SK138291A3 - Coding mechanism - Google Patents

Description

Vynólo.í ce t, ká kodovacibv syst· n;u, obsahujícíbo kódér dílčích pásom jjro dťlcŕ pásmové kódovmí Širokopásmováho Číolicnvého signálu, napri kluä č'slicoveh«o zvukového signálu, rajícího špecifickou frnkvenci vzorkovaní ? , .líl-sí kódér dilčich pouč!:, obsahujo 1611cí prcoíoedok sigpálu pro generovaní na zŕtl^dá iRroko,,daňového číslicového signálu, nékolika & dťlčích písmových signflu s redukcí vxorkovucí frckvence, pí-ičetr.S k t oku t o účelu Ičlicí pros tŕ-edek úú-lí žiroko. .á snový signál 4c po s< bó núsledujíeích dílčích pásom s pásmov.,nl eísly, ktorá se avyčují s ťroxvencí, , pričemý tento kódovací systém dule nahrnuje -v n t ovad prostredek pro kvan.t ovaň í príslušných sígnôlú dilčích ρά-sem blok po bloku, pfičcjaž kvantový signál dílčího pásmu obsahuje po scb-5 r/sledující signálové bloky, pM-čomž každý signálový blok v uílčía písmu BB^ obsahuje c vzorku, v signálové-m bloku jsou reprezsntovány každý n„ bity, orlčesž kvantovací prostŕedek zahrnuje prosthedck pre určovaní bitovú potreby b_n r.a signálov...' blok pre oduovídající signálové blokv v dílčích pásmach, pričosä tato bitová potreba je vstaaera k poetu bitú, jímiž by r.ňlv být vzorky v signálovom bloku v d fičí ch. pásmech SI^ reprezentovaný, u dole kvantovací prestrelok zahrnuje yľddélovací prostredek pre yfidďlovúní množství B bít., ktorú jsou k dispozici, r*izn,ýsi dílčíaj p>'smúa .··<.! základu 'bitovú pctčebv určené pros t. bodke' pro určování bitové p kre by, čím?. so určí ho i n o ty e

n_ffi, kde m je rozraczí od 1 do 1, u yŕíčexz uvedený bodovací systém dála obsahuje unuočódŕvnc í ..rostŕedek aro u r. .-o ú···'dáv dní vľorkl kvánttvary ch určitým pou tern bitú v signálová^ bloku v ríhTci druhého čísi i covv.hu signálu, rr-ajícího pc sobé r.ásleáující rámce, ^ricemz usuorá-dávací prostredek jc Júle upraven pro usporádóvónť informace c e-.čžítkcvkm faktoru v rámci, pričeraž tato iaf·- rraace obsahuje x-bitová s leva, kde x-bitové slovo ro pre se n t u je mefítkový faktor urihazený ke vzorkúm v signálovom bloku. Vynález se dalo vzťahuje na vysílač obsahující kódovací systém.

Stav techniky

Kódovací systém výSe uvedeného typu je znám z evropského patentového spisu δ. (evropská patentová prihláška

ô.. 289 G80), citované m jako dokument (1) v sesjhamu literatúry znáaého stavu techniky uvederxéa na konci popisu.

Charakteristika vynálezu

Vynález se konkrétné vztahuje na prostredek pro určování bitové potreby, urSující bitové potreby b, až b^ pro odpovídající signálové bloky v dílčích pásmech SB^ až SB^ na bázi výstup nich signálň dílčích pásmových filtrd. Vynález má proto za cíl odvodit bitové potreby provádénía nového zp&sobu.

Pro tento účel se kódovací systém podie vynálezu vyznačuje tím. že prostredek pro určování bitá je upraven pro odhadovéní energie v₀ v signálové® bloku v dílčích pásmech, pro určování vzorku SP oajícího maximálni absolútni hodnotu v sig nálovém bloku, pro výpočet veličiny w podie vzorce w_

M. r^- = 2<V,^v

Äi'i

r.a i-l a pro výpočet b^ podie vzorce b_a = K,..²log (KgTŠíJ'wB * K₃) kde d^ je maticový koeficient v MxM matici /.D/, pŕičemž tento maticový koeficient udává koeficient, kterým je treba násobit energii v^ v dílčím pásmu i pro výpočet hodnoty maskované energie v dílčím pásmu m jako výsledek signálu v signálovém bloku v dílčím pásmu i, pŕičemž je míra pro maskovací préh v dílčím pásmu m a pŕičemž Kj,K_? a K^, jsou konštanty.

Je treba poznamenať v této souvislosti, že bitová potreba pro odpovídající signálové bloky v r&zných dílčích pásmech _K již byla určená ve známéa stavu techniky, Bylo však použiváno rozdílných algoritmd a rozdíIných predpokladá.

Napríklad v dokumentu /3/ známého stavu techniky je pomér signálu & Sumu určován na dílčí pásmo. Tento poraér signálu k šumu, vyjádŕený v decibelech a délený 6, potom poskytuje bitovou potrebu v dílčím pásmu.

í

Koeficienty a K₂ jsou s výhodou volený tak, že jsou rovné 1 nebo 1/Í3 · Kj má širší mez možností a tato konštanta má menší vliv na eventuelní výsledok kódování. Napríklad je možné použi t za hodnotu 1, nebo K.^ zcela opoaenout.

Pro výpočet bitové potreby se s výhodou použije logaritmického vyjádŕení rňzných veličín. To je výhodné v relativné malé délce slova (počet bitá, kterými jsou rftzné veličiny vyjádŕeny), která bude dostatečná pro rázné veličiny, zatíaco múže být realizována stále dostatečná relatívni pŕesnost pro bitové potreby. To vede k tomu, Že elektronické prvky pro realizaci prostŕedku pro určování bitá mohou mít jednodušší konstrukci.

Pŕehled. obrazá na výkresech

Vynález je blíše vysvétlen v následujícim popise na pŕíkladech provedení s odvoláním na pripojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 blokové schéma kódovacího systému podie vynálezu, obr. la grafické vyjádŕení odpovídajících signálových blokä v dílčích pásmových signálech SBj až -SB^, pŕičeaž každý signálový blok obsahuje q vzorkň, obr. 2 grafické znázornéní tŕíbitového binárniho kvantování, obr. 3 grafické znázornéní poloh bitových potŕeb b_?, b^, ........ podél hodnotové osy, obr. 4 vývojový diagram zp&sobu pro určování bitových potŕeb b,,....,by, obr. 5 vývojový diagram prídelování bitá, obr. 7 korekční tabulku pro použití pro pŕičítóní čísel používající logaritmické znázornení čísel, obr. 8 hardwarové ŕešení prostŕedku pro pŕidélování bltä ve forme blokového schématu, obr. 9 hardwarové ŕešení prostŕedku pro pridélování bitá ve formé blokového schematu, obr. 10 blokové schéma vysílače, používajícího kódovací systém podie vynálezu, ve forme záznamového zaŕízení pro zaznamenávání kvantovaných signálá dílčích pásem na nosiči záznamu, obr. 11,12 a 13 grafická vyjádŕení r&zných pŕidélovacích štádií v závislosti ns hodnoté energie a obr. 14 blokové chema jednotky pro generování ŕídicích signáld realizující r&zné pŕidélovací stadia.

Provedení vynálezu

Popis výkresá se bude v podstát* týkat popisu kódování dílčích pásem jediného Číslicového signálu. To znamená, kodování dílčích pásem raonofonního zvukového signálu., nebo kodování dílčích pásem pouze pravé nebo levé signálové části stereofonního zvukového signálu. To znamená, že v každé® dílČíeí pásmo v ém signálu je pí'ítomen pouze jeden signál. Na konci tohoto popisu bude vysvštleno, jak múže být určená bitové potreba v pŕípadé kodování dílčích pésem stereofonního signálu, pŕičemž se rozumí, že v každéra dílčím pásmu jsou dva signály dílčího pásma.

Obr. 1 znázorňuje schéma kodovacího systému podie vynálezu. širokopásmový signál je pŕiváden na prívodní svorku p M&že to být napríklad zvukový signál mající Šírku pásma približné 20 kHz.

Vstup £ je zásoben napríklad 16 bitovými vzorky zvukového signálu pri frekvenci vzorkování 44 kHz. Zvukový signál je veden do kodéx-u 2 dílčích pásera, který obsahuje deliči prostŕedek signálu. Kodér 2 dílčích pásera rozdšluje zvukový signál na M dílčích pásera pomoci M filtrd, t.j. dolní prepusti LP, lí-2 pásmových propustí B? a horní propustí HP. M je napríklad rovno 32. Vzorkovací rychlost M signáli dílčích pásem je redukovéna v blocích 3. V tšchto blocích se vzorkovací rychlost redukuje faktorem M. Takto získané signály jsou k dispozici na výstupech 3_Λ£, 3_Λ2 ..., 3_ΛΜ. Na výstupu 3^1 je signál k dispozici v nejnižäíra dílčím pásmu 33j. Na výstupu 3_±2 je k dispozici signál v pŕedposledním nejnižším dílčím pásmu SB^. Ne výstupu 3. M je k dispozici signál v najvyšším dílčím pásmu SB^. Signály na výstupech 3_rl až 3.M maj í štruktúru po sobš následujicích vzoxúci vyjádŕených v počtech 16 bitá nebo vice, napríklad 25. V pŕíkladném probiraném pxovedení vynálezu mají dílčí pásma S3j až SB^ vše chrta stejnou šírku. To však není nezbytné.

V dŕívéjší Krasnerové publikaci />/ se popisuje dšlení na více dílčích pásem. kde šírky pásem približné odpovídají pásmovým šíŕkám kritických pásem lidekého sluchového systému v odpovídajících frekvenčních oblastech. Činnost kodéru 2 dílčích pásem nebude dále vysvétlována, jelikož činnost kodéru dílčích pásem byla již dosti široce vysvetlená. Pro tento účel se odvoláváme na dokumenty známého stavu techniky /1/./3/ a /7/, litere predpokladáme jako sučást charakteristiky znáaého stavu, techniky v rozsahu, jaký ss j ovi potrebný.

Dílčí pásmové signály jsou kombinovaný do po sobS n^Asledujících signálových hl okú 3 po.sobé n/slelujících vzorki, víz obr. 1a, © jsou vodený do odpovídajících kvantízátorú £^ až £,,. 7 kvaatizátoru £_r. jsou vzorlqy kvuntovány na kvántované vzorky mají c í počet bití η_η, menší než 16.

Obr. 2 ukazuje kvuntování. s 3 bitovou binárni, reprozontací. 8éhom procesu kvantováni oígnálové bloky /skupiny/ q po sebe následujících vzorkú slgnólú dílčích pásom- jsou po každá kvantcvény s počtom. bitú /3/ v pčíkladň s obr. 2. Kaphíklad n je rovné 12. KrofôS toho jh g vzorku v signálové® bloku nejprve normulisovánô. Tato normálizace se vykonávó delenia: amplitúd a vaorkd amplitúdou vzorku, majícíhc- nnjvíŕtií absolútni hodnotu v signálové© bloku. Amplitúda vzorku, mujfcího nejvétší amplitúdu v signálové® bloku díičího pásma SB_n., poskytuje sčfítkcvý faktor víz dokumenty /2a/, /2b/. Následné jsou amplitúdy normalizovaných voorkd, které jsou nyní urísteny v aralitudové® rozsahu od -1 do + 1 , jsou kvantovány podie obr· 2.

To znamená, ža vzorky v amplitúdové® rozvozí n.uzi -1 u -o,?’ jsou kvántovunv 3 bitový® číslam 0 30, vzorky v amplitúdové® rozsahu -1,71 až 0,42 jsou kvantovóny s 7/1, vzorky v ataplitudové® rozsahu dS -0,42 do -2,14 jsou kvantovary s 01 C, vzorky v a® pl itudovém rozsahu od -1,14 do C,'4 jsou kvantovány s CCt, vzorky v amplitúdové® rozsahu od 2,47 do 0,7í jsou evantovány s 101 u vzorky v ar_;.;li tudov< y rozsahu od 1,7’ do i,eu jsou kvántovňny s HO.

V dŕív~jýí«. dokumentu /2b/ je toto t b í bitové kvuntovárií podrobné rczebíráno, víz obr. 24, 25 a 26 a odpovidojící popisy v tomto dokumentu.

Kvantovú n/ vzorky v dílčích púsľt-eeh bS, ah 7 7,. jsou potom k lispor lei au príslušných výstuuech 4^1 až á «.Ľ·

Oálo jsou y stupv J_xX až J.7 e M po j*>nv b cdpcví/ající© vstupúre ^α~ prestbedku 6 pro určování bitové potreby· Pros í íb-dek 1 pro určovaní bitové potreby určuje bitovou .0tčebu b uro signálová bloky Časového ekvivalentu q vzorkú v dílčích posmech až 1S,_;,. bitová potreba b^ je číslo vstaáené k počtu bitú s n í s·, i s by p: ál o být o vzcrki v signélovení bloku s o-vzorky v signálu dílčího pásma .kvuntovúno.

Bitové potreby b, a Ž b,,, odvozené orostfodkem 6 pro určovaní bitové potreby, jsou aplikovaný do prídelovacího prostredku 7 bití. Rfidélovací prostí··..dok 7 bitú určuje skuteČn počet bití n j. a Ž. n^, s nísiž so g, vzorkú odpoviete j í c.ích signálových blokú v dílčích pásmových signáloch SB_t až SB_;j kvantu je. Rídicí signály, oópovídn jící počtúja si n„, jscu vedený dc odpoviete jíeí ch kvantizérú. až po vedeních Ε.Ί aš β·Κ, takže kvantizéry moheu kv&r.tovat vzorky so správnym počte® bitú.

Hi'sledující popis poskytne vysvetlení činnosti prostred ku 6 pro určovaní bitové potreby a píídelovacího pros trecí ku 7 bitú. Bitové potreby pro časové ekvivalentní signálové bloky g vzorkú v dílčích pásmových signálech. SB^ až SR,. jsou odvozovóny z ocihndO pro energii v„ a mčľ'ítkový faktor SP,„ v signálové® bloku v signálu SR;., dílčíhc péstsa. Energie v„, se ssúže napríklad získa t pomoci následujícího vzorce:

_ t 3- 2

V ’ 7 2ĹL ^sí <

I., Λ-·, t kde εje aaiplituáa i-tého vzorku s signálové® bloku s q-vzo kv v dílčím pássu S3 . ^árítkový faktor SF byl rovný amplitúd č vzorku v signálová® bloku msjící® nejvét&í absolútni hodnotu, jak již byle poznamenáno výše.

Je trúba poznámenat v táto souvislosti, že odhad pro energii y v signálové.® bloku v díleím pásmu SB také múze být určen pfedpofclíídóním, Že ν~. je rovná kvadrátu mčrítkovdh faktoru SF_.

íro v&echny odpovídující signálové· bloky v signáloch dílčích pésem. SR^ až 38,₄ jsou energie y_r> a méŕitkový faktor SF_ určovóny tírto zpúsobem. Energie jsou uspefádány ve vektoru -{v}· Násobení® vektoru {v} matici /D/ Nx3, so zísfcá vektor pri použití následujícího vzore·?:

f d = /□/ {v} -+ {«d

V tomto vzorci je /D/ matice, jejíž koeficienty d, · ** * <J značí koeficient, ktorým je treba ndsobit energii v₄ signávJ

Icvčho bloku s £ vzorky v signálu SRj dílčího pásma pro vypočítaní maskované energie v dílčím písmu SE* vvplývající ze signálového bloku s ^-vzorky v signálu 5B₄·dílčího pásma, a g je koeficient ve vektoru které značí makcvací práh v dílčím pásmu SB,. Hodnota w„ _ra tak nese v sobé vztah k ssa“™ϊ -r.ra xlmální signálová energií signálu v dílcím Pásmu SB^, který není slyôitelný·

Vektor {wj ayní sá koeficienty ^_r\které Isou odhady pro maskovaný kventízačni äu© v k&Ždém dílôítóx.páesu·^^· Kvantiza£ní šum v dílčí© pásmu Sg*, který ssá energii menlí ne δ gp je tak neslyMitelný· Koeficienty d.matice ZpZ je tfceba w** * U ' - \ počítat podie literatúry_t t.’j.. výáe uvedeného ftokusentyr Z4Z. Bitové potreba bj a-S se abe vypoSítat s pcaOc.í náalodújícího vzorce í \ ^!iog(s;_a fsp|/'<!_a ♦ k₃) a v &e obec s aodle vzorce:

o.

K, Acgf/síp-^ ♦ i J

Frvní vzorec ®ä£e být jednoduáe odvozeň od druhého vzorce pf’ôdpokládéníffi, Že = lZ/l a Kj = 1, kde K*, a jsou konštanty, pro které platí, že jc s výhodou rovno približné 1 a Kg je s výhodou rovno približné* 1/fj. Kj ©á vyáôí rozsah možností· fédže se predpokladal» še bude menší než 10, kde se bude kupfíkladu. s výhodou rovno 1 nebo môže být zanedbéno· Dále bude ve druhé© pMpadé jednoduščí provádšní výpočtu.

Koeficienty /bitové potreby/ b, až b,,, získané tí ©t o z pús obe©, l.ží v určité© amplitúdové© rozsahu· Koeficienty sjohou být záporná a necelé čísla· Koeficient b vyjadruje Vztah k počtu bití s nimi2 by vzorky v signálové© bloku dílČího pásmového signálu SB s £ vzorky moly být kv&ntovány, takže platí, že jestliže b j pro dílčí pásmový signál 5B_n, je vSt3í než ]>_.> pre dílčí pásmový signál počet bitú, s nimiž by q-vzork’ v signálové© bloku v dílčín páskové® signálu SB j sólo byt kvantováno, bude musel být vétéí, než je počet bité, s nimiž by ©βίο být kvantováno 3 vzortai v časové ekvivalentní© signálové© bloku v dílčí® pásmové® signálu SB

U* Ä*

Toto je znázornéno v kvantitatiní ©í£e s odvolúním na obr· 3· Ne obr· 3 je vyneseno sed® bitových potfeb B^ až b^ a fesar ^a ^ctín ^na hodnotové ose. Hodnota je bitová potreba majíeí maximálni hodnotu a 3® bitová potreba mající minimálni hodnotu. Je t rs ba si povlimnout, Se b_raÍQ, a b^ jsou záporné a Se d š lo platí núsledující:

b_w, -< b c < b_, < b, -c b, c b. 4. b . V podsínkách kvality je možné nyní. predpokládat, Že áílčí pásmový signál S^» s b_m ~ -raifi» ⁱ²~·^ ^Ώ®^ο Bohl být kvanfcovén-s minimálni® počte® bitú a dílčí pásmový signál S8„ s b = b_TO, s maximálni® poč•***Aií *“«* ·*$Α»:<δΐΛ.

tern bitú.

Obr. 4 ukazuje vývojový diagram činnosti prostredia» 8 pro určování bitové potreby· Ukazuje program pro určování bitových potŕeb bj až b_If pro časová ekvivalentní signálové bloky s 3 vzorky v dílčích pásmových signáloch SB^ eä §8^· V toato pMpadé se jedná pouse o jediný signálový blok s g vzorky v signálu dílčího pásma· Pro nésledujíei signálový blok s o vzorky v dílčís pásmové®, signálu j a signálové bloky jiných dílčích pásmových signálu odpovídajících si se signálový® blokem /v pripadá Časová parslelního pfívodu signáli dílčích péseaZ je operace znázornčni na obr. 4 vykonávanú jeútá jednou·

Operace zač iné v bloku £0· Nsjprve je dosazena 1 za prúbčžnou proaSnnou m /blok £2/. Potras se pMve-ie g vzorkô Sj« ······> signálového bloku do signálu SB^ dílčího pásma /blok 14/ a vyροδίtá se energie V„ /blok 16/· Také se určí ešŕítkový faktor STý, /blok 18/.

Moky 14·» 16 a 16 se opaku j í pro väechny dílčí pásmové signály pomoci tv V a SP u r c

- —JB —Π· provede se výpt smyčky pf*es bloky 20 a 22.JestllŽe byly hodnoeny pro všechny odpovídující signálové bloky, let matice za účele® získání vektoru £wj /blok

2£/.

Následné sa dosadí za a 1 /blok 26/ a určí se bitová potreba v bloku 28 pro včechna dílčí pásma pomoci sryčky pfes bloky JO a j2, po čemž operace skončí /blok j£/. Bitové potreby b se určují v bloku 28 podie výäe uvedeného vzorce, v nôníž jsou uvažcvány konštanty Kj , a rovné odpovídajícím hodnotám 1 , l//da 0.

Metóda podie obr. 4 ukazuje časové posloupné výpočty koeficient! v ve vektoru £vj _t srovne j so-yčku phe3 blok 22 v programu, a dále ukazuje metódu Časovo posloupné výpočty bitových potŕcb. b| až b_?í, srovnej snsyčku pfes blok ^2. ϊοίο je velai vhodná metóda,: zojnaéna jestliže odpovídající signálové bloky ts&jící vzorky až pro po sobé náslôdujíeí ďílčí pásma 3B ,, SS.,, .····, S3«, ,. SX, jsou pfrivádény sériové.

ďestllže jsou bloky pMvádčny paralelné, výpočet koeficíentú v by nohí' být provádén paralelné pro väechny aílčí pássa a tak není sasyfcka oros blok 22 uotŕabnú. Podobné mohou být bitové potreby b^ až bj. vypočítány paralelné, eož učiní sesyčku pfeú blok J2 zbytočnou.

Hyní bude vysvetlená čianost proatfeäku 2 P^r0 pMdélování bitú. i>o tento účel bude použit vývojový diagram na obr. 5. Progra© určuje pro časové ekvivalentní signálové bloky s q-vsor&y v signáloch dílčích páse® SB^ a:s SB^ hodnoty až n,. ,, bitových potrsb b^ až b-,. 2de opét je to záležítost jediného signálového bloku majícího o vzorkú v signálu dílčího pásssa. Pro pŕísto núsledujíeí signálový blok s g vzorky v signálu dílSího pásma a časové ekvivalentní signálové bloky v j iných signáloch dílčích páses, bude zpúsob z obr. 5 provádän snovú*

Fyní se pŕsdpokládá, äe po kvántování jsou g_A bitú k dispozici pro p$edávání celkové iafôrmaee spojené s S! signálo·* výjsi bloky £ veorkú, nející každý napríklad 24 bitú. Pfedpokládáste-li, že po kvantování je k dispozici B bitú na v zore k pri sprúmérování po dílčích pásmach, platí, že B_Q je rovno nejvétôÍBiu celému číslu menčímu než M.q.R.

V dokumentoch znémého stavu techniky /2a/ a /2b/ je uveáeno, že se prenáčejí nejen kvantované vzorky, ale také sérťtkcvé faktory SFj až SF^ /informace o méŕítkové® faktoru/ u inforraaee o pMdélovúní bitú /t.j. informace, která ©é vztah k počtu bitú s nimi ž jsou vzorky v signálové® bloku v dílčťm pásmové© signálu kvantovánv, t.j. hodnoty n^ až n^/· Infoxtzace c pridčlování bitú je potoa< reprezentovaná y = 4 bity pro každé n^· To tak znamená, že v dané® prípad» je k dispozici pouze B « B - y.K bitú pro prenos «Η signálových blofcú kvantovaných síg álú dílčích pésem a inforaaace o raččítkcvém faktoru.

Dokumenty /2 a/ a /2b/ dále popisují, Že v-bitové číslo /y=4/ 0000 v informaci o pŕidšlovéní bitú'značí, že v príslušné» dílčíffi pásmu nejsou pňenáôeny Sádné vzorky. V tomto pŕípadš nebude ani preaáčcná žádná lnfonnace .Čí* í tkovéa faktoru pro toto dílčí pésEtO. Informace o sééítkovéa faktoru pro dílčí pásso Je reprezentovaná prostíednictvin x-bitového čísla /χ=δ/·

Zpúsob pŕidSlcvéaí bitú je nyní následující· Zpúsob začíné v bloku £C, obr. 5· Súsl&dné jsou vSechna čísla r^. nej'prve nastave.na. au nulu· Potoos se provede počáteSní pňidálování bitú v bloku ££· Toto počéteční pMdélovéní bitú bude vysvStleno déle s odvolánía »u obr. 5. Potoa se určí ©axissélní bitové po» treba. Toto j® bitová potreba b₄. V priklad® s obr· 3 by byla kŕ ~Gsax^{e se} uvažuje, zda je včtsí. nebo rovné určité hod“ noté n^_v /blok 4C/· V tomto príklad δ je rovno 16» To znagtené, Že kvantov&né várky mohou být pouze reprezentovaný binárniEti čísly s raaxiae® í6 bitú.

Je-li r. včtáí nebo rovno n sítnálovy blok v dílčí© pássu á ^s 2. vzorky bude vyloučen z pridšlováaí dalších bitú·

Pro tento účel se bitové potrebu b₄ učiní stojnou s takzvanou *”u príznakovou hodnotou” /blok 66/. Príznaková hodnota je znázowžna na obr. 3 a jedná se o hodnotu senäí než je nlnlmélní bitové potreba b^j_n· lestliže v bloku ^>6, který bude rezebírén níže, je vštSÍ ne 2 jednotka, n j tóže být vStží n®2 B^· Krofflé toho se bude potos pTedpoklédat, Že n₄ bude rovno n — j — 'ικλλ v bloku 66· weo

Je-li n^ rovno nule /blok £0/, program. bude pokračovat bloky 52 a ^á· 'V bloku je na poôátku pHdélovéne ä, bitú dílčísu oásau SB·. To znamená» že s₄ ^s a«. Celkový počet B bitú, které jsou k disposíci, nyní klesne o e j «q- * x. Počet o kvártlovených vzorkô signálového bloku v dílčím pásmové® signálu·. SDj je rcarezentováno každý a. bity a déle bude treba pčí— číst tkový faktor SP₄ dlouhý x bitú· Mle bude v bloku 54 u

bitové potreba b· o hodnotu g~. dastliže n- není rovno nule, bude program pokračovať pŕes blok %· Počet b'tú je nyní zyý&en o Cp Celkový počet B bitú, které jsou k dispozici, ny, q, vrhlodcK ke skutočnosti, äe 2 kvantovaných ní klesne o c vzorku signálového bloku je nyní representovúno prídavným počte® c, bi tú · «•i

Fŕirozenš dochásí k pfidélováaí bitú pouze, je-Xi stále k dispozici dostatočné mnoSství bitú. Proto slouží blok gg. Mení-li k dispozici dostatočné rsncžství bitú, program bude pokračovať preš blok 6-6, v núrtž je opét pfíslučná bitové potreba b· uCinéna rovnou- príznakové hodnoté· Signálový blok v priw sluänéfô dílčíra pásmi je potom vylouSen z dalšího pMäSlovárti

Pokud exístují bitové potreby, ktoré aa.jí hodnoty vySúí nož je návéstní hodnota /blpk *>6/ a pokud zde je stále jeút© k dispozici dostatočné wnoäství bitú /blok 60/, program-se potom vráti pŕ-es obvod 6g do bloku £2 pro priati výpočet maximálni bitové pothe-by. JestliŽ© väechny bitové p-otfebv b_ jsou senáí, nebo rovná návéstaí hodnoté, program se zastaví· Program se tedy zastaví,· je-li nedostatok bitú k -pMdélováni /blok 60/. ;

Spôsob se vyznačuje tla,- 2e když se provádí první. pčidč— lovéní bitú /blok £^/, P°6et pMdélených bitú /a^/'jo vôtší, než počet bitú jednohb nebo více po sobé nésledujících pMdélevéaí /blok %g/₉ jinýaí slov?/ > Cj. Dále platí., .že g₇ je vétší' nebo rovné jednote©. S výhodou je a, rovné a_? © je ' rovné c₂· Čísla , &₂, s c₂ jsou Čísla vétáí než nula. Čísla ©j a C| jsou s výhodou, celá Čísla·. Kení to však nezfcytné. Je možné poskytnout .pro tento účel príklad.

pfedpokládá se, že je požadováno kvantovat o vzorkú v signálové®, bloku v pSti úrovtiích·· Pro tento účel je zapotFebí j bity na vzorek· ϊο však není účinné kódovéní, protože je možné rozpálení do sedmi drevní.

Js.ou-11 však kombinovaný tfi vzorky, tyto tri vzorky s pôti signálovýb! úrovne»! .budou poekytovat 125 voleb. Techto 125 veleb múže být repťezentovéno pomoci.7 bitového blnérního čísla. To znamená ne více než 7/3 bitú n© vzorek. Číslo ir . -Iíj by poto© bylo rovné 7/3. To zajistí účinéjúí kodovéní·

Výšď fcylw naz-načeno, že když se· púenážojí kvantov-ané vzorky, pžcnsäojí so jak in f orsia.ee o métí tkové© faktoru, tak í iníoraac© o pFiáélování bitú. Informace o ©é'íítkcvém faktoru má potom formu x-bltových slov, z nichž každé x-bitové slovo značí méxítkový faktor Sff , ktorý patrí g vsork-νώ v signálové® bloku v dílčí» pásmu Infornaaco o pčidélování bitú potom formu y-bitových slov, kde každé y-bitové slovo značí počet bitú n , kterým je každý vsorek v signálové® bloku v dílčítc pásmu 3EL reprezentován. Pfod tí® se už o této ekutéčnosti zninovaly dokumenty /2a/ a /2b/ zňé&ého stavu techniky·

- 12 Jestílžs s@ v prostredia 6 pro určování bitové potreby použije pouze e&M.tkových fektcrd SP pro vypočítaní energií <U ~ v_m, t·j· pretože se pňedpokládá, že v„ je rovné kvadrátu ΉΡ .

«»*21 -»U· ⁹ nemusí to t infonaace o pfidálování bitú spoiečné prenáňena·

K& prijímací strane mohou být bitové potfsfey b, až b.» odvozený od pFenéšcných raárítfcových faktorú SF a na základe techto petŕeb velifcostl n^ eS pM provédání výae uvedeného výpočetníh© postupu· Prijís:ač tak podobné obsahuje prostfedek pro urôování bitové potreby, ktorý odvozuje energie v„ z má**££í

Mtkových faktorú SF a odvažuje 2 táehto energií bitové pot— feby b_n,_t a také zahrnuje prostčedek pro pfidSlovÓRÍ bitú, ktsrý je schopný výpočtu velikostí n. až n„ na základá bitových potŕeb b a &nožstv£ bitú, které je k díspozici a které je v testo príkladδ rovné B . Jelikož, jak byle uvedeno výäe js B = B_ - y.M, je tato posledné jmenované setoda výhodné v toa,

W že více bitú isúže být pfidálováno do dílčích páse©·

Sákdy a&Se být potrebné pŕedeas ’pMdélit počet bitú k signálové®* bloku v díleís pásmu SB , napríklad v pripadá* kde jsou signálové bloky, ktsré nemusí být kv&ntaváay s nulovými bity bez ohledu na jejich bitovou potrebu. Dáv od pro to je, že signálové bloky nosmi být aapojovény nebo vypojovény nekvalifikovaným zpúsobe©. To by vyvolalo slySitelné efekty.

výde uvedeného je rovnáž pat.rno, že aúže být nékdy potrebné nebo užitočné vyŕazovat signálový blok pčsde® z bitového P'fidálování· Fro tento účel se vkládá blok 44 v programu z ofcr. 5. Obr. 6 ukazuje prevedení- bloku 44 > Jsou zde znázornený dva signálové bloky, t.j. signálové bloky v dílčích pásmech SB. a SB., jimž byl pfedc® pridelím počet bitú Α». nebo A,,.

****4C β·»ι *,%Λ_Ζ *· l v

To znamená, že n,, = A,,_r a n. ^s Á. .·,· Od bitových, pot^eb b,_ a bj se odo δ tou príslušné hodnoty »έ,ι ^a zbývající počet bitá B je siaonäen o A_trí..q-x nebo A, _n.q-x. Fro A, ... a A,,·. platí — rfv i v “Ku —iv v dunám o>“ totéž 3 ako pro a vvbndou A..,, = A — KU “ ζ?ίΉ o

oou A,., - A,

Pro A^ u Aj j platí tetéž jaka pro a^. S výhoda - _S1 äo·

Signálovým biokús v dílčích pás&ech SB^ a S8j mlže být prirazené v pripadá potreby pfidáleno více bití v bloku p6 zpftsobu predvedeného na obr. 5.

Dáls je v bloku 44 na obr· 6 znázornéno, že signálový blok v dílčíía pásmu SB^, je vyloučen z pbidélování bitá. Pro tento účel js bitová potreba b._p pro tento signálový blok učinéna rovnou príznakové hodnoté.

Obr. 11, 12 a 13 znázomují situace, v nichž dochází k počátečnímu pMaelovéní bitú dílčíis pásmám nebo níkoliv. Obrázky znézornují po sebe néslsdující Časové intervaly 4T, v niefeá se spracovávé skupina M odpovídajících signálových blokú K. dílčích päsern. V ka&déa časové a intervalu se určují energie v^/t/ a velikost Wj/t/ pro každé dílčí pásrao SB^.

Je-li v,/!/ včt-ší,ne2 w,/t/, poteší bude docházet k počátečnísiu pridélování bitú v pds.~u S3^« Tak bude s^ejwé z obr® H, to platí pro časová údobí ležící pred t=t„·

Obr. 14 ukazuje obvod pomoci ktorého na základé velikostí v* a , mohou být odvozený Mdící signály, které značí, sda má dojí t k poôátečníisu pfidélovéní bitú, pŕičemž výstup klopného obvodu 140 SR je vysokoúrovnový nebo logická 1’*, nebo zda nemá dojí t k Sádnéiau pŕidélování bitú, pŕičemž v tomto prípade je výstup SR klppného obvodu 141 vysokoúrovňový, nebo zda nemé docházet k. žádnéísu pocátečnímu pMdélování bitú, kdy je výstup čítače 142 vysokoúrovňový'’. V pcsledním pŕípadé mohou být stále jeäté pŕidélovény bity príslušnému dílčímu pásmu·, ale pŕidélovéní potos nastévó v bloku 540 a múže také nastävat v bloku % podie zpúsobu z obr. 5. Tyco ŕídíeí signály mohou být tak vedený'do bloku na obr. 6 a značí, které funkce ma j í být vykonávány v tomto bloku.

V okamžiku t-tj se _2i/t/ stane mená í ne δ vt/· Výstup 144 kosiparátoru j 4 j se.nyní stane ^wnízkoúrovnový”, z&tímco výstup tohoto komparátoru se stane vysokoúrovňovýso’*. Součtevýs hradíš® 147 je tento vysokcúrovnový signál vsdon na součinové bradlo KS, takže hodinové impulzy- jsou pŕedúvény na součinové bradlo 14Π rýchlostí f rovnou 1/δΤ· Jelikož vvse-koúrovňčvý signál je 149 iovertérom » pt , veden ns druhý vstup součinového hradia jsou hodinové impulzy pŕedávány na vstup

Igl. Čítač 142 nyní odpočítá dolú u počáteční polohy 5 /decioálné/ pod vlivem hodinových impulz!, vi z obr. 11. Jelíkož výstup čítače 142 zústévá nízkoúrovnový, poloha klopného obvodu 14C se neméní, takže se udržuje počáteční bitové pridélovéní.

./ 7

Ο časový interval pozdéji js v^/t? opát včtäí než Výstup 1 <4 kosaparátoru 143 se stone opôt vys-okoúrovnovýc,, což značí, že vzostupné čelo je pMvádéno na nastavovací vstu čítače i j2 součtový® hradia© 152. čítôní číteč® ^se znovu nastaví na 5 /decimálné/. V okamžiku t_n, víz obr® íl, bude y/t/ cpét Síenäí, než je‘'W|/t/· Hyaí sôstává v*/1/ menší než w\|/t/ po dostatočné dlouhou dobu, aby se umožnilo čítači 142 odpočítavat zpét až do nulv /decimálne/. ľa je dosažena v okamžiku, t® t-p vie obr· 11. V tomto okamžiku se stane výstup ·* W čítače 142 vysokoúrovnový. iQopný obvod je pfestaven· Invertore© 150 a součinový© obvode© 1^9 je čítací operúce čí— tače 142 blokována tak, že se podržuje Čítaní na úrovni 0.

Počéteční. bity již nejsou pMdélovány tomuto dílčímu pás mu. V okamžiku t=t^, y./t/ opát bude včtší než «j/t/. čítač 2$2 je znovu nástavec na čítání 5 a dále je klopný obvod 24£ nastaven takový® sp&sobe®, 2e se opät nepMdélují počéteôní bity·

Obr. 12 znázorňuje situaci, v níž v^/t/, pred okamžike® kdy ôítač 142 je znovu nastaven na nulu, již se stene menší než s ecífícké prahová hodnota y_+lip. V okamžiku t-t^ bude výstup 245 kotaparátoru 143 opát na rtíské” úrovni n výstup 146 na vysoké úrovni. Jelíkož invertor jjjj vode vysokoúrcv nový signál na jeden vstup součínového hradia 224» á© ”vy« sokoúrovňový signál ve-den na součinové bradlo součínovým hrad lesa 154 a součtovým hradlem Ift?. Čí ta e 14 2 pokračuje v Čítání· Fóze počátečního pFiciélovéní bitú je tak udrSováne až se dosúhne Čítání O /decimálne/» Výstup čítače 142 nyní krótc stoupá. To vyvolá, &e klopný obvod 141 je nastuven součlnový© bradle® 155· Pras scuelnovč bradlo 156 a scučtové bradlo 152 «•mm·*' oj »tw — β··»ϋβ vysokotírovnevý výstupní signál klopnébo obvodu 241 j® vo .2 on. na· nastavovací vstup Sítuče 142» který bezprostredne poté prevode skok na sestupne cítŕní čítání 5 /decimálné/o Krome toho je další čítače 1_a42 blokovdno, protože invertor j3^ vede nízkoúrovnový signál na jeden vstup součinového bradla 124- Od okamžiku tg dál.o nodoehází k žádnétau pMdélování bití pfťslužnúffiu dílčímu pásmu·

Obr. 12b predstavuje situaci, v níž y^/t/ zlstévá v rozssezí od a w^/t/ dostatočné dlouho, takže .fáze Sodného počátcčního pŕidélování bitú začala. V okamžiku t? bude v^ t

- 15 menší ne g 2thr* ^v* okamžiku výstup 14g se stane niskoúrovňový'**' a výstup 146 vysokoúrovnoyý**·

V tomto okamžiku je klopný obvod 1^1 naataven soucinovýs bradle® 1 55 a Čitaô 1^42 3^a znovu nastav en na. hodnotu 5 součinovýs bradle® 176 a součtovým bradle© 1g2» Výstup čítače ^£2 so tak stane nízkodrovnový** a výstup klopného obvodu íáí vysokodrovnový**· Nebude dochézet k p'Mdélování bitú.

Obr. 1J ukazuje situaci, v níž y 1/ opét vzr&stá. V okamžiku t_z se v,/t/ stane véíSÍ neS v„. Výstuo 145 se stane gt —tnr —— vysokodrovnový*, takže čítač 142 ©ôže Čítat smércs dolú.

O časový interval pozdéji je opát menší než 2yj_r· Výstup 146 so opet stane '’vysokoúrovríový^M, takže čítač je snovú nastaven nu hodnotu 5 součinovýta hradlem 1,56 u součtovým bradle® 152. časovú údebí

Je-li <j./t/ vétgí e než v^ po doatatečnš dlouhé . čítaš 142 tôžo č í ta t scsäre© dolú k nule. Pri t«tg so stane výstup čítade ”vysokodrovnový^H· Součinovým bradle© 1na které ja ”vysokoúrovnový^M signál veden p?es investor 1^8» je klopný obvod 141 snovú pre stave n,. takže v tomto okamžiku je fáze žádného pňidčlování bitú* ukončená s zmšnšna na féžii žádné počútečrí pŕidelování bitú”.

V nésledujícím popisu bude vysvétlen zjednodušený výpočet bitové potreby b^· V tomto výpočtu se použije logaritmického vyjôdŕení pro r-zné veličiny, které se účastní výpočtu· To je možné, pretože je zapotfebí.nikoliv absolútni, ule relatívni , pre sn 09 t bitových- potšeb s ohledem na výpočet bitových uotňeb b. až b,..·

V loguritmickém znázornení jo číslo £ aproximováno vzta ly > „ hem g = r~, kde r je pevné základnú v$tši nez jednotka a mocnina k sa volí jaka celé číslo. Číslo g jo aproximováno co možné nsjlépe správnou voibcu hodnoty k. Celé číslo k se použije jafcc roprezentace hodnotu g· Ve výpočtu bitové potreby b jsou dvš násobení dvou čísel a sčítúní dvou čísel· Há^ef»d sobení v tosto logaritmické© vyjadrení odpovídají součtu i** mocnín· To znamená., Že jest 11 Se ~ r~1 a = r 2, logaritmické vyjád^ení součinu bude rovné kj+kg.

Pro logaritmické vyjadrení sčítdní techtc čísel a platí následující· Pŕedpokládáme-li, že £j > £g platí, že gj ♦ g₂ - r^l Logaritmické vyjédf'cní pro g^ + gg — 16 — je potom rovné k_t + T/k.-k^/. Ť/k^-k./ je korekční faktor ve formé celého čísla, které múže být odvozeno z tabulky. Obr. 7 uicazuje tabuľku tohoto typu pro r « 2^^. Hodnota r rovná 2^6 mäžG být získána z pŕesnostní analýzy bitových pctreb

b.

—2>

Múže být dole odvozeno, Se výpočet potŕeb b„ logarltmickýa vyjadrení© se správnô zvoleným základe© ©isto obvyklých výpočtú s lineárni© vyjádŕení® vzhledes k pevnému bodu, podstatné zacnúuje Šírky slov oápovídôjící® GíslSn. Kromé toho není zapotŕefoí šúdná násobíčka — stratiac pro výpočet vektoru £wj, ale jednoduchý stŕaáač a tabulka aiající osožený počet vstupú. Tabulka na obr. 7 se napríklad sužuje na pa©é{ fíCBS sající obsah ©enší než 0,5 kbitú. Sada čísel uložených v pamSti KOM jo relativnä malá. Xro©S toho jsou tato Čísla uspo£ádána vs špecifické© poŕédku. Je proto soSúé redukovať vyhle· dávací tabulku. i víee na úkor nékterých logických operací.

Je treba poznamenať v táto souvislosti, že logaritmické vyjadfování pro sčítání dvou čísel, jak bylo popsáno výáe, je samo o sobč znástá pod označením 2ecfeúv logaritmus a je popsérw v dokumentu /6/, zejaéna v kapitole J, sekco 4» str. 191.

Prostfedek 6 pro určovánť bitové potťeby a prostŕedek J pro pŕidelovéní bitú mohou být uspoŕádány v softwaru. Jsou však t&ké možná hardwarové ŕeäení. Napríklad obr. 8 ukazuje hardwarové ŕeiení prestrelku. 6 pro určovánl potreby bitú.

Obr. B uka.suje odpovídající signálové bloky v dílčích páskových signáloch S8j až S'B^, které jsou sériová vedený na vstuo

První v z ore k dílčího pásma prve a .poslední vzorek s~ dílčího páaran SíĽ ní · ϋ-1 je veden neQ3e veden poť s ον nojvétSím prestrelku 2i P^r0 určování vzorku ss určuje nejvétSí vaorek pro každý signálový blok, pŕiôemž tato · ••ΣΏ hodnota je potom uložená do parné ti 22· ^v' «©ocnováeí jednotce 2J jsou vzorky upravovány na hodnotu druhé mocniny a jsou potos vedený na vstup sčítačky 74. Výstup sčítačky 2i 3® spo— jen s© vstupe© pamá'ti 7^. Výstup p&côti 25 je spojen jak se druhý© vstupná sčítačky 21 ^a vstupe© deliče 76« Prvky označené Zá· 12 ^& 2É určují velí kos t y_r pro každý signálový blok, t

srovnej blok 16 na obr· 4· Za tímto účalem je prvrtí vzorek signálového bloku J upravován na kvadrátovou hodnotu do signálu dílčího pásma SS v umocňovací jednotee 73 a ve sČí*· *{5 » f tačcé 2ä áe pMdávéa k hodnote uložené- do paméti 22* Následné je druhý vsorek usocnovén na druhou mocninu, pŕieítán k hodnoté uložené do pameti a potom uložen do pamäti. To pokračuje, až j© poslední vzorek 3 upraven na. kvadrát a je pričleň k hodnoté uložené do pamäti 22* získaný součet v parnéti 22 3^e rovný a je potom, po dčleníia 3, v deliči J6, uložen jako koeficient v pamäti 77. Podobné výpočty se provádéjí pro odpovídfející signálové bloky dalčích dílčích páses až vSeehny koeficienty vektoru £vj byly uložený dc parné t i 2Ϊ· ŕrostfedek 6 pro určovéní potreby, bi tú dále zahrnuje pamé£ ys pro ukládání maticového koeficientu d~, ísatiee /D/ a p ara é t 79 pro ukládání koeficienta vektoru Výstupy pamätí 22^a ?§ jsou spojený ke vstupäm rtásobičky 8G. Výstup násob!čky 80 je pfipojen k prvnímu.vstupu sčítačky 81 _B jejíž jeden výstup je pfipojen ke vstupu pamätí 8j£. Výstup pamäti 82 je pŕipojen jak ke druhému vstupu sčítačky 87 a prvnímu vstupu sčítačky

Prvky označené 80, 81 a 82 jsou určený pro vykonávaní maticového násobení /S/ £vj.

Béhem té-to operace se hodnota d j s parné ti 78 násobí hodnotou v^ s pamäti 22 2^ro špecifické dílčí pásmo m a výsledek pHčten okamžiku, kto Po t é se á_pi,j do parnéti 82. je príčten k sčítačkou k hodnotí v pamäti 82 v t or·, t o •rá je nula, násobí v_n a — 2

To pokraču hodnote ulo a je potom uložen do pamäti 82. výsledok se pfičte k hodnoté uložené je, až je íl nésobeno v.... a výsledek — úLí, —t:.

žoné do paméti 82. V tomto okamžiku je v pamäti 82 uložená hodnota

M ^vi

Ve sčítačee 83 je hodnota w_ „ uložená do parné ti 79 pfičlena •Μ» — k tomuto výsledku. Hodnota vz takto kískaná 30 uložená do pa— **£bi ~ ifiéti 84» Tento postup se opakuje pro odp'ovídající signálové bloky v daláích dílčích pásmach, až jsou väechny koeficienty vektoru uložený do pani é t i 8^.

Následné se pro každé dílčí pásmo SB_ffi čtcu veličiny SF a w_ffi. z pasétí U a 8$ a jsou vedený do počítací jednotky, kteró nekonec určuje bitovou potrebu b. Tato bitová ootreba «*32 je uložená do parnéti 86, Tento výpočet je také provádčn pro další dílčí pásma až väechny bitové potreby b* až b^ jsou uložený do paméti 86.

Postup máže být opakován po nésledujících radách M signálových blokú· Teké uspoŕádání znázornené na obr. 8 využívá skutočnosti, že Infoxwtce jsou pf-ivádčny sériové. Fokud by signálové bloky byly pŕivádčny paralelné, výpočet by rsohl být v Široké EBÍňe provádén paralelné· To znamená napríklad, že obvod obsahující prvky 21» 21* 24» 11 ^a 76 by se asohl vyskytovať K krát v sestavčo Obvod obsahující prvky 80, 81, 82 a 83 by se podobné ssohl vyskytnout & krát.

Obr. 9 ukazuje hardwarové prevedení prostŕôdku 7 pro pflo dčlování bitu. Prostŕedek pro pŕidelování bitá obsahuje parné! 90« do níž byl uložen počet bitú B, které se &a. 3* ješté ukládat, paštét 91, do níž se ukládají hodnoty n. až n„ a panté£ 92, do níž byly uložený bity b^ až b_l?· Tato parne t <32 by mohla korešpondoval s pastétí 86 z obr. 6. Ho začátku pŕidélcvacího cyklu se počéteční hodnota pro B uloží do pamétl 90, pŕičemž tato hodnota je k dispozici na svoree 9j|. Dále byly počátoční hodnoty pro bitové potreby b uložený do paxtéti <32, zasu ** tímco paatét uchcvává včechny nuly privedení na svorku 9J pomoci signáld ._yro opätovné nastavení.

Následné detektor určuje maximálni hodnotu bitových potŕeb uložených do parnéti 92. To e’Sg být realizovéno napríklad po s (b é násiedující® čteníc vSech bitových potŕeb b. až b,, na výstupu 96 a vedením téchto bitových potŕeb vedením 97 na vstup 99 detektoru 95. Na výstupu 99 detektor 9j> poskytuje index maximálni bitové potreby bj. Tento index je použit jako adresa pro adresovaní vedením 1v Q poloh v pusté tech 91 a 92, v nichž jsou uložený hodnoty pro n^, b^, takže tyto hodW W noty jsou k dispozici na cdpovídajíeích výstupeeh a 96.

Výstup 101 je pripojen ke vstupu detektoru 102 stavu n ·=0· t

JastliŽe detektor 102 zjižfuje, že n₄»0, vydá na výstup £0j íídící signál, který ·á© veden na vstupy⁴Mditelných péepínáSd S4» ž? ^a i 3 P¹*⁰ ^ídicí signály· Ty to prepínače zaujmou odlidné polohy od técií, jake jsou znésórnSné na výkrese·. To znesená, že v cdečítačce 2SŽ 3^e hodnota &?·$+£ ods-číténa od hodnoty B, ktorá je k. díspozíci na výstupu 106 pawáti 90 a tato nová hodnota j© opät vedená na vstup 102 tóto pasačti. -vedení©

104. takže nové, hodnota je uložená do pesiéti gO. bále je po vedeaích 108 a 1 09 hodnota βρ ktorá je k dispazici na svorce 110, vedená na vstup 1H. parné ti j 1. Prepínač má potom polohu 2názoračnou na výkrese. Tato hodnota je uložená do paaštl 91 jako nová hodnota pro n.. V odeSítačce 112 je hod·* J ******** nota g-_? odečítána od hodnoty b^, která je k dispoziei na výs““ tur tupu 96 paséti 92. Tato takto získaná hodnota je vedená za vstup po vedeních a U.!» zatíaco pčepínač SL· raó polohu znázornenou na výkrese, takže nová hodnota b^ aräže být uložená, na pa©g£ovou polohu bj v pasStl 2i· ^^s® popsaný zpúsob je zpúsob vyznačený v bloku n& obr. 3«

Jestliže detektor 102 zjístí, ž© není rovno nule, — — j není geaerovén žédný, nebo je vydán rozdílný ŕídicí signál· Prepínače S,, S._? a S<. potoa sají polohy, jaké jsou znérosaôny na obrázku. Hodnota σ<<| je nyní odočítóna od hodnoty B .uložené v paffi&ti gp a takto získaný výsledok je uložen opát do patfiéti 90. Ve' sčftačee 212 3® hodnota pMčtena k hodnoté rij, které je člena z pa®étl $M výš tupé» 101. Opét pros vedení 108 a tCg~je nové hodnota pro n^ vedená na vstup 111 parné t i 92 pro tc, aby bylo uložená do paméti

Sále v odečítačee 112 je hodnota c₂ odečítóna od hodnoty

b. prítomné n& výstupu 91 a hodnota takte získaná je vedená * J *** na vstup po vedení eh JUJ a 214 P^r0 uložení dc puisSti 92« ifyní popisovaný zpds·; b odpovidé bloku zplscbu znázorneného. na obr. 9.

Ve spisobu z obr. 5 3© dále znézornčno, že rozhodovací blok 46, n. > n_m..

»·» ’ T » tBíM max že b je rrvnó návestní hodnotč /blok 66 ns obr. ’?/« a n₄ rovné n * «» _ť *·ϊΓι<ίι max /pokuc sy s g uke žalo, Že je to potrebné/· V obvodu 2 obr. 9 bvlo toto aohlednčno pomoci detektoru 118 stavu n - > n . „· Jestliže detek·**·“ J ** IšJksä t or zjistí s.ituaäci, v. níž n^ > ~ n^*, generuje na svéa výstupu 212 Mlicí signál, který je veden m\ íídicí vstup rídltslného prepínače S^, a píes součtovč bradlo 120-, na Ffdicí vstup ŕíditolného prepínače S-, pŕičemž tyto prepínače potom ✓* zaujoou polohy odlišné od >oloh snúzoražných na výkrese· Hodnota n^ax* vedená na svorku l g|, je nyn{ vedená na vstup JJ.1 pamäti 91. Hodnota n je pote® uložená do paméiové polohy pro v p&méti 91 . -Stojné tak je príznaková hodnota, z bloku

U

22, vedená na vstup 11 ·%, takže príznaková hodnota je uložená v parné{ovéo ssístč pro b. v pamäti 92.

** tj

Budé zrejmá, že naŕízení obsahuje ne znôro2.n$nou centrálni ŕídicí jednotku, které zjisluje výstupní signál detektoru 118, e pri zjištäní tohoto signálu vede pouze pínieí impulzy do Pamätí jM a 92 oro uklédéní do pamäti ho'dnotv o. a oŕíznakové hodnoty. Žádný plnicí impulz není veden do parnéti 90, jellteeä, hodnota B v parné ti má sústat nezménäná.·

Dá'le je návestní hodnota pŕidélována b..·» jestližs jak u

n. je rovne nule a B > _m a,,.q*x $ srovnej bloky £0, ^2 a 66 na obr. 5· S tomuto účelu obsahuje obvod z obr. 9 detektor 123 a součinové bradlo |2£. ?ŕi výskytu detekčních signélú jak detektoru 103 a detektoru 12^, se prepínač 5^ opčt nastaví na jincu polohu než je poloha znázornená a aévéstní hodnota by se uloží do pamäti 92 v poloze j. V tomto prípade centrálni procesor bude generoval plnicí impulz pouze pro parné l 92 a žádné plnicí impulzy pro parnéti 90 a %1.

Bude samozrejmé, že počáteční pŕidälování bitú, jak je popsáno e ©dvoléním na obr. 6, miže být také zdô provéáäno, napríklad pri ŕízení potrebnými ŕídicírai a adresovýml signály z centrúlního ŕadiče. Toto nebude Pále vysvétlovéno, pretože po výše uvedenčs vysvetlení s e. pŕedpokládé, že toto bude zrejmé pre odhorníky v oboru.

Obr. 10 ukazuje použití kódéru dílčích pásem, popseného výäe, ve vvsílači, obzvláSté vysílači ve forsé záznamového zaŕížení pro záznam kvantovaných sipnélú dílčích pásom do jedné nebo více stop na magnetické® nosiči záznamu.

Sekce 130 je výše popisovaný kodér dílčích pásom, ktorý vytváŕí kvantovuné signály dílčích páse® na výstupoch 4.1 až Sekce HL p*⁴ evádí tyto signály na druhý Číslicový signál, který je k dispozicl na výstupu 132. Tento druhý číslicový signál obsahuje po aobé náslodující rámce, jejichž formát je v široké teťŕe rozebrán v dokumentech /2a/ a /2b/

- 21 znéiaéfoo 3tavu techniky. Také štruktúra bloku 131 je vysvetlená v téchto dokumentech.

Sekce 1, J j činí druhý číslicový signál vhodný pro zaznamenávání na nosič záznamu, napríklad magnetický nosič záznamu i-H· Jednotka w pro tento účel obsahuje prevodník 8 na 10·

V prevodníku tohoto typu jsou 8-bitová dátovú slova v'sériové® .informační® toku pŕevádčna na í ô bitové kódové slova· í)á1® múže být provádéno proklédání· Toto vše je'určeno k tomu» aby usnadnilo korskci chyb prijímané informace na strené prijímače /pri reprodukci z nosiče záznamu/·

Výstupní signál z bloku 1^3 je veden do záznamového prostŕedku 135, ktorým je signál z&znamenávdn do jedná nebo více podá Iných stop na nosiči -záznamu. Záznamový prostŕedek Oj? k tomuto účelu obsahuje jednu nebo více záznamových hláv 136.

m nu

Pro další vysvetlení uspoŕádéní z obr. í 0 je možné se odvolať na dokument /8/ zaámého stavu techniky, na néjž se sde v potŕebnám rozsahu odvoláváme·

Je treba d.óle poznamenať, že vynález není omezen na pops&ná príkladná provedení. Jsou provodítelné nižné obmeny popsaných proveáe -ŕ, aniž by se opustil rozsah vynálezu definovaný v nárccích.

V dosavadním popise bylo určování bitové potreby a pridá 1 ování bitú popsáno pro nékolik M signáli dílčích pásem, pŕiČemŽ se vždy jednalo o jediný signál dílčího pásma /napríklad monofinní signál/· Vynález je váak možné aplikovať na kodér dílčích pásem pro kódování dílčích páse® stereofonního signálu. To znamená, ly dílčího pásma, a že v každé® dílčím pásmu jsou to levý a pravý signál dílčího

Kĺže budou stručné popsány dve alternatívni možnosti dva signápÚSííiU .

ovani dílčích pásem steroofcrmího signálu·

První možnosť spočíva ve zpracovávání levého a pravého signálu dílčího pásma samostatné výáe popsaný® zpúsobem. signáli dílčích páse® až SB^, jaké bylv popsúny výäe, jsou potom napríklad 55 levých signáli dílčích pásem. Výše popsaný postup se octom provádí pro tyto levé signály dílčích páse®. V prostŕedku 6 pro určování bitové potreby sé nejprvé určují potreby bitú b^až b^. Potom se určují počty bitú, které se mají pŕidôlit, t. j. n^ až jsou určovény v prosťŕeďku J pro pŕidšlcvéní bitú.· Po výáe popsanéo zpúsobu, vysvetlené® s odvolúní® na obr. 5» byla použitá .hodnota B pro pMäčlování bitú. Hodnota B byla potom rovná počtu bitú, ktoré jsou k dispozici. Múže být zrejmé, že v dané® .prípade se použije právd polovine, tohoto počtu B bitú, které jsou k dispozici, pro určcyání až n^» Druhá polovina počtu bitú, které jsou k dispozici, se potom použije pro pŕidšlování bitú pravým signáli® dílčích páses.

Zaŕízení pro kodování stereofonního dílčího pásmového signálu podlo první varianty obsahuje dvojnásobok zaŕízení znázorneného na obr. 1. Druhá sekce zaŕízení tak· obsahuje délie pásem, .jako je délič. 2, pro vytváŕení M pravých signáli dílčích páse®. pále obsahuje prostŕedek pro určovénf bitové potreby, jako je jednotka 6, který určuje bitová potreby b^' až b»,, a prostŕedek pro pŕidélování bitú, jako je jednotka j, který odvozuj® z nich počty pŕidélovaaýoh bitu n^ a£ S^r* Také pro tento účel je k dispozici polovina skutočného počtu bitú, které jsou k dispozici.

Podie druhé alternatívy pro kodování dílčích pásom stereofonního signálu se bitové potreby až b^ a b_r až b^ odvozu j í stojný® zpúsobem jako v první altemativé» Hu rozdíl od první volby, pri níž bitové píidšlovóní pro levé a pravé sig ély bylo provád-éa-? -sasostatnč, ve druhé alt«rnativ5 je 2?š bitových ootŕeb t·,-, až b,„, a b, _ aä b,,^ vedeno do pŕiaelovvcí jednotky bitú, jako je jednotka 7, která potom pMrozené Z& vstupú. V táto jednote© se 2% poetú ^a £i_r

j.,.ko bvlo pQusáno « ο ίνοodvozuje zpúsobem podobným, .·· lť· Λ ti/J <t *tr lénía na obr. 5 n« zákiadé počtu bit·.»·, k terc jsou skutočne k dispc

PÚ.

Lei. ?ro tento účel má pŕtdčlovaci proatčedci j S ttrt

Je déle treba p'znamenal, že poxuá se kóduje stereofónni signál, týká se to 2í hodnot pro inforstaci o pŕídéiování bit-ú, reprezentovaných každé v bity. To znamená, So pro postup pčidSlováni bitú pro stereofónni signál není k dispozici více než 3-B -2.y.M bitú.

O **

12.108/

M 12.^nr

Závéren je uvádén sesnaa nť'sledujících výóe citovaných dokumsnti /1/ až /0/ znóraéhc stavu techniky:

/1./· Svropská patentová priftlédka č. 289 080 /PH?í /2a/ Nizozesskú patentové prihláška č. 89,01.401 /2b/ Nizozíiffiská patentová prihláška č. 90.00.J3S /.PHN 13.241/ /3/ SBU Techn. Beviov?, No. 230» August 1986

G. TheÍle ©t, ai, Low bit rate codlng of high-quelity audio slgnala. än introduction to KASCňM systém'’ · /4/ Pnilips Journal of Research 44, 329-343» 1989

S. M. J. VeMhuis et al. Subband c od Ing of digital audio gignsls”.

/5/ IDEI ICASSP 80, Vol. í, str. 327-331, Apríl 9-11, 1960 K.A.ffrasner The critical bánd coder.... Digital eneoding of spocch signals based on the perceptual roQU'iroeonte of the auditory systém**.

/6/ F.J.Sác WI.X11&SS e t al., *?he theory of error corrocting code®··

Korth HpUand puhlishing c osp. 1983 .

/7/ Evropské patentová prihláška δ, 89201406.5 /BHQ 85.018/ /8/ Nizozonská patentová prihláška Č. 90.10.635 Λίί?’ 13.281/

Claims (9)

1. Zaŕizeni mající vstupní svorku pro pŕijímání širokopásmového číslicového signálu, napríklad číslicového zvukového signálu, majícího špecifickou vzorkovací frekvenci, kodér dilčích pásem pro dílčí pásmové kódovaní širokopásmového číslicového signálu, mající vstup pripojený ke vstupní svorce zaŕízení, pŕičemž tento kodér obsahuje délicí obvod signálu pro generování skupiny M signálô dílčích pásem s redukcí vzorkovací frekvence, jako odezvy na širokopásmový číslicový signál, pŕičemž délicí obvod signálu má vstup pripojený ke vstupu kodéru dílčích pásem a výstup, k némuž je pŕipojen vstup kvantovacího obvodu pro kvantování odpovídajících signálft dílčích pásem blok po bloku, pŕičemž kvantovaný signál dílčího pásma obsahuje po sobé následujfcí bloky s q vzorky v jednom bloku, pŕičemž kvantovací obvod obsahuje obvod pro určování bitové potreby, mající vstup pripojený ke vstupu kvantovacího obvodu, a pŕidélovací obvod bitô, mající vstup pripojený k výstupu obvodu pro určování potreby bitô, a pŕičemž k výstupu kvantovacího obvodu je pripojená kombinační jednotka signálô pro _ kombinování kvantovaných signálô dílčích pásem, vyznačené tím, Že obvod (6) pro určování potreby bitô obsahuje výpočtový obvod (75) pro odhadování energie (v_ro) v signálovém bloku v dílčíro pásmu (SB_m), urČovací obvod (71) maximálni hodnoty pro určování hodnoty vzorku majíclho maximálni hodnotu (SF_m) v signálovém bloku v dílčím pásmu (SB,„), počítací obvod (77 až 83) pro výpočet hodnoty w_m podie vzorce

M + ^w—· i---l a počítací obvod (85) bitové potreby pro výpočet bitové potreby b„, podie vzorce b_ro = K₃. . ^alog(K3 ^SF²m7w„*K₃ , kde d_TOi je maticový koeficient v MxM matici IDJ, udávající koeficient, kterým se energie (ν_Α) v dílčím pásmu (SB*.) ná-3sobí pro výpočet hodnoty maskované energie v dílčím pásmu (SB_ra) a w_rm je míra pro maskovací práh v dílčím pásmu (SB_ro) a Ki,K₂ a K₃ jsou konštanty.

2. Zaŕizení podie nároku 1 vyznačené tím, Se obvod (6) pro určování potreby bitfi používá logaritmického vyjádŕení pro veličiny d_mi, v_±, w_m a ve vzorci

M

Wni “ dmi. V i. + ' · i = l

3. Zaŕizení podie nároku 2 vyznačené tím, že obvod (6) pro určování potreby bitfi obsahuje pro tento účel sčítač (81) a násobič (80) pro pŕičítání a násobení čísel poskytnutých v logaritmickém vyjádŕení.

4. Zaŕizení podie nároku 1,2 nebo 3 vyznačené tím, že _Kl=l, K_a=l/f3 a K₃ je s výhodou rovná bud 1 nebo O.

5. Zaŕizení podie nároku 4 vyznačené tím, že Ki=O,5.

6. Zaŕizení podie kteréhokoli z nárokfi 1 až 5 vyznačené tím, že obvod (6) pro určování potreby bitfi obsahuje výpočtový obvod (75) uzpftsobený pro odhadováni, pro odpovídající signálové bloky v dílčích pásmech, hodnoty energie v_m v 3ignálovém bloku v dílčím pásmu SB_m podie vzorce:

¹

V- ’ — £ q i-J, kde Si jsou amplitúdy g vzorkô λ⁷ signálovém bloku dílčího pásma SB_ro.

7. Zaŕizení podie kteréhokoli z nárokfi 1 až 6 vyznačené tím, že má formu vysílače pro prenos po bezdrátové prenosové cesté nebo pro prenos záznamem na nosič záznamu.

8. Zaŕizení podie nároku 7 vyznačené tím, že dále obsahuje záznamovou jednotku (135) pro zaznamenáváni kvantovaných signálft do stopy na nosiči (134) záznamu.

9. Zaŕizení podie nároku 8 vyznačené tím, že nosič záznamu (134) je magnetický nosič záznamu.