NL8600932A

NL8600932A - Werkwijze en inrichting voor het restaureren van als ongeldig beschouwde monsters van een equidistant bemonsterd signaal, op basis van vervangingswaarden die zijn afgeleid uit een reeks van signaalmonsters waarvan de omgeving die van de te restaureren monsters zo dicht mogelijk benadert.

Info

Publication number: NL8600932A
Application number: NL8600932A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1986-04-14
Filing date: 1986-04-14
Publication date: 1987-11-02
Also published as: AU607697B2; DK186687D0; JPS62250735A; US4839843A; DK168718B1; DE3773524D1; EP0241980A1; AU7145587A; DK186687A; EP0241980B1

Description

PEN 11.717 1 9 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

"Werkwijze en inrichting voor het restaureren van als ongeldig beschouwde monsters van een equidisSnt bemonsterd signaal, op basis van vervangingswaarden die zijn afgeleid uit een reeks van signaalmonsters waarvan de omgeving die van de te restaureren monsters zo dicht mogelijk benadert."

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het restaureren van een reeks als ongeldig beschouwde monsters van een equidistant bemonsterd signaal, op basis van vervangingswaarden die worden afgeleid uit reeksen van geldige monsters.

5 Een dergelijke werkwijze en inrichting zijn beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage PHN 11.716 van gelijke rang.

De daarin beschreven restauratietechniek brengt als vereiste mee dat volgend op een reeks van te restaureren monsters een relatief lange volgreeks van geldige monsters beschikbaar dient te 10 zijn. Meer in het bijzonder dient de lengte van zulk een volgreeks te corresponderen met de maximaal te verwachten instantane periodiciteit van het signaalsegment waarvan de reeks te restaureren monsters deel uitmaakt. Bijvoorbeeld voor spraak die met een frequentie van 8000Hz is bemonsterd betekent zulks dat een dergelijke volgreeks ca. 160 monsters 15 dient te bevatten. Met andere woorden wordt in dat geval een vertraging van 20 millisec. na het verschijnen van de reeks van te restaureren monsters geïntroduceerd, alvorens het resultaat, van de restauratie-procedure beschikbaar kan worden gesteld.

Bovendien houdt implementatie van bovenvermelde 20 restauratietechniek in dat de periodiciteit van een signaalsegment dat de reeks van te restaureren monsters bevat, moet worden geschat. Daarbij worden- de vervangingswaarden die voor het herstel van de ongeldige monsters worden gebruikt, bepaald door het oplossen van een stelsel van vergelijkingen waarin deze vervangingswaarden als onbekenden voorkomen.

25 Met de uitvinding is beoogd een alternatieve restauratie techniek beschikbaar te stellen waarbij de vertraging zoals geïntroduceerd door de noodzaak van een bovenvermelde volgreeks van geldige monsters, wordt verminderd.

Daartoe is een werkwijze volgens de uitvinding daardoor 30 gekenmerkt dat een omgeving van de desbetreffende reeks van te restaureren monsters wordt vergeleken met een omgeving van een even grote reeks van geldige monsters die een gekozen tijd eerder zijn t Λ . ' t ' J £ * i PHN 11.717 2 verschenen; dat een dergelijke vergelijking wordt gemaakt voor een aantal verschillende van dergelijke gekozen tijden; dat die omgeving welke de omgeving van de reeks van te 5 restaureren monsters het dichtst benadert, wordt gekozen; en dat de geldige monsters die door de aldus gekozen omgeving zijn begrensd, worden gebruikt voor het vormen van de vervangingswaarden.

Meer in het bijzonder is een werkwijze voor het 10 restaureren van een reeks van als ongeldig beschouwde monsters st+i, met i = 0,...,m, volgens de uitvinding gekenmerkt door de volgende stappen a) waarden van monsters die zich bevinden in een nabije vooromgeving van het monster st, in combinatie met waarden van 15 monsters die zich bevinden in een, een aantal p monsters bevattende nabije naomgeving van het monster st+m_<j, worden gecorreleerd met waarden van een aantal monsters bij voorkeur gelijk aan P die zich bevinden in een nabije vooromgeving van een monster sq, waarin q een variabele monsterpositie in het gebied p<L qi t-p voorstelt in 20 combinatie met waarden van monsters die zich bevinden in een nabije naomgeving van het monster Sg+m_^, b) het correlatieresultaat van stap a) wordt bepaald en geregistreerd; c) de stappen a) en b) worden in die volgorde herhaald 25 voor een aantal verschillende gekozen q-waarden; d) uit de stap na stap c) verkregen verzameling van correlatieresultaten wordt het resultaat met de kleinste waarde bepaald; e) de met het correlatieresultaat dat na stap d) is verkregen corresponderende waarde van q, meer in het bijzonder q0pt 30 wordt bepaald; en f) een reeks van geldige monsters in de posities ^opt'’'‘'qopt+m-1 wor^ aangewezen waarbij uit de waarden van de aldus aangewezen monsters de vervangingswaarden voor de monsters st,...,s^.+m_^ worden gevormd.

35 Een voorkeursuitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding waarbij het correlatieproces wordt genormeerd, is daardoor gekenmerkt.dat elke door een gekozen waarde q bepaalde omgeving door een ΡΗΝ 11.717 3 ψ faktor ag zodanig wordt geschaald dat de kwadratische afwijking ten opzichte van de omgeving van de reeks van te restaureren monsters minimaal isr en elk van de waarden van de monsters in de aangegeven 5 posities qopt, · · · ^opt+m-1 met de faktor agopt wordt vermenigvuldigd.

Illustratief voor de uitvinding is dat in het geval van spraak welke met een frequentie van 8000Hz is bemonsterd, het tijdsinterval corresponderende met bovenbedoelde volgreeks kan worden 10 teruggebracht tot ca. 25 monsters, ± 3 m.sec.

Een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding is gekenmerkt door vergelijkingsmiddelen voor het vergelijken van waarden van monsters die een omgeving vormen van de desbetreffende reeks van te 15 restaureren monsters, met waarden van monsters die een proefomgeving vormen van de desbetreffende reeks van te restaureren monsters, met waarden van monsters die een proefomgeving vormen van een even grote reeks van geldige monsters die een gekozen tijd eerder zijn verschenen; aanwijsmiddelen voor het aanwijzen van verscheidene, in 20 tijd ten opzichte van elkaar verschoven groepen, elk een genoemde proefomgeving vormende, monsters; besturingsmiddelen die de werking van genoemde vergelijkingsmiddelen in afhankelijkheid van het aanwijsresultaat van de aanwijsmiddelen regelen; 25 kiesmiddelen die uitgaande van de resultaatgegevens zoals teweeggebracht door de vergelijkingsmiddelen die proefomgeving kiezen welke de omgeving van de reeks van te restaureren monsters het dichtst benadert; en rekenmiddelen die uit de waarden van de monsters die door 30 de gekozen proefomgeving worden begrensd de vervangingswaarden afleiden. Meer in het bijzonder is een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt door een rekeneenheid die is ingericht om voor een aantal gekozen waarden q, met q = p,....,t-p telkens de grootheden ag en £(q, ag) te berekenen 35 volgens de formules ï't * PHN 11.717 4 P-1 ^st-p+i,sq-p+i + st+m+i-Sq+m+i^ i = o aq= ___« q = p,... ,t-p 5 P-1 ** q-p+i + S q+m+i^ i=o > en p-1 p-1 2 2 2 2 2 10 £.(q,aq) - E (s t_p+j_ + s t+m+i^ a q z q-p+i+s q+m+i^' i=o i=o door een zoekeénheid die is ingericht om uit de paren van grootheden aq en £L(q, aq) zoals gegenereerd door de rekeneenheid dat paar te kiezen waarvoor £^(q, aq) minimaal is en de daarbij 15 behorende waarden voor q en aq>o te bepalen als qQpt en aQpt; en een vermenigvuldigingsketen die is ingericht om elk van f de monsterwaarden in de posities 10pt+if met i = 0,...,m-1 te vermenigvuldigen met aopt en deze produktwaarden als vervangingswaarden voor de waarden van de ongeldige monsters te substitueren.

20 Een voor de uitvinding illustratieve inrichting is verder daardoor gekenmerkt dat deze zodanig is ingericht dat de stromingsdiagrammen volgens de fign. 4 en 5 kunnen worden afgewikkeld.

De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toegelicht met verwijzing naar de tekening waarin: 25 fig. 1 een tijddiagram weergeeft met behulp waarvan het principe van de onderhavige uitvinding zal worden toegelicht; fig. 2 een algemeen blokschema weergeeft ter illustratie . van de basisfuncties die in het kader van de onderhavige uitvinding worden vervuld; 30 fig. 3 een blokschema is van een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding; fig. 4 een stroomdiagram is ter illustratie van een invoer/uitvoerprogramma dat in het kader van de uitvinding wordt afgewikkeld; en 35 fig. 5 een stroomdiagram is ter verdere illustratie van de restauratietechniek volgens de uitvinding.

De uitvinding kan met voordeel worden toegepast ten * * PHN 11.717 5 behoeve van een bemonsterd spraaksignaal waarvan een aantal monsters door storing zodanig is verminkt dat deze monsters aan de ontvangzijde van een desbetreffend transmissiesysteem als ongeldig worden beschouwd.

Een dergelijke situatie kan zich bijvoorbeeld voordoen in een 5 telefoniesysteem van de als MAT (mobiele automatische telefonie) aangeduide soort. Als gevolg van zogenaamde selectieve fading valt het ontvangen signaal en daarmee het ontvangen spraaksignaal regelmatig en gedurende korte tijd weg. Vastgesteld is dat een spraaksignaal dat is gemoduleerd op een draaggolf van bijvoorbeeld circa 300 mHz het 10 signaal aan de ontvangzijde met zekere intervallen, die afhankelijk zijn van de snelheid waarmee een desbetreffend voertuig als mobiele post van zulk een telefooniesysteem zich voortbeweegt, ongestoord en gestoord wordt ontvangen.

De door de uitvinding voorgestelde restauratietechniek 15 maakt het mogelijk om als ongeldig beschouwde monsters van een spraaksignaal dat met een frequentie van 8000 Hz is bemonsterd, op betrouwbare wijze te herstellen indien het interval met onbekende monsters kleiner is dan circa 12 millisec. en indien ter weerszijden van zulk een interval, gedurende circa 3 millisec. het desbetreffende · 20 spraaksignaal ongestoord beschikbaar is.

In het onderstaande zal met verwijzing naar fig. 1 het principe van de onderhavige uitvinding nader worden toegelicht. Het in fig. 1 weergegeven diagram is illustratief voor een reeks van aaneengesloten monsters s^, met k = 0,...N-1. Hiervan vormen de 25 monsters st, ...st+m_^, FIG 1 interval B-j, een reeks van als ongeldig beschouwde monsters die moeten worden gerestaureerd. Met andere woorden voor deze ongeldige monsters dienen vervangingswaarden of wel schatters st+^, met i = 0,...m-1 te worden gevonden. Deze vervangingswaarden dienen de oorspronkelijke waarden van deze ongeldige 30 monsters zo goed mogelijk te benaderen, of in ieder geval zodanig te zijn dat in het uiteindelijk gerestaureerde signaal vrijwel geen waarneembare fouten voorkomen.

De uitvinding berust op het beginsel dat dergelijke vervangingswaarden kunnen worden afgeleid uit de waarden van die reeks 35 van geldige monsters s^, waarvan de omgeving, de omgeving van de reeks s^, zo goed mogelijk benadert, FIG 1 interval B2. In het voorafgaande is door q een monsterpositie voorgesteld die kan worden ί ' Λ -r ·.

: ·! i • ^ PHN 11.717 6 gekozen uit een nader aangeduid gebied, terwijl voor i geldt i = 0,...,m-1. Zoals in fig. 1 is weergegeven is de reeks st+^ van ongeldige monsters begrensd tussen een vooromgeving gedefinieerd door de monsters s^_p en st_|, FIG 1 interval, en een naomgeving van de 5 reeks van ongeldige monsters vormt. De monsterpositie index q kan nu worden gekozen binnen de beperkingen van Π) p i q i t-p; en 2 p+m < t.

Voor elke door een monsterindexpositie q gedefinieerde reeks sq+j_, met i = o,...,m-1 is nu eveneens een vooromgeving, FIG 1 interval A2, en een 10 naomgeving, FIG 1 interval C2, die elk een aantal p monsters bevatten te definiëren. Zulk een vooromgeving resp. naomgeving is te definiëren door sq-p en sq-1 resP· sq+m en sq+m+p-1·

De strategie volgens welke de reeks van geldige monsters die uiteindelijk in aanmerking komen om te dienen als bron voor het 15 beschikbaar stellen van de vervangingswaarden voor de als ongeldig beschouwde monsters, houdt in dat voor een verzameling van verschillende q-waarden, de omgeving, meer in het bijzonder de vooromgeving en de naomgeving, van een door de gekozen-q-waarde gedefinieerde reeks sq+j_, met i = 0,...m, telkens wordt vergeleken met de omgeving, meer in het 20 bijzonder de vooromgeving en de naomgeving van de reeks st+j_ van onbekende monsters. Die omgeving welke op een schalingsfaktor aq na, de omgeving van de reeks van ongeldige monsters st+j_ het dichtst benadert geeft dan de begrenzing voor de gezochte reeks sq+j_. Een en ander komt er op neer dat de monsterwaarden 25 (2) st+i = aqsq+i met i = 0,...p-1, de gezochte bronnen voor de vervangingswaarden zijn die op de posities van de ongeldige monsters kunnen worden ingevuld, indien de omgeving, meer in het bijzonder de voor- respektievelijk naomgeving van deze ongeldige monsters zo goed mogelijk wordt benaderd door de omgeving, 30 meer in het bijzonder vooromgeving respektievelijk naomgeving die is voor te stellen door aqsq_p+i, met i = 0,...p-1, en aqsq+m+i' met L = °'*··Ρ“1· 35 De schaalfaktor aq is afhankelijk van de waarde die voor de monsterpositie index q voor een desbetreffende vergelijking is gekozen. Door invoering van een dergelijke schaalfaktor aq kan worden ..... λ t ί * ΡΗΝ 11.717 7 bereikt dat met elkaar vergeleken omgevingen die gelijkvormig zijn tevens in grootte gelijk kunnen worden gemaakt.

De bovenbeschreven strategie steunt op de veronderstelling dat een ene verzameling van monsters "gelijkvormig'' is 5 met een andere verzameling van monsters, indien de omgevingen van deze beide verzamelingen van monsters als "gelijkvormig" zijn te beschouwen.

Bij stemhebbende spraak, met andere woorden een als periodiek te beschouwen signaal, is deze veronderstelling zeker juist. Wegens dit periodieke karakter van stemhebbende spraak is het bovendien vrijwel 10 zeker dat in een eindig interval voorafgaande aan de reeks van te restaureren monsters, een reeks van geldige monsters aanwezig is waarvan de waarden, na schaling, als vervanging kunnen dienen voor de als ongeldig beschouwde monsters. Bij stemloze spraak, die meer in het karakter van ruis heeft, is dit niet altijd het geval. Desondanks blijkt 15 de voorgestelde restauratietechniek ook wanneer een aangeboden signaal stemloze spraak is, te leiden tot bevredigende resultaten.

Dit het voorafgaande blijkt dat het opzoeken van de voor het leveren van vervangingswaarden in aanmerking komende reeks van geldige monsters met i = 0,...m-1, neerkomt op het vinden van de 20 juiste waarden voor de grootheden p, q en a^. Zoals ook in fig. 1 is geïllustreerd worden de voor deze vervangingswaarden in aanmerking komende monsters gezocht in een eindig interval dat voorafgaat aan de reeks van te restaureren monsters s^, met i = 0,...m-1. Zoals verder uit fig. 1 blijkt is daartoe in totaal beschikbaar de reeks 25 s^, met k = 0,..., t+m+p-1, met k £t,..., t+m-1.

Rekening houdend met de door formule (1) opgelegde beperkingen, geldt dat t-p-m-p = t-2.p-m een voorraad van geldige monsters definieert die in aanmerking komen om vervangingswaarden voor de ongeldige monsters beschikbaar te stellen. Zoals uit formule (1) verder blijkt dient p in 30 ieder geval kleiner te zijn dan (t-m)/2. Experimenteel is gebleken dat P 2 25 bevredigende resultaten geeft. Bij een gebruikelijke bemonsteringsfrequentie van 3000 Hz van een spraaksignaal, betekent dit dat de volgreeks een vertraging van 3,125 millisec. meebrengt.

Voor elke gekozen waarde van de monsterpositie index q, 35 met q = p,..., t-p is een waarde te bepalen van a = waardoor de uitdrukking PHN 11.717 8 P-1 (3) £.(q»a) = Σ [(st_p+^ - a sq-p+j.) + (st+m+i“a sq+m+i^ ^ i=o minimaliseert. Aldus kan elke omgeving, meer in het bijzonder 5 vooromgeving resp. naomgeving zoals beschreven door (4) [(sq-p+i)i=o,...,p-1' ^sq+m+i^i=0,...,p-1^ q=p'···'t_p zodanig worden geschaald dat de kwadratische afwijking zoals beschreven door formule (3) ten opzichte van de omgeving, meer in het bijzonder 10 vooromgeving resp. naomgeving, zoals beschreven door (5) C(st-p+i^i=o,...,p-11 ^st+m+i^i=0,...,.p-1^ minimaal is. De voor een gekozen monsterpositie index q in aanmerking komende schaalfaktor aq is die waarde van a, waarvoor de eerste 15 afgeleide van door (3) gegeven uitdrukking gelijk wordt aan nul. Uit de daardoor verkregen vergelijking van aq worden opgelost volgens P-1 ^ (st-p+i·sq-p+i + st+m+i‘sq+m+i^ • i=0 20 (6) aq= _ , q = P,...,t-p p-1 ^ q-p+i + 5 q+m+i^ i=0

De uitdrukking <* (q, aq) kan worden geschreven als 25 P-1 P-1 (7)£(q,aq) = E (s t_p+j_ + s t+m+i^ a q ^ q-p+i+s q+m+i^ i=0 i=o

Het door deze vergelijking (7) voorgestelde correlatieproces is in fig.

1 schematisch geïllustreerd doordat de door een bepaalde monsterpositie 30 index q gedefinieerde omgevingen (proefomgevingen) in deze figuur zijn getekend onder de omgevingen die de reeks van te restaureren monsters begrenzen en waarmee eerstbedoelde omgevingen worden vergeleken.

De optimale waarde voor de monsterpositie index q, q = qopt en de optimale waarde voor de schaalfaktor aq, aq=aopt is 35 nu die waarde van q en aq waarvoor de uitkomst van de door vergelijking (7) voorgestelde vergelijking (correlatie) minimaal is.

Een voor de uitvinding illustratieve werkwijze houdt de > , -·> -Λ «ir « PHN 11.717 9 volgende stappen in:

Voor alle beschikbare waarden voor de monsterpositie index q, met q = p,..., t-p worden telkens de waarden aq volgens de vergelijking (6) en het correlatieresultaat volgens vergelijking (7) 5 bepaald. Uit alle aldus bepaalde paren [aq, £ (q, aq)] q=pr...ft-p wordt dat paar bepaald waarvoor £(q, aq) minimaal is. De daarbij behorende waarden voor q en aq zijn dan de waarden qopt en aopfc.

Op basis van de aldus bepaalde qQpt en aQpt. Op basis van de aldus bepaalde qopt en aopt kunnen vervolgens vervangingswaarden worden 10 bepaald volgens ^ ^t+i = a°pt,sqopt+i' ^ =

Vastgesteld is dat aQpt positief dient te zijn. Zulks betekent dat de paren [aq, £,{q, aq)] met aq < 0 bij het opzoeken naar het minimum 15 voor £(q, aq) buiten beschouwing moeten blijven.

Fig. 2 geeft een algemeen schema van een configuratie van componenten die bij het vervullen van basisfuncties van de werkwijze volgens de uitvinding zijn betrokken.

Een equidistant bemonsterd signaal, bijvoorbeeld een 20 spraaksignaal, wordt in de vorm van een reeks monsters sk aangeboden.

Aan elk van de aangeboden monsters is een vlagbit toegevoegd welke aangeeft of een desbetreffend monster als geldig of als ongeldig moet worden beschouwd. Deze monsters worden aangeboden aan een vlagbitherkenner 2.1 die aan een uitgang een vlagbitsignaal f^ 25 ontwikkelt waardoor aan een besturingsinrichting 2.2 kenbaar wordt gemaakt of een aangeboden monster wel dan niet als geldig moet worden gekwalificeerd. Via een andere uitgang van deze vlagbitherkenner worden de binnenkomende signaalmonsters s^ toegevoerd aan een vrij adresseerbaar register 2.3. Dit register bezit een zodanige 30 opslagcapaciteit dat al de binnengekomen monsters die nodig zijn om een restauratieslag met betrekking tot een reeks van als ongeldig gekwalificeerde monsters te voltooien, beschikbaar zijn. De besturingsinrichting 2.2 is o.m. ingericht om volgens een voorafbepaalde routine, op basis van toegevoerde vlagbitsignalen en in het register 2.3 35 aanwezige monsters te bepalen of een restauratieproces voor het herstellen van een aantal als ongeldig beschouwde monsters, wel of niet moet worden ingeleid en afgewikkeld. Zodra door deze « ί ΡΗΝ 11.717 10 besturingsinrichting is vastgesteld dat van een reeks van monsters die is opgeslagen in het register 2.3 een stel moet worden gerestaureerd, worden onder het bestuur van deze besturingsinrichting 2.2 alle daarvoor in aanmerking komende monsterposities q, met q = p,...,t-p, een en ander 5 zoals in verband met fig. 1 is gedefinieerd, uitgelezen uit het register 2.3 waarbij de daarmee corresponderende monsterwaarden worden ingevoerd in een rekeneenheid 2.4. Een dergelijke rekeneenheid vervult in wezen de functies waardoor een omgeving van een desbetreffende reeks van te restaureren monsters wordt vergeleken met een omgeving van een even 10 grote reeks van geldige monsters die een gekozen tijd eerder zijn verschenen, waarbij een dergelijke vergelijking wordt gemaakt voor een aantal verschillende van dergelijke gekozen tijden. Meer in het bijzonder is de rekeneenheid 2.4 ingericht om op grond van de uit het register 2.3 uitgelezen monsterwaarden de in het voorafgaande 15 gedefinieerde grootheden aq en £,(q, aq) volgens de formules (6) en (7) telkens te berekenen voor een gekozen waarde q. De resultaten van de door de rekeneenheid 2.4 uitgevoerde bewerkingen, meer in het bijzonder de paren aq en £(q, aq) die voor de gekozen q-waarden zijn gegenereerd, worden ingevoerd in een zoekeenheid 2.5. Deze zoekeenheid 20 vervult in wezen de functie waardoor die omgeving welke de omgeving van de reeks van te restaureren monsters het dichtst benadert, wordt gekozen. Meer in het bijzonder is deze zoekeenheid 2.5 ingericht om uit de resultaatgegevens die vanaf de rekeneenheid 2.4 daarin zijn ingevoerd, die combinatie te vinden waarvoor de desbetreffende grootheid 25 £jq, aq) met aq < 0, minimaal is. De hierbij behorende waarden voor q en aq( te weten qopt en aop.j. worden op grond van het gevonden zoekresultaat door deze zoekeenheid 2.5 uitgegeven en ingevoerd in een vermenigvuldiger 2.6. Deze vermenigvuldiger is tevens ingericht om onder het bestuur van de besturingsinrichting 2.2 de door de uitgegeven 30 grootheid qopt bepaalde monsterposities g0pt'···'^opt+m-l uit te lezen en de daarmee corresponderende monsterwaarden in zichzelf in te voeren. Deze vermenigvuldiger is dan werkzaam om elk van de aldus ingevoerde monsterwaarden te vermenigvuldigen met de door de zoekeenheid 2.5 uitgegeven grootheid aopt zodat de uiteindelijke 35 vervangingswaarden in de monsterposities t,...,t+m-1 kunnen worden ingevuld. Deze vermenigvuldiger vervult aldus in wezen de functie waardoor de geldige monsters die zijn begrensd door de omgeving die door PHN 11.717 11 de zoekeenheid 2.5 is gekozen, worden gebruikt voor het vormen van de vervanginswaarden voor de te restaureren monsters.

Na een dergelijke restauratieslag wordt eveneens onder het bestuur van de besturingseenheid 2.2 de gerestaureerde reeks van 5 monsters aan de uitgang van het register 2.3 uitgegeven.

In het algemeen kan de uitvinding worden toegepast in die situaties waarin gedigitaliseerde signalen, zoals audiosignalen en in het bijzonder spraaksignalen, gestoord worden ontvangen. De posities van de gestoorde monsters dienen bekend te zijn evenals die van de monsters 10 welke omgevingen bepalen. De uitvinding kan tevens worden toegepast of gestoorde analoge spraaksignalen, nadat deze in discrete vorm zijn gebracht.

Ook is de uitvinding toepasbaar voor het restaureren van spraaksignalen die gedurende transmissie werden beschermd door een 15 fouten corrigerende en detecterende code. In dit geval kunnen die monsters worden hersteld die wel als fout kunnen worden gedetecteerd, m maar niet meer gecorrigeerd.

In fig. 3 is een blakschema weergegeven van een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding. Het blok 20 3.1 is een ontvanger die uit een ontvangen signaal aan zijn uitgang een reeks van monsters s^ zoals behandeld in verband met fig. 2 kan ontwikkelen. Het blok 3.2 komt overeen met de in fig. 2 weergegeven vlagbitherkenner. Aan de uitgang 3.3 verschijnen de waarden van de binnengekomen monsters in de vorm van 16-bits bevattende woorden.

25 Wanneer aan de uitgang 3.3 een monster verschijnt met een als ongeldig te kwalificeren waarde, verschijnt aan de uitgang 3.4 een vlagbitsignaal dat wordt gevormd door een 1-bit woord en dat aangeeft dat het desbetreffende monster ongeldig is. De waarden van de monsters en de vlagbitsignalen worden toegevoerd aan de resp. invoerinrichtingen 3.6 en 30 3.7 van een microprocessorconfiguratie 3.5 die is ingericht om een restauratieslag met betrekking tot de te restaureren monsters te implementeren. Naast een uitvoerorgaan 3.8 via welke de monsterwaarden worden uitgevoerd, omvat deze processor 3.5 een centrale verwerkingseenheid 3.9 waarvan een besturingsorgaan, een rekenorgaan en 35 een logische eenheid deel uitmaken. Bovendien omvat de processor 3.5 een drietal geheugens 3.10, 3.11 en 3.12. De geheugens 3.10 en 3.11 zijn vrij toegankelijke geheugens, waarbij het geheugen 3.10 als cyclische.

JT V

PHN 11.717 12 buffer en het geheugen 3.11 als werkgeheugen voor het opslaan van tussenresultaten dienst doet. Het geheugen 3.12 is een statisch geheugen waarin de programma's voor het restaureren van ongeldige monsterwaarden zijn opgeslagen. De geheugens 3.10, 3.11 en 3.12 zijn met de centrale 5 verwerkingseenheid 3.9 gekoppeld door middel van een databus 3.13, via welke bus data kunnen worden in- en uitgevoerd. Voor het transport van adressen zijn de geheugens 3.10, 311 en 3.12, alsook de in- en uitvoerinrichtingen 3.6, 3.7 en 3.8, via een adresbus 3.14 gekoppeld met de centrale verwerkingseenheid 3.9. Tevens omvat de processor 3.5 een 10 klok 3.15 onder het bestuur waarvan de werking van de centrale verwerkingseenheid kan worden onderbroken (interruptie) teneinde de in-en uitvoer van data plaats te laten, vinden. Voor digitale audiosignalen is nl. een constante doorvoer van monsters noodzakelijk, teneinde te bereiken dat de frequentie 'waarmee de monsters aan de uitgang 15 verschijnen dezelfde is als die waarmee het desbetreffende signaal is bemonsterd. De in- en uitvoer van data wordt geregeld via een programma, dat is opgeslagen in het programmageheugen 3.12. In fig. 4 is een stroomdiagram van dit programma weergegeven.

Dit programma is als volgt te beschrijven: (voor 20 inschriften zie tabel 1).

Blok 4.1, inschrift: "wait for interrupt"; omschrijving : data kunnen worden in- en uitgevoerd tijdens een interruptie, die wordt ingeleid wanneer een klokpuls van de dataklok 3.15 verschijnt.

Blok 4.2, inschrift: "output/input"; omschrijving: bij 25 het verschijnen van een klokpuls wordt de waarde van een nieuw monster ingevoerd via de ingang 3.6 en op het eerste vrije adres in het geheugen 3.10 ingeschreven, en het oudste monster dat zich in het geheugen 3.10 bevindt wordt uitgelezen en uitgevoerd.

Blok 4.3, inschrift: "input error?"; omschrijving: bij 30 het inlezen van een nieuw monster wordt tevens het vlagbitsignaal op ingang 3.7 ingelezen. Wanneer geen ongeldig monster is gedetecteerd, wordt op de volgende klokpuls gewacht voor het herhalen van de procedure.

Blok 4.4, inschrift: "update error table"; omschrijving: 35 indien een monster als ongeldig wordt gedetecteerd wordt het adres van dit monster in het geheugen 3.10, in een tabel van ongeldige monsters in het werkgeheugen 3.11 ingeschreven.

/ PHN 11.717 13

Onder het regime van bovenbeschreven programma is het cyclische buffergeheugen 3.10 werkzaam als een vertragingslijn, waarvan de vertraging wordt bepaald door de tijd die nodig is voor een restauratieslag gemeten vanaf binnenkomst vanaf het eerste als ongeldig 5 gekwalificeerde monster, vermeerd met de tijdsduur van de benodigde naomgeving. Het in het geheugen 3.12 opgeslagen programma, waarmee de vervangingswaarden voor de te corrigeren monsters worden berekend, wordt gestart als door het in/uitvoerprogramma een monster als ongeldig wordt gedetecheerd.

10 Dit restauratieprogramma wordt toegelicht met verwijzing naar fig. 5 waarin een stroomdiagram van dit programma is weergegeven. (Voor inschriften zie tabel II).

Blok 51 : ’wait for an error pattern that can be restored", 15 omschrijving: zolang geen patroon van ongeldige monsters is gedetecteerd, staat het restauratieprogramma stil.

Blok 52 : Inschrift "compute qopt and aQpt", hierbij wordt uit een rij mogelijke waardes van q = p,...,t-p een waarde bepaald van 20 a = aq waarvoor de uitdrukking P-1 £ (q,a) = Z C(sfc.p+i - a sq_p+i)2 + (st+m+i-a sq+m+i)2] i=o 25 wordt geminimaliseerd. De voor een gekozen monsterpositie index q in aanmerking komende schaalfaktor aq is die waarde van a, waarvoor de eerste afgeleide van door (3) gegeven uitdrukking gelijk wordt aan nul. Uit de daardoor verkregen vergelijking van aq worden opgelost volgens 30 p-1 ε ^st-p+i'sq-p+i + st+m-fi'sq+m+i) i=0 aq= _ , q = P , -. · ,t-p 35 p-1 q-p+i + s q+m+i^ i=0 PHN 11.717 14

De uitdrukking <£(q, aq) kan worden geschreven als P-1 P-1 5 £Jq»aq) = E (s t_p+j_ + s t+m+i^ " a q E (s q-p+i+^ q+m+i^ i=0 i=o

Het door deze vergelijking (7) voorgestelde correlatieproces is in fig.

1 schematisch geïllustreerd doordat de door een bepaalde monsterpositie 10 index q gedefinieerde omgevingen (proefomgevingen) in deze figuur zijn getekend onder de omgevingen die de reeks van te restaureren monsters begrenzen en waarmee eerstbedoelde omgevingen worden vergeleken.

De optimale waarde voor de monsterpositie index q, q = qQpt en de optimale waarde voor de schaalfaktor aq, aq=a0pt is 15 nu die waarde van q en aq waarvoor de uitkomst van de door vergelijking (7) voorgestelde vergelijking (correlatie) minimaal is. Vastgesteld is dat a0pt positief dient te zijn. Zulks betekent dat de paren Caq, £_(q, aq)l met aq< 0 bij het opzoeken naar het minimum voor t(q, a^) buiten beschouwing moeten blijven.

20

Blok 53 : Inschrift "compute replacement samples st+j_, hierbij wordt het monster st+j_ bepaald volgens st+j_ = aopfêqQpt+i' 1 = o,... jm-1".

25 Blok 54 : Inschrift "replicate buffer", hierbij worden de waarden van de ongeldige monsters vervangen door de geschatte waarden s^+i, 1-0,... ,M-.1. Hierna wordt het program opnieuw doorlopen.

v

Claims

1. Werkwijze voor het restaureren van een reeks als ongeldig beschouwde monsters van een equidistant bemonsterd signaal, op basis van vervangingswaarden die worden afgeleid uit reeksen van geldige monsters, met het kenmerk, 5 dat een omgeving van de desbetreffende reeks van te restaureren monsters wordt vergeleken met een omgeving van een even grote reeks van geldige monsters die een gekozen tijd eerder zijn verschenen; dat een dergelijke vergelijking wordt gemaakt voor een IQ aantal verschillende van dergelijke gekozen tijden; dat die omgeving welke de omgeving van de reeks van te restaureren monsters het dichtst benadert, wordt gekozen; en dat de geldige monsters die door de aldus gekozen omgeving zijn begrensd, worden gebruikt voor het vormen van de 15 vervangingswaarden.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 voor het restaureren van een reeks van als ongeldig beschouwde monsters st+^, met i = 0,...,m, gekenmerkt door de volgende stappen a) waarden van monsters die zich bevinden in een nabije 20 vooromgeving van het monster sfc, in combinatie met waarden van monsters die zich bevinden in een, een aantal p monsters bevattende nabije naomgeving van het monster s^+m_^, worden gecorreleerd met waarden van een aantal monsters bij voorkeur gelijk aan p die zich bevinden in een nabije vooromgeving van een monster s^, waarin q een 25 variabele monsterpositie in het gebied p <. q <. t-p voorstelt, in combinatie met waarden van monsters die zich bevinden in een nabije naomgeving van het monster Sg+m_-j, b) het correlatieresultaat van stap a) wordt bepaald en geregistreerd; 30 c) de stappen a) en b) worden in die volgorde herhaald voor een aantal verschillende gekozen q-waarden; d) uit de na stap c) verkregen verzameling van correlatieresultaten wordt het resultaat met de kleinste waarde bepaald; e) de met het correlatieresultaat dat na stap d) is 35 verkregen corresponderende waarde van q, meer in het bijzonder qopt wordt bepaald; en f) een reeks van geldige monsters in de posities PHN 11.717 16 qapt'' ‘ · 'qopt+m-1 worat aan9ewezen waarbij uit de waarden van de aldus aangewezen monsters de vervangingswaarden voor de monsters st+j_ worden gevormd.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, 5 dat elke door een gekozen waarde q bepaalde omgeving door een faktor aq zodanig wordt geschaald dat de kwadratische afwijking ten opzichte van de omgeving van de reeks van te restaureren monsters minimaal is, en elk van de waarden van de monsters in de aangegeven 10 posities ï0pt' * · · '^opt+m-l met de faJctor aqopt vermenigvuldigd.

4. Inrichting voor het toepassen van de werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt door vergelijkingsmiddelen voor het vergelijken van waarden 15 van monsters die een omgeving vormen van de desbetreffende reeks van te restaureren monsters, met waarden van monsters die een proefomgeving vormen van een even grote reeks van geldige monsters die een gekozen tijd eerder zijn verschenen; aanwijsmiddelen voor het aanwijzen van verscheidene, in 2Q tijd ten opzichte van elkaar verschoven groepen, elk een genoemde proefomgeving vormende, monsters; besturingsmiddelen die de werking van genoemde vergelijkingsmiddelen in afhankelijkheid van het aanwijsresultaat van de aanwijsmiddelen regelen; 25 kiesmiddelen die uitgaande van de resultaatgegevens zoals teweeggebracht door de vergelijkingsmiddelen, die proefomgeving kiezen welke de omgeving van de reeks van te restaureren monsters het dichtst benadert; en rekenmiddelen die uit de waarden van de monsters die door 30 de gekozen proefomgeving worden begrensd de vervangingswaarden afleiden.

5. Inrichting voor het toepassen van de werkwijze volgens conclusie 3, gekenmerkt door een rekeneenheid die is ingericht om voor een aantal gekozen waarden q, met q = p,...,t-p telkens de grootheden aq en £_(q, aq) te berekenen volgens de de formules 35 A PHN 11.717 17 P-1 *· ^st-p+i*sq-p+i + st+m+i‘sq+m+i^ i = o aq = _____— » 3 = Pr...,t-p 5 p-1 Z (s2q-p+i + ^q+m+i5 i=o en p-1 p-1 10 £(qfaq) = E (s t_p+j_ + s t+m+i) - a q E (s q_p+i+s q+m+i.) ; i=o i=o door een zoekeenheid die is ingericht om uit de paren van grootheden aq en £(q, aq) zoals gegenereerd door de rekeneenheid 15 dat paar te kiezen waarvoor £_(q, aq) minimaal is en de daarbij behorende waarden voor q en aq>o te bepalen als qopt en aQpt; en een vermenigvuldigingsketen die is ingericht om elk van de monsterwaarden in de posities q0pt+i» met i = 0,...,m-1, te vermenigvuldigen met aopt en deze produktwaarden als 20 vervangingswaarden voor de waarden van de ongeldige monsters te substitueren. PHN 11.717 18 Tabellen : Tabel 1:

5 Inschriften stroomdiagram figuur 4. blok nummer inschrift 41 "wait for interrupt" 42 11 output/input" 10 43 "input error?" 44 "update error table"

15 Tabel 2: Inschriften stroomdiagram figuur 5. blok nummer inschrift 20 51 "wait for an error pattern that can be restored" 52 "compute q0pt and a0pt" 53 "compute replacement samples s+m" 54 "update buffer"