WO2002007149A1 - Verfahren zur fehlerverschleierung von übertragungsfehlern in digitalen audiodaten - Google Patents

Verfahren zur fehlerverschleierung von übertragungsfehlern in digitalen audiodaten Download PDF

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WO2002007149A1
WO2002007149A1 PCT/DE2001/002557 DE0102557W WO0207149A1 WO 2002007149 A1 WO2002007149 A1 WO 2002007149A1 DE 0102557 W DE0102557 W DE 0102557W WO 0207149 A1 WO0207149 A1 WO 0207149A1
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channel
digital audio
errors
audio data
audio channel
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PCT/DE2001/002557
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Inventor
Claus Kupferschmidt
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/005—Correction of errors induced by the transmission channel, if related to the coding algorithm

Definitions

  • the invention is based on a method for concealing transmission errors in digital audio data according to the preamble of the independent claim.
  • the method according to the invention for concealing transmission errors in digital audio data with the features of the independent patent claim has the advantage over the fact that the concealment of errors is initialized with start values. This is the concealment of errors
  • the method according to the invention enables improved error concealment with little additional effort.
  • the method according to the invention can be used on all available audio decoders.
  • individual error strategies can be implemented in order to carry out a corresponding shaping of the audio spectrum depending on the number of transmission errors.
  • Various audio compression methods can also be used with the method according to the invention.
  • the reception quality calculated at the beginning of the audio channel set is the start values for the initialization of the error concealment supplies.
  • Current bit error rate values and / or checksum errors and / or scale factor errors are thus used for error concealment, so that the error concealment adapts to the reception quality of the received audio data. This is possible because of the
  • Signal processing line in a radio receiver that uses the method according to the invention must first fill the individual blocks of signal processing with data and therefore, for example, the bit error rate resulting from the channel decoding before the start of the
  • Audio playback is available. This means that this current data can advantageously be used when concealing errors.
  • Error concealment is advantageous in that the reception quality from the previously set audio channel is used for the initialization of error concealment with the currently set audio channel.
  • the previously set audio channel provides data on the
  • reception quality is calculated from the bit error rate and / or the number of scale factor errors and / or the number of checksum errors. These values result from the Channel or source decoding. This means that values that are created for other tasks are also used.
  • the error concealment of the digital audio data is carried out by equalization. This enables the spectrum to be shaped so that the subjective impression of a listener of transmission errors is minimized. This is based on an equalizer function.
  • an analog audio program or audio channel was initially set, for example an FM channel, the reception quality of which is used to conceal the transmission errors of this previously set audio channel, which is based on the reception field strength and / or synchronization attempts .
  • This reception quality is compared with a predetermined quality measure in order to determine whether the reception quality is still sufficient.
  • the radio receiver performs a check of the reception quality of an alternative digital audio channel (DAB), for example in transmission breaks or at least for the duration of a frame, in order, if necessary, to use this digital audio channel, which, when reception is good, is better
  • DAB digital audio channel
  • Radio receiver is able to process both analog and digital audio channels. Fault concealment in FM can also be done by reducing bandwidth or level. This is the case, for example, with an FM-DAB switchover.
  • a Another way of determining the reception quality for an FM audio program is to evaluate a digital carrier, such as the RDS (Radio Data Signal), for example.
  • An advantageous further development of the method according to the invention consists in that after switching from an analog audio channel to a digital audio channel and vice versa, there is initially a short muting, at most one second, in order to determine a corresponding reception quality for the currently set digital audio channel for the initialization of the error concealment , A listener will find this more pleasant than a poor concealment of errors.
  • the duration of the storage of the reception quality of the previously set digital audio channel is compared with a threshold value, so that reception qualities that only give an impression of a distant past are not used for the initialization of the error concealment.
  • a distant past concerns, for example, transmission error numbers that were calculated at least 2 to 3 seconds ago. A vehicle may already have covered such a distance within 2 to 3 s, so that the reception conditions and thus the reception quality may have changed significantly.
  • a radio receiver has appropriate means to carry out the method according to the invention.
  • Figure 1 is a block diagram of a radio receiver for
  • FIG. 2 is a flowchart of the inventive method.
  • an error concealment that is used for a certain number of transmission errors that cannot be corrected by the channel decoding must be initialized.
  • such an error concealment is therefore initialized with start values, the error concealment then being adapted by a reception quality which results from the currently set digital audio channel, and after the channel decoding, the error concealment of the transmission errors in the digital audio data is then carried out.
  • the start values are calculated either from the current number of transmission errors of the set digital audio channel or from a number of transmission errors from a previously set digital audio channel.
  • the bit error rate and / or the number of scale factor errors and / or the number of checksum errors flow into the number of transmission errors.
  • the starting values are adjusted accordingly by comparing the channel error protection levels of the first and second audio channels.
  • the Channel error protection level denotes how much data is added to the user data in order to detect or correct transmission errors at the receiving end.
  • Reception quality for this audio channel is calculated, for example, from the reception field strength and the synchronization attempts and compared with a predetermined quality measure in order to check the reception quality of the audio channel.
  • a number of transmission errors of equivalent digital audio channels is checked so that a switchover can be carried out if necessary.
  • a short muting must also be provided at the beginning in order to determine the number of transmission errors of the newly set digital audio channel for a corresponding error concealment. The reverse is also possible.
  • the number of transmission errors of the previously set digital audio channel is too old, the number of transmission errors of the currently set digital audio channel is also used to initialize the concealment of errors.
  • the error concealment itself is carried out by shaping the audio spectrum.
  • the method according to the invention enables a switchover, in particular in unfavorable reception situations, to a subjectively better hearing impression of received ones Audio programs.
  • Currently evaluated data are used.
  • the method according to the invention relates in particular to digital audio data which is digital
  • Broadcast transmission procedures are transmitted. This particularly includes DAB (Digital Audio Broadcasting).
  • DRM Digital Radio Mondiale
  • DVB Digital Video Broadcasting
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex
  • the OFDM is a suitable method for overcoming the frequency-selective fading. The frequency-selective fading will then not have a drastic effect on the reception of digital audio data, since the digital audio data are distributed over many subcarriers which do not influence one another. The subcarriers are on different frequencies that are close together.
  • Error detection which is implemented in the source decoding and works by means of a checksum, forms a second stage in order to recognize and correct errors. If an error is detected, previously stored data will replace current error-containing data. There is thus an error concealment, but since audio data which follow one another in time have a close correlation to one another, it is a good estimate to replace data which is currently faulty. This affects frame errors that are recognized by checksum errors, and Scale factor errors, which are also determined by checksum errors.
  • the audio signals are divided into frequency ranges on the transmission side.
  • the frequency value with the greatest signal power is used as a so-called scale factor for each frequency range.
  • the remaining signal values in this frequency range are normalized to this scale factor. This considerably reduces the distance from the smallest signal power to the largest signal power.
  • the scale factors are then transmitted to the receiver with the standardized audio data.
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • the error detection for the scale factors is used for the method according to the invention. Ie the number of errors, which is determined in the scale factors, determines which measure the method according to the invention takes with regard to the equalization.
  • the digital audio data are still spectrally encoded.
  • the well-known MPEG methods or Dolby-AC3 are used for this.
  • DAB uses MPEG-1,2 Layer 2 coding.
  • DAB Downlink Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • checksums Cyclic Redundancy Code
  • CRC Cyclic Redundancy Code
  • the audio decoder uses these two checksums to identify whether errors have occurred in the frame. If the first checksum calculation detects an ISO CRC error, the frame cannot be decoded. There may have to be a frame repetition with the last one received correctly
  • the device If it is not possible, the device is muted. In the case of the second checksum calculation, the frame can still be decoded in the event of an error; however, since some scale factors are damaged, they are corrected by previously correctly received scale factors replaced. These measures can help to overcome individual, very short-term reception problems. In normal cases, however, the reception conditions change very quickly, which is why the audio decoder constantly switches back and forth between activated audio output and, if necessary, a muting. This sounds very uncomfortable and does not do justice to a digital high-end receiver that is supposed to provide audio playback in CD quality. Problems arise in particular when activating, i.e. switching on audio channels. If an audio channel is activated and the audio quality is very poor, it is usually switched through anyway. This is where the method according to the invention begins.
  • FIG. 1 shows a radio receiver that uses the method according to the invention for concealing transmission errors in digital audio data.
  • An antenna 1 is connected to an input of a high-frequency receiver 2.
  • An output of the high-frequency receiver 2 leads to an analog-digital converter 3.
  • the data output of the analog-digital converter 3 is connected to a data input of a channel decoder 5.
  • a data output of the channel decoding 5 leads to an input of a demultiplexer 4 with error detection.
  • a first data output of demultiplexer 4 leads to dequantization 6.
  • a second data output of demultiplexer 4 leads to a second data input of dequantization 6.
  • a third data output of demultiplexer 4 leads to equalization 11, which in turn is connected to a third data input of dequantization 6 ,
  • a data output of dequantization 6 leads to a filter bank 7, which is itself connected to a digital-to-analog converter 8.
  • the output of the digital-to-analog converter 8 is at an audio amplifier 9 connected.
  • the signals amplified by the audio amplifier are transmitted by a loudspeaker 10.
  • a processor which the radio receiver has, carries out the channel decoding 5 and the demultiplexing 4
  • Source decoding can also be implemented on a processor.
  • Error detection must also be factually considered for source decoding. On the basis of this last-mentioned error detection, error concealment occurs, with the replacement of frames or scale factors.
  • the DAB signals which are received with the antenna 1, are filtered in the high-frequency receiver 2, amplified and converted into an intermediate frequency.
  • the converted signals are then digitized by the analog-digital converter 3.
  • the channel decoding 5 carries out the calculation of the bit errors and, if necessary, an error correction. With the channel decoding 5, a determination of the bit error rate is possible.
  • the resulting data stream is divided by the demultiplexer 4 into the audio data and page information.
  • This page information relates in particular to data about the dequantization 6 of the digital audio data. This side information is then transmitted for dequantization 6. Furthermore, the demultiplexer 4 carries out a
  • the equalization 11 initializes the concealment of errors at the beginning of a set audio channel (subchannel). For this purpose, the equalization 11, if another digital audio channel had previously been set, uses the transmission error number of this previously set digital audio channel and its
  • Channel error protection to fill the concealment with start values. This is necessary because at the beginning of a set audio channel, the statistics about the errors that occur in this currently set audio channel are based on a small database. The currently calculated data can therefore provide a distorted picture. The previously set and the currently set audio channel can still differ in the channel error protection. This means that one channel uses more data for channel error protection than the other. This must be taken into account when calculating the start values for the concealment of errors.
  • By muting at the beginning of a new audio channel setting it is possible to determine a sufficient database for the initialization of the error concealment. During muting, the transmission errors for the new audio channel are determined and counted.
  • the number of transmission errors of the previously set audio channel is adopted, if the channel error protection is the same, and a corresponding one
  • Equalization is stopped.
  • the equalization is carried out here by shaping the audio spectrum. This means that the spectral components of the audio spectrum are weighted differently with the equalization, so that, for example, higher frequency components are filtered out in order to improve the subjective hearing impression in the event of disturbances. This can be done until muted. A simple level reduction is also possible.
  • the corresponding set of equalizer values is then selected and loaded on the basis of the transmission error number or the reception quality.
  • the equalizer values can also be calculated using a predetermined equation.
  • a set of equalizer values can be loaded from the memory in order to then calculate new sets of equalizer values based on these equalizer values.
  • the initialization of error concealment is therefore only activated when switching to another audio program (audio channel) or when switching on a radio receiver.
  • a switchover is also present, for example, in the case of an automatic alternative frequency switchover.
  • This technique is used in FM programs and DRM because transmitters are transmitted on alternative frequencies. If there is no previously set audio channel, as is the case when switching on, then currently calculated values of the digital audio data of the currently set audio channel are used for the initialization of the error concealment, which are determined, for example, during a muting. These values then at least give an indication of the extent to which the transmission error number must lead to error concealment. If the number of transmission errors is below a predetermined threshold value, no error concealment is carried out at all, then there is undisturbed radio reception.
  • transmission error numbers of the previously set audio channel have been stored for a longer period of time, ie longer than 3 seconds, for example, then these values are also no longer used because they are no longer are characteristic of the current transmission conditions in a motor vehicle.
  • the equalization 11 then delivers corresponding equalizer values for the dequantization 6.
  • the dequantization 6 is part of the source decoding.
  • the scale factors to which the digital audio data are based are used to perform the dequantization.
  • the shaping of the audio spectrum is possible.
  • the resulting audio spectrum is then subjected to an inverse discrete cosine transformation in the filter bank 7 in order to complete the audio decoding.
  • the audio decoding is here at DAB according to the MPEG-1.2 Layer 2 standard.
  • the decoded audio data are then converted by a digital-to-analog converter 8 into analog signals in order to be amplified by the audio amplifier 9 and reproduced by the loudspeaker 10 become.
  • the decoded audio data present at the output of the audio decoder 7 are present as PCM data (pulse code modulation).
  • This data can also be switched to a multimedia bus in order to be used by other components of this multimedia bus, for example a loudspeaker system, for playback.
  • a sampling rate converter is used after the filter bank 7 in order to convert the sampling rate to the bus transmission rate, for example. Even if other audio data, for example decoded with MP 3, has been decoded by the radio receiver, a sampling rate conversion may be necessary.
  • the radio receiver which is a digital receiver as shown above, is able to receive both DAB and FM. Then the error concealment, if an FM audio channel was selected first and then a DAB channel, by a Sniffer function prepared. That is to say, the radio receiver checks the number of transmission errors in equivalent digital audio channels in short time intervals in order to automatically switch over when the reception quality of the FM channel deteriorates. This also applies in the opposite case if, in the event of poor reception, DAB switches to an equivalent FM audio channel. The reception quality of equivalent FM channels is then determined here during a frame. Such equivalent channels are also transmitted as accompanying information or they are already stored in the radio receiver.
  • the reception quality can be determined from the reception field strength (signal field strength), the synchronization attempts, the
  • Baseband energy and other parameters can be determined. This reception quality is compared with a predetermined quality measure, which is determined empirically. If the reception quality is better than the quality measure, then there is an acceptable reception, if the reception quality is below the quality measure, then an existing digital audio channel is switched to, provided that the digital audio channel has a number of transmission errors that enable good reception (no muting) ,
  • the FM channel can have a digital carrier (RDS), which can be used to determine the number of transmission errors.
  • RDS digital carrier
  • the number of transmission errors that is determined for a digital audio channel is also compared with a predetermined quality measure in order to be able to make an objective statement about the reception quality. Even with an FM channel, bandwidth concealment can be used to conceal errors. Depending on the reception quality, the bandwidth is gradually reduced. Switching from a digital audio channel to an analog audio channel is preferably carried out only when the device is muted or when the error is concealed.
  • the inventive method is shown as a flow chart.
  • a user of the radio receiver which was shown in FIG. 1, selects an audio channel in which digital audio data are transmitted.
  • the radio receiver receives the digital audio data contained in the digital radio signals by means of the antenna 1 of the radio-frequency receiver 2 and the analog-digital converter 3.
  • a data stream is present at the output of the analog-digital converter 3.
  • the channel decoding in block 5 from FIG. 1 is then carried out with the determination of the bit error rate.
  • the demultiplexer 4 then performs the demultiplexing of the audio frames in audio data and page information. Furthermore, the frame errors and the
  • Scale factor error determined. These error measures, including the bit error rate, are then transmitted to the equalization 11, which thus, and possibly with a previously set audio channel, initializes the error concealment or adapts it later to the current reception quality.
  • the start values for error concealment are thus calculated from the audio channel previously set, namely from the number of transmission errors.
  • the channel error protection, the previously set audio channel and the currently set audio channel compared to adjust the starting values accordingly.
  • method step 15 the initialization of the error concealment is started.
  • method step 16 it is checked whether a channel had previously been set for which the number of transmission errors had been determined. If this is the case, the channel error protection is compared in method step 17.
  • step 19 it is also checked whether the number of transmission errors of the previously set audio channel has been stored for a shorter time than a set threshold value. If this is the case, then in method step 20 the initialization of the start values with the previously calculated number of transmission errors of the previously set
  • Audio channels initialized, taking channel error protection into account.
  • the error concealment is then started in method step 21, which is then adapted to the current state by means of currently calculated transmission error numbers of the currently set audio channel.
  • method step 18 If it was determined in method step 16 that no digital audio channel had previously been set and thus there was no number of transmission errors for the initialization of the error concealment, then in method step 18 the currently calculated number of transmission errors, which results from the bit error rate that results from the channel decoding, the checksum error number which is calculated by a CRC (Cyclic Redundancy Check) and which
  • Scale factor error count calculated. This then starts the initialization with start values in method step 20, and then again in method step 21 Continue concealing errors with currently calculated transmission error numbers.
  • method step 19 If it was determined in method step 19 that the number of transmission errors of the previously set audio channel had already been stored for a longer time than the set threshold value (for example 3 s), this number of transmission errors is deleted and only the number of transmission errors of the currently set audio channel is used, so that the process then jumps to method step 18 and continues as shown above.
  • the set threshold value for example 3 s

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Fehlerverschleierung von Übertragungsfehlern in digitalen Audiodaten vorgeschlagen, das dazu dient, eine Fehlerverschleierung mit Startwerten zu initialisieren, die dann durch eine Empfangsqualität, die an den aktuell empfangenen digitalen Audiodaten ermittelt wird, angepasst wird. Die Fehlerverschleierung wird nach der Kanaldecodierung durchgeführt, und zwar durch eine Entzerrung des Audiospektrums. Die Startwerte werden entweder aus der aktuell berechneten Empfangsqualität oder einer Empfangsqualität aus einem vorher eingestellten Audiokanal berechnet. Dabei wird zusätzlich das Kanalfehlerschutzniveau der beiden Audiokanäle verglichen. Die Empfangsqualität wird aus der Bitfehlerrate und/oder der Anzahl der Skalenfaktorenfehler und/oder der Anzahl der Prüfsummenfehler bestimmt. Der vorher eingestellte Audiokanal kann auch ein FM-Audiokanal sein. Die Abspeicherzeit für die Übertragungsfehleranzahl des vorher eingestellten Audiokanals wird bei der Initialisierung der Fehlerverschleierung berücksichtigt.

Description

Verfahren zur Fehlerverschleierung von Übertragungsfehlern in digitalen Audiodaten
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Fehlerverschleierung von Übertragungsfehlern in digitalen Audiodaten nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs .
Es ist bereits bekannt, eine Fehlerverschleierung bei digitalen Audiodaten, die beispielsweise von einem Autoradio empfangen werden, vorzunehmen. Dabei wird stufenweise die Bandbreite des empfangenen Audiosignals mit zunehmender Übertragungsfehleranzahl reduziert. Dies senkt die subjektive Wahrnehmung der Übertragungsfehler bei einem Hörer. Es kann soweit gehen, dass eine Stummschaltung vorgenommen wird, falls die Übertragungsfehleranzahl einen Grenzwert überschreitet. Andere Strategien der Fehlerverschleierung betreffen das Ersetzen oder Eliminieren gestörter Signalwerte. Mittels Kanalcodierung werden den digitalen Audiodaten Redundanzen zugefügt, mittels derer ein Empfänger die Fehleranzahl und gegebenenfalls eine Fehlerkorrektur vornehmen kann. Eine Quellencodierung wird zur Reduktion der zu übertragenden Daten vorgenommen, wobei ein Empfänger anhand vorgegebener Regeln eine Quellendecodierung vornimmt, um die empfangenen digitalen Audiodaten wieder zu decodieren und nach erfolgter Digital- Analog-Wandlung hörbar zu machen.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Fehlerverschleierung von Übertragungsfehlern in digitalen Audiodaten mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Fehlerverschleierung mit Startwerten initialisiert wird. Damit ist die Fehlerverschleierung
(engl. Concealment) unabhängig von Einschwingvorgängen von Zählern, die für die Fehlerverschleierung verwendet werden. Es ist also keine Statistik notwendig, die eine bestimmte Anzahl von Ereigniswerten benötigt. Die Fehlerverschleierung spricht damit sofort an.
Weiterhin ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine verbesserte Fehlerverschleierung mit einem geringen Zusatzaufwand. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf allen verfügbaren Audiodecodern eingesetzt werden. Darüber hinaus sind individuelle Fehlerstrategien implementierbar, um je nach Anzahl der Übertragungsfehler eine entsprechende Formung des Audiospektrums vorzunehmen. Auch verschiedene Audiokompressionsverfahren sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren anwendbar.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Verfahrens zur Fehlerverschleierung von Übertragungsfehlern in digitalen Audiodaten möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass von dem eingestellten Audiokanal die zu Beginn berechnete Empfangsqualität die Startwerte für die Initialisierung der Fehlerverschleierung liefert. Damit werden aktuelle Bitfehlerratenwerte und/oder Prüfsummenfehler und/oder Skalenfaktorenfehler zur Fehlerverschleierung verwendet, so dass sich die Fehlerverschleierung an die Empfangsqualität der empfangenen Audiodaten anpaßt. Dies ist deshalb möglich, weil der
Signalverarbeitungsstrang in einem Rundfunkempfänger, der das erfindungsgemäße Verfahren verwendet, zunächst die einzelnen Blöcke der Signalverarbeitung mit Daten auffüllen muß und daher beispielsweise die Bitfehlerrate, die sich aus der Kanaldecodierung ergibt, vor dem Beginn der
Audiowiedergabe bereitsteht. Damit kann vorteilhafterweise bei der Fehlerverschleierung auf diese aktuellen Daten zurückgegriffen werden.
Weiterhin ist es für die Initialisierung der
Fehlerverschleierung von Vorteil, dass die Empfangsqualität von dem vorher eingestellten Audiokanal für die Initialisierung der Fehlerverschleierung bei dem aktuell eingestellten Audiokanal verwendet wird. Der vorher eingestellte Audiokanal liefert Daten über die
Übertragungsbedingungen, die zur Zeit vorliegen und damit eine Abschätzung, welche Empfangsqualität bei dem aktuell eingestellten Audiokanal voraussichtlich zu erwarten ist. Durch einen weiteren Vergleich des Kanalfehlerschutzniveaus des aktuell und vorhergehend eingestellten Audiokanals ist eine Anpassung der Startwerte möglich. Weist der aktuell eingestellte Audiokanal einen höheren Kanalfehlerschutz auf als der vorher eingestellte, dann ist eine geringere Fehlerverschleierung notwendig, als dies vorher erforderlich war.
Des weiteren ist es von Vorteil, dass die Empfangsqualität jeweils aus der Bitfehlerrate und/oder der Anzahl der Skalenfaktorfehler und/oder der Anzahl der Prüfsummenfehler berechnet wird. Diese Werte ergeben sich jeweils aus der Kanal- bzw. Quellendecodierung. Damit werden Werte, die sowieso für andere Aufgaben erstellt werden, zusätzlich verwendet.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass die Fehlerverschleierung der digitalen Audiodaten durch eine Entzerrung vorgenommen wird. Damit ist eine Formung des Spektrums möglich, so dass der subjektive Eindruck eines Zuhörers von Übertragungsfehlem minimiert wird. Das basiert auf einer Equalizer-Funktion.
Es ist darüber hinaus von Vorteil, dass, wenn zunächst ein analoges Audioprogramm bzw. Audiokanal eingestellt worden war, beispielsweise ein FM-Kanal, dessen Empfangsqualität für die Verschleierung der Übertragungsfehler dieses vorher eingestellten Audiokanals verwendet wird, die auf der Empfangsfeldstärke und/oder Synchronisationsversuchen basiert. Diese Empfangsqualität wird mit einem vorgegebenen Qualitätsmaß verglichen, um festzustellen, ob die Empfangsqualität noch ausreichend ist. Gleichzeitig führt der Rundfunkempfänger beispielsweise in Sendepausen oder zumindest während der Dauer eines Rahmens eine Überprüfung der Empfangsqualität eines alternativen digitalen Audiokanals (DAB) durch, um gegebenenfalls auf diesen digitalen Audiokanal, der bei gutem Empfang eine bessere
Audioqualität als der FM-Kanal liefern wird, umzuschalten. Der Verlust eines Rahmens kann bei digitalen Audiodaten durch Fehlerkorrektur kompensiert werden. Bei FM führt ein kurzzeitiges Unterbrechen zu keinen hörbaren Effekten. Damit ist eine FM-DAB-Schnüffelfunktion realisiert, wobei der
Rundfunkempfänger in der Lage ist, sowohl analoge als auch digitale Audiokanäle zu verarbeiten. Eine Fehlerverschleierung bei FM kann auch durch eine Bandbreiten- bzw. Pegelreduktion erfolgen. Dies ist beispielsweise bei einer FM-DAB-Umschaltung der Fall. Eine weitere Möglichkeit, die Empfangsqualität für ein FM- Audioprogramm zu ermitteln, besteht in der Auswertung eines digitalen Trägers, wie es das RDS (Radio Data Signal) beispielsweise ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass nach einer Umschaltung von einem analogen Audiokanal zu einem digitalen Audiokanal und umgekehrt zunächst eine kurze Stummschaltung erfolgt, maximal eine Sekunde, um eine entsprechende Empfangsqualität für den aktuell eingestellten digitalen Audiokanal für die Initialisierung der Fehlerverschleierung zu ermitteln. Ein Hörer wird dies als angenehmer empfinden als eine schlechte Fehlerverschleierung .
Darüber hinaus ist es von Vorteil, dass die Zeitdauer der Abspeicherung der Empfangsqualität des vorher eingestellten digitalen Audiokanals mit einem Schwellwert verglichen wird, so dass solche Empfangsqualitäten, die nur einen Eindruck über eine weit entfernte Vergangenheit geben, nicht für die Initialisierung der Fehlerverschleierung verwendet werden. Solch eine weit entfernte Vergangenheit betrifft hier beispielsweise Übertragungsfehleranzahlen, die vor mindestens 2 bis 3 Sekunden berechnet wurden. Innerhalb von 2 bis 3 s kann ein Fahrzeug bereits eine solche Entfernung zurückgelegt haben, so dass sich die Empfangsbedingungen und damit der Empfangsqualität erheblich geändert haben können.
Schließlich ist es auch von Vorteil, dass ein Rundfunkempfänger entsprechende Mittel aufweist, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Dazu gehört insbesondere ein Prozessor und ein Speicher, um die digitalen Audiodaten gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zu bearbeiten. Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigt
Figur 1 ein Blockschaltbild eines Rundfunkempfängers zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Figur 2 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung
Werden digitale Audiodaten beispielsweise mittels eines Autoradios empfangen, und es wird ein neuer Audiokanal eingestellt, dann muss eine Fehlerverschleierung, die bei einer bestimmten Übertragungsfehleranzahl verwendet wird, die nicht durch die Kanaldecodierung korrigiert werden kann, initialisiert werden. Erfindungsgemäß wird daher eine solche Fehlerverschleierung mit Startwerten initialisiert, wobei die Fehlerverschleierung dann durch eine Empfangsqualität, die sich aus dem aktuell eingestellten digitalen Audiokanal ergibt, angepaßt wird und dass dann nach der Kanaldecodierung die Fehlerverschleierung von den Übertragungsfehlem in den digitalen Audiodaten durchgeführt wird.
Die Startwerte werden entweder aus der aktuellen Übertragungsfehleranzahl des eingestellten digitalen Audiokanals oder aus einer Übertragungsfehleranzahl eines vorher eingestellten digitalen Audiokanals berechnet. In die Übertragungsfehleranzahl fließen die Bitfehlerrate und/oder die Anzahl der Skalenfaktorfehler und/oder die Anzahl der Prüfsummenfehler ein. Durch einen Vergleich der Kanalfehlerschutzniveaus des ersten und zweiten Audiokanals werden die Startwerte entsprechend angepasst. Das Kanalfehlerschutzniveau bezeichnet, wieviele Daten den Nutzdaten hinzugefügt werden, um empfangsseitig Übertragungsfehler zu erkennen beziehungsweise zu korrigieren.
Durch eine Entzerrung wird schließlich die
Fehlerverschleierung realisiert. Dabei kann eine Formung des Audiospektrums oder nur eine Pegelreduktion bis zur Stummschaltung verwendet werden. Ist der vorher eingestellte Audiokanal ein analoger Audiokanal (FM) , dann wird eine
Empfangsqualität für diesen Audiokanal beispielsweise aus der Empfangsfeldstärke und den Synchronisationsversuchen berechnet und mit einem vorgegebenen Qualitätsmaß verglichen, um die Empfangsqualität des Audiokanals zu überprüfen. In kurzen Zeitabschnitten, die zu keinen hörbaren Effekten führen, wird eine Übertragungsfehleranzahl von äquivalenten digitalen Audiokanälen überprüft, so dass gegebenenfalls eine Umschaltung vorgenommen werden kann. Bei einer Umschaltung ist auch eine kurze Stummschaltung zu Beginn vorzusehen, um die jeweilige Übertragungsfehleranzahl des neu eingestellten digitalen Audiokanals für eine entsprechende Fehlerverschleierung zu ermitteln. Dies ist auch umgekehrt möglich.
Sind die Übertragungsfehleranzahlen des vorher eingestellten digitalen Audiokanals zu alt, dann wird ebenfalls die Übertragungsfehleranzahl des aktuell eingestellten digitalen Audiokanals für die Initialisierung der Fehlerverschleierung verwendet. Die Fehlerverschleierung selbst wird durch eine Formung des Audiospektrums durchgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, dass ein Umschalten insbesondere in ungünstigen Empfangssituationen zu einem subjektiv besseren Höreindruck von empfangenen Audioprogrammen führt. Dabei werden aktuell ausgewertete Daten verwendet .
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft insbesondere digitale Audiodaten, die über digitale
Rundfunkübertragungsverfahren übertragen werden. Dazu gehört insbesondere DAB (Digital Audio Broadcasting) . Aber auch DRM (Digital Radio Mondiale) oder DVB (Digital Video Broadcasting) sind geeignete Rundfunkübertragungsverfahren. Diese Verfahren sind insbesondere für den mobilen Empfang geeignet, da orthogonaler Frequenzmultiplex (OFDM = Orthogonal Frequency Division Multiplex) als Übertragungsverfahren verwendet wird. Der OFDM stellt eine geeignete Methode zur Überwindung des frequenzselektiven Schwunds (fading) dar. Der frequenzselektive Schwund wird sich dann nicht drastisch auf den Empfang von digitalen Audiodaten auswirken, da die digitalen Audiodaten auf viele Unterträger, die sich gegenseitig nicht beeinflussen, verteilt werden. Die Unterträger befinden sich auf unterschiedlichen Frequenzen, die nahe beieinander liegen.
Mit der Kanaldekodierung kann dann ein großer Teil der auftretenden Übertragungsfehler erkannt und gegebenenfalls korrigiert werden. Zusätzlich werden dann Fehlerverschleierungsmaßnahmen eingesetzt: Eine weitere
Fehlererkennung, die in der Quellendekodierung implementiert ist und mittels einer Prüfsumme arbeitet, bildet eine zweite Stufe, um Fehler zu erkennen und zu korrigieren. Hierbei werden, wenn ein Fehler erkannt wird, vorher abgespeicherte Daten aktuelle fehlerbehaftete Daten ersetzen. Es liegt damit eine Fehlerverschleierung vor, aber, da zeitlich aufeinanderfolgende Audiodaten eine enge Korrelation zueinander aufweisen, ist es eine gute Schätzung, um aktuell fehlerbehaftete Daten zu ersetzen. Dies betrifft Rahmenfehler, die durch Prüfsummenfehler erkannt werden, und Skalenfaktorenfehler, die ebenfalls durch Prüfsummenfehler ermittelt werden.
Bei DAB (Digital Audio Broadcasting) werden sendeseitig die Audiosignale in Frequenzbereiche aufgeteilt. Für jeden Frequenzbereich wird der Frequenzwert mit der größten Signalleistung als sogenannter Skalenfaktor verwendet. Die übrigen Signalwerte in diesem Frequenzbereich werden auf diesen Skalenfaktor normiert. Damit wird der Abstand von der kleinsten Signalleistung zur größten Signalleistung erheblich reduziert. Die Skalenfaktoren werden dann mit den normierten Audiodaten zum Empfänger hin übertragen.
Ist die zeitliche Abfolge der Skalenfaktoren innerhalb eines Rahmens gleich oder sehr ähnlich, dann wird für diesen Frequenzbereich nur ein Skalenfaktor übertragen, um Übertragungskapazität einzusparen. Bei DAB werden für einen Frequenzbereich (engl. Subband) 36 zeitlich aufeinanderfolgende Abtastwerte genommen und in drei Gruppen zu je zwölf Abtastwerten aufgeteilt. Für jede Gruppe wird ein Skalenfaktor definiert. Sind zwei oder gar alle drei Skalenfaktoren gleich oder zumindest sehr ähnlich, dann wird dann nur jeweils ein Skalenfaktor übertragen. In dem DAB- Rahmen ist vermerkt, für welche Gruppen von Abtastwerten ein Skalenfaktor gilt.
Im Empfänger wird für jeden Rahmen eine Fehlererkennung mittels Prüfsumme (engl. Cyclic Redundancy Check = CRC) durchgeführt und auch für die Skalenfaktoren. Die Fehlererkennung für die Skalenfaktoren wird für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet. D.h. die Fehlerzahl, die bei den Skalenfaktoren ermittelt wird, bestimmt, welche Maßnahme das erfindungsgemäße Verfahren bezüglich der Entzerrung trifft. Die digitalen Audiodaten sind weiterhin spektral codiert. Dazu werden die bekannten MPEG-Verfahren oder Dolby-AC3 verwendet. Bei DAB wird eine Codierung nach MPEG-1,2 Layer 2 verwendet. Aufgrund von sich ständig ändernden Empfangsbedingungen bei DAB (Reflexionen an Gebäuden mit kurzen Empfangsaussetzern, Tunneldurchfahrten mit längeren Empfangsaussetzern, Abschattungen durch Gebirge oder schlecht versorgte Gebiete mit z. T. lang andauernden Empfangsaussetzern) treten Bitfehler im Audiodatenstrom auf, die zu erheblichen Qualitätseinbußen im Audiobereich führen können. Diese können je nach Art der Störung kurz (transient) oder langandauernd sein. Der DAB-Decoder führt bereits selbst eine Fehlerkorrektur durch die Kanaldecodierung durch. Hierbei können allerdings meist nicht alle Fehler korrigiert werden, was dazu führen kann, dass Restfehler zurückbleiben, die sich unmittelbar fehlerhaft auf den Audiodatenstrom auswirken. Diese Restfehler können im gewissen Umfang vom Audiodecoder korrigiert werden. Als zusätzliche Fehlerkorrekturmaßnahmen werden wie oben dargestellt Prüfsummen (CRC = Cyclic Redundancy Code) verwendet, die eine Erkennung der Restfehler ermöglichen. Diese Maßnahmen sind im wesentlichen ISO-CRC-Checksummenberechnung über den Rahmen-Header (Rahmen-Kopf) und Skalenfaktor-CRC-Checksummenberechnung.
Der Audiodecoder erkennt anhand dieser beiden Checksummen, ob Fehler im Rahmen aufgetreten sind. Erkennt die erste Checksummenberechnung einen ISO-CRC-Fehler, ist der Rahmen nicht decodierbar. Es muß gegebenenfalls eine Rahmenwiederholung mit dem zuletzt korrekt empfangenen
Rahmen durchgeführt werden. Ist es nicht möglich, tritt eine Stummschaltung ein. Im Falle der zweiten Checksummenberechnung ist im Fehlerfall der Rahmen noch decodierbar; da einige Skalenfaktoren aber beschädigt sind, werden sie durch vorher korrekt empfangene Skalenfaktoren ersetzt. Diese Maßnahmen können über einzelne, sehr kurzzeitige Empfangsprobleme hinweghelfen. Im Normalfall ändern sich die Empfangsbedingungen aber sehr rasch, weshalb der Audiodecoder ständig zwischen aktivierter Audioausgabe und gegebenenfalls einer Stummschaltung hin- und herschaltet. Dies klingt sehr unangenehm und wird einem digitalen High-End-Receiver, der eine Audiowiedergabe in CD- Qualität bereitstellen soll, nicht gerecht. Probleme ergeben sich insbesondere beim Aktivieren, also Einschalten von Audiokanälen. Wird ein Audiokanal aktiviert und ist die Audioqualität sehr schlecht, wird dieser in aller Regel trotzdem durchgeschaltet. Hier nun setzt das erfindungsgemäße Verfahren ein.
In Figur 1 ist ein Rundfunkempfänger dargestellt, der das erfindungsgemäße Verfahren zur Fehlerverschleierung von Übertragungsfehlern in digitalen Audiodaten verwendet. Eine Antenne 1 ist an einen Eingang eines Hochfrequenzempfängers 2 angeschlossen. Ein Ausgang des Hochfrequenzempfängers 2 führt zu einem Analog-Digital-Wandler 3. Der Datenausgang des Analog-Digital-Wandlers 3 ist an einen Dateneingang einer Kanaldekodierung 5 angeschlossen. Ein Datenausgang der Kanaldekodierung 5 führt zu einem Eingang eines Demultiplexers 4 mit Fehlererkennung. Ein erster Datenausgang des Demultiplexers 4 führt zu einer Dequantisierung 6. Ein zweiter Datenausgang des Demultiplexers 4 führt zu einem zweiten Dateneingang der Dequantisierung 6. Ein dritter Datenausgang des Demultiplexers 4 führt zu einer Entzerrung 11, die wiederum an einen dritten Dateneingang der Dequantisierung 6 angeschlossen ist. Ein Datenausgang der Dequantisierung 6 führt zu einer Filterbank 7, die selbst an einen Digital- Analog-Wandler 8 angeschlossen ist. Der Ausgang des Digital- Analog-Wandlers 8 ist an einen Audioverstärker 9 angeschlossen. Die vom Audioverstärker verstärkten Signale werden von einem Lautsprecher 10 übertragen.
Ein Prozessor, den der Rundfunkempfänger aufweist, führt die Kanaldekodierung 5 und das Demultiplexen 4 mit
Fehlererkennung durch, während die wesentlichen Elemente der Quellendekodierung, die Dequantisierung 6 und die Filterbank 7, durch dafür speziell entwickelte Hardware realisiert werden. Aber auch die Quellendekodierung ist auf einem Prozessor implementierbar. Das Demultiplexen 4 mit
Fehlererkennung ist auch sachlich zur Quellendekodierung zu rechnen. Aufgrund dieser letzt genannten Fehlererkennung tritt eine Fehlerverschleierung ein, wobei ein Ersetzen von Rahmen oder Skalenfaktoren eingesetzt wird.
Die DAB-Signale, die mit der Antenne 1 empfangen werden, werden im Hochfrequenzempfänger 2 gefiltert, verstärkt und in einer Zwischenfrequenz umgesetzt. Die umgesetzten Signale werden dann vom Analog-Digital-Wandler 3 digitalisiert. Dann führt die Kanaldekodierung 5 die Berechnung der Bitfehler und gegebenenfalls eine Fehlerkorrektur durch. Mit der Kanaldekodierung 5 ist damit eine Bestimmung der Bitfehlerrate möglich. Der so entstandene Datenstrom wird vom Demultiplexer 4 in die Audiodaten und Seiteninformationen aufgeteilt.
Diese Seiteninformationen betreffen insbesondere Daten über die Dequantisierung 6 der digitalen Audiodaten. Diese Seiteninformationen werden dann zur Dequantisierung 6 übertragen. Weiterhin führt der Demultiplexer 4 eine
Fehlerbestimmung durch und zwar die Anzahl der Rahmenfehler und der Skalenfaktorenfehler. Gegebenenfalls wird eine Fehlerverschleierung durch eine Rahmenwiederholung und eine Verwendung von korrekt empfangenen Skalenfaktoren durchgeführt. Die Übertragungsfehleranzahl als die Empfangsqualität, die sich aus der Bitfehlerrate und den Rahmenfehlern sowie den Skalenfaktorenfehlern zusammensetzt, wird an die Entzerrung 11 übertragen.
Die Entzerrung 11 initialisiert zu Beginn eines eingestellten Audiokanals (Subchannel) die Fehlerverschleierung (Concealment) . Dafür verwendet die Entzerrung 11, falls vorher ein anderer digitaler Audiokanal eingestellt worden war, die Übertragungsfehlerzahl dieses vorher eingestellten digitalen Audiokanals und seinen
Kanalfehlerschutz, um das Concealment mit Startwerten zu füllen. Dies ist notwendig, da zu Beginn eines eingestellten Audiokanals die Statistik über die Fehler, die in diesem aktuell eingestellten Audiokanal vorkommen, auf einer geringen Datenbasis basiert. Die aktuell berechneten Daten können daher ein verzerrtes Bild liefern. Der vorher und der aktuelle eingestellte Audiokanal können sich weiterhin im Kanalfehlerschutz unterscheiden. Das heißt, bei einem Kanal werden mehr Daten für den Kanalfehlerschutz verwendet als bei dem anderen. Dies muß bei der Berechnung der Startwerte für die Fehlerverschleierung berücksichtigt werden. Durch eine Stummschaltung zu Beginn einer Einstellung eines neuen Audiokanals ist möglich, eine ausreichende Datenbasis für die Initialisierung der Fehlerverschleierung zu ermitteln. Während der Stummschaltung werden die Übertragungsfehler für den neuen Audiokanal ermittelt und gezählt.
Im einfachsten Fall wird einfach die Übertragungsfehlerzahl des vorher eingestellten Audiokanals übernommen, falls der Kanalfehlerschutz gleich ist, und eine entsprechende
Entzerrung wird eingestellt. Die Entzerrung wird hier mittels der Formung des Audiospektrums vorgenommen. Das heißt, die spektralen Anteile des Audiospektrums werden mit der Entzerrung unterschiedlich gewichtet, so dass beispielsweise höhere Frequenzanteile herausgefiltert werden, um bei Störungen den subjektiven Höreindruck zu verbessern. Dies kann bis zur Stummschaltung getrieben werden. Aber auch eine einfache Pegelreduktion ist möglich. Damit wird eine Equalizer-Funktion realisiert. Anhand der Übertragunsfehlerzahl oder der Empfangsqualität wird dann der entsprechende Satz von Entzerrerwerten ausgewählt und geladen. Alternativ können die Entzerrerwerte auch mittels einer vorgegebenen Gleichung berechnet werden. Weiterhin kann ein Satz von Entzerrerwerten aus dem Speicher geladen werden, um dann ausgehend von diesen Entzerrerwerten neue Sätze von Entzerrerwerten zu berechnen.
Die Initialisierung der Fehlerverschleierung wird also nur beim Umschalten auf ein anderes Audioprogramm (Audiokanal) oder beim Einschalten eines Rundfunkempfängers aktiviert. Solch eine Umschaltung liegt beispielsweise auch bei einer automatischen Alternativfrequenzumschaltung vor. Diese Technik wird bei FM-Programmen und bei DRM verwendet, weil hier Sender auf alternativen Frequenzen übertragen werden. Liegt kein vorher eingestellter Audiokanal vor, wie dies bei dem Einschalten der Fall ist, dann werden aktuell berechnete Werte der digitalen Audiodaten des aktuell eingestellten Audiokanals für die Initialisierung der Fehlerverschleierung verwendet, die beispielsweise während einer Stummschaltung ermittelt werden. Diese Werte geben dann doch wenigstens einen Hinweis, inwieweit die Übertragungsfehlerzahl zu einer Fehlerverschleierung führen muß. Liegt die Übertragungsfehleranzahl unter einem vorgegebenen Schwellwert, wird überhaupt keine Fehlerverschleierung vorgenommen, dann liegt ein ungestörter Rundfunkempfang vor.
Sind die Übertragungsfehleranzahlen des vorher eingestellten Audiokanals für eine längere Zeit abgespeichert gewesen, d. h. länger als beispielsweise 3 Sekunden, dann werden auch diese Werte nicht mehr verwendet, da sie nicht mehr charakteristisch für die aktuell vorliegenden Übertragungsbedingungen in einem Kraftfahrzeug sind.
Die Entzerrung 11 liefert dann also entsprechende Entzerrerwerte zu der Dequantisierung 6. Die Dequantisierung 6 ist Teil der Quellendecodierung. Hier werden die Skalenfaktoren, auf die die digitalen Audiodaten bezogen werden, verwendet, um die Dequantisierung durchzuführen. Dabei ist die Formung des Audiospektrums möglich. Das so entstandene Audiospektrum wird dann in der Filterbank 7 einer inversen diskreten Kosinustransformation unterzogen, um die Audiodecodierung abzuschließen. Die Audiodecodierung ist hier bei DAB nach dem Standard MPEG-1,2 Layer 2. Die decodierten Audiodaten werden dann von einem Digital-Analog- Wandler 8 in analoge Signale umgewandelt, um von dem Audioverstärker 9 verstärkt zu werden und von dem Lautsprecher 10 wiedergegeben zu werden. Die am Ausgang des Audiodecoders 7 vorliegenden decodierten Audiodaten liegen als PCM-Daten (Puls Code Modulation) vor. Diese Daten können auch auf einen Multimediabus geschaltet werden, um von anderen Komponenten von diesem Multimediabus, beispielsweise einem Lautsprechersystem, zur Wiedergabe verwendet zu werden. Weiterhin ist es möglich, dass nach der Filterbank 7 ein Abtastratenumsetzer eingesetzt wird, um gegebenenfalls die Abtastrate beispielsweise auf die Busübertragungsrate umzusetzen. Auch wenn andere Audiodaten, die beispielsweise mit MP 3 decodiert werden, von dem Rundfunkempfänger decodiert wurden, ist gegebenenfalls eine Abtastratenumsetzung notwendig.
Weiterhin ist es möglich, dass der Rundfunkempfänger, der wie oben dargestellt ein digitaler Empfänger ist, in der Lage ist, sowohl DAB als auch FM zu empfangen. Dann wird die Fehlerverschleierung, wenn zunächst ein FM-Audiokanal gewählt wurde und dann ein DAB-Kanal, durch eine Schnüffelfunktion vorbereitet. D.h. in kurzen Zeitabschnitten überprüft der Rundfunkempfänger die Übertragungsfehleranzahl bei äquivalenten digitalen Audiokanälen, um bei einer Verschlechterung der Empfangsqualität des FM-Kanals automatisch umzuschalten. Dies gilt dann auch im gekehrten Fall, wenn bei einer schlechten Empfangssituation bei DAB auf ein äquivalenten FM-Audiokanal umgeschaltet wird. Hier wird dann während eines Rahmens die Empfangsqualität von äquivalenten FM- Kanälen ermittelt. Solche äquivalenten Kanäle werden als Begleitinformationen mit übertragen oder sie sind im Rundfunkempfänger bereits abgespeichert.
Die Empfangsqualität kann bei FM aus der Empfangsfeldstärke (Signalfeldstärke) , den Synchronisationsversuchen, der
Basisbandenergie und anderen Parametern bestimmt werden. Diese Empfangsqualität wird mit einem vorgegebenen Qualitätsmaß verglichen, das empirisch ermittelt wird. Ist die Empfangsqualität besser als das Qualitätsmaß, dann liegt ein akzeptabler Empfang vor, liegt die Empfangsqualität unter dem Qualitätsmaß, dann wird bei einem vorhandenen digitalen Audiokanal auf diesen umgeschaltet, sofern der digitale Audiokanal eine Übertragungsfehleranzahl aufweist, die einen guten Empfang ermöglicht (keine Stummschaltung) . Gegebenenfalls kann der FM-Kanal einen digitalen Träger (RDS) , der zur Ermittlung der Übertragungsfehleranzahl verwendet werden kann, aufweisen. Bei der Umschaltung wird eine kurze Stummschaltung vorgenommen, um eine Initialisierung der Fehlerverschleierung durchzuführen.
Die Übertragungsfehleranzahl, die für einen digitalen Audiokanal ermittelt wird, wird ebenfalls mit einem vorgegebenen Qualitätsmaß verglichen, um eine objektive Aussage über die Empfangsqualität machen zu können. Auch bei einem FM-Kanal kann durch eine Bandbreitenreduktion eine Fehlerverschleierung durchgeführt werden. In Abhängigkeit von der Empfangsqualität wird stufenweise eine Verminderung der Bandbreite durchgeführt. Eine Umschaltung von einem digitalen Audiokanal auf einen analogen Audiokanal wird vorzugsweise nur bei einer Stummschaltung oder bei einer drastischen Fehlerverschleierung durchgeführt.
In Figur 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren als Flussdiagramm dargestellt. In Verfahrensschritt 12 wählt ein Benutzer des Rundfunkempfängers, der in Figur 1 dargestellt wurde, einen Audiokanal, in dem digitale Audiodaten übertragen werden. Im Verfahrensschritt 13 empfängt der Rundfunkempfänger mittels der Antenne 1 des Hochfrequenzempfängers 2 und des Analog-Digital-Wandlers 3 die in den digitalen Rundfunksignalen enthaltenen digitalen Audiodaten. Am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 3 liegt ein Datenstrom vor.
In Verfahrensschritt 14 wird dann die Kanaldecodierung im Block 5 aus Fig.l mit der Bestimmung der Bitfehlerrate durchgeführt. In Verfahrensschritt 22 wird dann im Demultiplexer 4 das Demultiplexen der Audiorahmen in Audiodaten und Seiteninformationen durchgeführt. Weiterhin werden hier mittels Prüfsummen die Rahmenfehler und die
Skalenfaktorenfehler ermittelt. Diese Fehlermaße inklusive der Bitfehlerrate werden dann der Entzerrung 11 übertragen, die damit und gegebenenfalls mit einem vorher eingestellten Audiokanal die Fehlerverschleierung initialisiert beziehungsweise später an die aktuelle Empfangsqualität anpaßt. Die Startwerte für die Fehlerverschleierung berechnen sich also aus dem vorher eingestellten Audiokanal, und zwar aus dessen Übertragungsfehleranzahl. Darüber hinaus wird der Kanalfehlerschutz, den der vorher eingestellte Audiokanal und der aktuell eingestellte Audiokanal aufweisen, verglichen, um die Startwerte entsprechend anzupassen.
In Verfahrensschritt 15 wird also mit der Initialisierung der Fehlerverschleierung begonnen. In Verfahrensschritt 16 wird dabei überprüft, ob vorher ein Kanal eingestellt worden war, bei dem die Übertragungsfehleranzahl bestimmt wurde. Ist das der Fall, dann wird in Verfahrensschritt 17 der Kanalfehlerschutz verglichen. In Verfahrensschritt 19 wird darüber hinaus überprüft, ob die Übertragungsfehleranzahl des vorher eingestellten Audiokanals für eine kürzere Zeit als ein eingesteller Schwellwert abgespeichert ist. Ist das der Fall, dann wird in Verfahrensschritt 20 die Initialisierung der Startwerte mit der vorher berechneten Übertragungsfehleranzahl des vorher eingestellten
Audiokanals initialisiert, wobei der Kanalfehlerschutz berücksichtigt wird. In Verfahrensschritt 21 wird dann die Fehlerverschleierung gestartet, die dann durch aktuell berechnete Übertragungsfehleranzahlen des aktuell eingestellten Audiokanals an den aktuellen Zustand angepasst wird.
Wurde in Verfahrensschritt 16 festgestellt, dass vorher kein digitaler Audiokanal eingestellt worden war und damit keine Übertragungsfehleranzahl für die Initialisierung der Fehlerverschleierung vorliegt, dann wird in Verfahrensschritt 18 die aktuell berechnete Übertragungsfehleranzahl, die sich aus der Bitfehlerrate, die sich aus der Kanaldecodierung ergibt, der Prüfsummenfehleranzahl, die durch einen CRC (Cyclic Redundancy Check) berechnet wird und die
Skalenfaktorenfehleranzahl berechnet. Damit wird dann die Initialisierung mit Startwerten in Verfahrensschritt 20 begonnen, um dann in Verfahrensschritt 21 erneut die Fehlerverschleierung mit aktuell berechneten Übertragungsfehleranzahlen fortzuführen .
Wurde in Verfahrensschritt 19 festgestellt, dass die Übertragungsfehleranzahl des vorher eingestellten Audiokanals bereits für eine längere Zeit als der eingestellte Schwellwert (zum Beispiel 3 s) abgespeichert worden war, dann wird diese Übertragungsfehleranzahl gelöscht, und es wird nur die Übertragungsfehleranzahl des aktuell eingestellten Audiokanals verwendet, so dass dann zu Verfahrensschritt 18 gesprungen wird, und, wie oben dargestellt, fortgefahren wird.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Fehlerverschleierung von
Übertragungsfehlern in digitalen Audiodaten, wobei ein erster Audiokanal gewählt wird, wobei die in diesem ersten Audiokanal übertragenen digitalen Audiodaten empfangen werden, wobei an den empfangenen digitalen
Audiodaten eine Kanaldecodierung durchgeführt wird, wobei dann die digitalen Audiodaten einer Quellendecodierung unterzogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fehlerverschleierung mit Startwerten initialisiert wird, dass die Fehlerverschleierung durch eine erste
Empfangsquälitat an die digitalen Audiodaten angepasst wird und dass nach der Kanaldecodierung die Fehlerverschleierung von den Übertragungsfehlern in den digitalen Audiodaten durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Startwerte aus der ersten Empfangsqualität der digitalen Audiodaten, die im ersten Audiokanal übertragen werden, berechnet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Startwerte aus einer zweiten Empfangsqualität von den digitalen Audiodaten berechnet werden, die in einem zweiten Audiokanal übertragen werden, der vor dem ersten Audiokanal ausgewählt worden war.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalfehlerschutzniveaus des ersten und des zweiten Audiokanals verglichen werden und dass in Abhängigkeit von dem Vergleich die Startwerte angepasst werden.
5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Empfangsqualität der digitalen Audiodaten aus der Bitfehlerrate und/oder der Skalenfaktorfehler und/oder der Anzahl der Prüfsummenfehler bestimmt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerverschleierung durch eine Entzerrung realisiert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über den zweiten Audiokanal analoge Audiosignale übertragen werden, dass die zweite Empfangsqualität mit einem Qualitätsmaß verglichen wird und dass bei einem Unterschreiten des Qualitätsmaßes eine Fehlerverschleierung oder eine Umschaltung auf einen alternativen analogen Audiokanal oder auf einen digitalen Audiokanal erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sofort nach einer Umschaltung von einem analogen Audiokanal zu einem digitalen Audiokanal und umgekehrt eine kurze Stummschaltung erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer der Abspeicherung der zweiten Empfangsqualität der digitalen Audiodaten mit einem Schwellwert verglichen wird und dass, wenn die Zeitdauer den Schwellwert übertrifft, die zweite Empfangsqualität gelöscht wird und nur die erste Empfangsqualität für die Initialisierung der Fehlerverschleierung verwendet wird.
10.Rundfunkempfänger zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rundfunkempfänger Mittel zur Durchführung des Verfahrens, einen Hochfrequenzempfänger (2) und Mittel zur akustischen Wiedergabe (9, 10) aufweist.
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