SE524325C2 - System och förfarande för avkodning av information i ljudsignaler - Google Patents

Description

2 4 5 2 5 - Élšï ÄÄÉï 2 Om en tillräcklig mängd kodkomponenter detekteras kan informationssignalen själv återvinnas.

Allmänt sett kommer en akustisk signal som har låga amplitudnivåer att bara ha mi- 5 nimal kapacitet, om över huvud taget någon, för att akustiskt maskera en informa- tionssignal. Sådana låga amplitudnivåer kan exempelvis inträffa under en paus i ett samtal, under ett uppehåll mellan musikavsnitt eller t.o.m. inom vissa musiktyper.

Under en längre period med låga amplitudnivåer kan det, vara svårt att införliva en kodsignal i en ljudsignal utan att detta resulterar i att den kodade ljudsignalen skiljer 10 sig från den ursprungliga på ett akustiskt förnimbart sätt.

Ett annat problem är förekomsten av felskurar under överföringen eller återgivning- en av kodade ljudsignaler. Felskurar kan visa sig som tidvisa angränsande segment av signalfel. Sådana fel är i allmänhet oförutsägbara och påverkar påtagligt inne- 15 hållet i en kodad ljudsignal. Felskurar uppstår typiskt genom missöden i en överfö- ringskanal eller återgivningsanordning beroende på allvarliga extema interferenser, såsom överlappning av signaler från olika överfóringskanaler, förekomst av effekt- toppar i systemet, ett avbrott under normalt arbete, införande av bruskontamination (avsiktligt eller på annat sätt) och liknande. I ett överföringssystem kan sådana om- 20 ständigheter ge upphov till att en del av de sända, kodade ljudsignalerna blir totalt oemottagbara eller påtagligt ändrade. Obefintlig återöverföring av den kodade ljud- signalen resulterar i att den påverkade delen av den kodade ljudsignalen blir helt I_ omöjlig att återvinna under det att i andra fall ändringar i den kodade ljudsignalen l kan resultera i att den inneslutna informationssignalen ej kan detekteras. I många 25 tillämpningar, såsom radio- och televisionsutsändning, blir realtidsåteröverföring av i--In kodade ljudsignaler helt enkelt ogenomfórbara.

I system för att akustiskt återge ljudsignaler inspelade på media kan en mängd fakto- ':'*É rer ge upphov till felskurar i den återgivna akustiska signalen. Vanligtvis resulterar 30 en oj ämnhet i inspelningsmediet, förorsakad av skada, hinder eller slitage, i att vissa ansa: |.=;, 10 15 20 25 30 524 325 3 delar av inspelade ljudsignaler blir oreproducerbara eller påtagligt ändrade vid åter- givning. Även felinriktníng av eller interferens med den inspelande eller återgivande mekanismen i förhållande till det inspelande mediumet kan ge upphov till skurtypen fel under en akustisk återgivning av inspelade ljudsignaler. De akustiska begräns- ningama hos en talare samt akustiska karakteristika i den lyssnande miljön kan re- sultera i rymdojämnheter i fördelningen av akustisk energi. Sådana oregelbunden- heter kan förorsaka att felskurar förekommer i mottagna akustiska signaler och hindrar kodåterhärntning.

SYFTEN OCH SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är därför att tillhandahålla system och förfa- randen för att detektera kodsymboler i ljudsignaler som minskar problemen förorsa- kade av perioder med låga signalnivåer och felskurar.

Ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla sådana system och förfaranden som ger tillförlitlig operation under ogynnsamma förhållanden.

Det är vidare ett syfte med uppfinningen att tillhandahålla sådana system och förfa- randen som är robusta.

I enlighet med en aspekt på föreliggande uppfinning tillhandahålles system och för- faranden för att avkoda åtminstone en meddelandesymbol som representeras av ett flertal kodsymboler i en ljudsignal. Systemen och förfarandena innefattar organet för och stegen att» mottaga första och andra kodsymboler som representerar en gemensam meddelandesymbol varvid de första och andra kodsymbolema är för- skjutna i tiden i ljudsignalen, att ackumulera ett första signalvärde som representerar den första kodsymbolen och ett andra signalvärde som representerar den andra kod- symbolen och att undersöka de ackumulerade första och andra signalvärdena för att detektera den gemensamma meddelandesymbolen. a-aa; 10 15 20 25 30 ~ o - u wo o 524 325 4 I enlighet med en annan aspekt på föreliggande uppfinning tillhandahâlles ett system för att avkoda åtminstone en meddelandesymbol som representeras av ett flertal kodsymboler i en ljudsignal. Systemet innefattar en indataanordning för att mottaga första och andra kodsymboler som representerar en gemensam meddelandesymbol varvid de första och andra kodsymbolema är förskjutna i tiden i ljudsignalen; samt en digital processor i samverkan med indataanordningen för att från denna mottaga datainfonnation som representerar de första och andra kodsymbolema varvid den digitala processorn är programmerad att ackumulera ett första signalvärde som re- presenterar den första kodsymbolen och ett andra signalvärde som representerar den andra symbolen varjämte den digitala processorn vidare är programrnerad att under- söka de ackumulerade första och andra signalvärdena för att detektera den gemen- samma meddelandesymbolen.

I vissa utföranden ackumuleras de första och andra signalvärdena genom att lagra värdena separat och den gemensamma meddelandesymbolen detekteras genom att undersöka båda de separat lagrade värdena. De första och andra signalvärdena kan representera signalvärden härledda från multipla andra signalvärden, såsom värden för individuella kodfrekvenskomponenter, eller ett enda signalvärde, såsom en mät- ning av magnituden hos en enkelkodfrekvenskomponent. Vidare kan ett härlett vär- de erhållas som en linjär kombination av multipla signalvärden, såsom en summe- ring av viktade eller oviktade värden, eller som en icke linjär funktion därav.

I ytterligare utföranden ackumuleras de första och andra signalvärdena genom att skapa ett tredje signalvärde som är härlett från de första och andra värdena. Det tredje signalvärdet är i några utföranden härlett genom en linjär kombination av de första och andra signalvärdena, såsom en viktad eller icke viktad summering därav, eller som en icke linjär funktion därav.

Andra syften, särdrag och fördelar i enlighet med föreliggande uppfinning framgår av den följande detaljerade beskrivningen av vissa fördelaktiga utföringsfonner i 11.., ;i.,» 10 15 20 25 30 f: an: 524 325 5 anslutning till de bifogade ritningama där samma komponenter identifieras genom samma hänvisningssiffror.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. 1 är ett funktionsblockdiagram över en kodanordning; Fig. 2 är en tabell, till vilken hänvisas vid förklaringen av en metodlära för att koda information i en ljudsignal; F ig. 3A, 3B och 3C är schematiska diagram som illustrerar en metodlära för ljudsig- nalkodning; F ig. 4 är en annan tabell till vilken hänvisas vid förklaringen av en metodlära för att koda information i en ljudsignal; Fig. 5 är ett blockschema som visar ett system för flerstegsljudsignalkodning; Fig. 6 är ett funktionsblockdiagram for en personportabel mätare; Fig. 7 är ett funktionsblockdiagram som visar en avkodningsanordning; Fig. 8 är ett flödesschema som visar en metodlära för att återhämta en informations- kod från en kodad ljudsignal; Fig. 9 är ett schematiskt diagram av en cirkulär SNR-buffert som används vid utfö- randet av metodläran i frg. 8; Fig. 10 är ett flödesschema som visar en annan metodlära för att återhämta en in- formationskod från en kodad ljudsignal.

DETALJERAD BESKRIVNING AV vIssA FÖRDELAKTIGA UTFÖRINGSFoRMER Föreliggande uppfinning hänför sig till användningen av särskilt robust kodning som omvandlar information till redundanta sekvenser av kodsymboler. I vissa utfö- ringsfonner representeras varje kodsymbol av en uppsättning olika, på förhand be- stämda enkelfrekvenskodsignaler; i andra utföringsformer kan emellertid olika kod- symboler valfritt dela vissa enkelfrekvenskodsignaler eller kan tillhandahålles me- delst en metodlära som inte överlåter förutbestämda frekvenskomponenter till en gi- »rann »»»»» 10 15 20 25 30 nnn nn. 1 n nn n - n u nano - nn in u n nn :o nn n n o nn a c n n n o v nnn n n n n n . n n n n n c I o I I n 0 i n n n n :nn nnn . n ven symbol. Den redundanta sekvensen symboler införlivas i ljudsignalema för att skapa kodade ljudsignaler som är osedda av lyssnaren men det oaktat återhämtbara.

Den redundanta kodsymbolsekvensen är särskilt lämpad för införlivning i ljudsig- naler som har låg maskeringskapacitet, såsom ljudsignaler som har många låga amplituddelar eller liknande. Efter införlivning med ljudsignaler motstår dessutom den redundanta sekvensen kodsymboler nedbrytning genom, felskurar som tidvis på- verkar angränsande ljudsignaler. Såsom ovan beskrivits kan sådana fel vara resulta- tet av ofullständig ljudsignalinspelning, återgivning, och/eller lagringsprocesser, överföring av ljudsignalerna genom en med förlust behäflad kanal och/eller en brus- haltig kanal, ojämnheter i en akustisk miljö eller liknande.

För att återhämta den kodade informationen i vissa fördelaktiga utföringsfonner un- dersöks de kodade ljudsignalema i ett försök att detektera förekomsten av på för- hand bestämda enkelfrekvenskodkomponenter. Under kodningsprocessen kan en del enkelfrekvenskodkomponenter inte ha införlivats med ljudsignalema i vissa signal- intervaller beroende av otillräcklig maskeringskapacitet i lj udsignalema i dessa in- tervaller. Felskurar som har förvanskade delar av de kodade ljudsignalema kan re- sultera i radering av vissa kodsignaler från de kodade ljudsignalema eller i införande av felaktiga signaler, såsom brus, i de kodade ljudsignalerna. Undersökning av de kodade ljudsignalerna kommer sannolikt att visa en mycket förvrängd version av den ursprungliga sekvensen av uppsättningar av enkelfrekvenskodsignaler som re- presenterade informationen.

De enkelfrekvenskodkomponenter som återhämtats tillsammans med de felaktiga ytterligare signaler som av misstag detekterats som kodsignaler bearbetas för att ur- skilja, om så är möjligt, den ursprungliga sekvensen kodsymboler. Kodsignaldetek- terings- och bearbetningsoperationema är spec-ifikt inrättade att utnyttja hållbarhe- tema hos kodmetodläran. Som ett resultat tillhandahåller detekterings- och bearbet- ningsmetodläran enligt föreliggande uppfinning förbättrad feltolerans. »wnau |.;;| 10 15 20 25 30 o ~ v - .n 524 325 7 Fig. 1 är ett funktionsblockdiagram av en ljudsignalkodare 10. Kodaren 10 imple- menterar en valfri symbolgenereringsfunktion 12, en symbolsekvensgenererings- funktion 14, en symbolkodfunktion 16, en akustisk maskeringseffektutvärde- ring/justeringsfiinktion 18 och en ljudsignalmedtagandefunktion 20. Lämpligen in- nefattar kodaren 10 ett mjukvarustyrt datorsystem. Datorn kan tillhandahållas med en analog processor för att sampla en analog ljudsignal som skall kodas, eller kan direkt mata in ljudsignalen i digitalfonn, med eller utan åters-ampling. Alternativt kan kodaren 10 innefatta en eller flera diskreta signalbearbetningskomponenter.

Symbol genereringsfunktionen 12, när denna utnyttjas, översätter en informations- signal till en uppsättning kodsymboler. Denna funktion kan utföras med användning av en minnesanordning, såsom en halvledare EPROM i datorsystemet, som är för- lagrad med en tabell av kodsymboler som är lämpliga för indexering med avseende på en informationssignal. Ett exempel på en tabell för att översätta en informations- signal till en kodsymbol för vissa tillämpningar visas i flg. 2. Tabellen kan lagras på en hårddisk eller annan lämplig minnesanordning i datorsystemet. Symbolgenere- ringsfunktionen kan även utföras av en eller flera diskreta komponenter, såsom en EPROM och associerade styranordningar, medelst en logikanordning, medelst en tillämpningsspecifikt integrerad krets eller varje annan lämplig anordning eller kombination av anordningar. Symbolgenereringsfimktionen kan även implementeras genom en eller flera anordningar som även implementerar en eller flera av de kvar- varande funktionema som är återgivna i fig. 1.

Symbolsekvensgenereringsfunktionen 14 formaterar de symboler som skapats av den symbolgenererande funktionen (eller inmatning direkt till kodaren 10) till en re- dundant sekvens av kod- eller informationssymboler. Som del av formateringspro- cessen i vissa utföranden tillsättes markerings- och/eller synkroniseringssymboler till sekvensen kodsymboler. Den redundanta sekvensen kodsymboler är konstruerad att vara speciellt resistent mot felskurar och ljudsignalkodprocesser. Ytterligare förklaring av redundanta sekvenser i kodsymboler i enlighet med vissa utföranden I-.it 10 15 20 25 524 325 8 ges i anslutning till diskussionen med avseende på fig. 3A, 3B och 3C här nedan.

Genereringsfunktionen 14 implementeras lämpligen i en bearbetningsanordning, så- som ett mikroprocessorsystem, eller genom en dedicerad forrnateringsanordning, såsom en tillämpningsspecifik integrerad krets eller en logikanordning, genom ett flertal komponenter eller en kombination av det föregående. Den symbolsekvensge- nererande fiinktionen kan även implementeras genom en eller flera anordningar som även implementerar en eller flera av de kvarvarande funktionerna som återges i fig. l.

Som ovan sagts är den symbolsekvensgenererande funktionen 14 valfri. Så exem- pelvis kan kodningsprocessen utföras på så sätt att informationssignalen översätts direkt till en förutbestämd symbolsekvens, utan att använda separata symbolgenere- rande och symbolsekvensgenererande funktioner.

Varje symbol i sekvensen av symboler som således skapats omvandlas genom sym- bolkodfunktionen 16 till ett flertal enkelfrekvenskodsignaler. I vissa fördelaktiga ut- föringsformer utföres symbolkodfunktionen medelst en minnesanordning i datorsy- stemet, såsom en halvledare EPROM, som är förlagrad med uppsättningar av enkel- frekvenskodsignaler som svarar mot varje symbol. Ett exempel på en tabell av sym- boler och motsvarande uppsättningar enkelfrekvenskodsignaler visas i fig. 4.

Altemativt kan uppsättningarna kodsignaler lagras på en hårddisk eller annan lämp- lig minnesanordning i datorsystemet. Kodningsfimktionen kan även implementeras av en eller flera diskreta komponenter, såsom en EPROM och associerade styran- ordningar, medelst en logikanordning, medelst en tillämpningsspecifik integrerad krets eller varje annan lämplig anordning eller kombination av anordningar. Kod- ningsfunktionen kan även utföras av en eller flera anordningar som även imple- menterar eller flera av de kvarvarande funktionerna som visas i fig. 1. 10 15 20 25 Q . . . .- s24 325 ?í¥~¥=%~*" 9 Som ett alternativ kan den kodade sekvensen genereras direkt från informationssig- nalen, utan att implementera de separata funktionema 12, 14 och 16.

Den akustiska maskeringseffektevalverings-/anpassningsfunktionen 18 bestämmer kapaciteten av en inmatad ljudsignal för att maskera enkelfrekvenskodsignaler ska- pade av symbolkodningsfunktionen 16. Baserat på bestämningen av ljudsignalens maskeringsförrnåga genererar funktionen 18 anpassningsparametrar för att anpassa de relativa magnitudema hos enkelfrekvenskodsignalema så; att sådana kodsignaler blir ohörbara för en mänsklig lyssnare vid införlivning i ljudsignalen. Där det fast- ställs att ljudsignalen har låg maskeringskapacitet, beroende på låg signalamplitud eller andra signalkarakteristika, kan anpassningsparametrarna minska magnituderna hos vissa kodsignaler till extremt låga nivåer eller kan upphäva sådana signaler helt och hållet. Omvänt, när ljudsignalen fastställs ha en större maskeringskapacitet kan sådan kapacitet utnyttjas genom genereringen av anpassningsparametrar som ökar magnituderna hos särskilda kodsignaler. Kodsignaler som har ökade magnituder har allmänt tendensen att vara urskiljbara från brus och således detekterbara av en av- kodningsanordning. Vidare detaljer av vissa fórdelaktigagutforanden av sådan eval- verings-/anpassningsfunktion anges i US-patenten nifâö4 759m nr 5 450 490 till Jensen et al och var och en av dessa benämnes Apparatus and Methods för Including Codes in Audio Signals and Decoding, som härmed i sin helhet införlivas som hän- visning.

I vissa utföranden påläggs anpassningsparametrama enkelfrekvenskodsignalema för att skapa anpassade enkelfrekvenskodsignaler. De anpassade kodsignalema inklude- ras i ljudsignalen medelst funktionen 20. Alternativt tillför funktionen 18 anpass- ningsparametrarna tillsammans med enkelfrekvenskodsignalema för anpassning och införlivning i ljudsignalen medelst funktionen 20. I ytterligare andra utföranden är funktionen 18 kombinerad med en eller flera av funktionerna 12, 14 och 16 för att direkt skapa magnitudanpassade enkelfrekvenskodsignaler. 10 15 20 25 30 - . ~ u u» 524 325 10 I vissa utföranden implementeras den akustiska maskeringseffektevalverings- /anpassningsfunktionen 18 i en bearbetningsanordning, såsom ett mikroprocessor system, som även kan implementera en eller flera av de ytterligare funktioner som återges i fig. l. Funktionen 18 kan även utföras medelst en dedicerad anordning, så- som en tillämpningsspecifik integrerad krets eller en logikanordning, eller medelst ett flertal diskreta komponenter, eller en kombination av de föregående.

Den kodinbegripande funktionen 20 kombinerar enkelfrekvenskodkomponenterna med ljudsignalen för att skapa en kodad ljudsignal. I en direkt implementering adde- rar funktionen 20 helt enkelt enkelfrekvenskodsignalerna direkt till ljudsignalen.

Men funktionen 20 kan överlagra kodsignalema på ljudsignalen. Altemativt kan modulatorn 20 modifiera amplitudema hos frekvenser inom ljudsignalen i enlighet med en inmatning från den akustiska maskeringseffektevalveringsfunktionen 18 för att skapa en kodad ljudsignal som innefattar de anpassade kodsignalema. Vidare kan kodinförlivningsfunktionen utföras antingen i tidsdomänen eller i frekvensdomänen.

Kodinförlivningsfunktionen 20 kan implementeras medelst en ytterligare krets eller medelst en processor. Denna funktion kan även implementeras av en eller flera an- ordningar som beskrivits här ovan och som också implementerar en eller flera av de kvarvarande funktioner som återges i fig. 1.

En eller flera av funktionerna 12-20 kan realiseras medelst en enda anordning. I vis- sa fördelaktiga utföranden realiseras funktionerna 12, 14, 16 och 18 medelst en enda processor och i ytterligare andra utför en enda processor samtliga de funktioner som återges i fig. 1. Vidare kan två eller flera av funktionerna 12, 14, 16 och 18 realise- ras medelst en enda tabell som behålls i en lämplig minnesanordning.

Fig. 2 illustrerar en exemplifierad översättningstabell för att omvandla en infonna- tionssignal till en kodsymbol. Som visas kan en infonnationssignal innefatta infor- mation med avseende på innehållet i, karakteristika hos, eller andra överväganden med avseende på en särskild ljudsignal. Så exempelvis är det tänkt att en ljudsignal 1»»»» rmßn 10 15 20 25 30 . . . . n» 524 325 11 skulle kunna modifieras att inkludera en ohörbar indikering att copyright åberopas i ljudprogrammet. På motsvarande kan en symbol, såsom S1, utnyttjas för att ange att copyright åberopas för det särskilda verket. På liknande sätt kan en författare identi- fieras med en unik symbol S2, eller en sändarstation kan identifieras med en unik symbol S3. Vidare skulle ett särskilt datum kunna representeras av en symbol S4.

Naturligtvis skulle många andra typer av information kunna inkluderas i en infor- mationssignal och översättas till en symbol. Så exempelvis kan information såsom adresser, kommandon, krypteringsnycklar, etc. kodas i sådana symboler. Altemativt kan uppsättningar av symboler, förutom eller i stället för individuella symboler, ut- nyttjas att representera särskilda typer av information. Som ett annat alternativt kan ett komplett symboliskt språk realiseras att representera varje typ av informations- signal. Ävenså behöver den kodade informationen inte vara relaterad till ljudsígna- len.

Fig. 3A är ett schematiskt diagram som visar en ström av symboler som skulle kun- na genereras av den symbolgenererande funktionen 12 i fig. 1 under det att fig. 3B och 3C är schematiska diagram som illustrerar sekvenser av symboler som skulle kunna skapas av den symbolsekvensgenererande funktionen 14 i fig. 1 som svar på symbolströmmen i fig.v3A. I fig. 3A-3C är S1, S2, S3 och S4 använda som exempel på symboler för att illustrera särdrag enligt föreliggande uppfinning och är ej avsed- da att begränsa dess tillämpbarhet. Så exempelvis kan den information som repre- senteras av en eller flera av symbolema S1, S2, S3 eller S4 väljas godtyckligt utan hänsyn till den som representeras av en eller flera av de andra symbolema.

Fig. 3B visar ett exempel på en kämenhet för en redundant symbolsekvens som är representativ för en inmatningsuppsättning av fyra symboler, S1, S2, S3 och S4.

Kärnenheten börjar med ett första meddelandesegment som har sekvens- eller markeringssymbol, S A, åtfóljd av fyra indatasymboler, fóljda av tre repe- terande meddelandesegment vardera bestående av en sekvens- eller markerings- symbol S13, och fyra indatasymboler. I många tillämpningar är denna kämenhet som 10 15 20 25 524 325 12 sådan tillräckligt redundant för att tillhandahålla den erforderliga överlevnadsnivån.

Altemativt kan denna kämenhet själv vara upprepad för att öka överlevnadsförmå- gan. Vidare kan kämenheten ha fler eller mindre än fyra meddelandesegment samt också segment som har fler eller mindre än fyra eller fem symboler.

För att från detta exempel göra en generalisering representeras en inmatningsupp- sättning av N symboler, Sj, S2, S3,____SN_1, SN av den redundanta symbolsekvensen som innefattar S A, 5,, S2, 83,. . .SN_1, SN åtföljt av (P-I) upprepande segment innefat- tande SB, SN S2, 83,. . .SN_1, SN. Såsom i detta exempel kan denna kämenhet själv re- peteras för att öka överlevnadsförmågan. Därutöver kan sekvensen av symboler i meddelandesegmenten varieras från segment till segment så länge som avkodaren är anordnad att igenkänna motsvarande symboler i de olika segmenten. Därutöver kan olika sekvens- eller markeringssymboler och kombinationer av dessa utnyttjas och positionema för markeringama med avseende på datasymbolema kan arrangeras på olika sätt. Så exempelvis kan sekvensen få fonnen, S1, 82,. . .,SA. . .SN eller Sj, S2, HSN, SA.

Fig. 3C visar ett exempel på en fördelaktig kämenhet i en redundant symbolsekvens som är representativ fören inmatningsuppsättning av fyra datasymboler, S1, S2, S3 och S4. Kärnenheten börjar med en sekvens- eller markeringssymbol, S A åtföljd av de fyra inmatade datasymbolema, följda av en sekvens- eller markeringssymbol SB, följd av Sum) mod M, Swd) mod M, Smo) mod M, Swmd) mod M, där M är antalet olika symboler i den tillgängliga symboluppsättningen och där ö är en förskjutning som har ett vär- de mellan ø och M. I ett fördelaktigt utförande väljs förskjutningen 6 såsom en CRC-kontrollsumina. Vid andra utföringsformer varieras värdet på förskjutningen ö från tid till annan för att koda ytterligare information i meddelandet. Om exempelvis förskjutningen kan variera från O till 9 kan nio olika informationstillstånd kodas i förskj utningen. ø=-,. 10 15 20 25 30 - . - n f. 524 325 13 Generaliserande från detta exempel representeras en indatauppsättníng av N sym- bolef- sl' S2» SswSN-i, SN. av den redundanta symbolsekvensen innehållande SA, S1, S2, Ssr--SN-i. SN, Sa. Sms) m: M, Sam m: M, Sam ...od M, ...Smnm ma M, Saw-si :md M- Dvs. att samma information representeras av två eller Hera olika symboler i samma kämenhet och igenkänd i enlighet med deras ordningsföljd i denna. Dessutom kan dessa kämenheter själva upprepas för att öka överlevnadsfórrnågan. Emedan samma information representeras av multipla olika symboler är kodningen gjord väsentligen mera robust. Exempelvis kan strukturen av en ljudsignal imitera frekvenskompo- nenten hos en av datasymbolema SN men sannolikheten att ljudsignalen även skulle imitera motsvarande förskjutning S(N+¿) mod M vid dess förutbestämda förekomst är mycket mindre. Emedan förskjutningen är densamma för alla symboler inom ett gi- vet segment så ger denna information en ytterligare kontroll av giltigheten av de detekterade symbolema inom detta segment. Kodforxnatet i tig. 3C minskar följakt- ligen påtagligt sannolikheten för falska detekteringar föranledda av lj udsignalens struktur.

En särskild styrka med den redundanta sekvensen som är exemplifierad i fi g. 3 är dess utnyttjande av indatasymbolema i deras ursprungliga ordningsföljd åtföljd av (a) ett annat arrangemang för indatasymbolema, (b) ett arrangemang av symboler som innefattar symboler i stället för en eller flera avindatasymbolema, med eller utan omarrangemang av indatasymbolordningen, eller (c) ett arrangemang av sym- boler som är annat än indatasymbolema. Arrangemangen (b) och (c) är särskilt ro- busta emedan, vid symbolkodning, man uppnår en ökad mångfald av enkelfrekvens- kodsignaler. Med antagande att indatasymbolerna kodas kollektivt ur kretsen av en första grupp kodsignaler kommer symboler i arrangemangen (b) och (c) att kodas med en annan grupp kodsignaler som i viss utsträckning inte överlappar den forsta gruppen. En större mångfald kodsignaler kommer att generellt sett öka sannolikhe- ten tör att några kodsignaler ligger inom ljudsignalens maskeríngskapacitet. »rdr 10 15 20 30 a I | | :o 524 325 14 Tabellen i fg. 4 illustrerar en exemplifierad omvandling av en sekvens eller marke- ringssymbol. SA, en sekvens eller markeringssymbol. SB., och N datasymboler. S1, S1, Sh” SM, SN, till motsvarande uppsättningar M enkelfrekvenskodsignaler ifn, fn, gbm, fiwnx, fMn- där x anspelar på det identifierande indexet hos den särskilda symbolen. Ehuru enkelfrekvenskodsignaler kan uppträda genom hela ljudsignalens frekvensområde och, i viss utsträckning. utanför sådant frekvensområde. ligger kod- signalerna i detta utförande inom frekvensområdet 500 Hz till 5500 Hz men kan väljas som ett annat frekvensområde. I ett utförande kan uppsättningama M enkel- frekvenskodsignaler dela vissa enkelfrekvenskodsignaler;men i en föredragen utfö- ringsforrn är enkelfrekvenskodsignalema helt icke överlappande. Det är inte nöd- vändigt att alla symboler representeras av samma antal frekvenskomponenter.

Fig. 5 återger ett flerstegsljudsignalkodsystem 50. Detta system implementerar mul- tipla ljudsignalkodare att successivt koda en ljudsignal 52 när den går utmed ett ty- piskt ljudsignalfördelningsnät. Vid varje fördelningssteg kodas ljudsignalen succes- sivt med en informationssignal som är relevant för det särskilda steget. Företrädes- vis skapar de successiva kodningama av resp. informationssignaler icke kodsignaler som överlappar i frekvens. Oavsett detta och beroende på kodningsmetodens robusta natur, kan partiell överlappning bland frekvenskomponentema hos resp. kodade in- formationssignaler vara tolerabel. Systemet 50 innefattar ett inspelningsmedel 54; en sändare 66; en relästation 76; ljudsignalkodare 58, 70 och 80: en ljudsignalinspelare 62; ett avlyssnarmedel 86; och en ljudsignalavkodare 88.

Inspelningsmedlet 54 innefattar anordningar för att mottaga och koda ljudsignaler och spela in kodade ljudsignaler på ett lagringsmedium. Medlet 54 inkluderar speci- fikt ljudsignalkodare 58 och ljudsignalinspelare 62. Ljudsignalkodaren 58 mottar en ljudsignalmatning 52 och en inspelningsinfonnationssignal 56 och kodar ljudsigna- len 52 med informationssignal 56 för att skapa en kodad ljudsignal 60. Ljudsignal- matningen 52 kan skapas av varje konventionell källa för ljudsignaler såsom en mikrofon, en anordning för att återge inspelade ljudsignaler eller liknande. Inspel- 10 15 20 25 30 n | e | f. 524 325 15 ningsinfonnationssignalen 56 innefattar lämpligen inforrnation med avseende på ljudsignalmatningen 52, såsom dess upphovsmannaskap, innehåll, eller härstamning eller förekomsten av copyright eller liknande. Altemativt kan inspelningsinforma- tionssignalen 56 innefatta varje typ av data.

Inspelningsanordningen 62 är en konventionell anordning för att spela in kodade ljudsignaler 60 på ett lagringsmedium som är lämpligt för distribution till en eller flera sändningsstationer 66. Alternativt kan ljudsignalinspelningsanordningen 62 helt och hållet utelämnas. Kodade ljudsignaler 60 kan distribueras via distribution av det inspelade lagringsmediumet eller via en kommunikationslänk 64. Kommuni- kationslänken 64 sträcker sig mellan inspelningsanordningen 54 och sändaranord- ningen 66 och kan innefatta en sändarkanal, en mikrovåglärik, en tråd- eller fiberop- tisk förbindelse eller liknande.

Sändaren 66 är en rundsändningsstation som mottar kodade ljudsignaler 60, vidare kodar sådana signaler 60 med en sändarinfonnationssignal 68 för att skapa en två gånger kodad ljudsignal 72 och sänder den två gånger kodade ljudsignalen 72 utmed en överföringsbana 74. Sändaren 66 innefattar en ljudsignalkodare 70 som mottar kodad ljudsignal 60 från inspelningsanordningen 54 och en sändarinformationssig- nal 68. Sändarinformationssignalen 68 kan innefatta information med avseende på sändaren 66, såsom en ídentifieringskod, eller med avseende på sändningsprocessen, såsom tiden, datum eller sändarens karakteristika, den avsedda mottagaren (motta- garna) av sändarsignalen eller liknande. Kodaren 70 kodar kodad ljudsignal 60 med infonnationssignalen 68 för att skapa två gånger kodad ljudsignal 72. Överförings- banan 74 sträcker sig mellan sändaren 66 och relästationen 76 och kan innefatta en rundsändningskanal, en mikrovâgslänk, en tråd- eller fiberoptisk förbindelse eller liknande.

Relästationen 76 mottar en två gånger kodad ljudsignal 72 från sändaren 66, kodar vidare denna signal med en relästationsinfonnationssignal 78 och sänder den tre 10 15 20 25 30 a p u q u» 524 325 16 gånger kodade ljudsignalen 82 till en lyssnaranordning 86via en transmissionsbana 84. Relästationen 76 innefattar en ljudsignalkodare 80 som mottar den dubbelkoda- de ljudsignalen 72 från sändaren 66 och en relästationsinformationssignal 78. Relä- stationsinformationssignalen 78 innefattar företrädesvis information med avseende på relästationen, såsom en identifieringskod, eller med avseende på proceduren att reläa sändarsignalen, såsom tiden, datumet eller karakteristika för reläen, den avsed- da mottagaren (mottagarna) av de reläade signalen eller likn-ande. Kodaren 80 kodar den dubbelkodade ljudsignalen 72 med relästationsinformationssignalen 78 för att skapa den trefalt kodade ljudsignalen 82. Överföringsbanan 84 sträcker sig mellan relästationen 76 och lyssnaranordningen 86 och kan innefatta en sändarkanal, en mikrovåglänk, en tråd- eller fiberoptisk förbindelse eller liknande. Valfritt kan över- föringsbanan 84 vara en akustisk överföringsbana.

Lyssnaranordningen 86 mottar den trippelkodade ljudsignalen 82 från relästationen 76. Vid publikestimeringstillämpningar är lyssnaranordningen 86 belägen där en mänsklig lyssnare kan uppfatta en akustisk återgivning av ljudsignalen 82. Om ljud- signalen 82 sänds som en elektromagnetisk signal innefattar lyssnaranordningen 86 lämpligen en anordning för att akustiskt återge denna signal för den mänskliga lyss- naren. Men om ljudsignalen 82 är lagrad på ett lagringsmedium innefattar lyssnar- anordningen 86 lärnpligen en anordning för att återge signalen 82 från lagringsme- diumet.

I andra tillämpningar, såsom musikidentifiering och kommersiell övervakning ut- nyttjas snarare en övervakningsanordning än lyssnaren 86. I en sådan övervaknings- anordning bearbetas ljudsignalen 82 lämpligen för att mottaga det kodade medde- landet utan akustisk återgivning.

Ljudsignalavkodaren 88 kan motta den trefaldigt kodade ljudsignalen 82 som en ljudsignal eller, valfritt, som en akustisk signal. Avkodaren 88 avkodar ljudsignalen 82 för att återvinna en eller flera av de informationssignaler som är kodade i dessa. »=æ»; 10 15 20 25 30 II! Il O 'i 0 Û O I p U g g 17 Den återskapade informationssignalen (signalema) bearbetas lämpligen vid lyssnar- anordningen 86 eller inspelas på ett lagringsmedium för senare bearbetning.

Alternativt kan den âterskapade infonnationssignalen (signalerna) omvandlas till bilder för visuell återgivning för lyssnaren. l ett alternativt utförande utelämnas inspelningsanordningen' 54 från systemet 50.

Ljudsignalmatningen 52 som exempelvis representerar en direktsändning, tillföres sändaren 66 direkt för kodning och sändning. I enlighet därmed kan sändarinfonna- tionssignalen 68 vidare innefatta information med avseende på ljudsignalmatningen 52, såsom dess upphovsman, innehåll, eller härkomst eller förekomsten av copyright eller liknande.

I ett annat alternativt utförande utesluts relästationen 76 från systemet 50. Sändaren 66 tillhandahåller den dubbelkodade ljudsignalen 72 direkt till lyssnaren 86 via överföringsbanan 74 som är modifierad att sträcka sig däremellan. Såsom ett ytterli- gare altemativ kan såväl inspelningsanordningen 54 som relästationen 76 uteslutas från systemet 50.

I ett annat altemativt utförande utesluts sändaren 66 och relästationen 76 från sy- stemet 50. Valfritt modifieras kommunikationslänken 64 att sträcka sig mellan in- spelningsanordníngen 54 och lyssnaranordningen 86 och att mellan dessa uppbära den kodade ljudsignalen 60. Lämpligen spelar ljudsignalinspelningsanordningen 62 in den kodade ljudsignalen 60 på ett lagringsmedium som därefter överföres till lyssnaranordningen 86. En valfri återgivningsanordning vid lyssnaranordningen 86 återger den kodade ljudsignalen från lagringsmediumet för avkodning och/eller akustisk återgivning.

Fig. 6 ger ett exempel på en personportabel mätare 90 för användning vid publikes- timeringstillämpningar. Mätaren 90 innefattar ett hölje 92, visat med streckade lin- s-rv; ara-n 10 15 20 25 30 524 525 18 jer, och som har en storlek och form som medger att den kan bäras av personen i en publik. Höljet kan exempelvis ha samma storlek och form som en personsökarenhet.

En mikrofon 93 finns inuti höljet 92 och tjänar som en akustisk omvandlare för att omvandla mottagen akustisk energi, inklusive kodade ljudsignaler, till analoga elektriska signaler. De analoga signalerna omvandlas till digitala medelst en analog- digital omvandlare och de digitala signalerna matas sedan till en digital signalpro- cessor (DSP) 95. DSP 95 implementerat en avkodare i enlighet med föreliggande uppfinning för att detektera närvaron av förutbestämda koder i den ljudenergi som mottagíts av mikrofonen 93 indikerande att den person som bär den personportabla mätaren 90 har exponerats för en sändning av en viss station eller kanal. Om så är fallet lagrar DSP 95 en signal som representerar en sådan detektering i dess intema minne tillsamrnans med en associerad tidssignal.

Mätaren 90 innefattar även en datasändare/mottagare, såsom en infraröd sända- re/mottagare 97 kopplad till DSP 95. Sändaren/mottagaren 97 gör det möjligt för DSP 95 att tillhandahålla dess datainfonnation till en anordning för att bearbeta så- dan datainformation från multipla mätare 90 för att skapa publikestimeringar samt också för att mottaga instruktioner av data för att exempelvis upprätta mätaren 90 för att utföra en ny publikundersökning.

Avkodare i enlighet med vissa fördelaktiga utföringsforrner av föreliggande uppfin- ning återges genom funktionsblockdiagrammet i fig. 7. En ljudsignal som kan vara kodad såsom här ovan beskrivits med ett flertal kodsymboler mottages vid en ingång 102. Den mottagna ljudsignalen kan vara en sändnings-, internet- eller på annat sätt kommunicerad signal, eller en återgiven signal. Den kan vara en signal som är direkt kopplad eller en akustiskt kopplad signal. Från den följande beskrivningen i sam- band med de bifogade ritningarna inses att avkodaren 100 kan detektera koder för- utom de som är arrangerade i forrnaten som återges här ovan. 10 15 20 25 u o v | ua o 524 525 19 För mottagna ljudsignaler i tidsdomänen överför avkodaren 100 sådana signaler till frekvensdomänen medelst en funktion 106. Funktionen 106 genomföras lämpligen medelst en digital processor som implementerar en snabb F ourier-överföring (FFT) ehuru en direkt cosinusöverföring, en chirp-överföring eller en Winograd- överföringsalgoritm (WFTAS) kan utnyttjas som alternativ. Istället för dessa kan varje annan tidsfrekvensdomänöverföringsfunktion som ger den nödvändiga upp- lysningen utnyttjas. Det inses att i vissa utföranden kan funktionen 106 också utfö- ras med analoga eller digitala ñlter, medelst en tillämpningsspecifik integrerad krets eller varje annan lämplig anordning eller kombination av anordningar. Funktionen 106 kan även implementeras med en eller flera anordningar som även realiserar en eller flera av de kvarvarande funktionerna som återges i fig. 7.

De frekvensdomän-omvandlade ljudsignalerna bearbetas i en symbolvärdesstruktur- funktion I 10 för att skapa en ström av symbolvärden för varje kodsymbol som ingår i den mottagna ljudsignalen. De skapade symbolvärdena kan exempelvis represente- ra signalenergi, effekt, ljudtrycksnivå, amplitud etc., momentant mätta eller mätta under en tidsperiod på en absolut eller relativ skala och kan uttryckas som ett enkelt värde eller som multipla värden. Där symbolerna är kodade som en grupp av enkel- frekvenskomponenterisom vardera har en förutbestämd frekvens representerar sym- bolvärdena lämpligen antingen enkelfrekvenskomponentvärden eller ett eller flera värden baserade på enkelfrekvenskomponentvärden.

Funktionen 110 kan utföras genom en digital processor, såsom en digital signalpro- cessor (DSP) som lämpligen utför några av avkodarens 100 funktioner eller avkoda- rens 100 alla funktioner. Men funktionen 110 kan även utföras av en tillämpnings- specifik integrerad krets eller genom varje annan lämplig anordning eller kombina- tion av anordningar och kan realiseras av anordningar fristående från organet som realiserar avkodarens 100 kvarvarande funktioner. :mas l.,., 10 15 20 25 :...:vo': z.. .z I: “x - . 524 =--~s-:=..=zl z-æ s- -" 20 Strömmen av symbolvärden som skapats genom fimktionen 110 ackumuleras över tiden i en lämplig minnesanordning på en symbol-för-symbol-basis, såsom anges genom funktionen 116. Funktionen 116 är särskilt lämplig för användning vid av- kodning av kodade symboler som periodiskt upprepas, genom periodiskt ackumule- rande symbolvärden för de olika möjliga symbolerna. Om exempelvis en given symbol förväntas återkomma varje X sekund kan funktionen 116 tjäna att lagra en ström av symbolvärden under en period av nX sekunder (n.>~1) och tillägga de lagra- de värdena för en eller flera symbolvärdesströmmar med nx sekunders varaktighet så att toppsymbolvärden ackumulerar över tiden och Förbättrar de lagrade värdenas signalbrusförhållande.

Funktion 116 kan utföras av en digital processor, såsom en DSP, som lämpligen ut- för några av avkodarens 100 funktioner eller alla avkodarens 100 funktioner. Emel- lertid kan funktionen 110 även utföras med utnyttjande av en minnesanordning se- parat från en sådan processor, eller genom en tillämpningsspecifik integrerad krets eller genom varje annan lämplig anordning eller kombination av anordningar, och kan realiseras med anordningar oberoende av organ som realiserar avkodarens 100 kvarvarande funktioner.

De ackumulerade symbolvärdena som är lagrade genom funktionen 116 undersöks sedan av funktionen 120 för att detektera förekomsten av ett kodat meddelande och mata ut det detekterade meddelandet vid en utgång 126. Funktionen 120 kan utföras genom att matcha de lagrade ackumulerade värdena eller en bearbetad version av sådana värden mot lagrade mönster, antingen genom korrelation eller genom annan mönsterrnatchande teknik. Emellertid utföres funktionen 120 lämpligen genom att undersöka toppackumulerade symbolvärden och deras relativa tidsstyming för att återge deras kodade meddelande. Denna fimktion kan utföras efter det att den första strömmen symbolvärden har lagrats medelst funktionen 116, och/eller efter det att varje efterföljande ström har tillagts så att meddelandet detekteras vid den tid när lira. rflwv» 10 15 20 25 30 . . a ø .- 524 325 Iš. 21 signal/brusförhållandena hos de lagrade, ackumulerade strömmarnas symbolvärden har visat ett giltigt meddelandemönster.

F ig. 8 är ett flödesschema för en avkodare enligt en fördelaktig utföringsfonn av uppfinningen, realiserad medelst en DSP. Steg 130 tillhandahålles för de tillämp- ningar där den kodade ljudsignalen mottages i analog form, exempelvis där den har plockats upp av en mikrofon (såsom i fig. 6-utförandet) eller en RF-mottagare.

Avkodaren i flg. 8 är särskilt väl anpassad för att detektera kodsymboler som varde- ra innefattar ett flertal förutbestämda frekvenskomponenter, t.ex. tio komponenter inom ett frekvensområde av 1000 Hz-3000 Hz. Den är specifikt konstruerad för att detektera ett meddelande som har den sekvens som återges i fig. 3C där varje sym- bol upptar en intervall om en halv sekund. I detta exemplifierade utförande antas att symboluppsättningen består av tolv symboler som vardera har tio förutbestämda frekvenskomponenter och ingen av dessa delas med någon annan symbol i symbol- uppsättningen. Det inses att fig. 8-avkodaren lätt kan modifieras att detektera olika antal kodsymboler, olika antal komponenter, olika symbolsekvenser och symbol- varaktigheter liksom även komponenter anordnade i olika frekvensband.

För att separera de olika komponenterna utför DSP upprepat F FT:s på ljudsig- nalsarnplar som faller inom på varandra följ ande, förutbestämda intervaller. Dessa intervaller kan överlappa ehuru detta inte krävs. I ett exemplifierat utförande utföres tio överlappande FF T:s under varje sekund som avkodaren arbetar. I enlighet med detta faller energin hos varje symbol inom fem FFT-perioder. F FT:na kan förses med fönster ehuru detta kan utelämnas för att förenkla avkodaren. Samplarna lagras och, när ett tillräckligt antal således är tillgängligt, genomföres en ny FF T, såsom anges genom stegen 134 och 138.

I detta utförande skapas frekvenskomponentvärdena på en relativ basis. Detta inne- bär att varje komponcntvärde representeras som ett signal/brusförhållande (SNR), =vi=a 11.1, 10 15 20 25 30 o » a n u» 524 325 »va- a n .Que- n -an _ 22 skapat såsom följ er. Den energi inom varje frekvensfack i FF T där en frekvenskom- ponent hos varje symbol kan falla, tillhandahåller täljaren hos varje motsvarande SNR. Dess nämnare fastställs som ett genomsnitt av närliggande fackvärden. Exem- pelvis kan medelvärdet för sju av åtta omgivande fackenergivärden användas, var- vid det största värdet hos de åtta ignoreras för att undvika påverkan av ett möjligt stort fackenergivärde som kunde emanera från exempelvis en ljudsignalkomponent i närheten av kodfrekvenskomponenten. Också, förutsatt att ett stort energivärde skulle kurma uppenbara sig i kodkomponentfacket, exempelvis beroende på brus eller en ljudsignalkomponent, begränsas SNR på ett lämpligt sätt. I detta utförande, om SNR=>6,0, så begränsas SNR till 6,0 ehuru ett annat maximumvärde kan väljas.

De tio SNR:na hos varje FFT och svarande mot varje symbol som kan förefinnas, kombineras för att bilda symbol-SNR:a som lagras i en cirkulär symbol-SNR- buffert, såsom anges i steg 142 och som schematiskt återges i fig. 9. I vissa utföran- den är de tio SNR:na för en given symbol helt enkelt tillagda ehuru andra sätt att kombinera SNR:na kan användas.

Såsom anges i fig. 9 lagras symbol-SNR:na för var och en av de tolv symbolerna A, B och 0-9 i symbol-SbIR-bufferten som separata sekvenser, en symbol-SNR för varje FFT för 50 FFT:s. Efter det att de värden som skapats i de 50 F FT:na har lag- rats i symbol-SNR-bufferten kombineras nya symbol-SNR med tidigare lagrade värden, såsom beskrives här nedan.

När symbol-SNR-bufferten är fylld detekteras detta i ett steg 146. I vissa fördelakti- ga utföranden anpassas de lagrade SNR:na för att minska påverkan av brus i ett steg 152, ehuru detta steg är valfritt vid många tillämpningar. I detta valfria steg erhålles ett brusvärde för varje symbol (rad) i bufferten genom att anskaffa genomsnittet för alla lagrade symbol-SNR:na i deras resp. rad varje gång som bufferten är fylld. För att sedan kompensera för dessa bruseffekter subtraheras detta genomsnittliga eller ”brus”-värde från var och en av de lagrade symbol-SNR-värdena i den motsvarande »lina r»»1| 10 15 20 25 30 a - - | en š":í":š “E '5 'i ' = - 524 325 rf-.fnf .su .§.'.=:.-..* 23 raden. På detta sätt kommer en ”symbol” som bara kortvarigt synliggöres, och såle- des inte en giltig detektering, att utj ämnas över tiden. Också med hänvisning till fig. 3C och för att undvika att blåsa upp brusvärdet vid avkodaren, är kodschemat lämp- ligen begränsat så att samma symbol inte uppenbarar sig två gånger i meddelandets första halva (dvs. inom symbolsekvensen SA, S1, S2, S3, S4).

Efter det att symbol-SNR:na har anpassats genom att subtrahera brusnivån försöker avkodaren att återskapa meddelandet genom att undersöka mönstret hos maximum- SNR-värdena i bufferten i ett steg 156. I vissa utföringsfonner är de maximala SNR-värdena för varje symbol lokaliserade i en process att successivt kombinera grupper om fem närliggande SNR genom att vikta värdena i sekvensen i proportion till den sekventiella viktningen (6 10 10 10 6) och sedan addera de viktade SNR:a att skapa jämförelse-SNR centrerad i tidsperioden för den tredje SNR i sekvensen.

Denna process utfördes progressivt genom de femtio F F T-periodema hos varje symbol. Så exempelvis viktas en första grupp om fem SNR för ”A”-symbolen i FF T-perioder 1-5 och raderas för att skapa en jämförelse-SNR för EFT-period 3. En ytterligare jämförelse-SNR skapas sedan vidare med utnyttjande av SNR:na från FFT-periodema 2-6 osv. till dess att jämförelsevärden har erhållits centrerade på F F T-periodema 3-48.'Emellertid kan andra medel utnyttjas för att återskapa med- delandet. Så exempelvis kan antingen fler eller färre än fem SNR kombineras och de kan kombineras utan viktning eller de kan kombineras på ett icke linjärt sätt.

ANDY, JAG TROR DET SAKNAS NÅGOT I STYCKETI Efter det att järnförelse-SNR-värdena har erhållits undersöker avkodaren jämförelse- SNR-värdena för ett meddelandemönster. Först lokaliseras markeringskodsymbo- lema SA och SB. När väl denna information erhållits försöker avkodaren att detekte- ra toppen hos datasymbolerna. Användningen av förutbestämd förskjutning mellan varje datasymbol i det första segmentet och den rnotsvarande datasymbolen i det andra segmentet ger en kontroll på giltigheten av det detekterade meddelandet.

Detta innebär att om båda markeringama detekteras och samma förskjutning obser- »tive »xm- _10 15 20 25 | | n n .- u . - .vann v a 524 325 if* 24 veras mellan varj e datasymbol i det första segmentet och dess motsvarande data- symbol i det andra segmentet är det högst troligt att ett giltigt meddelande har mot- tagits.

Med hänvisning till såväl fig. 3C som fig. 9 och antagande att början av bufferten motsvarar början på meddelandet (vilket vanligtvis inte är fallet) skall en topp P för jämförelse-SNR för ”A”-symbolen Visa sig i den tredje F F T-perioden, såsom indike- ras. Avkodaren kommer sedan att förvänta sig att nästa topp synliggöres i den posi- tion som motsvarar den första datasymbolen 0-9 i den åttonde F F T-perioden. I detta exempel har antagits att den första datasymbolen är ”3”. Om den sista datasymbolen är ”4” och värdet för ö är 2 kommer avkodaren att hitta en topp för symbolen ”6” i F F T-period 48, såsom anges i fig. 9. Om meddelandet således detekterats (dvs. mar- keringar detekterade med datasymboler som uppenbarar sig där så förväntats och med alltigenom samma förskjutning), såsom anges i stegen 162 och 166 är medde- landet loggat eller utmatat och SNR-bufferten är nerkopplad.

Om emellertid meddelandet således inte påträffats utföres en ytterligare femtio överlappnings-F F T på de följande delama av ljudsignalen och symbol-SNR:na som så skapats adderas till de som redan finns i den cirkulära bufferten. Brusanpass- ningsprocessen utföres såsom tidigare och avkodaren försöker att återigen detektera meddelandemönstret. Denna process upprepas kontinuerligt till dess att ett medde- lande har detekterats. Altemativt kan processen utföras ett begränsat antal gånger.

Genom det som ovan sagts blir det uppenbart att modifiera avkodarens fimktion i beroende av meddelandets struktur, dess tidpunkt, dess signalbana, sättet för dess detektering, etc. utan att frångå ramama för föreliggande uppfinning. Som exempel kan man, istället för att lagra SNR:na lagra F F T-resultaten direkt för detektering av ett meddelande. ~»-t, -ims 10 15 20 25 30 524 325 ïífi. 25 F ig. 10 är ett flödesschema för en annan avkodare enligt ett ytterligare fördelaktigt utförande som likaledes realíseras medelst en DSP. Avkodaren i fig. 10 är särskilt anpassad att detektera en repeterande sekvens om fem kodsymboler bestående av en markeringssymbol åtföljd av fyra datasymboler varvid var och en av kodsymbolerna innefattar ett flertal förutbestämda frekvenskomponenter och har en varaktighet av en halv sekund i meddelandesekvensen. Det antages att varje symbol representeras av tio unika frekvenskomponenter och att symboluppsättningen innefattar tolv olika symboler A, B och 0-9, såsom i koden enligt fig. 3C. Men utförandet i fig. 9 kan lätt modifieras att detektera varje antal symboler som var och en representeras av en el- ler flera frekvenskomponenter.

Steg som används vid avkodningsprocessen som återges i fig. 10 som motsvarar dei fig. 8, anges med samma hänvisningsbeteckningar och dessa steg beskrivs således icke vidare. Utförandet i fig. 10 använder en cirkulär buffert som är tolv symboler bred gånger 150 FFT-perioder lång. När väl bufferten har fyllts ersätter varje ny symbol SNR vad som då är de äldsta symbol-SNR-värdena. I funktion lagrar buf- ferten ett femton sekunders fönster med symbol-SNR-värden.

Som anges i steg 174, när väl den cirkulära bufferten är fiill, undersöks dess innehåll i ett steg 178 för att detektera förekomsten av meddelandemönstret. En gång fullt så förblir bufferten kontinuerligt fiill så att mönstersökningen i steg 178 kan utföras efter varje FF T.

Emedan var femte symbolmeddelande upprepas var 21/2 sekund så upprepas varje symbol med intervaller om 2% sekunder eller var 25:e FF T. För att kompensera för effekten av felskurar och liknande kombineras SNR:na Rl-RUO genom att tillfoga motsvarande värden för de upprepade meddelandena för att erhålla 25 kombinerade SNR-värden SNR", n =1,2, . .25, såsom följer: 5 SNRH = 2Rn+2si i=o »a-v; 10 15 20 25 30 524 325 26 Om således en felskur skulle resultera en förlust av en signalintervall i kommer bara en av sex meddelandeintervaller att ha gått förlorat och de väsentliga karakteristika hos de kombinerade SNR-värdena är troligtvis opåverkade av denna händelse.

När väl de kombinerade SNR-värdena har fastställts detekterar avkodaren läget för markeringssymbolens topp såsom anges genom de kombinerade SNR-värdena och härleder datasymbolsekvensen baserad på markeringens position och datasymboler- nas toppvärden.

När nu meddelandet således har formats, såsom indikeras i stegen 182 och 183 log- gas meddelandet. Men till skillnad från utförandet i fig. 8 är bufferten inte ned- kopplad. Istället laddar avkodaren en ytterligare uppsättning SNR i bufferten och fortsätter att söka efter ett meddelande.

Såsom i avkodaren enligt fig. 8 är det uppenbart att modifiera avkodaren i fig. 10 för olika meddelandestrukturer, meddelandetidpunkter, signalbanor, detekteringssätt, etc., utan att frångå ramen för föreliggande uppfinning. Exempelvis kan bufferten i fig. 10-utförandet ersättas av varje annan lämplig lagringsanordning; buffertens storlek kan varierasjstorleken för SNR-värdesfönstren kan varieras; och/eller kan symbolupprepningstiden variera. Istället för att beräkna och lagra signal-SNR att re- presentera de respektive symbolvärdena används i vissa fördelaktiga utföranden också istället en mätning av varje symbols värde relativt andra möjliga symboler, exempelvis en rankning av varje möjlig symbols magnitud.

I en ytterligare, variant som är speciellt användbar vid publikmätningstillämpningar lagras separat ett relativt stort antal meddelandeintervaller för att medge en retro- spektiv analys av deras innehåll för att detektera en kanaländring. I andra utföranden används multipla buffertar som var och en ackumulerar data för ett olika antal inter- valler för användning i avkodningsförfarandet i fig. 8. Exempelvis kan en buffert lagra en enkelmeddelandeintervall, en annan två ackumulerade intervaller, en tredje 524 325 27 fyra intervaller och en fjärde åtta intervaller. Separata detekteringar baserade på in- nehållen i varje buffert används sedan för att detektera en kanaländring.

Ehuru illustrativa utförandefonner av föreliggande uppfinning och modifieringar av densamma i detalj har här beskrivits så inses att uppfinningen inte är begränsad till dessa precisa utfóringsfonner och modifieringar och att andra modifieringar och va- riationer kan åstadkommas av en fackman inom området utan att frångå uppfinning- ens ramar såsom definierats av de bifogade kraven.

Claims (18)

10 15 20 25 30 ., . . . . . .. I vc ln n nu . .ou n o u n co u. .n :of n u u n una-a n. n-u~.~ u nu n u 1 n.. u v I o o - v n n t n n 28 Patentkrav

1. l. System för att avkoda en på förhand bestämd meddelandesymbol av ett flertal meddelandesymboler som är inbäddade i en audiosignal, innefattande: organ för mottagning av en audiosignal i vilken ett flertal meddelandesymboler har inkorporerats så att meddelandesymbolema är ohörbara när audiosignalen repro- duceras hörbart, där flertalet meddelandesymboler finns inom ett på förhand bestämt meddelande som ett flertal kodsymboler, där den på förhand bestämda meddelande- symbolen representeras av första och andra kodsymboler vilka är inkorporerade i och förflyttas i tid i audiosignalen med åtminstone en kodsymbol som representerar en annan av meddelandesymbolerna som inkorporeras i audiosignalen och position- eras i tid mellan de första och andra kodsymbolema; organ för att ackumulera ett första signalvärde för den första kodsymbolen som representerar den på förhand bestämda meddelandesymbolen och ett andra signal- värde hos den andra kodsymbolen som representerar den på förhand bestämda meddelandesymbolen; och organ för granskning av de ackumulerade första och andra signalvärdena för att detektera den på förhand bestämda meddelandesymbolen som representeras av de första och andra kodsymbolema.

2. System enligt krav 1, vid vilket det ackumulerande organet är operativt för att skapa ett tredje signalvärde som härleds från det första och andra signalvärdena och att det undersökande organet är operativt för att påvisa den på förhand bestämda meddelandesymbolen baserad på det tredje signalvärdet.

3. System enligt krav 2, vid vilket det ackumulerande organet är operativt att skapa det tredje signalvärdet genom att linjärt kombinera de första och andra signal- värdena. 10 15 20 25 30 524 325 29

4. System enligt krav 2, vid vilket det ackumulerande organet är operativt att skapa det tredje signalvärdet som en icke linjär funktion av de forsta och andra signal- värdena.

5. System enligt krav 2, vid vilket var och en av de forsta och andra kodsymbolema innefattar ett forutbestämt antal frekvenskomponenter och vidare innefattar organ for att skapa första och andra uppsättningar komponentvärden, varvid varje upp- sättning motsvarar en av de forsta respektive andra kodsymbolema och att varje komponentvärde i varje uppsättning representerar en karakteristik av en frekvens- komponent hos respektive motsvarande symbol samt organ for att skapa det forsta signalvärdet baserat på den forsta uppsättningen komponentvärden och skapa det andra signalvärdet baserat på den andra uppsättningen komponentvärden.

6. System enligt krav 2, vid vilket flertalet meddelandesymboler representeras av flertalet uppsättningar av forsta och andra kodsymboler, där varje uppsättning representerar en respektive av flertalet meddelandesymboler, där flertalet upp- sättningar av forsta och andra kodsymboler är anordnat som ett meddelande med en på forhand bestämd sekvens som inkluderar åtminstone en markeringssymbol och åtminstone en datasymbol, och varvid ackumulationsorganet är operativt att ackumulera uppsättningar av forsta och andra signalvärden, där varje signalvärdes- uppsättning motsvarar en av de forsta respektive andra uppsättningarna kod- symboler och inkluderar ett forsta signalvärde som representerar den forsta kodsymbolen hos respektive kodsymboluppsättning och ett andra signalvärde som representerar den andra kodsymbolen därav, varjämte det undersökande organet är operativt att påvisa meddelandet genom att detektera förekomsten av markerings- symboler på dess signalvärdesuppsättning och att påvisa åtminstone en datasymbol baserad på den detekterade förekomsten av markeringssymbolen och den mot- svarande signalvärdesuppsättningen hos åtminstone en datasymbol. 10 15 20 25 524 325 30

7. System enligt krav l, vid vilket det ackumulerande organet är operativt att lagra det första och det andra signalvärdet och det undersökande organet är operativt att påvisa den på förhand bestämda meddelandesymbolen genom att undersöka både det första och det andra signalvärdet.

8. System enligt krav 7, vid vilket det ackumulerande organet är operativt att skapa de första och andra signalvärdena baserade på multipla andra signalvärden.

9. System enligt krav 8, vid vilket de första och andra signalvärdena är skapade från respektive uppsättningar tidsförskjutna signalvärden, varvid var och en av de tidsförskjutna signalvärdena representerar ett värde hos en respektive av de första och andra kodsymbolema under en motsvarande tidsperiod därav.

10. System enligt krav 8, vid vilket var och en av de första och andra kodsymbolema innefattar ett förutbestämt antal frekvenskomponenter, och vidare innefattande organ för att skapa första och andra uppsättningar komponentvärden, varvid varje uppsättning svarar mot en respektive av de första och andra kodsymbolema och att varje komponentvärde i varje uppsättning representerar en karakteristik av en respektive frekvenskomponent hos motsvarande symbol, samt organ för att skapa det första signalvärdet baserat på den första uppsättningen komponentvärden och skapa det andra signalvärdet baserat på den andra uppsättningen komponentvärden.

11. System enligt krav l, vid vilket det mottagande organet innefattar en akustisk omvandlare för att omvandla en akustisk ljudsignal till en elektrisk signal, varvid den akustiska ljudsignalen har ett flertal kodsymboler som representerar ett flertal meddelandesymboler innefattande källdata för den akustiska ljudsignalen, och vidare innefattande ett minne för att lagra indikationen för att påvisade meddelande- symboler. 10 15 20 25 30 _. . . . . . ._ . .. .. . .. . ... . . . O II ll OI IQ! I I I I O ...... .. ....... . .. . . . . . . . . ... 31

12. System enligt krav 11, vidare innefattande ett hölje för systemet som är inrättat att bäras av personen hos en medlem av publiken samt organ för att sända den lagrade datainformationen för att användas vid skapandet av publikestimeringar.

13. Förfarande för avkodning av en på förhand bestämd meddelandesymbol av ett flertal meddelandesymboler som finns inkorporerade i en audiosignal, innefattande: mottagande av en audiosignal i vilken ett flertal meddelandesymboler har inkorpo- rerats så att meddelandesymbolerna är ohörbara när audiosignalen reproduceras hörbart, där flertalet meddelandesymboler finns inom ett på förhand definierat meddelande som ett flertal kodsymboler, och där de på förhand definierade med- delandesymbolema representeras av första och andra kodsymboler inkorporerade i och förflyttade i tiden i audiosignalen med åtminstone en kodsymbol represente- rande en annan av meddelandesymbolema som är inkorporerade i audiosignalen och placerade i tiden mellan de första och andra kodsymbolema; ackumulerande av ett första signalvärde för den första kodsymbolen som represen- terar den på förhand bestämda meddelandesymbolen och ett andra signalvärde hos den första kodsymbolen som representerar den på förhand bestämda meddelande- symbolen; och granskning av de första och andra ackumulerade signalvärdena för att detektera den på förhand bestämda meddelandesymbolen.

14. Förfarande enligt krav 13, dessutom innefattande att mottaga de första och andra kodsymbolema genom att omvandla en akustisk audiosignal till en elektrisk signal, där den akustiska audiosignalen har ett flertal meddelandesymboler innefattande källdata för den akustiska audiosignalen, och lagring av data som representerar indikationer på detekterade meddelandesymboler.

15. Förfarande enligt krav 14, vidare innefattande att sända den lagrade data- informationen för att användas vid tillkomsten av publikestimeringar. 10 15 20 25 524 325 ~ . . - no 32

16. System för avkodning av en på förhand bestämd meddelandesymbol av ett flertal meddelandesymboler inkorporerade i en audiosignal innefattande: en inmatningsanordning för en audiosignal i vilken ett flertal meddelandesymboler har inkorporerats så att meddelandesymbolerna är ohörbara när audiosignalen reproduceras hörbart, där flertalet meddelandesymboler finns inom ett på förhand bestämt meddelande som ett flertal kodsymboler, där den på förhand bestämda meddelandesymbolen representeras av första och andra kodsymboler som är inkorporerade i och förflyttade i tid i audiosignalen med åtminstone en kodsymbol som representerar en annan av meddelandesymbolerna som är inkorporerade i audiosignalen och placerade i tid mellan de första och andra kodsymbolerna; och en digital processor som kommunicerar med inmatningsanordningen för att motta audiosignalen från denna, där den digitala processorn är programmerad att ackumulera ett första signalvärde som representerar den första kodsymbolen och ett andra signalvärde som representerar den andra kodsymbolen, och där den digitala processorn dessutom är programmerad att granska de ackumulerade första och andra signalvärdena för att detektera den på förhand bestämda meddelandesymbolen.

17. System enligt krav 16, vid vilket inmatningsanordningen innefattar en akustisk omvandlare för att omvandla en akustisk audiosignal till en elektrisk signal, varvid den akustiska audiosignalen har ett flertal kodsymboler som representerar ett flertal meddelandesymboler innefattande källdata för den akustiska ljudsignalen, varjämte den digitala processorn har ett minne för att lagra datainfonnation som representerar indikationer på detekterade meddelandesymboler.

18. System enligt krav 17, vidare innefattande ett hölj e för systemet som är inrättat att bäras av en person i en publik samt organ för att sända den lagrade data- informationen för användning vid skapandet av publikestimeringar.