Устройство кодирования звуковых сигналов в частотной области

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧВЧИХРЕСПУБЛИК 09) Н 1)5 С 10 Н 1/О Р.,ь ОПИСА ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ ин,(54) УстРОЙст СИГНАЛОВ В ЧА (57) Иэобрете обработки звук быть испольэов мах звукового .содержит анало ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЗЗРЫТИЯРИ ГКНТ СССР 1(1) Московский институт свя(56) Патент США 4433604,кл. С 1 О Н 1/02, 1984,ВО ЕОДИРОВАНИЯ ЗВУКОВЫХстотной ОБПАсти ие относится к технике овых сигналов и может ано в цифровых систевещания. Устройство го-цифровой преобраэоИэибретение относится к технике обработки звуковых сигналов и может быть использовано в цифровых системах звукового вещания.Цель изобретения . - повьпцение точности передачи звуковых сигналов путем увеличения коли ества обрабатываемых спектральных составляющих.На фиг.1 показана структурная схема устройства кодирования звуковых сигналов в частотной области; на фиг.2 - схема распределения информации в разрядах параллельного регистра,Устройство кодирования звуковьщ сигналов в частотной области содержит аналого-цифровой преобразователь 1, преобразователь фурье 2, преобразователь 3 в полярные координаты, блок 4 задержки, вычитатель 5 ватель, преобразователь фурье, преобразователь в полярные координаты,блок задержки, вычитатель, первый ивторой детекторы единицы, адаптивныйдифференциальный преобразователь, параллельный регистр, Первый и второйкоммутаторы, буферный накопитель,счетный узел и дешифратор. Устройство обеспечивает повышение точностипередачи звукового сигнала путем увеличения числа передаваемых коэффициентов Фурье при скорости цифровогопотока не вышее, чем в известном устройстве, Это достигается эа счет использования разностного метода кодирования амплитуд коэФФициентов и устранения избыточности в передаваемомсигнале, 2 ил. первый детектор 6 единицы, адаптивный дифференциальный преобразователь 7, второй детектор 8 единицы, параллельный регистр 9, первый 1 О и второй 1 коммутаторы, буферный накопитель 12, счетный узел 13, выход 14 преобразователя 3, выход 15 буферного накопителя 12, вход 16 счетного узла 13, дешифратор 17, блок 18 памяти, первый 19 и второй 20 блоки сравнения и счетчик 21.Устройство кодирования звуковых сигналов в частотной области работает следующим образом.Звуковой сигнал в аналоговой фор-. ме поступает на вход аналого-цифрово" го преобразователя 1, где преобразуется в цифровую форму, и подается на вход преобразователя Фурье 2, в кото1589314 ром преобразуется в ряд козффициен 1 гов фурье, представленных в виде комплексных чисел. В преобразователе 3 в полярные координаты коэффициенты преобразуются из прямоугольной системы координат в полярную систему, где число представляется в виде амплитуды и угла (фазы). Так как человеческий слух менее чувствителен к фазе сигнала, то на отображение фазы сигнала используется меньшее количество информации (достаточно четырех бит).Информация об амплитуде с выходапреобразователя 3 поступает на один вход вычитатея 5, а затем на другой вход после задержки на один такт в блоке 4 задержки, длительность такта определяется числом отсчетов, используемых в разложении Фурье, и обеспечивает сравнение в вычитателе 5 частотных коэффициентов с одним и тем же номером. Одновременно на выходе детектора 6 формируется сигнал "1" в случае наличия хотя бы одной единицы в кодовой комбинации и "О" в случае их отсутствия. С выхода вычитателя 5 разность двух последующих .значений коэффициентов поступает на адаптивный дифференциальный преобразователь 7, где отображается в виде ограниченного количества разрядов, например трех. Одновременно информация о разности двух коэффициентов поступает на вход второго детектора 8, на выходе которого формируется сигнал "1" в случае наличия хотя бы одной единицы в кодовой комбинации и "О" в случае их отсутствия.Далее информация о наличии сигна -ла (выход детектора 6), о наличии изменения сигнала детектора 8, о величине изменения амплитуды сигнала (выход адаптивного дифференциального преобразователя 7) и о фазе (выход 14 преобразователя 3) поступает на соответствующие входы параллельного ре. гистра 9; Считывание информации с параллельного регистра 9 производится с по- . мощью коммутатора 10, управление ко" торым осуществляется первьжи двумяразрядами, записанными в параллель."ном регистре 9 (фиг.2) при помощидешифратора 17Коммутатор 10 подключает на входкоммутатора 11 информацию следующим образом: только первые два разряда в случае отсутствия сигнала;только первые пять разрядов в случае отсутствия изменения амплитуды сигнала;все девять разрядов в случае наличия сигнала и изменения его амплитуды.В буферный накопитель 12 записы"ваются разные по длительности кодовые слова, выборка производится напониженной тактовой частоте.Для исключения воэмоюости пере полнения буферного накопителя 12служат счетный узел 13 и коммутатор 11, с помощью которых устраняется информация о коэффициентах, соответствующих высокочастотным компонен там сигнала, счетный узел 13 определяет текущее значение номера спектральной составляющей, который однозначно определяет ее положение вспектре сигнала, и управля,ет коммутатором 11 таким образом, что последний прерывает прохождение информациис коммутатора 10 на буферный накопитель 12.Буферный накопитель 12 разрешает 30 работу счетного узла 13 на прерывание по управлению коммутатором 11 вслучае своего заполнения по заданнойвеличине.Счетный узел 13 работает следую щим обра омБлок 18 памяти содержит информацию о заданной (допустимой) величиненаполнения буферного накопителя 12,Информация по входу 1 о поступает 40 непосредственно на счетчик 21. Выходсчетчика 21, соответствующий высокочастотным компонентам сигнала, соединен с одним входом блока 20 сравнения, на другой вхоц которого ло дается сигнал с выхода блока 19 сравненияТаким образом, скорость цифровогопотока уменьшается эа счет использо-.вания разностных методов. кодирования 50 амплитуды всех спектральных составляющих сигнала (меняющихся сравнительно медленно), статистического сскращения цифрового потока и устраненияспектральных составляющих, не воспринимаемых слушателем вследствиеэффекта маскировки.Устройство обеспечивает повышениеточности звукопередачи, за счет передачи всех входящих в него спектраль 1589314ных составляющих, что дополнительнорасширяет его функциональные возможности, позволяя осуществлять передачу сигналов широкого класса с высокимкачеством, необходимым в системе цифрового радиовещания. формула изобретения1 ОУстройство одирования звуковых сигналов в частотной области, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом устройства кодирования звуковых сигна лов в частотной области, а выход через преобразователь фурье подлючен к входу преобразователя в полярные координаты, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности О передачи звуковых сигналов путем уве-личения количества обрабатываемых спектральных составляющих, введены дешифратор, адаптивный дифференциальный преобразователь, первый детектор единицы и последовательно соединенные блок задержки, вычитатель, вто" рой детектор единицы, параллельный регистр, первый коммутатор, счетный узел, второй коммутатор и буферныи 30 накопитель, первый выход которого является выходом устройства кодирования звуковых сигналов в частотной области, при этом первый выход преобразователя в полярные координаты подключен к второму входу вычитателя и входу блока задержки, выход которого через первый детектор единицы подключен ; второму входу параллельного регистра, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к вто"рому выходу преобразователя в полярные координаты и выходу адаптивногодифференциального преобразователя,вход которого подключен к выходу вычитателя, второй выход буферного накопителя подключен к второму входусчетного узла, первый вход которогоподключен к второму входу второгокоммутатора, первый и второй входыпервого коммутатора подключены соответственно к входу и выходу дешифратора, а счетный узел содержитсчетчик и последовательно соединен"ные блок памяти, первый блок сравнения и второй блок сравнения, выходкоторого является выходом счетногоузла, вторым и первым входами которого являются соответственно второй вход первого блока сравнения ивход счетчика, выход которого подключен к второму входу второго блока сравнения,1589314 мнрориоция а рам фиг ираж 31 СЧСР твенного комит .113035, Москв Составитель Редактор А.Огар Техред Л,Се, КорсаковюковаКорректор С,Черн Подписноета по изобретениям и открытиям при ГКЖ, Раушская наб., д. 4/5 мбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101