komponentengruppen, die innerhalb des Frequenzbereichs benachbart sind, durch jeweilige Frequenzbeträge voneinander getrennt sind, und wobei der vorbestimmte Frequenzbereich einer jeweiligen Komponentengruppe kleiner ist als die Frequenzbeträge, die die jeweilige Komponentengruppe von den ihr benachbart "liegenden Komponentengruppen trennen.
17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bewertens der Verdeckungseignung des ersten Satzes das Detektieren der Signalleistung von Audiosignal-Fre-quenzkomponenten des ersten Satzes innerhalb eines spezifizierten Frequenzbereichs beinhaltet, wobei erste und zweite Verdeckungsfaktoren unter den Bedingungen bestimmt werden, daß die Signalleistung an jeder der ersten und zweiten Frequenzen innerhalb des spezifizierten Frequenzbereichs liegt, wobei sich die zweite Frequenz von der ersten Frequenz unterscheidet, wobei derjenige der ersten und zweiten Verdeckungsfakto-ren ausgewählt wird, der eine kleinere Amplitude der wenigstens einen Kode-Frequenzkomponente darstellt, und wobei die Verdeckungseignung des ersten Satzes aus der Anzahl von Audio-signal-Frequenzkomponenten auf der Grundlage des ausgewählten Verdeckungsfaktors bestimmt wird.
18. Vorrichtung zum Einfügen eines Kodes, der wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente aufweist, in ein Audiosignal, das eine Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten aufweist, umfassend: einen digitalen Computer mit einem Eingang zumAufnehmen des / Audiosignals, wobei der digitale Computer zum Bewerten von jeweiligen Verdeckungseignungen von ersten und zweiten Sätzen aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten zum Verdecken der wenigstens einen Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung programmiert ist, um entsprechende erste und zweite Verdeckungsbewertungen zu erzeugen, wobei sich der zweite Satz der Anzahl von Audiosignal-Fre-quenzkomponenten von deren erstem Satz unterscheidet, wobei der digitale Computer weiterhin so programmiert ist, daß er der wenigstens einen Kode-Frequenzkomponente eine Amplitude zuweist, auf der Grundlage einer Verdeckungsbewertung, die aus den ersten und zweiten Verdeckungsbewertungen ausgewählt ist; und Mittel zum Einfügen der wenigstens einen Kode-Frequenzkom-ponente in das Audiosignal.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Computer so wirkt, daß er den ersten Satz der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten als diejenigen aus dieser Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten auswählt, die innerhalb einer ersten Gruppe von Audiofrequenzen liegen, und weiterhin so wirkt, daß er den zweiten Satz der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten aus einer zweiten Gruppe von Audiofrequenzen auswählt, die wenigstens eine Frequenz außerhalb der ersten Gruppe von Audiofrequenzen beinhaltet.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Computer einen Eingang zum Aufnehmen von Daten aufweist, die zumindest eines der Elemente Rundfunkquelle, Audio- und/oder Videoprogrammquelle, Audio- und/oder Videoprogrammidentifizierung darstellen, und so programmiert ist, die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente ansprechend auf die genannten Daten zu erzeugen.
21. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen / Dekodierer, der einen Eingang zum Aufnehmen des kodierten Au- / diosignals aufweist und so wirkt, daß er die zumindest eine / Kode-Frequen2komponente detektiert.
22. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Computer programmiert ist, um den Kode als eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponentensätzen zu erzeugen, wobei jeder der Kode-Frequenzkomponentensätze jeweils ein unterschiedliches Kode-Symbol darstellt und eine Anzahl von jeweils unterschiedlichen Kode-Frequenzkomponenten enthält, wobei die Kode-Frequenzkomponenten der Kode-Frequenzkomponentensätze Komponentengruppen bilden, die innerhalb des Frequenzbereichs einen Abstand voneinander aufweisen, wobei jede der Komponentengruppen einen jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereich hat und aus einer Frequenzkomponente aus jedem der Kode-Frequenzkomponentensätze besteht, die innerhalb ihres jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereichs fällt, wobei Komponentengruppen, die innerhalb des Frequenzbereichs benachbart sind, durch jeweilige Frequenzbeträge voneinander getrennt sind, und wobei der vorbestimmte Frequenzbereich einer jeweiligen Komponentengruppe kleiner ist als die Frequenzbeträge, die die jeweilige Komponentengruppe von den ihr benachbart liegenden Komponentengruppen trennen.
23. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Rechner programmiert ist, um die Signalleistung der Audiosignal-Frequenzkomponenten des ersten Satzes innerhalb eines spezifizierten Frequenzbereichs zu detektieren, um erste und zweite Verdeckungsfaktoren unter den Bedingungen zu bestimmen, daß die Signalleistung an jeder der ersten und zweiten Frequenzen innerhalb des spezifizierten Frequenzbereichs liegt, wobei sich die zweite Frequenz von der ersten Frequenz unterscheidet, um denjenigen der ersten und zweiten Verdeckungsfaktoren auszuwählen, der eine kleinere Amplitude der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente darstellt, und um / der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente die Amplitude auf / der Grundlage des ausgewählten Verdeckungsfaktors zuzuweisen. /
24. Vorrichtung zum Einfügen eines Kodes, der eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten aufweist, in ein Audiosignal, das eine Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten aufweist, wobei die Anzahl der Kode-Frequenzkomponenten eine erste Kode-Frequenzkomponente mit einer ersten Frequenz und eine zweite Kode-Frequenzkomponente mit einer zweiten Frequenz, unterschiedlich von der ersten Frequenz, aufweist, umfassend: ein erstes Verdeckungsbewertungsmittel zum Bewerten einer Verdeckungseignung von wenigstens einer aus der Anzahl von Audio-signal-Frequenzkomponenten zum Verdecken einer Kode-Frequenzkomponente, die die erste Frequenz hat, gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung, um eine erste Verdeckungsbewertung zu erzeugen; ein zweites Verdeckungsbewertungsmittel zum Bewerten einer Verdeckungseignung von zumindest einer aus der Anzahl von Au-diosignal-Frequenzkomponenten zum Verdecken einer Kode-Frequenzkomponente, die die zweite Frequenz hat, gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung, um eine zweite Verdeckungsbewertung zu erzeugen; ein Amplitudenzuweisungsmittel zum Zuweisen einer jeweiligen Amplitude an die erste Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der ersten Verdeckungsbewertung und zum Zuweisen einer jeweiligen Amplitude an die zweite Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der zweiten Verdeckungsbewertung; und ein Kode-Einfügungsmittel zum Einfügen der Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten in das Audiosignal.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Verdeckungsbewertungen Signalniveauda- / ten aufweisen, die den jeweiligen Niveaus der ersten und zwei-/ ten Kode-Frequer.zkomponenten entsprechen. j
26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Kode eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponentensätzen aufweist, wobei jeder der Kode-Frequenzkomponentensätze jeweils ein unterschiedliches Kode-Symbol darstellt und eine Anzahl von jeweils unterschiedlichen Kode-Frequenzkomponenten enthält, wobei die Kode-Frequenzkomponenten der Kode-Frequenzkomponentensätze Komponentengruppen bilden, die innerhalb des Frequenzbereichs einen Abstand voneinander aufweisen, wobei jede der Komponentengruppen einen jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereich hat und aus einer Frequenzkomponente aus jedem der Kode-Frequenzkomponentensätze besteht, die innerhalb ihres jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereichs fällt, wobei Komponentengruppen, die innerhalb des Frequenzbereichs benachbart sind, durch jeweilige Frequenzbeträge voneinander getrennt sind, und wobei der vorbestimmte Frequenzbereich einer jeweiligen Komponentengruppe kleiner ist als die Frequenzbeträge, die die jeweilige Komponentengruppe von den ihr benachbart liegenden Komponentengruppen trennen.
27. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verdeckungsbewertungsmittel so wirkt, daß es die Signälleistung von Audiosignal-Frequenzkomponenten des ersten Satzes innerhalb eines spezifizierten Frequenzbereichs detek-tiert, um erste und zweite Verdeckungsfaktoren unter den Bedingungen zu bestimmen, daß die Signalleistung an jeder der ersten und zweiten Frequenzen innerhalb des spezifizierten Frequenzbereichs liegt, wobei sich die zweite Frequenz von der ersten Frequenz unterscheidet, denjenigen der ersten und zweiten Verdeckungsfaktoren auswählt, der eine kleinere Amplitude der wenigstens einen Kode-Frequenzkomponente darstellt, und die Verdeckungseignung des ersten Satzes aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten auf der Grundlage des ausgewählten Verdeckungsfaktors bestimmt. /
28. Vorrichtung nach Ansprucn 24, gekennzeichnet durch ein / Mittel zum Dekodieren des kodierten Audiosignals, um die ersten und zweiten Kode-Frequenzkomponenten zu detektieren.
29. Vorrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Erzeugen der ersten Kode-Frequenzkomponente, um ein erstes Informationssymbol darzustellen, und zum Erzeugen der zweiten Kode-Frequenzkomponente, um ein zweites Informationssymbol, das sich von dem ersten Informationssymbol unterscheidet, darzustellen.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Kode-Einfügungsmittel so wirkt, daß es die ersten und zweiten Kode-Frequenzkomponenten in ein gemeinsames Intervall des Audiosignals einfügt.
31. Vorrichtung nach Anpruch 24, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Erzeugen der ersten und zweiten Kode-Frequenzkomponenten ansprechend auf Daten, die wenigstens eines der folgenden Elemente darstellen: eine Rundfunkquelle, eine Audio- und/oder Videoprogrammquelle, eine Audio- und/oder Videoprogrammidentifizierung.
32. Verfahren zum Einfügen eines Kodes, der eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten aufweist, in ein Audiosignal, das eine Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten aufweist, wobei die Anzahl der Kode-Frequenzkomponenten eine erste Kode-Frequenzkomponente mit einer ersten Frequenz und eine zweite Kode-Frequenzkomponente mit einer zweiten Frequenz, unterschiedlich von der ersten Frequenz, aufweist, mit den Schritten: Bewerten einer Verdeckungseignung von wenigstens einer aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten zum Verdecken einer / Kode-Frequenzkomponente, die die erste Frequenz hat, gegenüber j der menschlichen Hörwahrnehmung, um eine erste Verdeckungsbe- / Wertung zu erzeugen; Bewerten der Verdeckungseignung von wenigstens einer der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten zum Verdecken einer Kode-Frequenzkomponente, die die zweite Frequenz hat, gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung, um eine zweite Verdek-kungsbewertung zu erzeugen; Zuweisen einer jeweiligen Amplitude an die erste Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der ersten Verdeckungsbewertung sowie einer jeweiligen Amplitude an die zweite Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der zweiten Verdeckungsbewertung; und Einfügen der Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten in das Audio- signal.
33. Verfahren nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch den Schritt, das kodierte Audiosignal zu decodieren, um die ersten und zweiten Kode-Frequenzkomponenten zu detektieren.
34. Verfahren nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch den Schritt, die ersten und zweiten Kode-Frequenzkomponenten ansprechend auf Daten zu erzeugen, die wenigstens eines der folgenden Elemente darstellen: eine Rundfunkquelle, eine Audio-und/oder Videoprogrammquelle, eine Audio- und/oder Videoprogrammidentifizierung.
35. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Kode eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponentensätzen aufweist, wobei jeder der Kode-Frequenzkomponentensätze jeweils ein unterschiedliches Kode-Symbol darstellt und eine Anzahl von jeweils unterschiedlichen Kode-Frequenzkomponenten enthält, wobei die Kode-Frequenzkomponenten der Kode-Frequenzkom- / ponentensätze Komponentengruppen bilden, die innerhalb des / Frequenzbereichs einen Abstand voneinander aufweisen, wobei jede der Komponentengruppen einen jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereich hat und aus einer Frequenzkomponente aus jedem der Kode-Frequenzkomponentensätze besteht, die innerhalb ihres jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereichs fällt, wobei Komponentengruppen, die innerhalb des Frequenzbereichs benachbart sind, durch jeweilige Frequenzbeträge voneinander getrennt sind, und wobei der vorbestimmte Frequenzbereich einer jeweiligen Komponentengruppe kleiner ist als die Frequenzbeträge, die die jeweilige Komponentengruppe von den ihr benachbart liegenden Komponentengruppen trennen.
36. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bewertens der Verdeckungseigenschaft von wenigstens einer aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkompo-nenten zum Verdecken einer Kode-Frequenzkomponente, die die erste Frequenz hat, das Detektieren der Signalleistung von Audiosignal-Frequenzkomponenten innerhalb eines spezifizierten Frequenzbereichs beinhaltet, wobei erste und zweite Verdek-kungsfaktoren unter den Bedingungen bestimmt werden, daß die Signalleistung an jeder der ersten und zweiten Frequenzen innerhalb des spezifizierten Frequenzbereichs liegt, wobei sich die zweite Frequenz von der ersten Frequenz unterscheidet, wobei derjenige der ersten und zweiten Verdeckungsfaktoren ausgewählt wird, der eine kleinere Amplitude der wenigstens einen Kode-Frequenzkomponente darstellt, und wobei die Verdeckungseignung des ersten Satzes aus der Anzahl von Audiosi-gnal-Frequenzkomponenten auf der Grundlage des ausgewählten Verdeckungsfaktors bestimmt wird.
37. Vorrichtung zum Einfügen eines Kodes, der eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten aufweist, in ein Audiosignal, das eine Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten aufweist, wobei die Anzahl der Kode-Frequenzkomponenten eine erste Kode- / Frequenzkomponente mit einer ersten Frequenz und eine zweite / Kode-Frequenzkomponente mit einer zweiten Frequenz, unterschiedlich von der ersten Frequenz, aufweist, umfassend: einen digitalen Computer mit einem Eingang zum Aufnehmen des Audiosignals, wobei der digitale Computer programmiert ist zum Bewerten einer Verdeckungseignung von wenigstens einer aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten zum Verdecken einer Kode-Frequenzkomponente, die die erste Frequenz hat, gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung, um eine erste Verdeckungsbewertung zu erzeugen, und zum Bewerten einer Verdeckungseignung von wenigstens einer aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenz-komponenten zum Verdecken einer Kode-Frequenzkomponente, die dirÖ zweite Frequenz hat, gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung, um eine zweite Verdeckungsbewertung zu erzeugen, wobei der digitale Computer weiterhin programmiert ist zum Zuweisen einer entsprechenden Amplitude an die erste Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der ersten Verdeckungsbewertung, und zum Zuweisen einer entsprechenden Amplitude an die zweite Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der zweiten Verdeckungsbewertung,· und Mittel zum Einfügen der Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten in das Audiosignal.
38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Verdeckungsbewertungen Signalniveaudaten aufweisen, die den jeweiligen Niveaus der ersten und zweiten Kode-Frequenzkomponenten entsprechen.
39. Vorrichtung nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch einen Dekodierer mit einem Eingang zum Aufnehmen des kodierten Audiosignals, der so wirkt, daß er die ersten und zweiten Kode-Frequenzkomponenten detektiert. /
40. Vorrichtung nach Anspruch 37* dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Computer einen Eingang zum Aufnehmen von Daten aufweist, die zumindest eines der Elemente Rundfunkquelle, Audio- und/oder Videoprogrammquelle, Audio- und/oder Videoprogrammidentifizierung darstellen, und so programmiert ist, die erste und zweite Kode-Frequenzkomponente ansprechend auf die genannten Daten zu erzeugen.
41. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Einfügen der Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten in das Audiosignal eine Summierschaltung mit einem ersten Eingang zum Aufnehmen des Audiosignals und mit einem zweiten Eingang, der mit dem digitalen Computer verbunden ist, um die Anzahl der Kode-Frequenzkomponenten aufzunehmen, und mit einem Ausgang zum Abgeben des kodierten Audiosignals aufweist.
42. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Einfügen der Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten in das Audiosignal den genannten digitalen Computer umfaßt, wobei der digitale Computer programmiert ist zum Addie- . ren der Anzahl der Kode-Frequenzkomponenten zu dem Audiosignal, um die Anzahl der Kode-Frequenzkomponenten in dieses einzufügen.
43. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Computer programmiert ist zum Erzeugen des Kodes als eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponentensätzen, wobei jeder der Kode-Frequenzkomponentensätze jeweils ein unterschiedliches Kode-Symbol darstellt und eine Anzahl von jeweils unterschiedlichen Kode-Frequenzkomponenten enthält, wobei die Kode-Frequenzkomponenten der Kode-Frequenzkomponentensätze Komponentengruppen bilden, die innerhalb des Frequenzbereichs einen Abstand voneinander aufweisen, wobei jede der Komponentengruppen einen jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereich hat und aus einer Frequenzkomponente aus jedem der Kode-Frequenz- komponentensätze besteht, die innerhalb ihres jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereichs fällt, wobei Komponentengruppen, die innerhalb des Frequenzbereichs benachbart sind, durch jeweilige Frequenzbeträge voneinander getrennt sind, und wobei der vorbestimmte Frequenzbereich einer jeweiligen Komponentengruppe kleiner ist als die Frequenzbeträge, die die jeweilige Komponentengruppe von den ihr benachbart liegenden Komponentengruppen trennen.
44. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Computer programmiert ist zum Bewerten der Verdeckungseignung der zumindest einen aus der Anzahl von Audio-signal-Frequenzkomponenten durch Detektieren der Signalleistung von Audiosignal-Frequenzkomponenten innerhalb eines spezifizierten Frequenzbereichs, um erste und zweite Verdeckungsfaktoren hinsichtlich der Kode-Frequenzkomponertte, die die erste Frequenz hat, zu bestimmen, unter den Bedingungen, daß die Signalleistung an jeder der ersten und zweiten Frequenzen innerhalb des spezifizierten Frequenzbereichs liegt, wobei sich die zweite Frequenz von der ersten Frequenz unterscheidet, und zum Auswählen desjenigen der ersten und zweiten Verdeckungsfaktoren, der eine kleinere Amplitude der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente darstellt, wobei der digitale Computer programmiert ist zum Zuweisen der Amplitude an die erste Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage des ausgewählten Verdeckungsfaktors.
45. Vorrichtung zum Einfügen eines Kodes, der wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente aufweist, in ein Audiosignal, das eine Anzahl von Audiosignale-Frequenzkomponenten aufweist, umfassend: ein Verdeckungsbewertungsmittel zum Bewerten einer Eignung von zumindest einer aus einer Anzahl von Audiosignal-Frequenzkom- / ponenten innerhalb eines ersten Audiosignalintervalls auf ei- / ner Zeitskala des Audiosignals bei Wiedergabe als Ton während eines entsprechenden ersten Zeitintervalls, um die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung zu verdecken bei Wiedergabe als Ton während eines zweiten Zeitintervalls, das einem zweiten Audiosignalintervall entspricht, das gegenüber dem ersten Audiosignalintervall versetzt ist, um eine erste Verdeckungsbewertung zu erzeugen; ein Amplitudenzuweisungsmittel zum Zuweisen einer Amplitude an die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der ersten Verdeckungsbewertung; und ein Kode-Einfügungsmittel zum Einfügen der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente in einen Teil des Audiosignals innerhalb des zweiten Audiosignalintervalls.
46. Vorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Audiosignalintervall auf der Zeitskala des Audiosignals dem ersten Audiosignalintervall folgt.
47. Vorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Audiosignalintervall dem ersten Audiosignalintervall auf der Zeitskala des Audiosignals vorangeht.
48. Vorrichtung nach Anspruch 45, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Dekodieren des kodierten Audiosignals, um die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente zu detektieren.
49. Vorrichtung nach Anspruch 45, gekennzeichnet durch ein Mittel, die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente ansprechend auf Daten zu erzeugen, die wenigstens eines der folgenden Elemente darstellen: eine Rundfunkquelle, eine Audio- und/oder Videoprogrammquelle, eine Audio- und/oder Videoprogrammidentifizierung. /
50. Verfahren zum Einfügen eines Kodes, der zumindest eine Kode-Frequenzkomponente aufweist, in ein Audiosignal, das eine Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten aufweist, gekennzeichnet durch die Schritte: Bewerten einer Eignung von zumindest einer aus einer Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten innerhalb eines ersten Audiosignalintervalls auf einer Zeitskala des Audiosignals bei Wiedergabe als Ton während eines entsprechenden ersten Zeitintervalls, um die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung zu verdecken bei Wiedergabe als Ton während eines zweiten Zeitintervalls, das einem zweiten Audiosignalintervall entspricht, das gegenüber dem ersten Audiosignalintervall versetzt ist, um eine erste Verdeckungsbewertung zu erzeugen; Zuweisen einer Amplitude an die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der ersten Verdeckungsbewertung; und Einfügen der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente in einen Teil des Audiosignals innerhalb des zweiten Audiosignalintervalls.
51. Verfahren nach Anspruch 50, gekennzeichnet durch den Schritt, das kodierte Audiosignal zu dekodieren, um die wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente zu detektieren.
52. Verfahren nach Anspruch 50, gekennzeichnet durch den Schritt, die wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente ansprechend auf Daten zu erzeugen, die wenigstens eines der folgenden Elemente darstellen: eine Rundfunkquelle, eine Audio-und/oder Videoprogrammquelle, eine Audio- und/oder Videoprogrammidentifizierung. i
53. Vorrichtung zum Einfügen eines Kodes, der zumindest eine Kode-Frequenzkomponente aufweist, in ein Audiosignal, das eine Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten aufweist, umfassend: einen digitalen Computer mit einem Eingang zum Aufnehmen des Audiosignals, wobei der digitale Computer programmiert ist zum Bewerten einer Eignung wenigstens einer aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten innerhalb eines ersten Audio-signalintervalls auf einer Zeitskala des Audiosignals bei Wiedergabe als Ton während eines entsprechenden ersten Zeitintervalls, um die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung zu verdecken, bei Wiedergabe als Ton während eines zweiten Zeitintervalls, das einem zweiten Audiosignalintervall entspricht, das gegenüber dem ersten Audiosignalintervall versetzt ist, um eine erste Verdeckungsbewertung zu erzeugen; wobei der digitale Computer weiterhin programmiert ist zum Zuweisen einer Amplitude an die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der ersten Verdeckungsbewertung; und ein Mittel zum Einfügen der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente in einen Teil des Audiosignals innerhalb des zweiten Audiosignalintervalls.
54. Vorrichtung nach Anspruch 53, gekennzeichnet durch einen Decodierer mit einem Eingang zum Aufnehmen des kodierten Audiosignals, der so wirkt, daß er die ersten und zweiten Kode-Frequenzkomponenten darin detektiert.
55. Vorrichtung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Computer einen Eingang zum Aufnehmen von Daten aufweist, die zumindest eines der Elemente Rundfunkquelle, / Audio- und/oder Videoprogrammquelle, Audio- und/oder Videoprogrammidentifizierung darstellen, und so programmiert ist, die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente ansprechend auf die genannten Daten zu erzeugen.
56. Vorrichtung zum Einfügen eines Kodes, der zumindest eine Kode-Komponente aufweist, in ein Audiosignal, das eine Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten aufweist, umfassend: ein Tonsignalerzeugungsmittel zum Erzeugen eines ersten Tonsignals, das eine erste, im wesentlichen einzelne aus der Anzahl von Audiosignalfrequenzkomponenten darstellt; ein Verdeckungsbewertungsmittel zum Bewerten einer Verdek-kungseignung der ersten, im wesentlichen einzelnen aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten zum Verdecken der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung auf der Grundlage des ersten Tonsignals, um eine erste Verdeckungsbewertung zu erzeugen; ein Amplitudenzuweisungsmittel zum Zuweisen einer Amplitude an die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der ersten Verdeckungsbewertung; und ein Kode-Einfügungsmittel zum Einfügen der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente in das Audiosignal.
57. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß das Tonsignalerzeugungsmittel so wirkt, daß es ein zweites Tonsignal erzeugt, das eine zweite, im wesentlichen einzelne aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten darstellt, die sich von der ersten, im wesentlichen einzelnen davon unterscheidet, wobei das Verdeckungsbewertungsmittel so wirkt, daß es die Eignung der zweiten, im wesentlichen einzelnen aus der Anzahl von Audio-Frequenzkomponenten zum Verdecken der wenigstens einen Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung bewertet, auf der Grundlage des zweiten Tonsignals, um eine zweite Verdeckungsbewertung zu erzeugen, und wobei das Amplitudenzuweisungsmittel so wirkt, daß es der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente eine Amplitude auf der Grundlage einer Verdeckungsbewertung zuweist, die aus den ersten und zweiten Verdeckungsbewertungen ausgewählt ist.
58. Vorrichtung nach Anspruch 57,· dadurch gekennzeichnet, daß das Amplitudenzuweisungsmittel so wirkt, daß es die besagte eine aus den ersten und zweiten Verdeckungsbewertungen als diejenige der ersten und zweiten Verdeckungsbewertungen auswählt, die eine größere Eignung einer entsprechenden der ersten und zweiten, im wesentlichen einzelnen aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten angibt, die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung zu verdecken.
59. Vorrichtung nach Anspruch 56, gekennzeichnet durch ein Dekodierungsmittel zum Dekodieren des kodierten Audiosignals, um die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente zu detektieren.
60. Vorrichtung nach Anspruch 56, gekennzeichnet durch ein Mittel, die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente ansprechend auf Daten zu erzeugen, die wenigstens eines der folgenden Elemente darstellen: eine Rundfunkquelle, eine Audio- und/oder Videoprogrammquelle, eine Audio- und/oder Videoprogrammidentifizierung.
61. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß der Kode eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponentensätzen aufweist, wobei jeder der Kode-Frequenzkomponentensätze jeweils ein unterschiedliches Kode-Symbol darstellt und eine Anzahl von jeweils unterschiedlichen Kode-Frequenzkomponenten ent- / hält, wobei die Kode-Frequenzkomponenten der Kode-Frequenzkom-/ ponentensätze Komponentengruppen bilden, die innerhalb des Frequenzbereichs einen Abstand voneinander aufweisen, wobei jede der Komponentengruppen einen jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereich hat und aus einer Frequenzkomponente aus jedem der Kode-Frequenzkomponentensätze besteht, die innerhalb ihres jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereichs fällt, wobei Komponentengruppen, die innerhalb des Frequenzbereichs benachbart sind, durch jeweilige Frequenzbeträge voneinander getrennt sind, und wobei der vorbestimmte Frequenzbereich einer jeweiligen Komponentengruppe kleiner ist als die Frequenzbeträge, die die jeweilige Komponentengruppe von den ihr benachbart liegenden Komponentengruppen trennen.
62. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdeckungsbewertungsmittel so wirkt, daß es die Signalleistung der ersten, im wesentlichen einzelnen der Anzahl von Audiosignal.-Frequenzkomponenten innerhalb eines spezifizierten Frequenzbereichs detektiert, die ersten und zweiten Verdek-kungsfaktoren unter den Bedingungen bestimmt, daß die Signalleistung an jeder der ersten und zweiten Frequenzen innerhalb des spezifizierten Frequenzbereichs liegt, wobei sich die zweite Frequenz von der ersten Frequenz unterscheidet, denjenigen der ersten und zweiten Verdeckungsfaktoren auszuwählt, der eine kleinere Amplitude der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente darstellt, und die Verdeckungseignung der ersten, im wesentlichen einzigen aus der Anzahl von Audiosignal-Fre-quenzkomponenten auf der Grundlage des ausgewählten Verdek-kungsfaktors bestimmt.
63. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß J das Verdeckungsbewertungsmittel so wirkt, daß es die erste Verdeckungsbewertung nur dann erzeugt, wenn sich die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente innerhalb eines kritischen Bandes der ersten, im wesentlichen einzelnen aus der Anzahl von Au- / diosignal-Frequenzkomponenten befindet. /
64. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß der Kode eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten aufweist und das Amplitudenzuweisungsmittel so wirkt, daß es der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage einer Anzahl der Kode-Frequenzkomponenten innerhalb eines kritischen Bands der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente die Amplitude zuweist.
65. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß das Tonsignalerzeugungsmittel weiter so wirkt, ein zweites Tonsignal zu erzeugen, das eine zweite, im wesentlichen einzelne aus der Anzahl von Tonsignal-Frequenzkomponenten darstellt; wobei das Verdeckungsbewertungsmittel weiter so wirkt, eine Eignung der zweiten, im wesentlichen einzelnen aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten zum Verdecken der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung auf der Grundlage des zweiten Tonsignals zu bewerten, um eine zweite Verdeckungsbewertung zu erzeugen; und wobei das Amplitudenzuweisungsmittel so wirkt, daß es die genannte Amplitude der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der ersten und zweiten Verdeckungsbewertungen zuweist.
66. Vorrichtung nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, daß das Amplitudenzuweisungsmittel so wirkt, daß es die Amplitude auf der Grundlage einer Leistungsverteilung zwischen den ersten und zweiten Tonsignalen der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente zuweist.
67. Verfahren zum Einfügen eines Kodes, der zumindest eine Kode-Frequenzkomponente aufweist, in ein Audiosignal, das eine Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten aufweist, mit den Schritten: / Erzeugen eines ersten Tonsignals, das eine erste, im wesentli-/ chen einzelne aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponen-ten darstellt; Bewerten einer Verdeckungseignung der ersten, im wesentlichen einzelne aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten zum Verdecken der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung auf der Grundlage des ersten Tonsignals, um eine erste Verdeckungsbewertung zu erzeugen; Zuweisen einer Amplitude an die wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der ersten Verdeckungsbewertung; und Einfügen der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente in das Audiosignal.
68. Verfahren nach Anspruch 67, gekennzeichnet durch den Schritt, das kodierte Audiosignal zu dekodieren, um die wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente zu detektieren.
69. Verfahren nach Anspruch 67, gekennzeichnet durch den Schritt, die wenigstens eine Kode-Frequenzkomponente ansprechend auf Daten zu erzeugen, die wenigstens eines der folgenden Elemente darstellen: eine Rundfunkquelle, eine Audio-und/oder Videoprogrammquelle, eine Audio- und/oder Videoprogrammidentifizierung .
70. Verfahren nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, daß der Kode eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponentensätzen aufweist, wobei jeder der Kode-Frequenzkomponentensätze jeweils ein unterschiedliches Kode-Symbol darstellt und eine Anzahl von jeweils unterschiedlichen Kode-Frequenzkomponenten enthält, wobei die Kode-Frequenzkomponenten der Kode-Frequenzkom- / ponentensätze Komponentengruppen bilden, die innerhalb des / Frequenzbereichs einen Abstand voneinander aufweisen, wobei jede der Komponentengruppen einen jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereich hat und aus einer Frequenzkomponente aus jedem der Kode-Frequenzkomponentensätze besteht, die innerhalb ihres jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereichs fällt, wobei Komponentengruppen, die innerhalb des Frequenzbereichs benachbart sind, durch jeweilige Frequenzbeträge voneinander getrennt sind, und wobei der vorbestimmte Frequenzbereich einer jeweiligen Komponentengruppe kleiner ist als die Frequenzbeträge, die die jeweilige Komponentengruppe von den ihr benachbart liegenden Komponentengruppen trennen.
71. Verfahren nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bewertens der Verdeckungseignung der ersten, im wesentlichen einzelnen aus der Anzahl von Audiosignal-Fre-quenzkomponenten beinhaltet, die Signalleistung der ersten, im wesentlichen einzelnen aus der Anzahl von Audiosignal-Fre-quenzkomponenten innerhalb eines spezifizierten Frequenzbereichs zu detektieren, die ersten und zweiten Verdeckungsfak-toren unter den Bedingungen zu bestimmen, daß die Signalleistung an jeder der ersten und zweiten Frequenzen innerhalb des spezifizierten Frequenzbereichs liegt, wobei sich die zweite Frequenz von der ersten Frequenz unterscheidet, denjenigen der ersten und zweiten Verdeckungsfaktoren auszuwählen, der eine kleinere Amplitude der zumindest eine Kode-Frequenzkomponente darstellt, und die Verdeckungseignung der ersten, im wesentlichen einzelnen aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkompo-nenten auf der Grundlage des ausgewählten Verdeckungsfaktors zu bestimmen.
72. Verfahren nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bewertens einer Verdeckungseignung nur dann auftritt, wenn die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente innerhalb eines kritischen Bandes der ersten, im wesentlichen einzelnen aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten f r liegt.
73. Verfahren nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, daß der Kode eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten umfaßt, wobei der Schritt des Zuweisens einer Amplitude an die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage einer Anzahl der Kode-Frequenzkomponenten innerhalb eines kritischen Bandes der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente ausgeführt wird.
74. Verfahren nach Anspruch 67, gekennzeichnet durch die Schritte: Erzeugen eines zweiten Tonsignals, das eine zweite, im wesentlichen einzelne aus der Anzahl von Audiosignal-Fre-quenzkomponenten darstellt; Bewerten einer Verdeckungseignung der zweiten, im wesentlichen einzelnen aus der Anzahl von Au-diosignal-Frequenzkomponenten zum Verdecken der wenigstens einen Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung auf der Grundlage des zweiten Tonsignals, um eine zweite Verdeckungsbewertung zu erzeugen; wobei der Schritt des Zuweisens die Amplitude der zumindest einen Kode-Frequenzkomponenten auf der Grundlage der ersten und zweiten Verdeckungsbewertungen zuweist.
75. Verfahren nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Zuweisens die Amplitude der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage einer Leistungsverteilung zwischen den ersten und zweiten Tonsignalen zuweist.
76. Vorrichtung zum Einfügen eines Kodes, der zumindest eine Kode-Komponente aufweist, in ein Audiosignal, das eine Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten aufweist, umfassend: einen digitalen Computer mit einem Eingang zum Aufnehmen des Audiosignals, wobei der digitale Computer programmiert ist zum Erzeugen eines ersten Tonsignals, das eine erste, im wesentlichen einzelne aus der Anzahl von Tonsignal-Frequenzkomponenten darstellt und zum Bewerten einer Verdeckungseignung des ersten, im wesentlichen einzelnen aus der Anzahl von Audiosig-nal-Frequenzkomponenten zum Verdecken der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung auf der Grundlage des ersten Tonsignals, um eine erste Verdeckungsbewertung zu erzeugen, wobei der digitale Computer weiter programmiert ist zum Zuweisen einer Amplitude an die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der ersten Verdeckungsbewertung; und ein Kode-Einfügungsmittel zum Einfügen der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente in das Audiosignal.
77. Vorrichtung nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Computer einen Eingang zum Aufnehmen von Daten aufweist, die zumindest eines der Elemente Rundfunkquelle, Audio- und/oder Videoprogrammquelle, Audio- und/oder Videoprogrammidentifizierung darstellen, und so programmiert ist, die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente ansprechend auf die genannten Daten zu erzeugen.
78. Vorrichtung nach Anspruch 76, gekennzeichnet durch einen Dekodierer, der einen Eingang zum Aufnehmen des kodierten Au-diosignals aufweist und so wirkt, daß er die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente detektiert.
79. Vorrichtung nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Computer programmiert ist, um den Kode .als eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponentensätzen zu erzeugen, wobei jeder der Kode-Frequenzkomponentensätze jeweils ein unterschiedliches Kode-Symbol darstellt und eine Anzahl von jeweils unterschiedlichen Kode-Frequenzkomponenten enthält, wobei die Kode-Frequenzkomponenten der Kode-Frequenzkomponentensätze Komponentengruppen bilden, die innerhalb des Frequenzbereichs / einen Abstand voneinander aufweisen, wobei jede der Komponen- / tengruppen einen jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereich hat und aus einer Frequenzkomponente aus jedem der Kode-Frequenzkomponentensätze besteht, die innerhalb ihres jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereichs fällt, wobei Komponentengruppen, die innerhalb des Frequenzbereichs benachbart sind, durch jeweilige Frequenzbeträge voneinander getrennt sind, und wobei der vorbestimmte Frequenzbereich einer jeweiligen Komponentengruppe kleiner ist als die Frequenzbeträge, die die jeweilige Komponentengruppe von den ihr benachbart liegenden Komponentengruppen trennen.
80. Vorrichtung nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Computer programmiert ist zum Detektieren der Signalleistung der ersten, im wesentlichen einzelnen aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten innerhalb eines spezifizierten Frequenzbereichs, zum Bestimmen von ersten und zweiten Verdeckungsfaktoren unter den Bedingungen, daß die Signalleistung an jeder der ersten und zweiten Frequenzen innerhalb des spezifizierten Frequenzbereichs liegt, wobei sich die zweite Frequenz von der ersten Frequenz unterscheidet, und zum Auswahlen desjenigen der ersten und zweiten Verdeckungsfaktoren, der eine kleinere Amplitude von der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente darstellt, wobei der digitale Computer weiter programmiert ist zum Zuweisen der Amplitude an die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage des ausgewählten Verdeckungsfaktors.
81. Vorrichtung nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Computer so programmiert ist, daß er die erste Verdeckungsbewertung nur dann erzeugt, wenn sich die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente innerhalb eines kritischen Bandes der ersten, im wesentlichen einzigen aus der Anzahl von Audio-signal-Frequenzkomponenten befindet.
82. Vorrichtung nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, daß / der Kode eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten aufweist und der digitale Computer programmiert ist zum Zuweisen der Amplitude an die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage einer Anzahl von Kode-Frequenzkomponenten innerhalb eines kritischen Bandes der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente .
83. Vorrichtung nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Computer programmiert ist zum Erzeugen eines zweiten Tonsignals, das eine zweite, im wesentlichen einzelne aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten darstellt; zum Bewerten einer Eignung der zweiten, im wesentlichen einzelnen aus der Anzahl von Audiosignal-Frequenzkomponenten zum Verdecken der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung auf der Grundlage des zweiten Tonsignals, um eine zweite Verdeckungsbewertung zu erzeugen; und zum Zuweisen der Amplitude an die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage der ersten und zweiten Verdeckungsbewertungen.
84. Vorrichtung nach Anspruch 83, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Computer programmiert ist zum Zuweisen der Amplitude an die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage einer Leistungsverteilung zwischen den ersten und zweiten Tonsignalen.
85. Vorrichtung zum Kodieren eines Audiosignals, umfassend: ein Mittel zum Erzeugen eines Kodes, der eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponentensätzen umfaßt, wobei jeder der Kode-Frequenzkomponentensätze jeweils ein unterschiedliches Kode-Symbol darsteilt und eine Anzahl von jeweils unterschiedlichen Kode-Frequenzkomponenten enthält, wobei die Kode-Frequenzkomponenten der Kode-Frequenzkomponentensätze Komponentengruppen / bilden, die innerhalb des Frequenzbereichs einen Abstand von- / einander aufweisen, wobei jede der Komponentengruppen einen jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereich hat und aus einer Frequenzkomponente aus jedem der Kode-Frequenzkomponentensätze besteht, die innerhalb ihres jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereichs fällt, wobei Komponentengruppen, die innerhalb des Frequenzbereichs benachbart sind, durch jeweilige Frequenzbeträge voneinander getrennt sind, und wobei der vorbestimmte Frequenzbereich einer jeweiligen Komponentengruppe kleiner ist als die Frequenzbeträge, die die jeweilige Komponentengruppe von den ihr benachbart liegenden Komponentengruppen trennen; und ein Kode-Einfügungsmittel zum Kombinieren des Kodes mit dem Audiosignal.
86. Verfahren zum Kodieren eines Audiosignals, umfassend: Erzeugen eines Kodes, der eine Anzahl von Kode-Frequenzkomponentensätzen umfaßt, wobei jeder der Kode-Frequenzkomponentensätze jeweils ein unterschiedliches Kode-Symbol darstellt und eine Anzahl von jeweils unterschiedlichen Kode-Frequenzkomponenten enthält, wobei die Kode-Frequenzkomponenten der Kode-Frequenzkomponentensätze Komponentengruppen bilden, die innerhalb des Frequenzbereichs einen Abstand voneinander aufweisen, wobei jede der Komponentengruppen einen jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereich hat und aus einer Frequenzkomponente von jedem der Kode-Frequenzkomponentensätze besteht, die innerhalb ihres jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereichs fällt, wobei Komponentengruppen, die innerhalb des Frequenzbereichs benachbart sind, durch jeweilige Frequenzbeträge voneinander getrennt sind, und wobei der vorbestimmte Frequenzbereich einer jeweiligen Komponentengruppe kleiner ist als die Frequenzbeträge, die die jeweilige Komponentengruppe von den ihr benachbart liegenden Komponentengruppen trennen; und / Kombinieren des Kodes mit dem Audiosignal.
87. Vorrichtung zum Kodieren eines A'udiosignals, umfassend: einen digitalen Computer mit einem Eingang zum Aufnehmen des Audiosignals, wobei der digitale Computer programmiert ist zum Erzeugen eines Kodes mit einer Anzahl von Kode-Frequenzkomponentensätzen, wobei jeder der Kode-Frequenzkomponentensätze jeweils ein unterschiedliches Kode-Symbol darstellt und eine Anzahl von jeweils unterschiedlichen Kode-Frequenzkomponenten enthält, wobei die Kode-Frequenzkomponenten der Kode-Frequenzkomponentensätze Komponentengruppen bilden, die innerhalb des Frequenzbereichs einen Abstand voneinander aufweisen, wobei jede der Komponentengruppen einen jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereich hat und aus einer Frequenzkomponente von jedem der Kode-Frequenzkomponentensätze besteht, die innerhalb ihres jeweiligen vorbestimmten Frequenzbereichs fällt, wobei Komponentengruppen, die innerhalb des Frequenzbereichs benachbart sind, durch jeweilige Frequenzbeträge voneinander getrennt sind, und wobei der vorbestimmte Frequenzbereich einer jeweiligen Komponentengruppe kleiner ist als die Frequenzbeträge, die die jeweilige Komponentengruppe von den ihr benachbart liegenden Komponentengruppen trennen; und ein Mittel zum Kombinieren des Kodes mit dem Audiosignal.
88. Vorrichtung zum Detektieren eines Kodes in einem kodierten Audiosignal, wobei das kodierte Audiosignal eine Anzahl von Audiofrequenz-Signalkomponenten und zumindest eine Kode-Frequenzkomponente beinhaltet, die eine Amplitude und eine Audio-frequenz hat, die ausgewählt sind, um die Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung durch zumindest eine aus der Anzahl von Audiofrequenz-Signalkomponenten / zu verdecken, umfassend: / Mittel zum Aufstellen einer erwarteten Kodeamplitude der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage des kodierten Audiosignals; und ein Mittel zum Detektieren der Kode-Frequenkomponente in dem kodierten Audiosignal auf der Grundlage der erwarteten Kodeamplitude .
89. Vorrichtung nach Anspruch 88, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Detektieren einer ersten Komponente des kodierten Audiosignals an der Audiofrequenz der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente, wobei das Mittel zum Detektieren der Kode-Frequenzkomponente so wirkt, daß es bestimmt, ob eine Amplitude der detektierten ersten Komponente der erwarteten Kodeamplitude entspricht.
90. Vorrichtung nach Anspruch 88, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Detektieren der ersten Komponente des kodierten Audiosignals ein Mittel zum Auftrennen des kodierten Audiosignals in Frequenzkomponentengruppen umfaßt, die jeweils eine oder mehrere Komponenten innerhalb eines entsprechenden Frequenzbereichs umfassen, wobei eine erste der Frequenzkomponentengruppen einen entsprechenden Frequenzbereich aufweist, der die Audiofrequenz der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente einschließt.
91. Verfahren zum Detektieren eines Kodes in einem kodierten Audiosignal, wobei das kodierte Audiosignal eine Anzahl von Audiofrequenz-Signalkomponenten und zumindest eine Kode-Frequenzkomponente beinhaltet, die eine Amplitude und eine Audiofrequenz aufweist, die ausgewählt sind, um die Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung durch zumindest eine aus der Anzahl von Audiofrequenz-Signalkomponenten zu verdecken, umfassend die Schritte: Aufstellen einer erwarteten Kodeamplitude der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage des kodierten Audio-signals; und Detektieren der Kode-Frequenzkomponente in dem kodierten Au-diosignal auf der Grundlage der erwarteten Kodeamplitude.
92. Programmierter digitaler Computer zum Detektieren eines Kodes in einem kodierten Audiosignal, wobei das kodierte Au-diosignal eine Anzahl von Audiofrequenz-Signalkomponenten und zumindest eine Kode-Frequenzkomponente mit einer Amplitude und einer Audiofrequenz aufweist, die ausgewählt sind, um die Kode-Frequenzkomponente gegenüber der menschlichen Hörwahrnehmung durch die zumindest eine aus der Anzahl von Audiofrequenz-Signalkomponenten zu verdecken, umfassend: einen Eingang zum Aufnehmen des kodierten Audiosignals; einen Prozessor, der programmiert ist, eine erwartete Kodeamplitude der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente auf der Grundlage des codierten Audiosignals aufzustellen, die Kode-Frequenzkomponente in dem kodierten Audiosignal auf der Grundlage der erwarteten Kodeamplitude zu detektieren und ein Kodeerfas-sungs-Ausgangssignal auf der Grundlage der detektierten Kode-Frequenzkomponente zu erzeugen; und einen Ausgang, der zum Bereitstellen des Kodeerfassungs-Aus-gangssignals mit dem Prozessor verbunden ist.
93. Vorrichtung zum Detektieren eines Kodes in einem kodierten Audiosignal, wobei das kodierte Audiosignal eine Anzahl von Frequenzkomponenten einschließlich einer Anzahl von Audiofre-quenz-Signalkomponenten und zumindest einer Kode-Frequenzkomponente mit einer vorbestimmten Audiofrequenz und einer vorbestimmten Amplitude aufweist, um die zumindest eine Kode-Fre-/ quenzkomponente von der Anzahl der Audiofrequenz-Signalkompo- / nenten zu unterscheiden, umfassend: ein Mittel zum Bestimmen einer Amplitude von Frequenzkomponenten des kodierten Audiosignals innerhalb eines ersten Bereichs von Audiofrequenzen einschließlich der vorbestimmten Audiofre-quenz der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente; ein Mittel zum Aufstellen einer Rauschamplitude für den ersten Bereich von Audiofrequenzen; und ein Mittel zum Detektieren des Vorhandenseins der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente in dem ersten Bereich von Audio-frequenzen auf der Grundlage von dessen aufgestellter Rauschamplitude und der bestimmten Amplitude von Frequenzkomponenten darin.
94. Verfahren zum Detektieren eines Kodes in einem kodierten Audiosignal, wobei das kodierte Audiosignal eine Anzahl von Frequenzkomponenten einschließlich einer Anzahl von Audiofre-quenz-Signalkomponenten und zumindest eine Kode-Frequenzkomponente mit einer vorbestimmten Audiofrequenz und einer vorbestimmten Amplitude aufweist, um die zumindest eine Kode-Frequenzkomponente von der Anzahl von Audiofrequenz-Signalkompo-nenten zu unterscheiden, mit den Schritten: Bestimmen einer Amplitude einer Frequenzkomponente des kodierten Audiosignals innerhalb eines ersten Bereichs von Audiofre-quenzen einschließlich der vorbestimmten Audiofrequenz der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente; Aufstellen einer Rauschamplitude für den ersten Bereich von Audiofrequenzen; und Detektieren des Vorhandenseins der zumindeste einen Kode-Fre- / quenzkomponente im ersten Bereich von Audiofrequenzen auf der / Grundlage von dessen aufgestellter Rauschamplitude und der bestimmten Amplitude der Frequenzkomponente darin.
95. Digitaler Computer zum Detektieren eines Kodes in einem kodierten Audiosignal, wobei das kodierte Audiosignal eine Anzahl von Frequenzkomponenten einschließlich einer Anzahl von Audiofrequenz-Signalkomponenten und zumindest eine Kode-Frequenzkomponente mit einer vorbestimmten Audiofrequenz und einer vorbestimmten Amplitude zum Unterscheiden der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente von der Anzahl der Audiofre-quenz-Signalkomponenten aufweist, umfassend: einen Eingang zum Aufnehmen des codierten Audiosignals; einen mit dem Eingang verbundenen Prozessor, um das kodierte Audiosignal aufzunehmen, und der programmiert ist zum Bestimmen einer Amplitude einer Frequenzkomponente des codierten Audiosignals innerhalb eines ersten Bereichs von Audiofrequenzen einschließlich der vorbestimmten Audiofrequenz der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente; wobei der Prozessor weiter programmiert ist zum Aufstellen einer Rauschamplitude für den ersten Bereich von Audiofrequenzen und zum Detektieren des Vorhandenseins der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente in dem ersten Bereich von Audiofrequenzen auf der Grundlage von dessen aufgestellter Rauschamplitude und der bestimmten Amplitude der Frequenzkomponente darin; wobei der Prozessor so wirkt, daß er ein Kode-Ausgangs Signal auf der Grundlage des detektierten Vorhandenseins der zumindest einen Kode-Frequenzkomponente erzeugt; und einen Ausgangsanschluß, der zum Bereitstellen des Kodesignals mit dem Prozessor verbunden ist. /
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