DE3645150C2 - Broadcasting digital stereophonic audio signals - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist aus "Rundfunktechnische Mitteilungen", Jg. 28, 1984, Heft 1, Seiten 23 bis 27 bekannt.The invention relates to a method according to the Preamble of claim 1. Such a method is from "Rundfunk-Technische Mitteilungen", vol. 28, 1984, volume 1, pages 23 to 27.
Bei digitalen stereofonen Tonsignalübertragungen können die beiden empfangenen Tonsignale bei starken Störungen der Rundfunkübertragungskanäle nach Ausschöpfen aller Möglichkeiten der Fehlererkennung, Fehlerkorrektur und ggf. Fehlerverschleierung nicht mehr decodierbar sein. Die Folge ist ein sehr rascher Übergang von noch möglichem Empfang zur Stummschaltung des Empfängers. Dieses Verhalten ist häufig unerwünscht, zum Beispiel beim Empfang digital codierter Tonsignale in einem Funkfeld, dessen Eigenschaften sich häufig stark und meist kurzfristig ändern, wie z. B. in einem fahrenden Kraftfahrzeug.With digital stereophonic audio signal transmissions the two received audio signals in the event of strong interference of the radio transmission channels after exhausting all Possibilities of error detection, error correction and if necessary, error concealment can no longer be decodable. The result is a very quick transition from what is still possible Reception to mute the receiver. This Behavior is often undesirable, for example when it is received digitally coded audio signals in a radio field, the Characteristics are often strong and mostly short-term change, such as B. in a moving motor vehicle.
Aus der DE-PS 23 33 524 ist es bei einem Verfahren zum Übertragen analoger, stereofoner Tonsignale einschließlich eines Zusatzsignals bekannt, in dem einen stereofonen Tonsignals eine Frequenzlücke zu schaffen, in die das Zusatzsignal eingefügt wird. Diese Frequenzlücke wird wiedergabeseitig mit einem Ersatzsignal gefüllt, das aus dem im anderen stereofonen Tonsignal im entsprechenden Frequenzbereich liegenden Signalanteil gewonnen wird. Für eine Fehlerkorrektur ist dieses bekannte Verfahren nicht ohne weiteres geeignet, da eine Übertragungsstörung häufig beide stereofonen Tonsignale in demselben Frequenzbereich betrifft, so daß kein ungestörtes Ersatzsignal aus dem jeweils anderen Kanal gewonnen werden kann.From DE-PS 23 33 524 it is in a method for Transmission of analog, stereo sound signals including known an additional signal in which a stereo Sound signal to create a frequency gap in which the Additional signal is inserted. This frequency gap is filled with a substitute signal on the playback side, that from the corresponding stereo sound signal in the other Frequency range lying signal portion is won. For an error correction this is known methods are not readily suitable, since a Transmission interference often both stereo sound signals in the same frequency range, so no undisturbed Substitute signal obtained from the other channel can be.
Bei Auftreten solcher Störungen, die weder korrigiert noch verschleiert werden können, wird in dem Stammpatent DE 36 38 922 C2 bereits vorgeschlagen, den gestörten Signalabschnitt durch einen zeitgleichen, ungestörten Signalabschnitt aus dem voreilenden bzw. verzögerten anderen Kanal des stereofonen Gesamtsignals zu ersetzen. Diese Vorgehensweise ist jedoch unzweckmäßig, wenn entweder eine sehr starke Erhöhung des Pegels des einzufügenden Signals notwendig wäre oder die Korrelation beider Signale nahe dem Wert Null liegt.When such disturbances occur, which is neither corrected can still be obscured, is in the parent patent DE 36 38 922 C2 already proposed the disturbed Signal section through a simultaneous, undisturbed Signal section from the leading or delayed to replace another channel of the overall stereophonic signal. However, this approach is inappropriate if either a very sharp increase in the level of the inserted Signal would be necessary or the correlation of both Signals is close to zero.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, daß auch dann, wenn die Tonsignalübertragung stark in ihrer Qualität eingeschränkt wird und eine Einfügung aus dem benachbarten Kanal unzweckmäßig ist, die übertragenen Tonsignale als solche noch erkennbar bleiben, insbesondere soweit, daß bei Sprachübertragung der Text noch verständlich ist.In contrast, the object of the invention is a To improve methods of the type mentioned at the outset in such a way that even if the sound signal transmission severely limited in quality and one Insertion from the adjacent channel is inappropriate, the transmitted audio signals are still recognizable as such remain, especially to the extent that with voice transmission the text is still understandable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing Features of claim 1 solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements and developments of The inventive method result from the Subclaims.
Die Erfindung findet Anwendung bei einer digitalen stereofonen Tonsignalübertragung mit mindestens zwei voneinander getrennt codierten Tonsignalen. Dies trifft z. Zt. zu für alle bekannten stereofonen Systeme, wie Intensitäts- und Laufzeitstereofonie, kopfbezogene Stereofonie, nicht matrizierte Quadrofonie, Eidofonie und andere.The invention finds application in a digital stereo audio signal transmission with at least two separately coded audio signals. This meets z. Currently too for all known stereo phones Systems such as intensity and duration stereophony, head-related stereophony, unmatrified quadophony, Eidofonie and others.
Die Erfindung macht sich bestimmte Eigenschaften des Gehörsinns nutzbar. Sowohl Richtungs- und Entfernungswahrnehmungen einer oder mehrerer Schallquellen wie auch die Wahrnehmung von Raumeindrücken, also pauschaler Größe eines Schallfeldes, wie z. B. Nachhall, Diffusität etc., unterliegen einer Trägheit. Diese Wahrnehmungen kommen erst nach einer (unterschiedlichen) Mindestzeit des Zuhörens zustande, was umgekehrt bedeutet, daß diese Wahrnehmungen auch nicht beliebig schnell wechseln können.The invention takes on certain properties of Sense of hearing usable. Both directional and distance perceptions one or more sound sources like also the perception of spatial impressions, i.e. more general Size of a sound field, such as B. reverberation, Diffusivity etc. are subject to inertia. These Perceptions come after a (different) Minimum listening time occurs, which is the other way around means that these perceptions are not can change as fast as you want.
Daraus folgt, daß kurzzeitige Änderungen der Darstellung von Richtungen und Entfernungen von Schallquellen sowie eines Raumeindrucks in stereofon wiedergegebenen Signalen dann unhörbar bleiben, wenn sie diese Mindestzeiten unterschreiten und auch nicht zu häufig auftreten. Lassen sich diese beiden Bedingungen nicht einhalten, läßt sich bei richtiger Anwendung der beschriebenen Maßnahmen immerhin noch eine monofone Wiedergabe erzielen.It follows that short-term changes in the presentation of directions and distances of sound sources and a spatial impression reproduced in stereo Signals remain inaudible when they are fall below these minimum times and not too occur frequently. Let these two conditions can not be observed if used correctly of the measures described is still a monophonic Achieve playback.
Diese Maßnahmen führenThese measures result
- - in einem ersten Stadium zu keinen wahrnehmbaren Änderungen bei der stereofonen Wiedergabe- in the first stage to no noticeable Changes in stereo playback
- - in einem zweiten Stadium zu einem mehr oder weniger ausgeprägten Zwischenzustand zwischen sterofoner und monofoner Wiedergabe- in a second stage to a more or less pronounced intermediate state between sterophonic and monophonic playback
- - in einem dritten Stadium zu einer nahzu monofonen Wiedergabe.- in a third stage to an almost monophonic Reproduction.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt ein Blockschaltbild einer empfangsseitigen Verarbeitungsschaltung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren gemeinsam mit weiteren, in dem Stammpatent geschützten Maßnahmen zum Aufrechterhalten der Wiedergabe bei kurzzeitigen Übertragungsstörungen realisiert ist.An embodiment of the method according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. The figure shows a block diagram of a receiving end Processing circuit in which the invention Proceed together with others in the parent patent protected measures to maintain playback in the event of short-term transmission disturbances.
Eigenheiten des dargestellten Beispiels sind:Peculiarities of the example shown are:
- - Das stereofone Signal besteht aus zwei Tonsignalen (links (l) und rechts (r)- The stereophonic signal consists of two sound signals (left (l) and right (r)
- - bei der Aussendung des 2-kanaligen stereofonen Signals ist ein Kanal (r) gegen den anderen verzögert worden- when transmitting the 2-channel stereo phone Signal is one channel (r) delayed against the other been
- - die digitale Information liegt in zwei getrennten Bitströmen vor (al und ar)- The digital information is available in two separate bit streams (a l and a r )
- - die digitale Information liegt in einer bitsparenden Codierung vor.- The digital information is bit-saving Coding before.
Werden einzelne Parameter anders gewählt - z. B. mehr als zwei Tonsignale oder nur ein serieller Datenstrom - so ändern sich bestimmte Verarbeitungsschritte entsprechend.If individual parameters are chosen differently - e.g. B. more than two audio signals or just one serial data stream - see above certain processing steps change accordingly.
Das digitale, sterofone Tonsignal mit dem voreilenden Linksanteil al und dem nacheilenden Rechtsanteil ar wird zunächst dadurch synchronisiert, daß der Linksanteil al in einer Verzögerungsstufe 1 um den Betrag t₁ verzögert wird, so daß die senderseitig eingeführte Zeitdifferenz zwischen den beiden Anteilen al und ar ausgeglichen ist. Diese Zeitdifferenz zwischen den stereofonen Signalanteilen hat den Vorteil, daß Störungen auf der Übertragungsstrecke, die zu einem gleichzeitigen völligen Ausfall beider Signalteile führen, dann erheblich gemildert oder ganz ausgeglichen werden können, wenn die Ausfallzeit der Vergrößerungszeit t₁ ist. Solche Störungen treten bei mobilem Empfang häufig auf, z. B. beim Durchfahren von Brücken oder Gebieten mit erheblicher Minderung der nutzbaren Feldstärke des RF-Signals auf Grund von Mehrwegeausbreitungen. The digital, stereophonic sound signal with the leading left part a l and the trailing right part a r is first synchronized in that the left part a l is delayed in a delay stage 1 by the amount t 1 , so that the time difference introduced by the transmitter between the two parts a l and a r is balanced. This time difference between the stereophonic signal components has the advantage that interference on the transmission link, which lead to a simultaneous complete failure of both signal components, can then be considerably alleviated or completely compensated for if the downtime is the increase in time t 1. Such interference often occurs with mobile reception, e.g. B. when driving through bridges or areas with a significant reduction in the usable field strength of the RF signal due to multipath propagation.
Diese Maßnahme ist sehr nützlich, setzt aber das Einfügen einer Zeitdifferenz auf der Sendeseite voraus. Die im folgenden beschriebenen weiteren Maßnahmen beziehen sich dagegen nur auf den Empfänger; sie sind im übrigen nicht an eine sendeseitig eingefügte Zeitdifferenz gekoppelt und können demgemäß auch ohne diese durchgeführt werden.This measure is very useful, but it does require pasting ahead of a time difference on the transmission side. Take the other measures described below on the other hand, only relates to the recipient; You are in the rest are not due to a time difference inserted on the transmission side coupled and can accordingly without them be performed.
In einer darauffolgenden Detektionsstufe 2 zur Verarbeitung der beiden Signalteile al und ar wird für jeden Anteil getrennt eine Fehlererkennung, Fehlerkorrektur und ggfs. Fehlerverschleierung nach Maßgabe des hierfür verwendeten Codes vorgenommen. Ferner wird in der Detektionsstufe 2 eine Information über den Pegelzeitverlauf der Tonsignale extrahiert, z. B. der mitübertragene Skalenfaktor. In einem weiteren Funktionsabschnitt der Detektionsstufe 2 werden die Informationen über den Pegelzeitverlauf und das Ausmaß der Fehlerbehandlung, insbesondere das Auftreten von Überlastungen des Fehlerschutzcodes, zusammengefaßt und an eine Auswertungs-, Entscheidungs- und Steuerstufe 6 weitergeleitet.In a subsequent detection stage 2 for processing the two signal parts a l and a r , error detection, error correction and, if necessary, error concealment are carried out separately for each portion in accordance with the code used for this. Furthermore, information about the level time curve of the sound signals is extracted in the detection stage 2 , e.g. B. the scale factor also transmitted. In a further functional section of detection stage 2 , the information about the level time curve and the extent of the error handling, in particular the occurrence of overloads of the error protection code, are summarized and passed on to an evaluation, decision and control stage 6 .
Die fehlerbehandelten digitalen Signalanteile bl und br, die in bitsparender Codierung vorliegen, werden in einer Normwandlerstufe 3 linear umcodiert, so daß nunmehr stereofone Signalanteile cl und cr in einer einfachen Form (z. B. 16 bit/linear) vorliegen, die leicht in den zugeordneten Verarbeitungsstufen 8 bzw. 8 und 7 im Sinne von Verzögern, Umblenden, Pegelanpassen und dgl. verarbeitet werden können. Diese Signalanteile cl und cr werden jeweils einer weiteren Verzögerungsstufe 5 zugeführt, deren Verzögerungszeit t₂ entsprechend der erforderlichen Dauer der Verarbeitung der Signalanteile cl und cr in der Auswerte- und Steuerstufe 6 bemessen ist. Damit wird erreicht, daß vor Eintreffen der Signalanteile cl und cr in der jeweiligen Verarbeitungsstufe 8 die Auswertungs-, Entscheidungs- und Steuerstufe 6 in der Lage ist, über einen hinreichend langen Zeitraum die Informationen über die digitalen stereofonen Signalanteile auszuwerten und hieraus entsprechende Steuerbefehle für die Verarbeitungsstufen 8 abzuleiten. Diese Verarbeitungsdauer setzt sich aus der Zeit für das Aus- und Einblenden und die Zeit der Übernahme des digitalen Signalanteils aus dem jeweils anderen Kanal bzw. dem eigenen verzögerten Kanal zusammen. Bei lang andauernden Störungen können diese Zeiten auch mehrmals anfallen, wobei die Gesamtzeit bis zu 200 ms betragen kann.The error-treated digital signal components b l and b r , which are available in bit-saving coding, are linearly recoded in a standard converter stage 3 , so that stereophonic signal components c l and c r are now available in a simple form (e.g. 16 bit / linear), which can easily be processed in the assigned processing stages 8 or 8 and 7 in the sense of delaying, fading, level adjustment and the like. These signal components c l and c r are each fed to a further delay stage 5 , the delay time t 2 of which is dimensioned in accordance with the required duration of processing the signal components c l and c r in the evaluation and control stage 6 . This ensures that before the arrival of the signal components c l and c r in the respective processing stage 8, the evaluation, decision and control stage 6 is able to evaluate the information about the digital stereophonic signal components over a sufficiently long period of time and from this corresponding control commands to derive for processing stages 8 . This processing time is made up of the time for fading in and out and the time for taking over the digital signal component from the respective other channel or the own delayed channel. In the case of long-lasting faults, these times can occur several times, the total time being up to 200 ms.
Nach Durchlaufen der zugeordneten Verzögerungsstufe 5 gelangen die Signalanteile dl und dr auf folgenden Wegen zu den zugeordneten Verarbeitungsstufen 8 l und 8 r:After passing through the assigned delay stage 5 , the signal components d l and d r arrive at the assigned processing stages 8 l and 8 r in the following ways:
- 1. dl auf direktem Wege an Eingang 802 der Stufe 8 l;1. d l directly to input 802 of level 8 l ;
- 2. dl über eine Verzögerungsstufe 7 der Verzögerungszeit t₃ als Signal el an Eingang 801 an Stufe 8 l;2. d l via a delay stage 7 of the delay time t₃ as signal e l at input 801 at stage 8 l ;
- 3. dl auf direktem Wege an Eingang 804 der Stufe 8 r;3. d l directly to input 804 of stage 8 r ;
- 4. dr auf direktem Wege an Eingang 805 oder Stufe 8 r;4. d r directly at input 805 or level 8 r ;
- 5. dr über eine Verzögerungsstufe 7 mit der Verzögerungszeit t₃ an Eingang 806 der Stufe 8 r;5. d r via a delay stage 7 with the delay time t₃ at input 806 of stage 8 r ;
- 6. dr auf direktem Wege an Eingang 803 der Stufe 8 l.6. d r directly to input 803 of level 8 l .
In der Verarbeitungsstufe 8 l werden die folgenden digitalen Tonsignalbearbeitungen nach Maßgabe der Steuerbefehle von der Auswertungs-, Entscheidungs- und Steuerstufe 6 ausgeführt;In processing stage 8 1 , the following digital sound signal processing is carried out in accordance with the control commands from evaluation, decision and control stage 6 ;
- Entweder: Die Signale an den Eingängen 802 bleiben unbeeinflußt und werden direkt den zugeordneten D/A-Wandlern zugeführt.Either: The signals at inputs 802 remain unaffected and are fed directly to the assigned D / A converters.
-
Oder: Der Signalanteil an Eingang 802 der Stufe
8 l wird ausgeblendet und statt dessen wird
- entweder der Signalanteil dr vom Eingang 803
- oder der Signalanteil el von Eingang 801 eingeblendet,
- oder es wird nichts eingeblendet (Stummschaltung).
- either the signal component d r from input 803
- or the signal component e l from input 801 is shown,
- or nothing is shown (mute).
Entsprechendes gilt für die Funktion der Verarbeitungsstufe 8 r.The same applies to the function of processing level 8 r .
Zusätzlich werden die Pegel der eingeblendeten Signalanteile nach Maßgabe entsprechender Steuerbefehle der Stufe 6 angehoben, beibehalten oder abgesenkt.In addition, the levels of the displayed signal components are raised, maintained or lowered in accordance with corresponding control commands of level 6 .
Ferner wird nach Beendigung einer detektierten Störung - ebenfalls nach Maßgabe entsprechender Steuerbefehle der Stufe 6 - der eingeblendete (Ersatz)-Signalanteil wieder ausgeblendet und der nunmehr wieder ungestörte Signalanteil (dl in Stufe 8 l bzw. dr in Stufe 8 r) wieder eingeblendet.Furthermore, after a detected disturbance has ended - likewise in accordance with corresponding control commands of stage 6 - the faded-in (replacement) signal component is faded out again and the now undisturbed signal component (d l in stage 8 l or d r in stage 8 r ) is shown again .
Die am Ausgang der Stufen 8 vorliegenden digitalen Tonsignalanteile fl und fr werden den zugeordneten Digital/Analogwandlern 9 zugeführt, an deren Ausgänge analoge Tonsignale l bzw. r für die Wiedergabe über Lautsprecher oder Kopfhörer vorliegen.The digital audio signal components f l and f r present at the output of the stages 8 are fed to the assigned digital / analog converters 9 , at the outputs of which analog audio signals l or r are present for reproduction via loudspeakers or headphones.
Die Verzögerungszeit t₃ der Stufen 7 ist variabel und richtet sich nach Vorgaben der Stufe 6. Sie ist erforderlich, wenn ein durch die Auswerte-, Entscheidungs- und Steuerstufe 6 vorgegebener Signalzeitabschnitt wiederholt werden soll. Die Variabilität ist erforderlich, um die Dauer des Zeitabschnittes unterschiedlich festlegen zu können. Die Variabilität kann auch dadurch erreicht werden, daß jede Verzögerungsstufe 7 verschiedene feste Verzögerungen erzeugt, die der Stufe 8 zur Auswahl zur Verfügung stehen.The delay time t₃ of levels 7 is variable and depends on the specifications of level 6 . It is required if a signal time period predetermined by the evaluation, decision and control stage 6 is to be repeated. The variability is necessary so that the duration of the time period can be determined differently. The variability can also be achieved in that each delay stage 7 generates different fixed delays which are available to stage 8 for selection.
In der Stufe 6 werden folgenden Informationen aufgenommen, gespeichert, ausgewertet und zu Steuersignalen an die Stufen 8 l, 8 r und ggfs. auch an die Stufen 7 verarbeitet:In level 6 , the following information is recorded, stored, evaluated and processed into control signals at levels 8 l , 8 r and, if necessary, also at levels 7 :
- 1. Von Stufe 2 Informationen über die Überlastung des Fehlerschutzes, über Beginn, Dauer sowie Ende der Überlastung.1. From level 2 information about the overload of the error protection, about the start, duration and end of the overload.
- 2. Von Stufe 2 laufende Informationen über die Pegelzeitverläufe der ursprünglich analogen und dann für die Übertragungszwecke digitalisierten stereofonen Signalanteile.2. Information from level 2 running on the level curves of the originally analog and then digitized stereophonic signal components for the transmission purposes.
- 3. Von einem die Signalanteile cr und cl auswertenden Korrelationsmesser 4 Informationen über den Korrelationsgrad der einzelnen Signalanteile des stereofonen Gesamtsignals.3. From a correlation meter 4 evaluating the signal components c r and c l, information about the degree of correlation of the individual signal components of the stereophonic overall signal.
Die von der Stufe 6 abgegebenen Steuersignale bestimmen, wie schon erwähnt:As already mentioned, the control signals emitted by stage 6 determine:
- - Anfang und Ende von Ein- und Ausblendungen- Start and end of fades in and out
- - Pegelveränderungen- level changes
- - Auswahl der Ersatzsignale oder Stummschaltung- Selection of replacement signals or muting
- - Wahl der Verzögerungszeit t₃ in Abhängigkeit von der Dauer einer detektierten Störung.- Choice of the delay time t₃ depending on the duration of a detected fault.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863645150 DE3645150C2 (en) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | Broadcasting digital stereophonic audio signals |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863645150 DE3645150C2 (en) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | Broadcasting digital stereophonic audio signals |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3645150C2 true DE3645150C2 (en) | 1992-01-09 |
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ID=25849374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3645150C2 (en) |
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