Способ изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала телерадиовещания и устройство для его осуществления

Способ изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала телерадиовещания и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к технике связи, в частности к способам и устройствам изменения частоты дискретизации цифрового звукового сигнала.

Известен способ (Авторское свидетельство SU 1690206 А1 Способ изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала, БИ №41 от 07.11.91) изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала, принятый за прототип. Данный способ включает дискретизацию с исходной частотой звукового сигнала и преобразование отсчетов в цифровые сигналы, накопление N₁ цифровых сигналов, преобразование цифровых сигналов в дискретные отсчеты с измененной частотой дискретизации, а также N₁ точечное прямое дискретное преобразование Фурье накопленных N₁ цифровых сигналов, фильтрацию и N₂ точечное обратное дискретное преобразование Фурье, при этом N₁/N₂=f₁/f₂, где f₁ - исходная частота дискретизации, f₂ - измененная частота дискретизации.

Известно устройство (Авторское свидетельство SU 1690206 А1 Способ изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала, БИ №41 от 07.11.91) для осуществления способа изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала, содержащее: блок прямого дискретного преобразования Фурье, блок прибавления нулевых коэффициентов, блок обратного дискретного преобразования Фурье, блок определения отношения частот, блок присвоения начального значения, первый и второй решающие блоки, первый и второй блоки прибавления «1», третий решающий блок, блок определения коэффициента домножения, блок определения целой части, четвертый решающий блок, третий блок прибавления «1», блок присвоения значений. При этом первый вход блока прямого дискретного преобразования Фурье соединен с первой входной шиной устройства, а выход данного блока подключен к первому входу блока прибавления нулевых коэффициентов, выход которого соединен с первым входом блока обратного дискретного преобразования Фурье, первый выход которого соединен с выходной шиной устройства, причем третьи входы блоков прямого дискретного преобразования Фурье и обратного дискретного преобразования Фурье соединены с второй и третьей входной шинами соответственно, вторые входы блоков прямого дискретного преобразования Фурье, обратного дискретного преобразования Фурье и блока прибавления нулевых коэффициентов объединены и соединены с объединенными выходом блока присвоения значений и первым выходом третьего решающего блока, второй выход которого подключен к последовательно соединенным блоку определения коэффициента домножения, блоку определения целой части, четвертому решающему блоку, первый выход которого соединен с входом блока присвоения значений и объединен с выходом третьего блока прибавления «1», вход которого соединен с вторым выходом четвертого решающего блока. Второй выход блока обратного дискретного преобразования Фурье соединен с вторым входом третьего решающего блока, первый вход которого подключен к первому выходу первого решающего блока. Второй выход первого решающего блока соединен с входом второго решающего блока, первый и второй выходы которого соединены с входами первого и второго блоков прибавления «1» соответственно, выходы которых объединены между собой и с выходом блока присвоения начального значения, а также входом первого решающего блока, причем вход блока присвоения начального значения соединен с выходом блока определения отношения частот, первый и второй входы которого соединены соответственно с второй и третьей входными шинами.

Недостатком известного способа и устройства являются заметные искажения и помехи, возникающие при изменении скорости передачи цифрового звукового сигнала. В известном способе и устройстве при дискретном преобразовании Фурье используется прямоугольное окно без перекрытия, что приводит к появлению разрывов анализируемых функций. Возникающие вследствие этого в спектре боковые лепестки преобразования окна, называемые просачиванием, будут искажать амплитуды соседних спектральных составляющих. Просачивание приводит не только к появлению амплитудных ошибок в спектрах сигналов, но также маскирует составляющие с малыми амплитудами в информационных сигналах и, следовательно, препятствует их восприятию слушателями. Таким образом, искажения и помехи, возникающие при изменении скорости передачи цифрового звукового сигнала в известном способе и устройстве, оказываются неприемлемыми для сигналов телерадиовещания.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение искажений и помех при изменениях скорости передачи цифровых звуковых сигналов.

Предлагаемый способ изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала телерадиовещания включает накопление N₁ кодовых комбинаций цифрового сигнала, N₁ точечное прямое дискретное преобразование Фурье накопленных N₁ кодовых комбинаций цифрового сигнала, фильтрацию и N₂ точечное обратное дискретное преобразование Фурье, при этом N₁/N₂=f₁/f₂, где f₁ - исходная частота дискретизации, f₂ - измененная частота дискретизации. В отличие от прототипа перед накоплением N₁ кодовых комбинаций цифрового сигнала осуществляют формирование сегментов цифрового сигнала из N₁ кодовых комбинаций этого цифрового сигнала в каждом сегменте, соответствующих N₁ дискретным отсчетам звукового сигнала, наложение оконной функции Наттолла на каждый сегмент, а также после N₂ точечного обратного дискретного преобразования Фурье осуществляют формирование сегментов цифрового сигнала из N₂ кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте, сложение с 50% перекрытием каждого сегмента с предыдущим ему сегментом, компенсацию неравномерности оконной функции Наттолла.

Поставленная в предлагаемом способе задача решается за счет того, что осуществляют формирование сегментов цифрового сигнала из N₁ кодовых комбинаций этого цифрового сигнала в каждом сегменте и на каждый сегмент налагают оконную функцию Наттолла. Эта оконная функция, в отличие от прямоугольного окна без перекрытия, используемого в прототипе, не приводит к появлению разрывов анализируемых функций и возникновению вследствие этого в спектре боковых лепестков преобразования окна, которые заметно искажают амплитуды соседних спектральных составляющих. Использование оконной функции Наттолла с последующим 50% перекрытием каждого сегмента из N₂ кодовых комбинаций сигнала в каждом сегменте с предыдущим ему сегментом и компенсацией неравномерности данной оконной функции позволяет увеличить защитное отношение, характеризующее уровень помех и искажений в сигнале, до 92 дБ. Это очень существенно для передачи сигналов художественного вещания. Решение задачи по уменьшению искажений и помех при изменениях скорости передачи цифровых звуковых сигналов позволяет осуществлять высококачественную передачу сигналов телерадиовещания при многократном изменении скорости передачи этих цифровых сигналов.

Поставленная задача решается также тем, что в устройство изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала телерадиовещания, содержащее последовательно соединенные блок прямого дискретного преобразования Фурье, блок прибавления нулевых коэффициентов, блок обратного дискретного преобразования Фурье, а также блок определения отношения частот, блок присвоения начального значения, первый и второй решающие блоки, первый и второй блоки прибавления «1», третий решающий блок, блок определения коэффициента домножения, блок определения целой части, четвертый решающий блок, третий блок прибавления «1», блок присвоения значений, при этом вторые входы блоков прямого дискретного преобразования Фурье, обратного дискретного преобразования Фурье и блока прибавления нулевых коэффициентов объединены и соединены с объединенными выходом блока присвоения значений и первым выходом третьего решающего блока, второй выход которого подключен ко входу блока определения коэффициента домножения, выход которого последовательно соединен с блоком определения целой части и четвертым решающим блоком, первый выход которого соединен с входом блока присвоения значений и выходом третьего блока прибавления «1», вход которого соединен со вторым выходом четвертого решающего блока, второй выход блока обратного дискретного преобразования Фурье соединен со вторым входом третьего решающего блока, первый вход которого подключен к первому выходу первого решающего блока, второй выход первого решающего блока соединен со входом второго решающего блока, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами первого и второго блоков прибавления «1», выходы которых объединены между собой и с выходом блока присвоения начального значения, а также входом первого решающего блока, причем вход блока присвоения начального значения соединен с выходом блока определения отношения частот, первый и второй входы которого соединены соответственно с второй и третьей входными шинами, в отличие от прототипа дополнительно включены блок наложения оконной функции Наттолла, блок перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла, а также первый и второй блоки удвоения частоты тактовых импульсов, при этом первый и второй входы блока наложения оконной функции Наттолла соединены, соответственно, с первой входной шиной устройства и со второй входной шиной, а его выход соединен с первым входом блока прямого дискретного преобразования Фурье, причем первый и третий входы блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла соединены, соответственно, с первым выходом блока обратного дискретного преобразования Фурье и с третьей входной шиной, а его выход соединен с выходной шиной устройства, при этом вход первого блока удвоения частоты тактовых импульсов соединен со второй входной шиной устройства, а его выход соединен с третьим входом блока наложения оконной функции Наттолла и третьим входом блока прямого дискретного преобразования Фурье, вход второго блока удвоения частоты тактовых импульсов соединен с третьей входной шиной устройства, а его выход соединен со вторым входом блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла и третьим входом блока обратного дискретного преобразования Фурье.

Предложенный способ и устройство поясняются чертежами, где:

фиг.1. Структурная схема устройства изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала телерадиовещания.

Фиг.2. Блок наложения оконной функции Наттолла.

Фиг.3. Блок перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла.

Фиг.4. Временные диаграммы, поясняющие работу блока наложения оконной функции Наттолла.

Фиг.5. Временные диаграммы, поясняющие работу блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла.

Способ изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала (ЦЗС) телерадиовещания реализуется следующим образом. Из входного цифрового звукового сигнала телерадиовещания, имеющего исходную частоту дискретизации f₁, осуществляют формирование сегментов, состоящих из N₁ кодовых комбинаций этого цифрового сигнала в каждом сегменте, соответствующих N₁ дискретным отсчетам звукового сигнала. На каждый сегмент налагают оконную функцию Наттолла, после чего осуществляют накопление N₁ кодовых комбинаций цифрового сигнала и N₁ точечное прямое дискретное преобразование Фурье этих накопленных N₁ кодовых комбинаций.

Необходимость наложения оконной функции Наттолла вызвана тем, что при дискретном преобразовании Фурье (ДПФ) используется прямоугольное окно без перекрытия, что приводит к появлению разрывов анализируемых функций. Возникающие вследствие этого в спектре боковые лепестки преобразования окна, называемые просачиванием, будут искажать амплитуды соседних спектральных составляющих. Для снижения уровня искажений и помех необходимо минимизировать такое просачивание энергии боковых лепестков в основные компоненты сигнала. Очевидно, что чем ниже уровень боковых лепестков функции окна в частотной области, тем выше точность прямого дискретного преобразования Фурье. Наименьшим уровнем боковых лепестков, из существующих оконных функций, обладает именно окно Наттолла.

В результате N₁ точечного прямого дискретного преобразования Фурье N₁ кодовых комбинаций формируют N₁ пар коэффициентов, соответствующих представлению цифрового звукового сигнала в спектральной области. Далее в спектральной области осуществляют фильтрацию сигнала путем преобразования N₁ пар коэффициентов в N₂ пар коэффициентов, что соответствует изменению (уменьшению или увеличению) частоты дискретизации и скорости передачи цифрового звукового сигнала во временной области. Затем после фильтрации осуществляют N₂ точечное обратное дискретное преобразование Фурье из N₂ пар коэффициентов в N₂ кодовых комбинаций, при этом N₁/N₂=f₁/f₂, где f₁ - исходная частота дискретизации, f₂ - измененная частота дискретизации. Таким образом, осуществляют изменение частоты дискретизации и скорости передачи цифрового звукового сигнала.

Для более качественного восстановления сигнала в случае использования окна Наттолла дополнительно осуществляют сложение с 50% перекрытием. Для этого после N₂ точечного обратного дискретного преобразования Фурье осуществляют формирование сегментов цифрового сигнала из N₂ кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте. Затем производят сложение с 50% перекрытием каждого сегмента с предыдущим ему сегментом, задержанным на длительность, равную половине длительности сегмента. Поскольку окно Наттола не относится к числу окон, обеспечивающих единичный коэффициент передачи при использовании 50% перекрытий, то дополнительное увеличение точности восстановленного цифрового звукового сигнала с измененной скоростью передачи осуществляют путем компенсации неравномерности оконной функции Наттолла. Такая компенсация позволяет увеличить защитное отношение, характеризующее уровень помех и искажений в сигнале, до 92 дБ, что существенно для передачи сигналов художественного вещания.

Описанный способ обеспечивает уменьшение искажений и помех при изменениях скорости передачи цифровых звуковых сигналов за счет использования оконной функции Наттолла и увеличения точности восстановленного цифрового звукового сигнала с измененной скоростью передачи. Это дает возможность увеличить защитное отношение, характеризующее уровень помех и искажений в сигнале, до 92 дБ, что позволяет реализовать поставленную цель.

Устройство изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала телерадиовещания (фиг.1) состоит из блока прямого дискретного преобразования Фурье 1, блока прибавления нулевых коэффициентов 2, блока обратного дискретного преобразования Фурье 3, блока определения отношения частот 4, блока присвоения начального значения 5, первого 6 и второго 7 решающих блоков, первого 8 и второго 9 блоков прибавления «1», третьего решающего блока 10, блока определения коэффициента домножения 11, блока определения целой части 12, четвертого решающего блока 13, третьего блока прибавления «1» 14, блока присвоения значений 15, блока наложения оконной функции Наттолла 16, блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17, первого 18 и второго 19 блоков удвоения частоты тактовых импульсов.

Первый, второй и третий входы блока наложения оконной функции Наттолла 16 соединены, соответственно, с первой входной шиной устройства, со второй входной шиной и с выходом первого блока удвоения частоты тактовых импульсов 18, а выход данного блока соединен с первым входом блока прямого дискретного преобразования Фурье 1, выход которого соединен с первым входом блока прибавления нулевых коэффициентов 2, выход которого соединен с первым входом блока обратного дискретного преобразования Фурье 3. Третьи входы блоков прямого дискретного преобразования Фурье 1 и обратного дискретного преобразования Фурье 3 соединены с выходом первого блока удвоения частоты тактовых импульсов 18 и выходом второго блока удвоения частоты тактовых импульсов 19, соответственно. Вторые входы блоков прямого дискретного преобразования Фурье 1, обратного дискретного преобразования Фурье 3 и блока прибавления нулевых коэффициентов 2 объединены и соединены с объединенными выходом блока присвоения значений 15 и первым выходом третьего решающего блока 10. Второй выход третьего решающего блока 10 подключен к последовательно соединенным блоку определения коэффициента домножения 11, блоку определения целой части 12, четвертому решающему блоку 13, первый выход которого соединен с входом блока присвоения значений 15 и объединен с выходом третьего блока прибавления «1» 14. Вход третьего блока прибавления «1» 14 соединен с вторым выходом четвертого решающего блока 13. Второй выход блока обратного дискретного преобразования Фурье 3 соединен с вторым входом третьего решающего блока 10, первый вход которого подключен к первому выходу первого решающего блока 6. Второй выход первого решающего блока 6 соединен с входом второго решающего блока 7, первый и второй выходы которого соединены с входами первого 8 и второго 9 блоков прибавления «1» соответственно, выходы которых объединены между собой и с выходом блока присвоения начального значения 5, а также входом первого решающего блока 6. Вход блока присвоения начального значения 5 соединен с выходом блока определения отношения частот 4, первый и второй входы которого соединены соответственно со второй и третьей входными шинами. Первый, второй и третий входы блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17 соединены, соответственно, с первым выходом блока обратного дискретного преобразования Фурье 3, с выходом второго блока удвоения частоты тактовых импульсов 19 и с третьей входной шиной устройства, а его выход соединен с выходной шиной устройства. Вход первого блока удвоения частоты тактовых импульсов 18 соединен со второй входной шиной устройства, а вход второго блока удвоения частоты тактовых импульсов 19 соединен с третьей входной шиной устройства.

Предлагаемый способ осуществляется при помощи предлагаемого устройства следующим образом (фиг.1). Цифровой звуковой сигнал (ЦЗС), имеющий исходную частоту дискретизации f₁, поступает на первую входную шину устройства и попадает на вход блока наложения оконной функции Наттолла 16, где формируются сегменты, состоящие из N₁ кодовых комбинаций этого цифрового сигнала в каждом сегменте, соответствующих N₁ дискретным отсчетам звукового сигнала. В этом же блоке на каждый сегмент налагают оконную функцию Наттолла. После этого цифровой сигнал с выхода блока наложения оконной функции Наттолла 16 поступает на первый вход блока прямого дискретного преобразования Фурье 1. В данном блоке осуществляется накопление N₁ кодовых комбинаций цифрового сигнала и N₁ точечное прямое ДПФ этих накопленных N₁ кодовых комбинаций, в результате которого с выхода блока 1 на первый вход блока прибавления нулевых коэффициентов 2 поступает N₁ пар коэффициентов, соответствующих представлению ЦЗС в спектральной области.

Блок 2 имеет N₂ пар отводов, подключенных к первому входу блока обратного дискретного преобразования Фурье 3. В блоке 2 происходит в случае уменьшения (увеличения) частоты потеря, т.е. отбрасывание всех пар коэффициентов, начиная с номера N=N₂ (прибавления нулевых пар коэффициентов с номера N=N₁). Таким образом, в блоке 2 в спектральной области осуществляется фильтрация сигнала путем преобразования N₁ пар коэффициентов в N₂ пар коэффициентов, что соответствует изменению (уменьшению или увеличению) скорости передачи цифрового звукового сигнала во временной области.

Полученный таким образом ЦЗС, представленный в спектральной области с отброшенными (прибавленными нулевыми) коэффициентами, в блоке 3 подвергается N₂ точечному обратному дискретному преобразованию Фурье, в результате которого с первого выхода блока 3 на вход блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17 поступает ЦЗС, имеющий вторую частоту дискретизации f₂. В блоке 17 осуществляется формирование сегментов цифрового сигнала из N₂ кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте. Затем в этом же блоке 17 производится сложение с 50% перекрытием каждого сегмента с предыдущим ему сегментом, задержанным на длительность, равную половине длительности сегмента. И, наконец, в этом же блоке 17 осуществляется компенсация неравномерности оконной функции Наттолла, после чего ЦЗС поступает на выходную шину устройства.

На третьи входы блока наложения оконной функции Наттолла 16 и блока прямого дискретного преобразования Фурье 1 поступают удвоенные по частоте первые тактовые импульсы с выхода первого блока удвоения частоты тактовых импульсов 18. Кроме того, на второй вход блока наложения оконной функции Наттолла 16 со второй входной шины поступают тактовые импульсы, соответствующие первой тактовой частоте. Импульсы первой тактовой частоты необходимы для формирования в блоке наложения оконной функции Наттолла 16 сегментов, состоящих из N₁ кодовых комбинаций ЦЗС в каждом сегменте. А удвоенные по частоте первые тактовые импульсы необходимы для формирования в блоке наложения оконной функции Наттолла 16 удвоенного количества сегментов с наложенной на них оконной функцией Наттолла, требующихся при осуществлении 50% перекрытия каждого сегмента с предыдущим ему сегментом. Об этом более подробно рассказывается при рассмотрении работы блока наложения оконной функции Наттолла 16 и блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17. В связи наличием на выходе блока наложения оконной функции Наттолла 16 удвоенного количества сегментов с наложенной на них оконной функцией Наттолла, требующихся при осуществлении 50% перекрытия каждого сегмента с предыдущим ему сегментом, на третий вход блока прямого дискретного преобразования Фурье 1 также должны поступать удвоенные по частоте первые тактовые импульсы.

На второй вход блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17 и на третий вход блока обратного дискретного преобразования Фурье 3 поступают удвоенные по частоте вторые тактовые импульсы с выхода второго блока удвоения частоты тактовых импульсов 19. Кроме того, на третий вход блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17 с третьей входной шины поступают тактовые импульсы, соответствующие второй тактовой частоте. Импульсы второй тактовой частоты необходимы в блоке перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17 для осуществления операций сложения с 50% перекрытием каждого сегмента с предыдущим ему сегментом, компенсации неравномерности оконной функции Наттолла и формирования выходного ЦЗС с измененной частотой дискретизации. А удвоенные по частоте вторые тактовые импульсы необходимы в блоке перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17 для формирования удвоенного количества сегментов, с наложенной на них оконной функцией Наттолла, и измененной частотой дискретизации. Об этом более подробно рассказывается при рассмотрении работы блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17. В связи наличием на выходе блока наложения оконной функции Наттолла 16 и выходе блока обратного дискретного преобразования Фурье 3 удвоенного количества сегментов с наложенной на них оконной функцией Наттолла (но с разными частотами дискретизации), на третий вход блока обратного дискретного преобразования Фурье 3 также должны поступать удвоенные по частоте вторые тактовые импульсы.

Удвоенные по частоте первые и вторые тактовые импульсы в блоках прямого дискретного преобразования Фурье 1 и обратного дискретного преобразования Фурье 3 необходимы для преобразований в спектральную область и обратно.

На вторые входы блоков 1, 2 и 3 подаются управляющие сигналы, соответствующие числам N₁ и N₂, обеспечивающие в блоке 1 N₁-точечное прямое ДПФ, в блоке 2 соответствующие подключения для отбрасывания (прибавления нулевых) коэффициентов (фильтрации), а в блоке 3 N₂-точечное обратное ДПФ.

Управляющие сигналы, определяющие числа N₁ и N₂, получаются следующим образом. Сигналы первой и второй тактовых частот, поданные на вторую и третью шины, поступают соответственно на первый и второй входы блока 4 определения отношения частот, в котором определяется их отношение m=f₁/f₂ в виде числа в двоичной форме. Число m в двоичной форме поступает с выхода блока определения отношения частот 4 на вход блока присвоения начального значения 5 и далее на его выход. На выходе блока 5, кроме этого, формируются начальные значения переменных N₁ и N₂, например N₁=N_1нач=1 и N₂=N_2нач=1. Число m и значения N₁ и N₂ поступают на вход первого решающего блока 6, в котором определяется, равно ли отношение переменных N₁/N₂ определенному блоком 4 отношению m=f₁/f₂ или нет. Если N₁/N₂=f₁/f₂, то с первого выхода первого решающего блока 6 на первый вход третьего решающего блока 10 подается управляющий сигнал, разрешающий его работу, и определенные блоком 5 значения переменных N₁ и N₂. В противном случае управляющий сигнал разрешения работы и значения переменных N₁ и N₂ с второго выхода первого решающего блока 6 поступают на вход второго решающего блока 7, в котором определяется, больше ли отношение переменных N₁/N₂ определенного блоком 4 отношения m или нет.

Если N₁/N₂ больше m, то с первого выхода второго решающего блока 7 подается управляющий сигнал, разрешающий работу первого блока прибавления «1» 8 и полученные в блоке 5 значения переменных N₁ и N₂. В блоке 8 происходит присвоение значения переменной N₂=N₂+1, и на его выходе получаются сигналы, соответствующие старому значению N₁ и значению N₂, увеличенному на единицу. Эти сигналы снова подаются на вход первого решающего блока 6.

Если N₁/N₂ меньше m, то управляющий сигнал разрешения работы и имеющиеся значения переменных поступают с второго выхода второго решающего блока 7 на вход второго блока прибавления «1» 9, в котором происходит присвоение значения N₁=N₁+1, и на его выходе получаются сигналы, соответствующие старому значению N₂ и значению N₁, увеличенному на единицу, которые снова подаются на вход первого решающего блока 6.

Таким образом, в данном кольце решений, выходом из которого является первый выход первого решающего блока 6, происходит определение величин N₁ и N₂ как минимальных целых чисел, образующих отношение N₁ и N₂, равное отношению тактовых частот m=f₁/f₂. Для определения величин N₁ и N₂ как минимальных четных целых чисел в блоке 5 присваиваются значения N₁=N₂=2, а в блоках 8 и 9 присваиваются значения N₁=N₁+2 и N₂=N₂+2 соответственно.

В третьем решающем блоке 10, на первый вход которого поступают определенные блоками 4-9 значения N₁ и N₂, а на второй вход - частота дискретизации f_Δi (например, f_Δ2), определяется, больше или равно отношение определенной переменной N_i (N₂) к соответствующей частоте дискретизации f_Δi (f_Δ2) значения заданной постоянной величины Т, например, 3 мс или нет. Если N_i/f_Δ2 больше Т, управляющий сигнал разрешения дальнейшей работы и полученные ранее значения переменных N₁ и N₂ поступают с первого выхода третьего решающего блока 10 на вторые входы блоков 1-3. В противном случае эти сигналы поступают с второго выхода третьего решающего блока 10 на вход блока определения коэффициента домножения 11.

В блоке 11 определяется коэффициент домножения K₁=Tf_Δi/N_i, значение которого одновременно с сигналом разрешения работы поступает на вход блока определения целой части 12. В блоке 12 определяется коэффициент К₂, равный целой части коэффициента K₁. Сигнал с выхода этого блока, отображающий значение определенного коэффициента К₂ и значение полученного в блоке определения коэффициента домножения 11 коэффициента K₁, поступает на вход четвертого решающего блока 13, в котором происходит определение, равны ли коэффициенты K₁ и К₂ между собой. В случае их неравенства с второго выхода четвертого решающего блока 13 подается сигнал, отображающий значение коэффициента К₂ на вход третьего блока прибавления «1» 14, в котором происходит присвоение значения К₂=К₂+1, и сигнал с выхода которого, отображающий полученное значение К₂, подается на вход блока присвоения значений 15. В случае равенства значений коэффициентов K₁ и К₂ сигнал с первого выхода четвертого решающего блока 13 непосредственно подается на вход блока присвоения значений 15, определяя значение К₂. В блоке 15 производится присвоение новых значений полученным ранее переменным N₁ и N₂, как N₁=K₂N₁ и N₂=K₂N₂, т.е. производится их домножение на целочисленный коэффициент, что приводит к выполнению условия N_i/f_Δi≥T. Полученные в блоке 15 значения N₁ и N₂ поступают на вторые входы блоков 1-3 для управления операциями накопления выборки, прямого ДПФ, отбрасывания (прибавления нулевых) коэффициентов и обратного ДПФ.

Пример реализации блока наложения оконной функции Наттолла показан на фиг.2. Данный блок содержит: первый регистр сдвига, буферную память, блок умножения, второй регистр сдвига, первый счетчик, блок памяти и второй счетчик. Первый (информационный) вход первого регистра сдвига соединен с первым входом блока наложения оконной функции Наттолла. Второй (тактовый) вход первого регистра сдвига подключен ко второму входу блока наложения оконной функции Наттолла, к которому подключен также вход первого счетчика. Вход второго счетчика соединен с третьим входом блока наложения оконной функции Наттолла и третьим входом второго регистра сдвига. Кодовый выход первого регистра сдвига соединен с кодовым входом буферной памяти, кодовый выход которой подключен к первому кодовому входу блока умножения, второй кодовый вход которого соединен с кодовым выходом блока памяти. Кодовый выход блока умножения подключен к кодовому входу второго регистра сдвига, выход которого соединен с выходом блока наложения оконной функции Наттолла. Выход первого счетчика подключен ко второму входу буферной памяти и первому входу блока памяти. Выход второго счетчика подключен к третьему входу буферной памяти, второму входу блока памяти и второму входу второго регистра сдвига.

Блок наложения оконной функции Наттолла (фиг.2) работает следующим образом. В исходном состоянии первый и второй регистры сдвига, а также буферная память, первый и второй счетчики обнулены. Блок памяти также находится в исходном состоянии, когда на его кодовом выходе присутствует кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи окна Наттолла для первой из N₁ кодовых комбинаций (дискретных отсчетов) цифрового звукового сигнала в сегменте.

На первый вход блока наложения оконной функции Наттолла (БНОФН) с первой входной шины устройства начинает поступать цифровой звуковой сигнал (ЦЗС) и одновременно на второй вход БНОФН со второй входной шины устройства начинают поступать тактовые импульсы (ТИ₁), соответствующие первой тактовой частоте. Кроме того, на третий вход БНОФН с выхода первого блока удвоения частоты тактовых импульсов устройства начинают поступать удвоенные по частоте тактовые импульсы (УТИ₁). Символы ЦЗС записываются в первый регистр сдвига (РС₁) под действием ТИ₁ на его втором входе и продвигаются по ячейкам данного регистра. Одновременно первый и второй счетчики начинают подсчет, соответственно ТИ₁ и УТИ₁. При этом первый счетчик предназначен для определения длительности половины сегмента (полусегмента) ЦЗС, на который накладывается оконная функция Наттолла. Например, из ЦЗС, имеющего частоту дискретизации 48 кГц, нужно сформировать последовательность полусегментов, каждый из которых должен содержать N₁/2=480 дискретных отсчетов. При этом каждый дискретный отсчет представляет из себя, например, 16-разрядную кодовую комбинацию. Тогда длительность каждого полусегмента будет равна 480 шестнадцатиразрядным кодовым комбинациям или 7680 ТИ₁. Именно после данного количества ТИ₁ на выходе первого счетчика появляется короткий импульс, свидетельствующий об окончании данного полусегмента ЦЗС и начале следующего (фиг.4а, б).

Второй счетчик предназначен для определения длительности кодовой комбинации (в нашем примере 16-разрядной кодовой комбинации), соответствующей дискретному отсчету. Т.е. после прихода каждого 16 УТИ₁ на выходе второго счетчика появляется короткий импульс, свидетельствующий об окончании данной кодовой комбинации и начале следующей 16-разрядной кодовой комбинации. Первый регистр сдвига, в нашем примере, вмещает в себя 960 шестнадцатиразрядных кодовых комбинаций (т.е. два полусегмента), а второй регистр сдвига (РС₂) вмещает в себя одну 16-разрядную кодовую комбинацию, соответствующую одному дискретному отсчету. Кодовые комбинации с кодовых выходов буферной памяти, блока умножения и блока памяти также являются 16-разрядными.

По мере продвижения под действием ТИ₁ по ячейкам РС₁ последовательности из 16-разрядных кодовых комбинаций ЦЗС на его кодовом выходе появляются значения этих кодовых комбинаций в параллельном коде. Данный набор параллельных 16-разрядных кодовых комбинаций прикладывается к кодовому входу буферной памяти, но не записывается в него. В то же время из буферной памяти считываются нулевые 16-разрядные кодовые комбинации под действием импульсов с выхода второго счетчика. Эти нулевые 16-разрядные кодовые комбинации поступают на первый кодовый вход блока умножения. На второй кодовый вход данного блока в это время подаются 16-разрядные кодовые комбинации, соответствующие коэффициентам передачи окна Наттолла. После перемножения кодовых комбинаций, поданных на 1 и 2 кодовые входы блока умножения, на его выходе также будут нулевые 16-разрядные кодовые комбинации, которые записываются в РС₂ под действием импульсов с выхода второго счетчика. Эти нулевые 16-разрядные кодовые комбинации под действием УТИ₁ в последовательном коде появляются на выходе РС₂.

Т.о. в период заполнения первой половины PC₁ кодовыми комбинациями, соответствующими первому полусегменту (1 п.с. на фиг.4а) на выходе РС₂, осуществляется формирование первого по счету сегмента (0₁-0 сегм. на фиг.4в) из нулевых кодовых комбинаций.

После заполнения 480 шестнадцатиразрядными кодовыми комбинациями первой половины PC₁ на выходе первого счетчика появляется первый короткий импульс (фиг.4б), под действием которого данные кодовые комбинации из первой половины PC₁ (1 п.с. на фиг.4а) и нули из второй половины PC₁ (0 п.с. на фиг.4а) в параллельном коде записываются в буферную память. Таким образом, из нулевого и первого полусегментов формируется первый сегмент (1 сегм. на фиг.4а). Одновременно, под действием того же короткого импульса осуществляется установка блока памяти в исходное состояние, когда на его кодовом выходе появляется кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи окна Наттолла для первой из N₁=960 кодовых комбинаций в первом сегменте (1 сегм. на фиг.4а). Следует заметить, что коэффициенты передачи окна Наттолла (и соответствующие им кодовые комбинации) для первой половины сегмента (например, 0 п.с. в 1 сегм. на фиг.4а) являются возрастающими, а для второй половины сегмента (например, 1 п.с. в 1 сегм. на фиг.4а) являются уменьшающимися.

Под действием импульсо