NO166309B - Anordning for omkastning av audiosignaler og for gjenopprettelse av omkastet signal. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår behandling av audiosignaler og gjelder særlig forbedret omkastning og gjenopprettelse av audiosignaler samt digitale systemer med feilbehandling for dette formål.

Det er flere tidligere kjente systemer for omkastning og gjenopprettelse av audiosignaler, og som omfatter systemer hvor et analogt audiosignal omformes til digitale signalsampler, og de forskjellige bit i disse sampler gjøres til gjenstand for eksklusiv-ELLER-kombinasjon med databit i en særegen nøkkelstrøm for omkastning av signalet.

Det er også flere tidligere kjente systemer for utforming av digitale signaler for feilpåvisning og korreksjon, innbe-fattet systemer som utnytter en Hamming-kodegenerator.

Et kjent typisk system av denne art er beskrevet i EP-A-0018783 som blant annet gjelder en anordning for omkastning av audio-signaler og som omfatter: utstyr for omforming av et analogt audio-signal til et digitalt signal for å frembringe en sekvens av digitale

signalsampler tilsvarende det analoge audio-signal, utstyr for sammentrengning av hvert digitalt signalsampel, og

utstyr for omkastning av hvert signalsampel.

På denne bakgrunn av tidligere kjent teknikk er det da et formål for oppfinnelsen å frembringeet system av ovenfor angitt art med forbedret evne til feilpåvisning og feil-retting.

Dette behandlingssystem omfatter da en anordning for omkastning av audiosignaler og hvis særtrekk i henhold til oppfinnelsen ligger i at

sammentregningsutstyret frembringer sammentrengte signalsampler som hver har en fortegnsbit, et første

gitt antall eksponentbit og et annet gitt antall

mantissebit, og

omkastningsutstyret ved hjelp av eksklusiv-ELLER-logikk behandler hver bit i hvert sammentrengt signalsampel med en særegen hemmelig kodenøkkelstrøm, for

derved å omkaste audiosignalet,

idet anordningen videre omfatter:

utstyr for generering av feilpåvisning- og feilkorrek sjonsbit for hvert sammentrengt signalsampel og addisjon av de genererte bit til vedkommende sampel, for derved å frembringe feilkodede sammentrengte signalsampler, idet

generatorutstyret omfatter:

organer for generering av kodebit for å korrigere enkeltstående feil i en kombinasjon av fortegnsbit,

eksponentbit og kodebit, og

organer for generering av en paritetsbit for å påvise dobbeltfeil i en kombinasjon av fortegnsbit, eksponentbit og kodebit, samt også for å påvise en feil i den mest signifikante mantissebit og/eller paritetsbit.

De nevnte bit for feilpåvisning og korreksjon frembringes ved å danne kodebit for korrigering av enkeltstående feil i en kombinasjon av fortegnbit samt et antall eksponentbit og kodebit, samt ved å frembringe en paritetsbit for å påvise dobbeltfeil i en kombinasjon av fortegnsbit samt et antall eksponentbit og kodebit samt for ytterligere å påvise en feil i den mest signifikante mantisse-bit og/eller vedkommende paritetsbit.

Fortrinnsvis sammenføres bit fra flere påfølgende sampler og anbringes i rekkefølge for å skille de forskjellige bit fra de enkelte sampler ved minst en forut bestemt varighet tilordnet en gitt type interferenssignal, slik som en utbrudds-feil i forbindelse med klikk i en FM-diskriminator. De enkelte bit fra serieomkoblingen av sammenstilte, feilkodede og sammentrengte signalsampler utledet fra audiosignalet kombineres til å danne digitalord, og disse digitalord omformes til et analogsignal med nivå tilsvarende den binære verdi av de digitale ord. Ved en foretrukket utførelse, hvor det omkastede audiosignal er utledet fra audiodelen av et televisjonssignal og omkastet for inn-føring i et omkastet televisjonssignal, er hvert intervall av det feilkodede, sammentrengte omkastede signal som tilsvarer varigheten av en videosignallinje tidssammentrengt til et intervall tilsvarende varigheten av en horisontal synkroniseringspuls for et videosignal, og disse tidssammentrengte intervaller av nevnte tidssammentrengte signal overføres i videosignalets linjetakt.

Oppfinnelsen gjelder også en anordning for gjenopprettelse av et omkastet audiosignal fremkommet ved omforming av et analogt audiosignal til et digitalsignal som er dannet av en sekvens av digitale signalsampler tilsvarende vedkommende analoge audiosignal, samt ved å sammentrenge hvert digitalt signalsampel, idet anordningen omfatter: utstyr for gjenopprettelse av hvert omkastet signal sampel,

utstyr for ekspansjon av hvert sammentrengt signalsampel til et digital signalsampel som, ved hjelp av et digital-til-analog konvertering, kan omformes til et

analogt audiosignal, og

utstyr for omforming av de digitale signalsampler til

det analoge audiosignal.

På denne bakgrunn av prinsippielt kjent teknikk fra ovenfor omtalte EP-A-0018783 har så gjenopprettelsesanordningen i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at den, idet de digitale signalsampler på forhånd er sammentrengt for å frembringe sammentrengte signalsampler som hver har en fortegnbit, et første gitt antall eksponentbit og et annet gitt antall mantissebit, og signalsamplene er omkastet ved hjelp av eksklusiv-ELLER-behandling av hver bit i hvert sammentrengt signalsampel med en særegen hemmelig kodenøkkelstrøm, for derved å omkaste audiosignalet, samt ved at feilpåvis-nings- og feilkorreksjonsbit er generert for hvert sammentrengt signalsampel og de genererte bit er addert til vedkommende sampel, for derved å frembringe feilkodede sammentrengte signalsampler som inneholder kodebit for å korrigere enkeltstående feil i en kombinasjon av fortegnsbit, eksponentbit og kodebit, og en paritetsbit for å også å påvise dobbeltfeil i en kombinasjon av fortegnsbit, eksponentbit og kodebit, samt også for å påvise en feil i den mest signifikante matissebit og/eller paritetsbit, videre omfatter: utstyr for å påvise enkeltfeil i kombinasjonen av fortegnsbit, eksponentbit og kodebit i hvert omkastet signalsampel og for å korrigere nevnte enkeltstående

feil,

utstyr for å påvise dobbeltfeil i kombinasjonen av fortegnsbit, eksponentbit og kodebit og også for å påvise ytterligere feil i den mest signifikante mantissebit og/eller paritetsbit i hvert omkastet signalsampel, samt for å gjenta de sist foregående, feilfrie signalsampler for å kompensere for nevnte påviste dob-.

beltfeil og/eller nevnte ytterligere feil, og

utstyr for, ved hjelp av eksklusiv-ELLER-logikk, å

behandle hver bit i hvert omkastet sammentrengt signalsampel med den særegne kodenøkkelstrøm, for derved å gjenopprette det omkastede audiosignalet.

Når det omkastede signal er utledet ved sammenføring av bit fra flere påfølgende sampler samt ved serieoppstilling av de sammenførte bit for å skille disse bit fra hvert enkelt sampel med minst et forut bestemt tidsrom tilordnet en viss type forstyrrelsesignal, bryter gjenopprettelsesanordningen opp rekkefølgen av sammenførte bit og utnytter disse bit til å rekonstruere signalsamplene.

Idet tilfelle det omkastede signal er utledet ved kombinasjon av enkelte bit fra de seriesammenførte, feilkodede og sammentrengte signalsampler utledet fra audiosignalet for å danne digitale ord samt ved å omforme disse digitale ord til et omkastet analogsignal med nivå tilsvarende binærverdien av de digitale ord, omformer gjenopprettelsesanordningen det omkastede analogsignal til digitale ord, samt separerer de digitale ord til seriesammenførte, feilkodede sammentrengte signalsampler.

Idet tilfellet hvert intervall av det feilkodede, sammentrengte og omkastede signal tilsvarende varigheten av en videosignallinje er blitt tidssammentrengt til et tidsintervall tilsvarende varigheten av en horisontal synkroniseringspuls i et videosignal samt innført med videosignalets linjetakt i et videosignal som inneholder et fargesynksignal under hver videosignallinje, tidsekspanderer gjenopprettelsesanordningen hvert tidssammentrengt intervall av det omkastede signal til et tidsintervall tilsvarende varigheten av en videosignallinje, idet tidsekspansjonen er synkronisert i samsvar med fargesynksignalet.

Ytterligere særtrekk ved foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet i sammenheng med følgende omtale av en foretrukket utførelse under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser et blokkskjerna av den foretrukkede utførelse av anordningen for omkastning av audiosignaler i henhold til foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser forholdet mellom signal og kvantiseringsstøy som funksjon av inngangsnivåkarakteristikken for sammentrengningsutstyret i omkastningsanordningen i fig. 1. Fig. 3 er et blokkskjema av signalsammentrengnings-delen

av sammentrengningsutstyret i fig. 1.

Fig. 4a er et blokkskjema for mellominnføringen i A-kanalen

i den viste anordning i fig. 1.

Fig. 4b er et blokkskjema av mellominnføringen i B-kanalen

i den viste anordning i fig. 1.

Fig. 5 er et blokkskjema av den foretrukkede utførelse av anordningen i henhold til oppfinnelsen for gjenopprettelse av det omkastede audiosignal. Fig. 6a er et blokkskjema av serieoppløsningen i den viste anordning i fig. 5. Fig. 6b er et blokkskjema av serieoppløsningen i B-kanalen

i den viste anordning i fig. 5.

Fig. 7 er et blokkskjema av signalekspansjonsdelen i ekspansjonssystemet i den anordning som er vist i fig. 5.

De foretrukkede utførelser av de digitale systemer for omkastning og gjenopprettelse av audiosignaler anvendes i det utstyr for omkastning og gjenopprettelse av videosignaler som er beskrevet i en samtidig løpende US-patentansøkning i navnet Klein S. Gilhousen og Charles F. Newby, Jr. og som ble innlevert på samme dato som foreliggende ansøkning samt har tittelen "Key Signal Encryption and Distribution System for Controlling Scrambling and Selective, Remote Descrambling of Television Signals" og i en samtidig løpende US-patentansøk-ning i navnet Jerrold A. Heller og Woo H. Paik innlevert på samme dato som foreliggende ansøkning og med tittelen "Video Scramling and Descrambling Systems", hvor foreliggende systemer henvist til som "audio-prosessorer". De samme hen-visningstall er anvendt for tilsvarende komponenter som er beskrevet både i de ovenfor angitte ansøkninger og i foreliggende patentansøkning. Hele ansøkningsteksten i begge de samtidig løpende ansøkninger tas herved inn i foreliggende ansøkning som referansé.

I fig. 1 er det vist at den foretrukkede utførelse av det digitale audio-omkastningssystem omfatter en første analog/digital-omformer (A/D) 104, en annen A/D-omformer 105, en multiplekser (MUX) 106, et datasammentrengningssystem 107, et første eksklusivt ELLER-logisk element 108, en generator 109 for Hamming-kode og paritetsbit, et annet eksklusivt ELLER-logisk element 110, et A-kanalregister 111, et B-kanalregister 112, en mellominnfører 113 i A-kanalen, en mellom-innfører 114 i B-kanalen, Ibit multipleksere 115, Q-bit multipleksere 116, en I-bit omformer 117, en Q-bit omformer 118, en FIFO-kø 119, et skiftregister 120, en puls/amplitude-modulert dataomformer (PAM) 121 og en digital/analog-omformer (D/A) 122.

Audio-omkastningssystemet i fig. 1 kaster om stereoaudio-signaler som mottas over A-kanalen 46a og B-kanalen 46b. A/D-omformerne 104, 105 omformer analoge audiosignaler i A-og B-kanalene 46a, 46b til 15-bits digitale signalsampler på linjene 123 og 124 tilsvarende til respektive analoge audio-signaler. A/D-omformerne 104, 105 tar sampler de analoge audiosignaler i en samplingstakt på 44,055 kHz, som er den samme takt som samplingstakten for NTSC-videobåndopptagere. Det er flere grunner for dette valg. Koherens eller sam-hørighet med videosignalet gjør at totalt mindre kompleks maskinvare kan anvendes. Dette reduserer omkostningene og øker påliteligheten. Allerede tilgjengelig konsument-maskinvare, VTR-adaptere og snart markedsført digitalt audiosystem på kompakt plate passer sammen med den ovenfor angitte samplingstakt. En fullstendig 20 kHz frekvensgang er mulig ved 44,055 kHz, hvilket ikke er tilfelle ved 32 kHz.

En annen grunn til å velge 44,055 kHz fremfor 44,1 kHz ligger i videobåndprosessen. Kinofilmens rammetakt på 24 Hz omformes til 30 Hz ved å gjenta hver femte billedramme, hvorpå farge-rammetakten på 29,97 Hz frembringes ved en liten senkning av takten. For at video og audio fremdeles skal være i synkro-nisme, må imidlertid også audiotakten nedsettes. Den analoge prosess for audio vil være å omkode 48 kHz digitalt audio til 44,1 kHz (forutsatt at man ikke har 44,1 kHz til å begynne med) og derpå spille tilbake båndet med audio i en takt på 44,055 kHz. Dette forholder seg slik fordi forholdet 30/29,97 er nøyaktig lik 44,1/44,055. Da kodeoverføringen fra 48 kHz til 44,1 kHz er påkrevet for kompakt platefrem-stilling, vil det ikke være påkrevet med noen kodeoverføring hvis samplingstakten er 44,055 kHz. Endelig gjøres det betraktelige anstrengelser av industrien for å oppnå om-kostningsreduksjoner i forbindelse med det kompakte plate-system. Satelittsysterner i fremtiden kan utnytte denne fordel. Klokken for den digitale audiosamplingstakt frembringes ved å dele et fire ganger farvesynksignal

(14,318 MHz), som utgjør et utledet klokkesignal, med 325.

Multiplekseren 106 omfatter 15 2-til-l linjemultipleksere som arbeider i samplingstakten på 44,055 kHz for å anbringe 15 bits sampler fra kanalene A og B vekselsvis på linjene 125.

Sammentrengningssystemet 107 trenger sammen de 15 bits digitale signalsampler på linjene 125 til et 11 bits signalsampel på linjene 126 med et fortegnsbit S, tre eksponentbit EØ, El og E2 samt syv mantissebit MØ, Ml, M2, M3, M4, M5 og M6. Forholdet mellom signal/kvantiseringsstøy og inngangsnivå-karakteristikk for sammentrengningssystemet 107 er vist i fig. 2.

I fig. 3 er det vist at sammentrengningssystemet 106 omfatter en lesehukommelse 127 (ROM) for fortegn og eksponent, en mantissehukommelse ROM 128 samt et eksklusivt ELLER-logisk element 129. De syv mest signifikante bit i det 15 bits digitale signalsampel på linjene 125 anvendes for adressering av ROM 127 for fortegn og eksponent, og som i sin tur frembringer fortegn og eksponent-bits på linjene 130. De syv minst signifikante bit av det 15 bits digitale signal på linjene 125 samt fortegnsbit og tre eksponentbit på linjene 130 kombineres til adressering av mantissehukommelsen ROM 125, som frembringer de syv mantissebit på linjene 31. Sam-mentrengningskoden fra 15 til 11 som iverksettes ved kombinasjon av ROM 127 for fortegn og eksponent og ROM 128 for mantisse er angitt i tabell 1.

Det eksklusive ELLER-logiske element 129 kaster om de syv mantissebit på linjene 131 ved eksklusiv ELLER-kombinasjon av disse bit med de mest signifikante eksponentbit på linjen 130a. Det sammentrengte eller komprimerte digitale signalsampel som består av de syv omkastede mantissebit på linjene 126b samt fortegnbit og tre eksponentbit på linjene 126a kastes om av det eksklusive ELLER-logiske element 108, som eksklusiv ELLER-kombinererer hvert sammentrengt digitalt signalsampel på linjene 126 med elleve bit i en spesiell nøkkelstrøm som avgis på 132 fra et nøkkelstrømregister 133 for å frembringe et omkastet sammentrengt signalsampel på linje 134. Denne nøkkelstrøm frembringes fortrinnsvis i samsvar med algoritmen for standard datakoding (DES). Den spesielle nøkkelstrøm avgis til nøkkelstrømregisteret 133 over linjen 100 fra en nøkkelstrømgenerator (ikke vist).

Generatoren 109 for Hammingkode og paritetsbit frembringer

, bit for feilpåvisning og korreksjon for hvert sammentrengt signalsampel på linjene 134 og adderer de frembragte bit til disse for å gi feilkodede, sammentrengte signalsampler på linjene 13 5. Vedkommende paritetsbit avgis til linje 13 5a og de gjenværende bit avgis til linjene 13 5b.

Det eksklusive logiske ELLER-element 110 kaster om paritetsbit på linjen 135a med en nøkkelstrømbit på linje 136 fra nøkkelstrømregisteret 133. Den omkastede paritetsbit avgis over linjen 13 5c.

Avdelingen for Hammingkode i generatoren 109 frembringer tre kodebit CØ, Cl og C2 for å korrigere enkeltstående feil i en kombinasjon av fortegnsbit S, flere eksponentbit EØ, El og E2 samt kodebit CØ, Cl og C2. Kodebit CØ frembringes ved eksklusiv ELLER-behandling av fortegnsbit S, eksponentbit EØ og eksponentbit E2. Kodebit Cl frembringes ved eksklusiv ELLER-behandling av fortegnsbit S, eksponentbit EØ og eksponentbit El. Kodebit C2 frembringes ved eksklusiv ELLER-behandling av eksponentbit EØ, El og E2. Hamming-koden for frembringelse av kodebit CØ, Cl og C2 er vist i tabell 2.

Generatordelen for paritetsbit i generatoren 109 frembringer et paritetsbit for påvisning av dobbeltfeil i en kombinasjon av fortegnsbit S, de tre eksponentbit og de tre kodebit samt for ytterligere å påvise en feil i den mest signifikante mantissebit og/eller vedkommende paritetsbit. Paritetsbit P frembringes ved eksklusiv ELLERbehandling av fortegnsbit Sl, eksponentbit El, eksponentbit E2, mantissebit M6 og ener-verdien.

De feilkodede signalsampler som utledes fra A-kanalen 46a bufferoverføres til A-kanalens register 111, mens de feilkodede signalsampler som utledes fra B-kanalen 46b buffer-overføres til B-kanalens register 112.

A-kanalens signalsample avgis på linjen 137 fra A-kanalens register 111 til A-kanalens innfeller 113, som feller inn mellom hverandre påfølgende bit fra et flertall av påfølgende signalsampler i A-kanalen. Utførelsen av innfelleren 113 i A-kanalen er vist i fig. 4a, hvor hver blokk utgjør et forsinkelseelement på en sampleperiode. Det vil fremgå av fig. 4a at bitene M6 og EØ ikke er forsinket, mens bitene S og M2 er forsinket en sampelperiode, bitene M5 og C2 er forsinket to sampelperioder, mens bitene E2 og Ml er forsinket tre sampelperioder og bitene M4 og Cl er forsinket fire sampelperioder, bitene El og MØ er forsinket hele fem sampelperioder og bitene P, M3 og CØ er forsinket seks sampelperioder.

Signalsamplet fra B-kanalen overføres på linjen 138 fra B-kanalens registere 112 til B-kanalens innfeller 114, som feller inn bit fra flere påfølgende sampler i Bkanalen mellom hverandre. Utførelsen av innfelleren 114 i B-kanalen er vist i fig. 4b, hvor hver blokk representerer en forsinkelses-element tilsvarende en sampelperiode. Det vil fremgå av fig. 4b at bitene S og M3 ikke er forsinket, bitene M6 og C2 er forsinket 1 sampelperiode, bitene E2 og M2 er forsinket to sampelperioder, mens bitene M5 og Cl er forsinket tre sampel-, perioder, bitene El og Ml er forsinket fire sampelperioder, bitene M4 og CØ er forsinket fem sampelperioder og bitene Pl, EØ og MØ er forsinket hele seks sampelperioder.

Kombinasjonen av I-bitmultiplekserne 115, Q-bitmultiplekserne 116, I-bitomformeren 117 og Q-bitomformeren 118 samarbeider for serieomkobling av de innbyrdes innfelte bit på linjene 139 og 140 fra A-kanalen og B-kanalens innfellere, henholdsvis 113 og 114, med det formål å skille disse bit fra hvert enkelt signalsampel med minst et forut bestemt tidsrom som hører sammen med en gitt type forstyrrelsesignal.

Fargesynkfeil forårssakes typisk av FM-diskriminatorklikk. Ved å separere bit fra hvilket som helst enkelt signalsampel med minst varigheten av et FM-diskriminatorklikk, er det mulig å spre synksignalfeilene slik at bare en bit i hvert signalsampel med feilkoding på linjene 137 og 138 blir på-virket, således at enkeltstående bitfeil kan påvises og korrigeres ved hjelp av en feilkorrektor med Hamming-kode i gjenopprettelsesystemet. Empiriske resultater antyder at en skilleavstand på syv sampelperioder er tilstrekkelig for synksignalfeil i forbindelse med FM-diskriminatorklikk.

Tobits digitalord som inneholder bitene I og Q frembringes i serie på linjene 141 og 142 fra I-bitomformeren 117 og Q-bitomformeren 118. I-bitomforeren 117 er en 15-bits paral-lell/serie-omformer for å frembringe I-bit på linje 141. Q-bitomformeren 118 er en 15-bits parallell/serieomformer for å frembringe Q-bit på linje 142. Det to bits digitale ord på linjene 141 og 142 behandles derpå på sådan måte (som er beskrevet nedenfor) at det er lavere feilforekomst i I-bit posisjonen. I-bitmultiplekserne 115 og Q-bitmultiplekserne 116 kombinerer de innbyrdes innfelte signalsampler på linjene 139 og 140 for å anbringe fortegnsbit S, eksponentbitene EØ, El og E2, samt kodebitene SØ, Sl og S2 fra både A-kanalen og Bkanalen og paritetsbit P fra A-kanalen i I-bitposisjonen i det digitale ord ved å overføre disse åtte bit til I-bitomformeren 117 samt for å anbringe mantissebitene MØ til M6 fra både A og B-kanalen samt paritetsbit P fra Bkanalen i Q-bitposisjonen i det digitale ord ved å overføre disse åtte bit til Q-bitomformeren 118.

Tabell 3 viser serieomkoblingen med hensyn til tid, forsinkelse frembragt ved innfellingen, samt ved anbringelsen i henholdsvis I og Q-bitsposisjonene i A- og Bsignalsamplene på linjene 137 og 138, frembragt ved innfellerne 113, 114, multiplekserne 115, 116 samt omformerne 117 og 118.

I den foretrukkede utførelse hvor de omkastede audiosignaler utgjøres av audioandelen av et televisjonssignal, tidssammen-trenges de digitale ordsignaler på linjene 141 og 142 av FIFO-køen 119. Denne kø 119 tidssammentrenger hvert intervall av de digitalordsignaler som tilsvarer varigheten av en videosignallinje til et intervall som tilsvarer varigheten av en horisontal synkroniseringspuls for videosignalet. Hvert tidssammentrengt signalintervall avgis over linjene 143 fra FIFO-køen til skiftregisteret 120 i videosignalets linjetakt under den tidsperiode som normalt opptas av den horisontale synkpuls i en NTSC-videosignallinje. Under horisontal synkpulsintervall avgis to-bitsordene på linje 143 i en takt på 7,16 megasymboler pr. sek.. Førtito bitpar per horisontalt synkpulsintervall sendes ut. Dette tilsvarer førtito bit for hver av de audiokanaler eller 2,8 sampler pr. kanal pr. horisontalt synkroniseringsintervall.

Tidssammentrengningen og tidsfunksjonene for FIFO-køen 119 synkroniseres og klokkes i samsvar med synkroniseringskon-troll- og tidssignaler som frembringes som reaksjon på detek-sjon av fargesynksignal i videosignalet. Utledningen av synkroniserings- og tidssignaler på linjen 102 er nærmere beskrevet i den tidligere nevnte USpatentansøkning i navnet Jerrold A. Heller og Woo H. Paik.

De to-bits digitalord som foreligger i skiftregisteret 120 omformes av PAM-dataomformeren 121 til åtte-bits digitale PAM-datasignaler på linjene 135, som når de omformes til et analogsignal ved digital/analog-omforming, frembringer et puls/amplitude-modulert signal med et nivå i samsvar med binærverdien av vedkommende digitalord. Nivåkodingen er vist i tabell 4. Beslutningsterskler foreligger ved 10, 30 og 50 IRE-enheter. D/A-omformeren 122 omformer de digitale PAm-datasignaler på linjene 9 5 for å frembringe puls/amplitude-modulerte omkastede audiosignaler på linje 145.

I den foretrukkede utførelse overføres det omkastede audio-signal som en komponent i et omkastet televisjonssignal under de tidsintervaller som normalt tas opp av den horisontale synkpuls i en videosignallinje. Innføringen av det omkastede audiosignal i det omkastede televisjonssignal er beskrevet i tidligere nevnte US-patentansøkning i navnet Heller og Paik.

Den foretrukkede utførelse av gjenopprettelsesystemet for audiosignaler er vist i fig. 5. I dette system gjenopprettes de omkastede audiosignaler som er kastet om av omkastningssystemet i fig. 1.

Gjenopprettelsesystemet omfatter en A/D-omformer 250 en PAM-datadetektor 251, en FIFO-kø 252, an baneskiller 253 for A-kanalen, en baneskiller 254 for B-kanalen, et register 255 for A-kanalen, et register 25 6 for B-kanalen, en multiplekser 257, et nøkkelstrømregister 258 en feilkorrektor 259 med Hammingkode, et første eksklusivt logisk ELLER-element 260, et logisk element 261 for paritetsutsamplning, et annet eksklusivt logisk ELLER-element 262, en feilkompensator 263, et ekspansjonssystem 265, en avmultiplekser 265, en første D/A-omformer 266 og en annen D/A-omformer 267.

A/D-omformeren 250 omformer et omkastet analogt audiosignal som mottas på linje 227 til et åtte-bits digitalt PAM-data-signal som avgis på linjene 269 til PAM-datadetektoren 251. Denne datadetektor 251 omformer PAMdatasignalene på linjene 269 til to-bits digitale ord i samsvar med den nivåkode som er angitt i tabell 4 og avgir disse to-bits digitale ord på linjene 270 til FIFO-køen.

FIFO-køen 252 tidsekspanderer de sammentrengte tidsintervaller av de digitale ordsignåler på linjene 270, således at de digitale ord som opptrer på linjer 270 under et tidsintervall som tilsvarer varigheten av en horisontal synkepuls avgis med jevne mellomrom over et tidsrom som tilsvarer varigheten av en NTSC-videosignallinje. Arbeisfunksjonen for FIFO-køen 252 ved ekspandering av de tidssammentrengte digitale ordsignåler på linjene 270 synkroniseres og klokkes i samsvar med klokkesignaler og synkroniseringssignaler som foreligger på linjene 243. De styrende synkroniseringssignaler på linjene 243 er avledet som reaksjon på detektert fargesynksignal i det opprinnelige videosignal. En sådan utledning er beskrevet i ovenfor nevnte US-patentansøkning i navnet Heller og Paik.

FIFO-køen 252 omformer de sekvensielle digitale ord på linjene 27 0 til parallelle 15-bits signaler og avmultiplekser disse 15-bits signaler til de innbyrdes innfelte signalsampler som utledes fra A-kanalens og B-kanalens innfellere, henholdsvis 113 og 114, i det viste omkastersystem i fig. 1.

Det 15-bits signal i A-kanalen avgis over linjene 271 til A-kanalens baneskiller 253 og det foreliggende 15-bits signal i B-kanalens avgis på linjene 272 til B-kanalens baneskiller 254.

A-kanalens baneskiller 25 3 baneskiller de innbyrdes innfelte signalsampler på linjen 271 for å frembringe et signalsampel på linjene 27 3 hvor alle bit er fra et og samme signalsampel som foreligger på A-kanalens linjer 137 til denne kanals innfeller 113 i audio-omkastersystemet i fig. 1. Utførelsen av A-kanalens baneskiller 253 er vist i fig. 6A, hvor hver blokk er et forsinkelseelement tilsvarende en sampelperiode. Det vil fremgå av fig. 6A at bitene CØ, M3 og P ikke er forsinket, bitene MØ og El er forsinket med en sampelperiode, bitene Cl og M4 er forsinket med to sampelperioder, bitene Ml og E2 er forsinket med tre sampelperioder, bitene C2 og M5 er forsinket med fire sampelperioder, mens bitene M2 og S er forsinket med fem sampelperioder og bitene EØ og M6 er forsinket med hele seks sampelperioder.

B-kanalens baneskiller 254 skiller det innfelte signalsampel på linjene 272 for å frembringe et signalsampel påført på B-kanalens linjer 138 til B-kanalens innfeller i audioomkast-ningssystemet i fig. 1. Utførelsen av Bkanalens baneskiller 254 er vist i fig. 6B, hvor hver blokk er et forsinkelseelement tilsvarende en sampelperiode. Det vil fremgå av fig. 6B at bitene MØ, EØ og P ikke er forsinket, bitene CØ og MØ er forsinket med en sampelperiode, bitene Ml og El er forsinket med to sampelperioder, bitene Cl og M5 er forsinket med tre sampelperioder, bitene M2 og E2 er forsinket med fire sampelperioder, mens bitene C2 og M6 er forsinket med fem sampelperioder og bitene M3 og S er forsinket med hele seks sampelperioder .

Det vil fremgå av figurene 6 og 4 at den kombinerte for-sinkelsetid for hver av bitene i hver av kanalene er seks sampelperioder.

Tabell 5 viser forholdet mellom de sekvensielle digitale ordsignåler på linjene 27 0 og den forsinkelse som gis av baneskillerne 253 og 254 for å frembringe de forskjellige bit for signalsamplene i A- og B-kanalen på henholdsvis linjene 273 og 274.

De baneskilte signalsampler på linjene 27 3 og 274 overføres til A-kanalens register 255 samt B-kanalens register 256 og multiplekses av multiplekseren 257 for å frembringe paritetsbit P på linje 275, eksponentbitene EØ, El og E2, kodebitene CØ, Cl og C2 samt fortegnbit S på linjene 276, samt de syv mantissebit MØ til M6 på linjene 277.

Feilkorrektoren 259 undersøker ved hjelp av sin Hammingkode de tre kodebit på linjene 27 6 for å påvise enkeltstående feil i kombinasjonen av eksponentbit, kodebit og fortegnbit samt å korrigere sådanne enkeltstående feil. De tre eksponentbit og vedkommende fortegnbit med eventuell nødvendig korreksjon avgis av feilkorrektoren med Hamming-kode på linjene 278. Den feildetektorkode som anvendes av Hamming-feildetektoren er vist i tabell 6.

Det logiske element 260 eksklusivt ELLER-behandler paritetsbit P på linje 275 med en bit av en særegen nøkkelstrøm på linje 279a fra nøkkelstrømregisteret 258, og som er identisk med det bit som avgis til linje 236 for omkasting av paritetsbit P på linje 135a i omkastningssystemet i fig. 1. Det eksklusive logiske ELLER-element 260 frembringer derved et paritetsbit for signalgjenopprettelse på linjen 280, og som behandles av det paritetssamplende logiske element 261 med det mest signifikante mantissebit M6 på linje 277a samt feilkorrigerte fortegnbit og eksponentbit på linjene 278 for derved å påvise dobbeltfeil i kombinasjonen av fortegns- og eksponentbit samt kodebit på linjene 27 6, samt for ytterligere å påvise feil i det mest signifikante mantissebit og/eller paritetsbit. Sådanne feil påvises når paritetssamplen ikke gir som resultat enerverdi. Paritetssamplen utføres ved eksklusiv ELLER-behandling av de bit som avgis til det paritetssamplende logiske element 261 på linjene 277a, 278 og 280.

Det eksklusive logiske ELLER-element 262 gjenoppretter de syv mantissebit på linjene 277 samt fortegnbit og tre eksponentbit på linjene 278 ved eksklusiv ELLER-behandling av disse elleve bit med elleve bit i en særegen nøkkelstrøm på linjen 279b fra nøkkelstrømregisteret 258, og som er identisk med de nøkkelstrømbit som avgis til linjene 252 for omkastning av fortegnsbit, tre eksponentbit og syv mantissebit på linjene 126 i omkastningssysternet i fig. 1.

De nøkkelstrømbit som avgis fra nøkkelstrømregisteret på linjene 279 er overført til nøkkelstrømregisteret på linjene 242 fra en nøkkelstrømgenerator (ikke vist). Det system som anvendes for å frembringe en særegen nøkkelstrøm for nøkkel-strømregisteret 258 over linjene 242 i det viste gjenoppret-telsessystem i fig. 5, idet denne nøkkelstrøm er identisk med den særegne nøkkelstrøm som frembringes på linjene 102 til nøkkelstrømregisteret 133 i omkastersystemet i fig. 1, er nærmere beskrevet i ovenfor nevnte US-patentansøkning i navnet Gilhousen og Newby, Jr., og hele innholdet i denne ansøkningstekst tas herved inn i beskrivelsen som referanse.

Det eksklusive logiske ELLER-element 262 frembringer vedkommende gjenopprettelsebit som et gjenopprettelsesignal-sampel på linjene 282 til feilkompensatoren 263.

Når feil påvises av det paritetsprøvende logiske element 261, frembringes et feilsignal på linje 283 til feilkompensatoren 263. Hvis et feilsignal ikke foreligger på linjen 283, over-fører feilkompensatoren 263 det ellevebits gjenopprettede signalsampel fra linjene 282 til ekspansjonssystemet 264 over linjene 284. Når et feilsignal foreligger på linje 283 vil feilkompensatoren 263 kompensere for de påviste feil ved å gjenta på linjene 284 det siste tidligere feilfrie signalsampel som er mottatt over linjene 282.

Ekspansjonssystemet 264 ekspanderer de foreliggende ellevebits signalsampler på linjene 284 til et femtenbits signalsampel på linjene 285, og som kan omformes til et analogt audiosignal ved digital/analog-omforming.

I fig. 7 er det vist at ekspansjonssystemet omfatter et eksklusivt ELLER-element 287, en mantisse-ROM 288 samt et fortegns- og eksponent-ROM 289. Det eksklusive logiske ELLER-element 287 gjenoppretter de syv mantisse bit MØ til M6 på linjene 284a ved eksklusiv ELLER-kombinasjon av de syv mantissebit med det mest signifikante eksponentbit E2 på linje 284b. De gjenopprettede mantisse bit avgis av det eksklusive ELLER-element 287 til linjene 290 og kombineres med de tre eksponentbit EØ, El og E2 samt fortegnsbit S på linjene 284c for å adressere mantisseROM 280, som i sin tur frembringer de åtte minst signifikante bit av det ekspanderte digitale signalsampel på linjene 285a. Fortegnsbit S og de tre eksponentbit EØ, El og E2 på linjene 285c anvendes også til å adressere ROM-hukommelsen 289 for fortegn og eksponent, og som i sin tur frembringer de syv mest signifikante bit i det ekspanderte digitale signalsampel på linjene 285b. Eks-pans jonskoden fra 11 til 15 og som iverksettes ved kombinasjon .av mantisse-ROM 280 samt fortegns- og eksponent-ROM 289, er angitt i tabell 7.

Avmultiplekseren 265 skiller A-kanalens og B-kanalens digitale sampelsignaler som overføres i rekkefølge på linjene 285 og avgir de adskilte signalsampler på henholdsvis linjene 291 og 292 til en første og en annen D/A-omformer 266 og 267.

Den første D/A-omformer 266 omformer A-kanalens digitale

signalsampler på linjene 261 til et analogt audiosignal på A-kanallinjen 161a, mens den annen D/A-omformer 267 omformer B-kanalens digitale signalsampler på linjene 292 til et analogt audiosignal på B-kanallinjen 161b.

Claims (14)

1. Anordning for omkastning av audio-signaler og som omfatter: utstyr (104,105) for omforming av et analogt audio- signal til et digitalt signal for å frembringe en sekvens av digitale signalsampler tilsvarende det analoge audio-signal, utstyr (107) for sammentrengning av hvert digitalt signalsampel, og utstyr (108) for omkastning av hvert signalsampel,karakterisert ved at: sammentregningsutstyret (107) frembringer sammentrengte signalsampler (126) som hver har en fortegnsbit, et første gitt antall eksponentbit og et annet gitt antall mantissebit, og omkastningsutstyret (10 8) ved hjelp av eksklusiv-ELLER- logikk behandler hver bit i hvert sammentrengt signalsampel (126) med en særegen hemmelig kodenøkkelstrøm (132), for derved å omkaste audiosignalet, idet anordningen videre omfatter: utstyr (109) for generering av feilpåvisning- og feilkorreksjonsbit for hvert sammentrengt signalsampel og addisjon av de genererte bit til vedkommende sampel, for derved å frembringe feilkodede sammentrengte signalsampler, idet generatorutstyret (109) omfatter: organer for generering av kodebit.for å korrigere enkeltstående feil i en kombinasjon av fortegnsbit, eksponentbit og kodebit, og organer for generering av en paritetsbit for å påvise dobbeltfeil i en kombinasjon av fortegnsbit, eksponentbit og kodebit, samt også for å påvise en feil i den mest signifikante mantissebit og/eller paritetsbit.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter: - utstyr (113,114) for innbyrdes innfelling av bit fra et antall påfølgende sampler, og utstyr (115,116) for å ordne de innbyrdes innfelte bit i serie, for derved å skille disse fra et hvilket som helst enkeltstående sampel med minst en forut bestemt tidsperiode som tilordnet en gitt type forstyrrelsesignal.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at den videre omfatter: utstyr (117,118) for å kombinere enkelte bit fra de serieordnede, innbyrdes innfelte, feilkodede og sammentrengte signalsampler fra audiosignalet, for å danne digitale ord, utstyr (121,122) for å omforme disse digitale ord til et analogsignal med nivå tilsvarende binærverdien av de digitale ord.

4. Anordning ifølge krav 2, og hvor audiosignalet inneholder stereokomponenter, karakterisert ved at nevnte innfellings-utstyr (113,114) frembringer separate, innbyrdes innfelte, feilkodede og sammentrengte signalsampler for de enkelte stereokomponenter, idet anordningen videre omfatter: utstyr (115,116,117,118) for å kombinere enkelte bit fra de separate, innbyrdes innfelte, feilkodede og sammentrengte signalsampler for de enkelte stereokomponenter, for derved å frembringe en rekke av to-bits digitale ord, idet eksponentbitene og kodebitene befinner seg i den bitposisjon i de digitale ord som har den lavere feilrate, mens mantissebiten befinner seg i den annen bitposisjon, og utstyr (121,122) for å omforme disse digitale ord til et analogsignal tilsvarende binærverdien av de digitale ord.

5. Anordning som angitt i krav 3 eller 4, karakterisert ved at utstyret for omforming av nevnte digitale ord omfatter: utstyr (121) for å omforme de digitale ord til digitale puls/amplityde-modulerte datasignaler som når de omformes til et analogsignal ved hjelp av en digital-til-analog komvertering, frembringer et puls/amplityde-modulert (PAM) signal tilsvarende binærverdien av de digitale ord, og utstyr (122) for å omforme de digitale PAM-datasignaler til nevnte analogsignal, for å frembringe nevnte puls/amplityde-modulerte signal.

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter utstyr (110) for eksklusiv-ELLER-behandling av paritetsbiten i hver feilkodet sampel med en bit fra den særegne kodenøkkelstrøm.

7. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at utstyret (108) for eksklusiv-ELLER-behandling av bitene i det sammenpressede signalsampel, utfører denne behandling før kodebitene genereres av generatorutstyret (109) .

8. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter: utstyr (119) for å tidssammentrenge hver tidsperiode av nevnte feilkodede, sammentrengte og omkastede signal tilsvarende varigheten av en videosignallinje, til en tidsperiode som tilsvarer varigheten av et videosignals horisontalsynkroniseringspuls, og utstyr (120) for å overføre nevnte tidssammentrengte tidsperioder i nevnte tidssammentrengte signal i takt med videosignalets linjefrekvens.

9. Anordning for gjenopprettelse av et omkastet audio-signal fremkommet ved omforming av et analogt audiosignal til et digitalsignal som er dannet av en sekvens av digitale signalsampler tilsvarende vedkommende analoge audiosignal, samt ved å sammentrenge hvert digitalt signalsampel, idet anordningen omfatter: utstyr for gjenopprettelse av hvert omkastet signal sampel , utstyr for ekspansjon av hvert sammentrengt signalsampel til et digital signalsampel som, ved hjelp av et digital-til-analog konvertering, kan omformes til et analogt audiosignal, og utstyr for omforming av de digitale signalsampler til det analoge audiosignal,karakterisert ved at anordningen, idet de digitale signalsampler på forhånd er sammentrengt for å frembringe sammentrengte signalsampler som hver har en fortegnbit, et første gitt antall eksponentbit og et annet gitt antall mantissebit, og signalsamplene er omkastet ved hjelp av eksklusiv-ELLER-behandling av hver bit i hvert sammentrengt signalsampel med en særegen hemmelig kodenøkkelstrøm, for derved å omkaste audiosignalet, samt ved at feilpåvis-nings- og feilkorreksjonsbit er generert for hvert sammentrengt signalsampel og de genererte bit er addert til vedkommende sampel, for derved å frembringe feilkodede sammentrengte signalsampler som inneholder kodebit for å korrigere enkeltstående feil i en kombinasjon av fortegnsbit, ekspo- nentbit og kodebit, og en paritetsbit for å også å påvise dobbeltfeil i en kombinasjon av fortegnsbit, eksponentbit og kodebit, samt også for å påvise en feil i den mest signifikante matissebit og/eller paritetsbit, videre omfatter: utstyr (259) for å påvise enkeltfeil i kombinasjonen av fortegnsbit, eksponentbit og kodebit i hvert omkastet signalsampel og for å korrigere nevnte enkeltstående feil, utstyr (262,263) for å påvise dobbeltfeil i kombina sjonen av fortegnsbit, eksponentbit og kodebit og også for å påvise ytterligere feil i den mest signifikante mantissebit og/eller paritetsbit i hvert omkastet signalsampel, samt for å gjenta de sist foregående, feilfrie signalsampler for å kompensere for nevnte påviste dobbeltfeil og/eller nevnte ytterligere feil, og utstyr (262) for, ved hjelp av eksklusiv-ELLER-logikk, å behandle hver bit i hvert omkastet sammentrengt signalsampel med den særegne kodenøkkelstrøm, for derved å gjenopprette det omkastede audiosignalet.

10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at den, idet det omkastede signal videre er fremkommet ved innbyrdes innfelling av bit fra et antall påfølgende sampler og ved å ordne de innbyrdes innfelte bit i serie, for derved å skille disse fra et hvilket som helst enkeltstående sampel med minst en forut bestemt tidsperiode som er tilordnet en gitt type forstyrrelsessignal, videre omfatter: utstyr (252) for å oppheve serieordningen av de innbyrdes innfelte bit, og utstyr (353,354) for å oppheve den innbyrdes innfelling av bit, for hvilke serieordningen er opphevet, for derved å rekonstruere signalsamplene.

11. Anordning ifølge krav 10, karakterisert ved at den, idet det omkastede signal videre er fremkommet ved å kombinere enkelte bit fra de serieordnede, innbyrdes innfelte, feilkodede og sammentrengte signalsampler fra audiosignalet, for å danne digitale ord, og ved å omforme disse digitale ord til et omkastet analogsignal med nivå tilsvarende binærverdien av de digitale ord, videre omfatter: utstyr (250,251) for å omforme det omkastede analoge signal til nevnte digitale ord, og utstyr (252) for å dele nevnte digitale ord opp i nevnte serieordnede, innbyrdes innfelte, feilkodede og sammentrengte signalsampler.

12. Anordning ifølge krav 10, og hvor det analoge audio-signal inneholder stereokomponenter, karakterisert ved at den, idet det omkastede signal er fremkommet ved å frembringe separate, innbyrdes innfelte, feilkodede og sammentrengte signalsampler for de enkelte stereokomponenter, ved å kombinere enkelte bit fra de separate, innbyrdes innfelte, feilkodede og sammentrengte signalsampler for de enkelte stereokomponenter, for derved å frembringe en rekke av to-bits digitale ord, og eksponentbitene og kodebitene befinner seg i den bitposisjon i de digitale ord som har den lavere feilrate, mens mantissebiten befinner seg i den annen bitposisjon, samt ved å omforme disse digitale ord til et analogsignal tilsvarende binærverdien av de digitale ord, videre omfatter: utstyr (250,251) for å omforme det omkastede analoge signal til nevnte digitale ord, og utstyr (252) for å dele nevnte digitale ord opp i separate, innbyrdes innfelte, feilkodede og sammentrengte signalsampler.

13. Anordning ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at den, idet det omkastede signal er fremkommet ved omforming av de digitale ord til digitale puls/amplityde-modulerte datasignaler som når de omformes til et analogsignal ved hjelp av en digital-til-analog konvertering, frembringer et puls/amplityde-modulert (PAM) signal tilsvarende binærverdien av de digitale ord, og ved å omforme de digitale PAM-datasignaler til nevnte analogsignal, for å frembringe nevnte puls/amplityde-modulerte signal, omfatter: utstyr (250) for å omforme det puls/amplityde-modulerte signal til nevnte digitale PAM-datasignaler, og utstyr (251) for å omforme nevnte PAM-datasignaler til nevnte digitale ord.

14. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at den, idet det omkastede signal videre er fremkommet ved eksklusiv-ELLER-behandlingen av paritetsbiten i hvert feilkodet sampel med en bit fra den særegne kodenøkkelstrøm, videre omfatter utstyr (260) for eksklusiv-ELLER-behandling av paritetsbiten i hvert omkastet, sammentrengt signalsampel med en bit identisk med nevnte bit fra den særegne kodenøkkelstrøm.