DE3523809A1

DE3523809A1 - Verfahren zur zeitkompression von informationen in digitaler form

Info

Publication number: DE3523809A1
Application number: DE19853523809
Authority: DE
Inventors: Björn 3100 Celle Blüthgen
Original assignee: Polygram GmbH
Current assignee: Polygram GmbH
Priority date: 1985-05-21
Filing date: 1985-07-03
Publication date: 1986-11-27
Also published as: EP0205200A1; JPS6226672A; DE3523809C2; EP0205200B1; ATE55199T1; JPH0576114B2; DE3673080D1; CA1251280A; US4750173A

Description

Polygram GmbH ' τ"" Mein Zeichen

Glockengießerwall 3 VPA 85 P 5206 DE 01

D-2000 Hamburg 1

Verfahren zur Zeitkompression von Informationen in digitaler Form

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zeitkompression von Informationen in digitaler Form, bei dem auf der Systemeingangsseite eine analoge Hauptinformation mittels Abtastung in eine Codewortfolge umgesetzt und dabei jeweils eine vorgegebene Anzahl von Codeworten zusammen mit einer Synchronisierinformation (Blocksynchronisation), einer Subcodeinformation und gegebenenfalls einer Fehlercodeinformation zu Blöcken fest vorgegebener Länge zusammengefügt sind und bei dem auf der Systemausgangsseite die analoge Hauptinformation zurückgewonnen wird.

Zugrundeliegender Stand der Technik

Bei der Bearbeitung, Speicherung und Wiedergabe sowie bei der Übertragung von Breitbandsignalen oder großen Datenbeständen besteht oftmals keine Möglichkeit, den vorgegebenen Rahmen für das zu bearbeitende, abzuspeichernde und wiederzugebende oder zu übertragende Signal für die Aufnahme zusätzlicher Informationen zu modifizieren. Um hier dennoch Raum für zusätzliche Informationen zu schaffen, ist es bei digitalen Informationen möglich, von einer sogenannten Zeitkompression Gebrauch zu machen. Eine solche Zeitkompression wird für ein digitales Zeitmultiplexsystem, beispielsweise durch die Jae 1 Mai / 01.07.85

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Literaturstelle DE-PS 12 54 715 angegeben. Um hier zusätzlich Platz innerhalb des vorgegebenen Zeitmultiplexrahmens für die Übertragung eines Synchronisierinformationsmusters zu schaffen, wird in vorgegebenem Rahmenrhythmus das niedrigstwertige Bit eines Codewortes eines Signalkanals im Abstand einer vorgegebenen Anzahl von in diesem Signalkanal aufeinander folgenden Codeworten ausgeblendet und durch ein Bit des Synchronisiermusters ersetzt. Die hierdurch verursachte Störung bleibt, da das Synchronisiermuster über sämtliche Signalkanäle des Zeitmultiplexrahmens gleichmäßig verteilt wird, dabei so gering, daß sie die Übertragungsqualität der einzelnen Signalkanäle praktisch nicht beeinträchtigt. Ein ähnliches Verfahren wird zur zusätzlichen Aufnahme eines Prüfsummenwortes in einen vorgegebenen zeitmultiplexen Rahmen in der älteren Anmeldung P 34 24 626.6 vorgeschlagen.

Gerade bei der Bearbeitung, Speicherung und Wiedergabe sowie der übertragung digitaler Informationen im Zusammenhang mit optisch auslesbaren plattenförmigen Informationsträgern hoher Speicherdichte besteht mitunter der Wunsch, auch umfangreiche Zusatzinformationen im bereits vorgegebenen Signalrahmen unterzubringen. Beispielsweise wird angestrebt, auf einer digitalen Audioplatte außer der Toninformation als Hauptinformation gleichzeitig eine Bildinformation unterzubringen, die dann während der Tonwiedergabe auf einem Monitor sichtbar gemacht werden kann. Die Anwendung der bekannten geschilderten Zeitkompression ist hier nicht ohne weiteres anzuwenden, weil der Umfang der Zusatzinformation die Qualität der Wiedergabe der Hauptinformation auf der Systemausgangsseite in einem unzulässigen Ausmaß beeinträchtigen würde.

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VPA 85 P 5206 DE 01 Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Verfahren zur Zeitkompression von Informationen in digitaler Form eine weitere Lösung anzugeben, die ohne merkliche Beeinträchtigung der Qualität der den eigentlichen Signalrahmen vorgebenden Hauptinformation es ermöglicht, noch digitale Zusatzinformation in größerem Umfang unterzubringen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich größere zusätzliche Datenmengen in einem durch eine Hauptinformation vorgegebenen Signalrahmen dannn übertragen lassen, wenn es gelingt, die durch die Zusatzinformation beeinträchtigten Codeworte der Hauptinformation vor ihrer Decodierung auf der Systemausgangsseite wenigstens annähernd dadurch zu rekonstruieren, daß diesen Codeworten jeweils ein ihnen zeitnahes vorausgehendes Codewort als Bezugscodewort zugeordnet wird, so daß auf der Systemausgangsseite die durch die Zusatzinformation gestörten Codeworte vor ihrer Decodierung zunächst durch von den zugehörigen Bezugscodeworten duplizierten Bits entsprechender Wertigkeit und/oder mit Bits geeigneter Wertigkeit einer Substitutions-Hilfsquelle wieder vervollständigt werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den weiteren Patentansprüchen 2 bis 6 angegeben.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung bedeuten die der näheren Erläuterung der Erfindung dienenden Figuren

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Fig. 1 ein für digitale Audiosignale üblicher durch

aufeinander folgende Blöcke vorgegebenen Formats festgelegter Signalfluß

Fig. 2, 3, 4 schematische Darstellung verschiedener Möglichkeiten der Einfügung der Zusatzinformation in Codeworte der Hauptinformation

Fig. 5 die Blockschaltbilddarstellung der Ein- und Ausgangsseite eines vom Verfahren nach der Erfindung Gebrauch machenden Systems

Fig. 6 das nähere Einzelheiten aufweisende Blockschaltbild eines Wortstellengebers nach Fig. 5

Fig. 7 das nähere Einzelheiten darstellende Blockschaltbild eines Bitstellengebers nach Fig. 5

Fig. 8 das nähere Einzelheiten aufweisende Blockschaltbild eines Koordinators nach Fig. 5

Fig. 3 das nähere Einzelheiten aufweisende Blockschaltbild eines Substitutions-Signalgebers nach Fig.5

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Der in Fig. 1 dargestellte lineare Signalfluß besteht aus aufeinander folgenden Blöcken B, von denen jeder Block mit einer Blocksynchronisation SYN beginnt, an die sich die Codeworte 1, 2, 3 ... 24 der Hauptinformation anschließen. Dem letzten Codewort 24 der Hauptinformation folgt dann eine Subcodeinformation SC. Der Block B wird abgeschlossen mit einer Fehlercodeinformation EC, die auf der Systemausgangsseite bei der Rückgewinnung der urprünglich analogen Hauptinformation in gewissen Grenzen eine Fehlerkorrektur ermöglicht. Zweckmäßig ist, wie in Fig. 1 angegeben, die Hauptinformation in 2 Byte langen Codeworten geordnet.

iei fest vorgegebenem Blockformat, wie es der Block B nach Fig. 1 darstellt, soll die noch unterzubringende Zusatzinformation im Bereich der Hauptinformation ange-

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siedelt werden. Verschiedene Möglichkeiten sind in den Figuren 2 bis 4 schematisch dargestellt. Jede der Figuren 2 bis 4 besteht aus vier über der Zeit t dargestellten Codewortfolgeabschnitten I, II, III und IV. Die Codeworte der Hauptinformation selbst sind durch von unten nach oben verlaufende Pfeile mit der aufsteigenden binären Wertigkeit
len angegeben.

ren Wertigkeit 2°, 2¹, 2², 2³, 2⁴ ... 2n ihrer Bitstel-

Bei Fig. 2 ist davon ausgegangen, daß bei den Codewortfolgeabschnitten I, II, III und IV die Codeworte der Hauptinformation in Codewortgruppen CWl mit zwei aufeinander folgenden Codeworten unterteilt sind. Bei den Schemata nach den Fig. 3 und 4 ist die Codewortfolge der Hauptinformation in Codewortgruppen CW2 unterteilt, die jeweils drei aufeinander folgende Codeworte umfassen. Der Codewortfolgeabschnitt I in den Fig. 2, 3 und 4 ist dadurch bestimmt, daß die Zusatzinformation lediglich die niedrigstwertige Bitstelle 2 eines Codewortes in Anspruch nimmt. Diese Biteinfügung ist entsprechend mit BE bezeichnet und durch ein Sternchen hervorgehoben. Bei den Codewortgruppen CWl nach Fig. 2 ist somit immer das erste Codewort der Codewortgruppe ein unveränderbares Bezugscodewort, während das zweite veränderbare Codewort das Mixcodewort bildet. Umfaßt eine Codewortgruppe (CW2) mehr als zwei aufeinander folgende Codeworte, also beispielsweise drei aufeinander folgende Codeworte, wie das die Figuren 3 und 4 zeigen, dann gibt es mit zunehmender Anzahl von Codeworten pro Codewortgruppe verschiedene Möglichkeiten der Unterteilung in Bezugscodeworte und Mixcodeworte. Bei dem Codewortfolgeabschnitt I nach Fig. 3 sind die ersten beiden Codeworte einer Codewortgruppe CW2 Bezugscodeworte und lediglich das dritte Codewort ein Mixcodewort. Beim entsprechenden Codewortfolgeabschnitt I nach Fig. 4 ist das erste Codewort ein Bezugscodewort und das zweite und dritte

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Codewort der Codewortgruppe CW2 ein Mixcodewort. Die Codewortfolgeabschnitte II, III und IV unterscheiden sich vom Codewortfolgeabschnitt I in den Figuren 2, 3 und 4 lediglich dadurch, daß in den Mixcodeworten jeweils mehr als 1 Bit der Zusatzinformation untergebracht ist. Diese Bitgruppeneinfügung ist jeweils mit BGE bezeichnet. Im Codewortfolgeabschnitt II sind in den Mixcodeworten jeweils die Bitstellen 2 und 2 mit Bits der Zusatzinformation besetzt. Im Codewortfolgeabschnitt III umfaßt die Bitgruppeneinfügung BGE die Bitstellen 2°, 2 und und im Codewortfolgeabschnitt IV die niedrigstwertigen vier Bitstellen 2°, 2¹, 2² und 2³.

Die in den Figuren 2, 3 und 4 dargestellten Möglichkeiten der Unterbringung der Zusatzinformation in den aufeinander folgenden Codeworten der Hauptinformation stellt nur eine kleine Auswahl der an sich vorhandenen Möglichkeiten dar. Wie schon darauf hingewiesen worden ist, wird die Variationsmöglichkeit umso größer, je größer die Anzahl der in einer Codewortgruppe zusammengefaßten Codeworte ist. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, bei mehreren Mixcodeworten innerhalb einer Codewortgruppe eine unterschiedliche Anzahl von niedrigwertigen Bitstellen für die Einfügung von Bits der Zusatzinformation zuzuordnen.

Die Systemeingangsseite SE und die Systemausgangsseite SA nach Fig. 5 zur Durchführung der im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 4 geschilderten Maßnahmen zur Unterbringung von Zusatzinformation in einem vorgegebenen Blockformat weisen jeweils eine Taktzentrale TZ mit einem Worttakt für die Hauptinformation Tl, einen Bittakt für die Hauptinformation T2, einen Bittakt für die Zusatzinformation T3 und eine Blocksynchronisierimpulsfolge T4 auf. Die Verwendung dieser Takte bei den einzelnen Baugruppen ist jeweils durch einen Pfeil in

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Verbindung mit dem Bezugszeichen für den betreffenden Takt zum Ausdruck gebracht. Die analoge Hauptinformation H-SIG/A wird dem Eingang des Analog-Digitalwandlers AD zugeführt, der ausgangsseitig die digitale Hauptinformation H-SIG/C an den eingangsseitigen Zweifachumschalter Ue abgibt, und zwar an den oberen Schaltkontakt des oberen der beiden Umschalter. Das bereits in digitaler Form vorliegende Zusatzsignal Z-SIG wird über den eingangsseitigen Puffer BMe dem unteren Schaltkontakt des oberen der beiden Umschalter des eingangsseitigen Zweifach-Umschalters Ue zugeführt. Immer dann, wenn in einem Codewort der Hauptinformation ein oder mehrere Bits entsprechend den Figuren 2, 3 und 4 durch Bits der Zusatzinformation ersetzt werden sollen, wird der eingangsseitige Zweifach-Umschalter Ue von der gezeichneten Schaltstellung seiner beiden Umschalter in deren nicht gezeichnete Schaltstellung für die Dauer des Einfügungsvorganges umgeschaltet. Dabei erhält der Puffer BMe den Bittakt der Hauptinformation T2 als Auslesetakt während gleichzeitig die Zusatzinformation im Puffer BMe über den oberen Umschalter des eingangsseitigen Zweifachumschalters Ue dem ihm nachgeschalteten Blockcodierer Be zugeführt wird. Im Blockcodierer BC wird das Format des Blocks B entsprechend Fig. 1 festgelegt und anschließend das formatierte digitale Signal der Systemausgangsseite SA zur Verfügung gestellt.

Die Systemausgangsseite SA weist eingangsseitig den Blockdecodierer BD auf, an den sich der Wortaufteiler WA anschließt. Am Ausgang des Wortaufteilers WA, an dem nunmehr nur noch die Codewortfolge der Hauptinformation mit der darin untergebrachten Zusatzinformation auftritt werden nun durch entsprechende Steuerung des ausgangsseitigen Mehrfach-Umschalters Ua einerseits die Bezugscodeworte und die hinsichtlich des Hauptinformationsinhaltes rekonstruierten Mixcodeworte dem Digital-Analog-

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umsetzer D/A und die Zusatzinformation dem ausgangsseitigen Puffer BMa zugeführt. Am Ausgang des Digital-Analogwanders D/A steht dann die wiedergewonnene analoge Hauptinformation H-SIG/A und am Ausgang des ausgangsseitigen Puffers BMa das digitale Zusatzsignal Z-SIG zur weiteren Verfugung an*

Die Steuerung des eingangsseitigen Zweifach-Umschalters Ue auf der Systemeingangsseite SE und des ausgangsseitigen Mehrfach-Umschalters Ua auf der Systemausgangsseite SA ist durch die Festlegung der Unterteilung der Codewortfolge der Hauptinformation innerhalb des Blocks B nach Fig. 1 in Codewortgruppen, die Aufteilung einer Codewortgruppe in Bezugscodeworte und Mixcodeworte und durch die Anzahl der zu ersetzenden niedrigwertigen Bits der zu mixenden Codeworte durch Bits der Zusatzinformation bestimmt.

Für die Erzeugung des Steuersignals für den eingangsseitigen Zweifach-Umschalter Ue sind verschiedene Baugruppen zuständig. Da ist zunächst der Kombinator KR, dem neben diversen Takten auch das digitale Zusatzsignal Z-SIG zugeführt wird. Der Kombinator KR hat ausgangsseitig drei Anschlüsse a, b, c, von denen am Anschluß a ein Signal über die Anzahl der Bezugscodeworte pro Codewortgruppe, am Anschluß b ein Signal, das die Zahl der Codeworte pro Codewortgruppe angibt und am Anschluß c ein Signal, das die Zahl der Bits der Zusatzinformation pro Mixcodewort angibt, abgenommen werden können. Die ausgangsseitigen Anschlüsse a und b des Kombinators KR sind mit den entsprechenden eingangsseitigen Anschlüssen a und b des Wortstellengebers WG verbunden, der immer dann an seinem ausgangsseitigen Anschluß d eine binäre "1" an den einen Eingang des aus einem UND-Glied bestehenden Steuersignalgebers SG abgibt, wenn er das Auftreten

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eines Mixcodewortes erkennt. Der ausgangsseitige Anschluß c des Kombinators KR ist mit dem entsprechenden eingangsseitigen Anschluß c des Bitstellengebers BG verbunden, der seinerseits an seinem ausgangsseitigen Anschluß f, der mit dem zweiten Eingang des ein UND-Glied darstellenden Steuersignalgebers SG verbunden ist, immer dann eine binäre "1" abgibt, wenn eine niedrigwertige Bitstelle eines Mixcodewortes durch ein Bit der Zusatzinformation ersetzt werden soll. Somit gibt der Steuersignalgeber SG in gewünschter Weise immer dann an seinem Ausgang ein Umsteuersignal an den eingangsseitigen Zweifach-Umschalter Ue, wenn in einem auftretenden Mixcodewort entweder das niedrigstwertige oder zwei und mehr niedrigwertige Bits dieses Codewortes durch Bits der Zusatzinformation ersetzt werden sollen.

Wie weiter noch erkennbar ist, weist die Systemeingangsseite SE noch einen Subinformationscodierer SRC auf, der eingangsseitig die Hilfinformation HI von einer Hilfs-Informationsquelle HQ und darüber hinaus auch die an den ausgangsseitigen Anschlüssen a, b und c des Koordinators KR anstehenden Signale erhält. Der Subinformationscodierer SRC führt die ihm eingangsseitig zugeführten Informationen zur Subcodeinformation SC nach Fig. 1 zusammen und gibt sie ausgangsseitig zur Einfügung in die Blöcke B an den Blockcodierer BC weiter.

Auf der Signalausgangsseite SA empfängt der Subinformationsdecodierer SRD vom Ausgang des Blockdecodierers BD die Subcodeinformation und gibt ausgangsseitig die Hilfsinformationen HI an den Hilfsinformationsempfänger HE und weitere Signale an die eingangsseitigen Anschlüsse a, b, c des Wortstellengebers WG und des Bitstellengebers BG ab. Diese weiteren Signale entsprechen den Signalen an den ausgangsseitigen Anschlüssen

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a, b und c des Koordinators KR auf der Systemeingangsseite SE. Auf diese Weise wird dann entsprechend der Signaleingangsseite SE erreicht, daß der Steuersignalgeber SG immer dann ein Umschalten des ausgangsseitigen Mehrfach-Umschalters Ua bewirkt, wenn eine Bitstelle eines Mixcodewortes auftritt, die von einem Bit der Zusatzinformation besetzt ist. Dabei wird mittels des mittleren Umschaltkontaktes des ausgangsseitigen Mehrfach-Umschalters Ua die Zusatzinformation von den Mixcodeworten abgeleitet und dem ausgangsseitigen Puffer BMa zugeführt. Gleichzeitig wird durch den untersten Umschaltkontakt des ausgangsseitigen Mehrfach-Umschalters Ua bewirkt, daß immer dann, wenn dem ausgangsseitigen Puffer BMa ein Bit der Zusatzinformation zugeführt wird, am ausgangsseitigen Puffer BMa als Einlesetakt der Bittakt der Hauptinformation T2 anliegt. Als Auslesetakt für den ausgangsseitigen Puffer BMa ist der Bittakt der Zusatzinformation T3 wirksam, so daß am Ausgang das digitale Zusatzsignal Z-SIG kontinuierlich abgenommen werden kann.

In den Zeitpunkten, in denen dem ausgangsseitigen Puffer BMa die Bits der Zusatzinformation zugeführt werden, müssen gleichzeitig, in die Mixcodeworte als Ersatz entsprechende Bits der ihnen zugeordneten Bezugscodeworte und/oder Bits geeigneter Wertigkeit der Substituionsquelle SQ eingefügt werden. Die zur Rekonstruktion der Mixcodeworte als Ersatz für die Bits der Zusatzinformation in die Mixcodeworte einzufügenden Bits können also sowohl entsprechende Bits der den Mixcodeworten zugeordneten Bezugscodeworte als auch Bits geeigneter Wertigkeit einer Substitutions-Hilfssinalquelle, beispielsweise eines Ditheroszillators oder eines Codegenerators sein, der eine Codewortfolge mit einem Nullwertinhalt generiert. Zweckmäßig kann, wie das bei der Systemausgangsseite SA nach Fig. 5 beispielhaft ausgeführt ist,

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auch von beiden Möglichkeiten in der Weise Gebrauch gemacht, daß Mixcodeworte, mit einem eine vorgegebene Wertschwelle überschreitenden Wert mit duplizierten Bits entsprechender Wertigkeit der den Mixcodeworten einer Codewortgruppe jeweils zugeordneten Bezugscodeworte und ansonsten mit Bits geeigneter Wertigkeit der Substitutions-Hilfssignalquelle SQ aufgefüllt werden.

Wie einschlägige der Erfindung zugrunde liegende Untersuchungen ergeben haben, kann es im Hinblick auf die Qualität der rekonstruierten analogen Hauptinformation H-SIG/A günstiger sein, die Mixcodeworte, die kleine Signalwerte repräsentieren, dadurch wiederherzustellen, daß ihre von der Zusatzinformation besetzten Bitstellen beispielsweise mit einer den Signalwert Null beinhaltenden Bitfolge aufgefüllt werden.

Dies geschieht mittels des Umschalters U, durch den der Eingang des Digital-Analogwandlers D/A wahlweise mit dem obersten Umschaltkontakt des ausgangsseitigen Mehrfachumschalters Ua oder dem Ausgang der Substitutions-Hilfssignalquelle SQ verbunden werden kann. Der Umschalter U wird über den Ausgang des UND-Gliedes UND 0 gesteuert, an dessen einen Eingang das Signal am Ausgang des Steuersignalgebers SG und an dessen anderen Eingang das Ausgangssignal des Vergleichers VO ansteht. Der Vergleicher VO vergleicht die am Ausgang des Wortaufteilers WA auftretenden Codeworte ihrem Wert nach mit einem im Bezugswertspeicher MO abgespeicherten, eine Wertschwelle darstellenden Codewort und gibt immer dann eine binäre "1" an den zugehörigen Eingang des UND-Gliedes UND 0, wenn das am Wortaufteilerausgang anstehende Codewort die Wertschwelle unterschreitet. In diesem Falle werden dann bei auftretenden Biteinfügungssignalen am Ausgang des Steuersignalgebers SG anstelle von duplizierten Bits entsprechender Wertigkeit von Bezugscodeworten über den

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obersten Schaltkontakt des ausgangsseitigen Mehrfachumschalters Ua hinweg Bits geeigneter Wertigkeit der Substitutions-Hilfssignalquelle dem Digital-Analogwandler D/A zugeführt.

Die durch duplizierte Bits der Bezugscodeworte zu' ersetzenden Bitstellen der den Bezugscodeworten jeweils zugeordneten Mixcodeworte liefert der Substitutions-Signalgeber SS über seinen ausgangsseitigen Anschluß h.

Ihm werden über den eingangsseitigen Anschluß g vom Ausgang des Wortaufteilers WA die Bezugscodeworte der aufeinander folgenden Codewortgruppen und über den Anschluß k der Bittakt der Hauptinformation T2 zugeführt. Weiterhin erhält er über seinen eingangsseitigen Anschluß a vom Subcodedecodierer SRD die für die vorzunehmende Substitution erforderliche Angaben über die Anzahl der Bezugscodeworte pro Codewortgruppe. Weitere Informationen erhält der Substitutions-Signalgeber SS von den ausgangsseitigen Anschlüssen χ und y des Wort-Stellengebers WG.

Das nähere Einzelheiten darstellende Blockschaltbild für einen Wortstellengeber WG zeigt Fig. 6. Er besteht aus den beiden Zählern Zl und Z2, den beiden Vergleichern Vl und V2 dem ODER-Glied OR, dem UND-Glied UNDl und dem Inverter II. Im Zähler Zl, der eingangsseitig den Worttakt der Hauptinformation Tl erhält, werden die aufeinander folgenden Codeworte gezählt und mittels der über den eingangsseitigen Anschluß b zugeführten Information bezüglich der Zahl der Codeworte pro Codewortgruppe im Vergleicher Vl festgestellt, wann der Zähler Zl eine Codewortgruppe gezählt hat. Das Ansprechen des Vergleichers Vl führt zu einem Rücksetzsignal des Zählers Zl vom Ausgang des Vergleichers Vl über das ODER-Glied OR zum Rückstelleingang r des Zählers Zl.

Gleichzeitig wird das Ausgangssignal des Vergleichers Vl

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dem Rückstelleingang r des Zählers Z2 zugeführt, dessen • Zähleingang immer solange die Taktimpulse des Worttaktes der Hauptinformation Tl über das UND-Glied UNDl zugeführt werden, solange der Vergleicher V2 nicht anspricht und somit kein Ausgangssignal dieses Vergleichers über den Inverter Il am zweiten Eingang des UND-Gliedes UNDl wirksam wird. Der Vergleicher V2, dem über den eingangsseitigen Anschluß a des Wortstellengebers WG am einen Eingang die Anzahl der Bezugscodeworte pro Codewortgruppe und dessen anderen Eingang das Ausgangssignal des Zählers Z2 zugeführt werden, spricht an, sobald er die Anzahl der Bezugscodeworte in einer Codewortgruppe erfaßt hat und sperrt mit seinem Ausgangssignal, wie bereits erwähnt worden ist, über den Inverter Il den Zähler Z2. Zugleich wird das Ausgangssignal des Vergleichers V2 als Ausgangssignal des Wortstellengebers WG am Anschluß d wirksam. Mit anderen Worten ist beim Wortgeber WG der ausgangsseitige Anschluß d immer im Zeitintervall des Auftretens eines Mixcodewortes aktiviert.

Das Blockschaltbild des Bitstellengebers BG nach Fig. 7 hat einen ähnlichen Schaltungsaufbau wie der Wortstellengeber WG nach Fig. 6. Er verfügt über den Zähler Z3, den Vergleicher V3, das UND-Glied UND2 und den Inverter 12. Der Worttakt der Hauptinformation Tl ist dem Rückstelleingang r des Zählers Z3 zugeführt und setzt diesen zu Beginn eines Worttaktes in seine Ausgangsstellung zurück. Das Ausgangssignal des invertiert zählenden Zählers Z3 wird mit dem die Zahl der Bits der Zusatzinformationen pro Mixcodewort angebenden Information am eingangsseitigen Anschluß c im Vergleicher V3 verglichen und der Ausgang des Vergleichers V3 aktiviert, sobald diese Bitzahl erreicht ist. Zugleich wird der Eingang des Zählers Z3, dem der Bittakt der Hauptinformation T2 über das UND-Glied UND2 zugeführt wird, über den Inver-

-M- VPA 85 P 5206 DE 01

ter 12 vom Ausgangssignal des Vergleichers V3 gesperrt. Somit ist der ausgangsseitige Anschluß f des Bitstellengebers BG, der mit dem Ausgang des Vergleichers V3 identisch ist, immer in den Zeitintervallen aktiviert, in denen vorgegebene, mit Bits der Zusatzinformation anzufüllende Bitstellen von Mixcodeworten auftreten.

Der in Fig. 8 in seinen näheren Einzelheiten dargestellte Kombinator KR der Systemeingangsseite SE weist den Zähler Z4 und den Tabellenspeicher ROM auf. Dem Eingang des Zählers Z4 wird das digitale Zusatzsignal Z-SIG zugeführt. Der Zähler Z4 selbst wird mit dem Bittakt der Hauptinformation T2 getaktet und über seinen Rückstelleingang r jeweils von einem Puls der Blocksynchronisierimpulsfolge T4 rückgesetzt. Der Zähler Z4 wirkt wie ein Adressengeber, der in Abhängigkeit der Zusatzinformation Z-SIG aus der Speichertabelle ROM die Informationen ausliest, und an seinen ausgangsseitigen Anschlüssen a, b und c zur Verfügung stellt, die vom Wortstellengeber WG und vom Bitstellengeber BG auf der Systemeingangsseite SE und der Systemausgangsseite SA benötigt werden. Die Speichertabelle ROM kann im Rahmen der vielfältigen Variationsmöglichkeiten, von denen in den Figuren 2 bis 4 einige beschrieben worden sind, beliebig gestaltet sein.

Fig. 9 schließlich zeigt noch das nähere Einzelheiten aufweisende Blockschaltbild des Substitutions-Signalgebers SS. Der Substitutions-Signalgeber SS ist so gestaltet, daß er bei Vorhandensein von zwei und mehr Bezugscodeworten am Anfang einer Codewortgruppe aus diesen Bezugscodeworten jeweils ein Mittelwert-Bezugscodewort bildet. Die seinem eingangsseitigen Anschluß g zugeführten Codeworte vom Ausgang des Wortaufteilers WA auf der Systemausgangsseite SA werden zunächst in einem Serien-Parallelwandler S/P bitparallel einem ausgangs-

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-i5- VPA 85 P 5206 DE Ol

seitigen Übergabeschalter UES zugeführt, der über den eingangsseitigen Anschluß χ ,entsprechend der Darstellung in unterbrochener Linie in Fig. 6, mit dem Ausgang des Wortstellengebers WG auf der Systemausgangsseite SA verbunden ist. Der Übergabeschalter UES gibt also immer dann die am Ausgang des Serien-Parallelwandlers S/P anstehenden Codeworte an den nachfolgenden Addierer ADD weiter, solange der Vergleicher V2 des Wortstellengebers WG nach Fig. 6 nicht anspricht. Dieser Zeitraum entspricht genau dem Zeitintervall, in dem zu Beginn einer Codewortgruppe Bezugscodeworte auftreten. Im Addierer ADD werden bei Vorhandenensein mehrerer Bezugscodeworte innerhalb einer Codewortgruppe diese Bezugscodeworte aufsummiert und anschließend zur Bildung eines Mittelwert-Bezugscodewortes im nachfolgenden Dividierer DV durch die Anzahl der vorher aufsummierten Bezugscodeworte dividiert. Die entsprechende Information erhält der Dividierer über den eingangsseitigen Anschluß a. Den Bitausgängen des Dividierers DV ist eine Abtastwert-Halteschaltung SH nachgeordnet, die das Ergebnis der Division abtastet und dem nachfolgenden Parallel-Serienwandler P/S zur Verfugung stellt. Der Parallel-Serienwandler P/S gibt dann das Mittelwert-Bezugscodewort an den ausgangsseitigen Anschluß h ab. Die Abtastwert-Halteschaltung SH wird über den eingangsseitigen Anschluß y gesteuert, der wie das Blockschaltbild des Wortstellengebers WG nach Fig. 6 in unterbrochener Linie zeigt, mit dem Ausgang des Vergleichers V2 verbunden ist. Immer dann, wenn der Vergleicher V2 anspricht und damit den Übergang von Bezugscodeworten zu Mixcodeworten anzeigt, wird mittels der Vorderflanke des am Ausgang des Vergleichers V2 auftretenden Impulses im Pulsformer PF ein Steuerimpuls abgeleitet, der unmittelbar die Abtastwert-Halteschaltung betätigt und über das Verzögerungsglied DL hinweg den Addierer ADD in seine Ausgangsstellung zurücksetzt. Das Austakten eines Mit-

-X&- VPA 85 P 5206 DE Ol

telwert-Bezugswortes erfolgt über den dem ausgangsseitigen Puffer BMa über den Mehrfach-Umschalter Ua am Anschluß k zugeführten Bittakt der Hauptinformation T2.

Gewerbliche Verwertbarkeit

Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich überall da einsetzen, wo im Zuge der Verarbeitung von digitalen Informationen in vorgegebenem Blockformat innerhalb des vorgegebenen Blockformats weitere Informationen mit verarbeitet werden sollen. Unter anderem ist die Anwendung des Verfahrens vorteilhaft bei in digitaler Form auf optisch auslesbaren plattenförmigen Informationsträgern abzuspeichernden Toninformationen, die zusätzlieh mit Bildinformationen versehen werden sollen.

6 Patentansprüche
9 Figuren

3523803 . j. ·\ . -Ζ ■ . :

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Liste der in den Figuren der Zeichnung verwendeten

Bezugszeichen

B = Block

SYN = Blocksynchronisation

1,2...2A = Codeworte

SC = Subcodeinformation

EC = Fehlercodeinformation

I,II,III,IV = Codewortfolgeabschnitt

CWl,2 = Codewortgruppe

BE = Biteinfügung

BGE = Bitgruppeneinfügung

SE = Systemeingangsseite

SA = Systemausgangsseite

TZ = Taktzentrale

Tl = Worttakt Hauptinformation

T2 s Bittakt Hauptinformation

T3 = Bittakt Zusatzinformation

T4 = Blocksynchronisierimpulsfolge

A/D = Analog-Digitalwandler

D/A = Digital-Analogwandler

HQ = Hilfsinformationsquelle

HE = Hilfsinformationsempfänger

HI = Hilfsinformation

BMe = eingangsseitiger Puffer

BMa = ausgangsseitiger Puffer

H-SIG/A = analoge Hauptinformation

H-SIG/C = codierte Hauptinformation

Ue = eingangsseitiger Zweifach-Umschalter

Ua = ausgangsseitiger Mehrfach-Umschalter

BC ' = Blockcodierer

BD = Blockdecodierer

WA = Wortaufteiler

Z-SIG = Zusatzinformation

KR = Koordinator

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SQ = Substitutions-Hilfssignalquelle

U = Umschalter

MO = Bezugswertspeicher

SRC = Subinformationscodierer

SRD = Subinformationsdecodierer

SS = Substitutions-Signalgeber

WG = Wortstellengeber

BG = Bitstellengeber

SG = Steuersignalgeber

a,b,c = Anschlüsse

d,f,g,h = Anschlüsse

k,x,y = Anschlüsse

r = Rückstelleingang

Zl,2,3,4 = Zähler

VO,1,2,3 = Vergleicher

OR = ODER-Glied

11,2 = Inverter

UND 0,1,2 = UND-Glied

ROM = Tabellenspeicher

S/0 = Serien-Parallelwandler

P/S = Parallel-Serienwandler

UES = Übergabeschalter

ADD = Addierer

DL = Verzögerungsglied

DV = Dividierer

PF = Pulsformer

SH = Abtastwert-Halteschaltung

INSPECTED

- Leerseite -

Claims

y VPA 85 P 5206 DE 01 Patentansprüche

Verfahren zur Zeitkompression von Informationen in digitaler Form, bei dem auf der Systemeingangsseite eine analoge Hauptinformation mittels Abtastung in eine Codewortfolge umgesetzt und dabei jeweils eine vorgegebene Anzahl von Codeworten zusammen mit einer Synchronisierinformation (Blocksynchronisation), einer Subcodeinformation und gegebenenfalls einer Fehlercodeinformation zu Blöcken fest vorgegebener Länge zusammengefügt sind und bei dem auf der Systemausgangsseite die analoge Hauptinformation zurückgewonnen wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte A. auf der Systemeingangsseite (SE),

a. unterteilen der in einem Block (B) aufeinander folgenden Codeworte (1,2 ... 24) der Hauptinformation (H-SIG/C) in mehrere gleiche Codewortgruppen (CWl, CW2) mit jeweils unmittelbar aufeinander folgenden Codeworten,

b. unterteilen jeder Codewortgruppe (CWl, CW2) in hinsichtlich ihres Informationsinhaltes unveränderbare Codeworte (Bezugscodeworte) und veränderbare Codeworte (Mixcodeworte), von denen vorzugsweise die Bezugscodeworte den Anfang einer Codewortgruppe bilden,

c. ersetzen einer vorgegebenen Anzahl der Bits niedrigster Wertigkeit der Mixcodeworte durch Bits einer geeignet codierten Zusatzinformation (Z-SIG), i. auf der Systemausgangsseite (SA)

a. erkennen mittels der Blocksynchronisation (T4) die zeitliche Lage der Bezugscodeworte und der Mixcodeworte der Codewortgruppen (CWl, CW2),

b. abspalten der die Zusatzinformation (Z-SIG) darstellenden Bits von den Mixcodeworten und Auffüllen der so freigewordenen Bitstellen mit duplizierten Bits entsprechender Wertigkeit der den Mixcodeworten einer Codewortgruppe jeweils zugeordneten Bezugscodeworte, und/

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oder mit Bits geeigneter Wertigkeit einer Substitutions-Hilfssignalquelle (SQ),

c. dekodieren einerseits der rekonstruierten Codeworte der Hauptinformation (H-SIG/C) und andererseits der aus den Mixcodeworten zurückgewonnenen Zusatzinformation (Z-SIG).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Systemausgangsseite (SA) nach dem Abspalten der die Zusatzinformation (Z-SIG) darstellenden Bits von den Mixcodeworten die freigewordenen Bitstellen der Mixcodeworte dann mit duplizierten Bits entsprechender Wertigkeit der den Mixcodeworten einer Codewortgruppe (CWl, CW2) jeweils zugeordneten Bezugscodeworte aufgefüllt werden, wenn die Mixcodeworte ihrem Inhalt nach einen vorgegebenen Schwellwert überschreiten und ansonsten mit Bits geeigneter Wertigkeit der Substitutions-Hilfsquelle (SQ) belegt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r ch gekennzeichnet , daß die Substitutions-Hilfssignalquelle (SQ) ein digitalter Ditheroszillator ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die vom digitalen Ditheroszillator erzeugte Codewortfolge die mittlere Wertigkeit "Null" hat.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich das erste Codewort einer Codewortgruppe (CWl, CW2) ein Bezugscodewort ist.

-ο'

-Si- VPA 85 P 5206 DE
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei und mehr Bezugscodeworten pro Codewortgruppe (CWl, CW2) auf der Systemausgangsseite (SA) aus den zwei und mehr Bezugscodeworten ein Mittelwert-Bezugscodewort gebildet wird, von dem die für das Auffüllen der von der Zusatzinformation (Z-SIG) befreiten niedrigwertigen Bitstellen der Mixcodeworte erforderlichen Bits dupliziert werden.