NL1006403C2 - Werkwijze, inrichting en/of systeem voor het verzenden en/of ontvangen van digitale informatie. - Google Patents

Description

WERKWIJZE, INRICHTING ΕΝ/OF SYSTEEM VOOR HET VERZENDEN ΕΝ/OF ONTVANGEN VAN DIGITALE INFORMATIE

De onderhavige uitvinding verschaft een systeem voor het vice versa verzenden en ontvangen van digitale audio-informatie, waarbij het systeem omvat: - een zendinrichting; en 5 - een ontvangstinrichting, die een, van digitale-opslagmiddelen voorziene personal computer omvat.

Een dergelijk systeem is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift US-A-5 550 982, waarin een 10 ontvangstinrichting is voorzien van een zogeheten audio-play back, die is aangesloten op een serverinrichting via een local area netwerk. Dit bekende systeem is in het bijzonder geschikt voor de ondersteuning van videotoepassingen.

15 Dit bekende systeem heeft het nadeel dat het niet mogelijk is zonder kwaliteitsverlies vooraf opgenomen audio-informatie real t±me te versturen.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel real time versturing via een publiek netwerk van audio-20 informatie mogelijk te maken zonder kwaliteitsverlies vanwege herhaalde compressie.

Dit doel wordt bereikt, doordat de zendinrichting ten minste een audiokaart waarop een microfoon aansluitbaar is, omvat, waarbij de audiokaart is voorzien 25 van een analoog/digitaal-omzetter, een digitaal/analoog-omzetter, en een compressie-eenheid voor het coderen van de audio-informatie, dat de ontvangstinrichting is voorzien van ISDN-middelen voor aansluiting op een ISDN-lijn naar de 30 zendinrichting en dat de ontvangstinrichting is voorzien van een programmaroutine voor het mogelijk maken van een real time transmissie van audio-informatie.

1006403 2

De voor het systeem volgens de onderhavige uitvinding benodigde apparatuur kan van standaardmakelij zijn, terwijl kan worden volstaan met een enkel apparaat voor digitale informatie van verschillend formaat. Voorts 5 is het op relatief eenvoudige wijze mogelijk aanvullende informatie met de audio-informatie mee te sturen volgens het systeem volgens de onderhavige uitvinding, alsmede redactie van die digitale informatie.

Voorts verschaft de onderhavige uitvinding een 10 werkwijze voor het tussen de zendinrichting en de ontvangstinrichting verzenden van audio-informatie, en vice versa, waarbij ten minste de ontvangstinrichting een personal computer omvat, die is voorzien van digitaal-opslagmiddelen, 15 met het kenmerk dat van een microfoon verkregen analoge audio-informatie en een analoog/digitaal-omzetter in digitale audio-informatie wordt omgezet in een audiokaart van de zendinrichting, die audio-informatie vervolgens wordt gecodeerd door een compressie-eenheid 20 van de audiokaart, en dat via ISDN-middelen van de ontvangstinrichting de digitale audio-informatie wordt ontvangen van de zendinrichting, waarbij de ontvangstinrichting voorzien is van een programmaroutine 25 voor real time transmissie van de digitale audio-informatie .

De onderhavige uitvinding zal worden verduidelijkt aan de hand van de navolgende beschrijving van een voorkeursuitvoeringsvorm daarvan, waarbij wordt verwezen 30 naar bijgevoegde tekeningen, waarin tonen: fig. 1 een schema van een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; fig. 2 een uitgebreider schema van het schema uit fig. 1; 35 fig, 3 een schema ter verklaring van het in fig. 1 en 2 schematisch getoonde systeem; fig. 4 een stroomschema van een werking van het in de fig. 1, 2 en 3 getoonde systeem; 1006403 3 fig. 5 een stroomschema van een detail van fig. 4; fig. 6 een stroomschema van een detail van fig. 5; 5 fig. 7 een detail van het stroomschema van fig. 4; fig. a een detail van het stroomschema van fig. 4; fig. 9 een stroomschema van een detail van het 10 stroomschema van fig.4; fig. 10 een stroomschema van een detail van het stroomschema van fig. 4; fig. 11 een stroomschema van een detail van het stroomschema van fig.4; 15 fig. 12 een stroomschema van een detail van het stroomschema van fig. 4.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van een systeem 1 (fig. l) omvat een personal computer 2, bij voorkeur met een 486 processor of hoger, waarin een analoog audioboard 20 3 van bekend ontwerp is opgenomen, dat een analoge ingang 4, een analoge uitgang 5 en een digitale uitgang 6 heeft. De audiokaart 3 is voorzien van een analoog/digitaal-omzetter 7, een digitaal/analoog-omzetter 8, een compressie-eenheid 9 voor codering bijv. 35 volgens MPEC-25 laag 2 en een omzettingseenheid 10 voor omzetting van digitaal naar digitaal. Op een digitale opslag, bijv. een harde schijf 11, wordt in een met 12 schematisch aangeduide sectie het voor de eerste maal volgens MPEG-laag 2 gecodeerde signaal opgeslagen.

30 Aan de ontvangstzijde bevindt zich eveneens een personal computer 22 van het type 486 of hoger en een audiokaart 23 met gelijkaardige onderdelen als audiokaart 3. De PC 22 is eveneens voorzien van een opslag 24, bijv. in de vorm van een harde schijf, die via een compu-35 ternetwerk, modem, een ISDN-lijn of een diskette kan communiceren met de harde schijf 11, zoals schematisch is aangegeven door blok 25. In de figuur is voorts schema 1006403 4 tisch de sectie 26 aangeduid, waarop eveneens het voor de eerste maal gecodeerde digitale signaal is opgenomen.

Ter vergelijking met de onderhavige uitvinding is in figuur 2 een bestaand systeem aangeduid, dat 5 bestaat uit twee zogeheten dedicated apparaten 30 en 31, die zijn voorzien van een telefoonkiezer en met elkaar kunnen communiceren via een publiek ISDN-net, schematisch met 32 resp. 33. De telefoonkiezers zijn aangeduid met 33 resp. 34. Van dergelijke systemen wordt in toenemende 10 mate gebruik gemaakt voor het uitzenden van ter plaatse gemaakte geluidsopnamen, bijv. van een interview of dergelijke.

In figuur 2 wordt met AD een analoog digitaal omzetting aangeduid, met DA digitaal/analoog-omzetting, 15 met C een compressiestap, met ED een oorspronkelijk digitaal signaal volgens MPEG II laag 11 en met NOD een niet oorspronkelijk digitaal signaal volgens MPEG laag II, dat wil zeggen na decompressie en hernieuwde compressie. U geeft de lineaire decompressie van digitaal 20 naar digitaal aan.

Zonder in verder detail op bestaande systemen in te gaan, zoals die door aanvraagster bijv. onder de naam Digicorder op de markt worden gebracht, is het duidelijk dat in bepaalde omstandigheden 25 kwaliteitsverlies optreedt door de digitale decompressiestap, hetzij via verzenden via het publieke netwerk 32, hetzij door de respectieve digitale uitgangen 35, 36.

In figuur 3 is een schema van de onderhavige 30 uitvinding zichtbaar, waarbij een dedicated inrichting 30' via een netwerk 41 is aangesloten op een personal computer 42, die is voorzien van een digitale opslag zoals een harde schijf 43 en die is voorzien van een ISDN-kaart 44, zoals die in de handel verkrijgbaar is.

35 Met 45 is schematisch de programmatuur van het systeem volgens de onderhavige uitvinding aangeduid.

i 1 0064 Ü3 5

De programmatuur ISYS maakt gebruik van een compressie-algoritme, teneinde audio van goede kwaliteit over de ISDN-lijn te verzenden. In deze voorkeursuitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van de MPEG-standaard, 5 waarbij de gebruiker van de software in staat is bepaalde instellingen te veranderen, zoals het aantal bits per seconde (bitrate), bijv. vanaf 32 kbit per seconde, die de audiokaart produceert, het aantal monsters per seconde van het audiosignaal, vanaf 16 kHz, de opneemmodus, mono, 10 stereo of joint stereo, waarbij in geval van stereo en joint stereo de bitrate verdubbelt, de header bits van de over te zenden digitale data, en/of een analoog/digitaal-ingangssignaal. Voorts is het mogelijk ook andere algoritmen dan MPEG te gebruiken, bijv. G.711 en G.722.

15 Doordat een computer van standaard makelij wordt gebruikt bij het systeem volgens de onderhavige uitvinding, die dan is voorzien van de software, kan de apparatuur tevens voor andere doeleinden worden gebruikt, zoals Internet, het redigeren van audio met behulp van de 20 audiokaart, tekstverwerking, planning e.d. Bestaande hardware volgens de stand der techniek is slechts geschikt voor audiotransmissie. De ISYS-software kan audiobestanden die digitaal zijn opgenomen en opgeslagen, selecteren en versturen, zonder dat het hierboven aan de 25 hand van fig. 2 geschetste kwaliteitsverlies optreedt.

Aan de hand van de figuren 4-12 zal de werking van de software verder worden verduidelijkt. Bij de start van een live opname 50 wordt allereerst gekeken bij 51 of de verbinding gemaakt is. In het negatieve geval wordt 30 bij 57 gestopt met opnemen en/of afspoelen en wordt de software bij 58 in rusttoestand gebracht. In het bevestigende geval wordt bij 52 een aanvang genomen met het starten, en wordt bij 53 gecontroleerd of de verbinding aanwezig is. Bij 54 wordt spelen geactiveerd, 35 bij 55 het opnemen en bij 56 de ISDN-verbinding.

Bij 51 (fig. 5) wordt het aantal benodigde kanalen bepaald. Allereerst wordt het aantal op 0 gezet bij 61, vervolgens wordt het benodigde aantal bij 62 1 00 64 J 3 6 bepaald uit de bitrate gedeeld door het getal 64, waarna bij 63 een kanaalverbinding wordt gemaakt. Bij 64 wordt gecontroleerd of die daadwerkelijk aanwezig is, waarna bij 65 de kanaalteller 1 wordt verhoogd. Bij 66 wordt 5 gekeken of het aantal reeds voldoende is, en bij het ontkennende geval wordt de lus herhaald. Bij 67 wordt teruggekeerd, ofwel nadat de verbinding bij 68 tot stand is gebracht, ofwel bij 69 nadat de verbinding niet tot stand is gekomen.

10 Het activeer spelen 54 (fig. 6) vangt aan met de bepaling 71 of een audioframe is ontvangen. Indien bij 72 is vastgesteld dat geen eerdere frames werden ontvangen, wordt bij 73 de speeltimer geactiveerd. Indien bij 74 is vastgesteld dat de speeltimer actief is, wordt bij 15 75 gekeken of 12 milliseconden zijn verstreken. Bij 76 wordt de speeltimer gestopt, waarna het afspelen bij 77 een aanvang neemt. Vervolgens wordt bij 78 een frame naar de audiokaart gestuurd, waarna teruggekeerd wordt naar het hoofdprogramma bij 79.

20 Het activeren van het opnemen 55 (fig. 7) begint met vast te stellen of een audioframe is opgenomen bij 81, waarna bij 82 de bitvolgorde van elk bit in het frame wordt omgekeerd. Bij 83 wordt het frame via ISDN verstuurd, en bij 84 wordt teruggekeerd naar het hoofd-25 programma.

Bij het activeren van het ISDN volgens 56 (fig. 8) wordt vastgesteld bij 85 of data zijn ontvangen, waarna bij 86 in het bevestigende geval data naar een buffer worden gekopieerd. Bij 87 wordt het frame gelezen, 30 terwijl bij 88 wordt teruggekeerd naar het hoofdprogramma .

Een frame wordt volgens 87 gelezen, door zoals in fig. 9 is aangeduid, bij 91 vast te stellen of audio is gevonden, bij 92 vast te stellen of een header is 35 gevonden, en bij 93 een controle uit te voeren, waarna bij 94 wordt vastgesteld of een frame is ontvangen en gereed is om te worden afgespeeld, opdat bij 95 kan worden teruggekeerd.

1006403 7

Of volgens 91 is gevonden (fig. 10) wordt vastgesteld door te bepalen of volgens de MPEG-standaard vanaf een positie 0 die bij 102 wordt vastgesteld of op dit niveau veertien enen zijn gevonden (FF F in 5 hexadecimale notatie). Zolang bij 103 wordt vastgesteld dat de positie kleiner is dan de bytes in het buffer, en bij 104 wordt vastgesteld dat de positie groter dan 0 is, wordt via stappen 105, 106 en 107 vastgesteld of het huidige byte ongelijk aan OxFF is en of het vorige byte 10 gelijk aan OxFF is, waarna bij 109 wordt vastgesteld dat audio is gevonden, terwijl bij 111 wordt teruggekeerd. Wanneer de positie in de buffer gelijk is aan 0 wordt bij 112 de waarde van het vorige byte gelijk aan 0x00 gemaakt omdat er geen vorige byte bestaat. Bij 110 wordt 15 vastgesteld dat geen audio is gevonden, terwijl bij 111 wordt teruggekeerd. Bij 112 wordt de waarde van het vorige bite vastgesteld.

Of volgens 92 is gevonden (fig. 11) wordt vastgesteld door te bepalen of volgens de MPEG-standaard 20 vanaf de positie die is gevonden in figuur 10, of op dit niveau veertien enen zijn gevonden (FF F in hexadecimale notatie). Zolang bij 113 wordt vastgesteld dat de positie kleiner is dan het aantal bytes in de buffer, wordt per byte het aantal enen vastgesteld. Bij 114 wordt de 25 positie van het byte vastgesteld, terwijl bij 115 de positie in de byte, de bitpositie, wordt vastgesteld. Omdat een byte bestaat uit acht bits, wordt bij 116 vastgesteld of de positie in het byte kleiner is dan acht. Is de positie groter of gelijk aan acht dan wordt 30 er in 120 gesprongen naar het volgende byte, en teruggekeerd naar 113. Zolang de positie kleiner is dan acht dan wordt bij 117 vastgesteld of op de huidige positie in het byte een één staat. Als er op die positie een één staat, wordt bij 118 het aantal enen met één 35 verhoogd, en bij 119 en wordt er gesprongen naar de volgende positie in het byte. Daarna wordt er teruggekeerd naar 116. Wanneer bij 117 wordt vastgesteld dat er geen één staat wordt bij 121 vastgesteld of het 1 η n r ί n s 8 aantal enen meer of gelijk aan veertien is. Als er minder dan veertien enen zijn geteld, wordt er gesprongen naar 119 en wordt het tellen van de enen vanaf de huidige positie voortgezet. Wanneer bij 121 wordt vastgesteld dat 5 er veertien of meer enen achter elkaar zijn geteld, wordt bij 122 vastgesteld of de positie in het byte groter of gelijk is aan zes. Als dit het geval is, wordt bij 123 de huidige positie in het buffer met één verlaagd. Wanneer dit niet het geval is, wordt bij 124 de huidige positie 10 in het buffer met twee verlaagd. Volgens de MPEG- standaard moeten de veertien enen altijd beginnen aan het begin van een byte. Dit houdt dus in dat de positie in het byte (de bitpositie) gelijk moet zijn aan 0. Om dit te bereiken wordt in 125 vastgesteld hoeveel stappen alle 15 bits verschoven moeten worden om de eerste één op positie in het byte te krijgen. Bij 126 wordt vastgesteld dat een audio header is gevonden. Wanneer bij 113 wordt bepaald dat het einde van het buffer is bereikt, wordt bij 127 vastgesteld dat er geen audio header is gevonden. Bij 128 20 wordt teruggekeerd.

Of volgens 93 een frame compleet en afspeelbaar is (fig. 12), wordt vastgesteld door bij 129 te controleren of alle benodigde bytes voor een frame aanwezig zijn. Is dit niet het geval, dan wordt bij 134 25 vastgesteld dat het frame niet compleet is en wordt bij 135 teruggekeerd. Wanneer bij 129 wordt vastgesteld dat het frame wel compleet is, wordt bij 130 vastgesteld of alle bits verschoven moeten worden (hoeveel alle bits verschoven moeten worden is vastgesteld in fig. ll). Als 30 bij 130 wordt vastgesteld de bits te verschuiven, wordt dit gedaan bij 131. Bij 132 wordt bekeken of de eerste vier bytes van de header conform de MPEG-standaard zijn. Zijn deze bytes goed, dan wordt bij 133 vastgesteld dat het frame afspeelbaar is en wordt bij 135 teruggekeerd.

35 In het andere geval wordt bij 134 vastgesteld dat het frame niet afspeelbaar is en wordt bij 135 teruggekeerd.

1 00 6a' : 3

Claims (7)

1. Systeem voor het verzenden en ontvangen van digitale audio-informatie, waarbij het systeem omvat: - een zendinrichting; en - een ontvangstinrichting, die een, van 5 digitale-oplagmiddelen voorziene personal computer omvat, met het kenmerk dat de zendinrichting ten minste een audiokaart waarop een microfoon aansluitbaar is, omvat, waarbij de audiokaart is voorzien van een analoog/digitaal-omzetter, een digitaal/analoog-omzetter, 10 en een compressie-eenheid voor het coderen van de audio-informatie, dat de ontvangstinrichting is voorzien van ISDN-middelen voor aansluiting op een ISDN-lijn naar de zendinrichting en 15 dat de ontvangstinrichting is voorzien van een programmaroutine voor het mogelijk maken van een real time transmissie van audio-informatie.

2. Systeem volgens conclusie 1, waarbij de softwareroutine in staat is bij te houden of een 20 verbinding is gemaakt, in staat is 'SPELEN' te activeren, registratie en/of ISDN transmissie.

3. Systeem volgens conclusie 1 of 2, waarbij de zendinrichting voorzien is van opslagmiddelen.

4. Systeem volgens conclusie 2 of 3, waarbij 25 een subroutine 'activeer spelen' van de routine controleert of audioframes zijn ontvangen.

5. Systeem volgens een van de conclusies 1-4, waarbij een 'activeer opnemen' subroutine van de softwareroutine controleert of een audioframe is 30 geregistreerd en in het bevestigende geval een frame via een ISDN-lijn naar de ontvangstinrichting zendt.

6. Systeem volgens een van de conclusies 2-5, waarbij een 'activeer ISDN' subroutine van de 1006403 softwareroutine een 'lees frame' subroutine omvat voor het controleren of audio gevonden is en of een header is gevonden.

7. Werkwijze voor het tussen de zendinrichting 5 en de ontvangstinrichting verzenden van audio-informatie, en vice versa, waarbij ten minste de ontvangstinrichting een personal computer omvat, die is voorzien van digitaal-opslagmiddelen, met het kenmerk dat van een microfoon verkregen 10 analoge audio-informatie en een analoog/digitaal-omzetter in digitale audio-informatie wordt omgezet in een audiokaart van de zendinrichting, die audio-informatie vervolgens wordt gecodeerd door een compressie-eenheid van de audiokaart, en 15 dat via ISDN-middelen van de ontvangstinrichting de digitale audio-informatie wordt ontvangen van de zendinrichting, waarbij de ontvangstinrichting voorzien is van een programmaroutine voor real time transmissie van de digitale audio-20 informatie. 1006403