DE69432631T2

DE69432631T2 - Multiplexieren in einem System zur Kompression und Expandierung von Daten

Info

Publication number: DE69432631T2
Application number: DE69432631T
Authority: DE
Inventors: Ikuo Nara-shi Terauchi; Keiichi Hirakata-shi Teranishi; Mitsuhiro Katano-shi Kazahaya; Katsuyuki Hirakata-shi Taguchi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-05-16
Filing date: 1994-06-09
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2014-06-10
Also published as: KR950035166A; US5592398A; EP0696114B1; KR970009297B1; EP0696114A1; DE69432631D1; JPH07307712A; JP3324273B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung zum Multiplexen mehrerer Kanäle digitaler Audiodaten in einer digitalen Audioschnittstelle durch Anwenden von Daten-Kompressions- und Expansions-Technologien.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Eine Erhöhung der Anzahl der Audiokanäle ist ein Trend bei modernen Audio-Geräten. Mit der Ausbreitung der Satelliten-Übertragung in Europa zum Beispiel kann eine einzelne Übertragung zahlreiche Länder abdecken und der Bedarf nach multilingualen Übertragungen hat zugenommen, da sich Übertragungsbereiche ausgedehnt haben. Dies hat insbesondere den Bedarf nach mehreren Audiokanal-Fähigkeiten in kommerziellen Audio- und Video-Geräten verstärkt. Während zwei Audiokanäle die Hauptrichtung bei konventionellen Videogeräten waren, erfahren vier Kanäle zunehmende Verbreitung und da der Bedarf des Marktes in den kommenden Jahren wächst, wird erwartet, dass auch der Bedarf nach mehr Audiokanälen wächst.
Ein paralleler Trend in den gegenwärtigen Audiogeräten ist die Digitalisierung, deren meist verbreitetes Beispiel die weit verbreitete Akzeptanz des Compact Disk (CD) Formates und der Ersatz von LP-Phonotheken durch CD's ist.
Die lineare und die nicht lineare Quantisierung werden gegenwärtig zum Quantisieren analoger Audiosignale verwendet. Die lineare Quantisierung mit 16 Quantisierungsbits und einer Abtastfrequenz von 44,1 kHz wird bei dem CD-Format verwendet. Das Digital-Audio-Tape (DAT) Format verwendet eine lineare Quantisierung mit 16 Quantisierungsbits und einer Abtastfrequenz von 48 kHz. Mit einer 20 Bit-Linearquantisierung kompatible Produkte beginnen zu erscheinen.
Ein jüngerer Trend bei Digital-Audio ist die Verwendung digitaler Audiodaten-Kompressionstechnologien, welche digitale Signalverarbeitungstechniken anwenden. Kompressionstechnologien, die Daten unter aktiver Verwendung der Hör-Eigenschaften des menschlichen Ohres zum Entfernen nicht erforderlicher Informationen, d. h., Entfernen von Signalkomponenten jenseits des Bereichs menschlichen Hörens, effizient komprimieren, haben begonnen, in solchen Verbraucher-Audiogeräten wie digitalen Kompakt-Kassetten (DCC^(R)) und Mini-Disks (MD^(R)) zu erscheinen. Bei der Verwendung von bei DCC(R) oder MD(R) angewendeten Kompressions/Expansions-Technologien kann die bei den bei CD's und DAT verwendeten, verbreiteten linearen Quantisierungsverfahren die Audio-Übertragungsrate auf 1/4–1/5 komprimiert werden und das Signal kann während der Wiedergabe mit im Wesentlichen keinen Beeinträchtigungen der Audio-Qualität expandiert werden.
Während zum Beispiel die Übertragungsrate bei einem mit einer Abtasttrequenz von 48 kHz und 16 Bit/Abtastung quantisierten Zwei-Kanal-Audiosignal
48 k × 16 Bits × 2 Kanäle = 1.536 Mbps
ist, ergibt eine 1/4 Kompression eine Übertragungsrate von nur 384 kbps. Dies entspricht der Übertragungsrate eines 4 Bit-Zweikanal-Audiosignals bei einer 48 kHz Abtastfrequenz.
Unter Verwendung der Digitalisierungstechniken und digitalen Audiodaten-Kompressionstechnologien moderner Audiogeräte, wie oben beschrieben, ist eine Erhöhung der Audiokanäle möglich und praktikabel. Eine Möglichkeit ist, diese Kompressionstechnologien zu verwenden, um eine größere Anzahl komprimierter Kanäle in einer zum Übertragen digitaler Audiodaten zwischen digitalen Geräten verwendeten Schnittstelle zu multiplexen. Wenn jeder Kanal mit 16 Bit quantisiert und auf 1/4 komprimiert wird und vier Datenkanäle gemeinsam gemultiplext werden, ist es möglich, die Anzahl von Kanälen auf einfache Weise zu erhöhen ohne eine wesentliche Änderung in dem Übertragungsformat. Wenn diese digitale Audioschnittstelle dann an eine digitale Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung angeschlossen wird, können sämtliche digitalen Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräte mit einer digitalen Audioschnittstelle für eine Aufzeichnung und Wiedergabe mehrerer Kanäle verwendet werden.
Ein Beispiel einer Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung zum Multiplexen mehrerer Kanäle komprimierter digitaler Audiodaten für eine digitale Audioschnittstelle dieser Art wird unten beschrieben. Die mehrere Kanäle multiplexende digitale Audioschnittstelle in dem folgenden Beispiel ist die in dem Standard CP-340 der Electronic Industries Association of Japan (EIAJ) definierte digitale Audioschnittstelle (nachfolgend die AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle).
Die AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle wird zuerst unten beschrieben.
12 ist eine typische Zeichnung des Signalformats der AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle. Mit Ausnahme des Teils der Kanalstatusinformation ist dieses Signalformat das gleiche für Verbraucher- und kommerzielle Geräte und alle Gerätetypen und Übertragungsformate. Die Grundeinheit ist ein Rahmen (1 Teilrahmen × 2 Kanäle) mit der gleichen Wiederholungsfrequenz wie die Abtastfrequenz der übertragenen Digital-Audio-Daten und 192 Rahmen werden in einem Block gruppiert. Jeder Rahmen ist in zwei Teilrahmen aufgeteilt, mit den Daten für Kanäle 1 und 2. Jeder Teilrahmen umfasst 32 Bits von denen 20 Bits Audiodaten sind und 4 Bits sind reserviert (AUX) für eine zukünftige Biterweiterung:
Die ersten 4 Bits am Anfang des Teilrahmens sind der Kopf mit einem Synchronisierungssignal zum Indizieren und einem Teilrahmen-Identifizierungssignal. In 12 bezeichnen B, M und W den Kopf, während M weiterhin den ersten Teilrahmen in dem Rahmen anzeigt, W zeigt den zweiten Teilrahmen in dem Rahmen an und B zeigt den Anfang des Blocks an. Die letzten 4 Bits in dem Teilrahmen sind Unter-Daten, V ist das Gültigkeits-Flag, welches anzeigt, ob die übertragenen Daten korrekt sind, U sind die Benutzerdaten, C ist der Kanalstatus und P ist das Paritäts-Flag. Dieser Kanalstatus bildet ein Wort in einem Block (192 Bits) und transportiert solche Systeminformation, wie, ob eine Verstärkung angewendet wird, die Abtastfrequenz, und ob die übertragenen Daten linear quantisierte, digitale Audiodaten sind. Ein Teil des Kanalstatus unterscheidet sich bei Verbraucher- und kommerziellen Anwendungen.
Somit ist es möglich, zwei Kanäle mit digitalen Audiodaten auf einer Leitung der AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle zu übertragen. Da die Audiodatenkomponente jedes Kanals 20 Bits beträgt, kann diese Übertragungsrate maximal 20 Datenbits pro Kanal überfragen. Wenn Kompressionstechnologien verwendet werden und die wirksame Übertragungsrate nach der Kompression 4 Bits beträgt, ist es möglich, maximal fünf Kanäle mit Daten zu der Audiodatenkomponente eines Kanals zu multiplexen. Wenn die AUX-Bits ebenfalls verwendet werden, können maximal sechs Kanäle gemultiplext werden.
13 zeigt das Format des für die oben beschriebene AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle gemultiplexten Signals. In diesem Beispiel werden auf 4 Bits komprimierte Kanäle für Daten (in der Figur dargestellt als Kanalnummern (1)–(4)) in einem Teilrahmen gemultiplext. Da zwei Teilrahmen pro Rahmen vorhanden sind, werden insgesamt 8 Kanäle in einem Rahmen gemultiplext.
14 zeigt, wie die Kanäle angeordnet werden, acht Kanäle unter Verwendung des in 13 gezeigten Verfahrens in einem Rahmen gemultiplext werden. In 14 ist nur die Audiodatenkomponente gezeigt; die Nummern in den Blöcken zeigen zum einfacheren Verständnis die Kanalnummer an. Wie in den 13 und 14 gezeigt, werden alle Kanäle gemultiplext, um in einen Rahmen zu passen. Da bei diesem Verfahren alle Kanäle in einen Rahmen passen, gibt es keinen Unterschied bei der Anordnung von Daten in verschiedenen Rahmen. Die Signalverarbeitung ist daher einfacher, als wenn mehrere Kanäle in mehreren Rahmen gemultiplext werden.
Es ist jedoch anzumerken, dass dieses Verfahren effektiv ist, wenn eine Abtastung der (z. B.) 16 Quantisierungsbits sequenziell in die entsprechenden vier Bits komprimiert werden können, d. h., bei einem Kompressionsverfahren, bei welchem eine Abtastung, welche unabhängig von den Abtastungen davor oder danach ist, nach der Kompression ebenfalls unabhängig ist. In der Praxis arbeiten jedoch viele zur Kompression verwendete LSI-Anordnungen nicht in dieser Weise. Die komprimierten Daten sind kodierte Daten mit Koeffizienten und anderer Information und vier Bits stellen nicht notwendigerweise eine Ab tastung dar. Als ein Ergebnis stellen diese komprimierten Daten nicht Abtastungen digitaler Audiodaten dar. Allgemein werden die in diesem Vorgang komprimierten Daten von der Kompressions-LSI-Anordnung als einzelne Blöcke bedeutsamer Daten sequenziell ausgegeben. Diese Ausgabeeinheit ist der "Datenblock". In vielen Fällen beträgt die Größe des Datenblocks 16 Bits. Diese Datenblöcke werden detaillierter unten beschrieben.
15 wird verwendet, um unten das Datenblock-Konzept zu beschreiben und zeigt die Beziehung zwischen den linear quantisierten Eingangsdaten und dem von der Kompressions-LSI-Anordnung ausgegebenen Datenblock. Während der Kompression werden 16 Bit linear quantisierte digitale Audiodaten sequenziell in die Kompressions-LSI-Anordnung eingegeben. Während die Kompressions-LSI-Anordnung verschiedene Operationen ausführt und das Operationsergebnis ausgibt, steuert die Eingangs/Ausgangs-Zeitsteuerung die Operation, so dass statt 4 Bits für jede 16 Bit-Eingabe 16 Bits komprimierter Daten (ein Datenblock) mit den komprimierten Daten für vier Abtastungen jedesmal ausgegeben werden, wenn vier Abtastungen mit 16 Bit linear quantisierten Daten eingegeben werden. Als ein Ergebnis ist die Zeitlänge des 16 Bit-Datenblocks das Vierfache der Zeitlänge der eingegebenen 16 Bit linear quantisierter Daten. Dieser 16-Bit-Datenblock hat eine Bedeutung nur als ein einzelner Datenblock, d. h., behält das gleiche am wenigsten signifikantes Bit (LSB), signifikantestes Bit (MSB) Konzept. Der in 15 gezeigte Eingangsund Ausgangssignal-Fluss wird während der Daten-Expansion umgekehrt und die in die Expansions-LSI-Einheit eingegebenen Daten müssen in Datenblockeinheiten sein.
Die EP-A-0402973, welche den nächstkommenden Stand der Technik darstellt, von dem die Erfindung ausgeht, offenbart ein digitales Übertragungssystem, einen Sender und einen Empfänger, zur Verwendung in dem Übertragungssystem, und einen Aufzeichnungsträger, erhalten durch den Sender in der Form eines Aufzeichnungsgerätes, wobei der Sender von einem Breitband-Digitalsignal S_BB mit einer Abtastfrequenz F_s ein zweites digitales Signal ableitet, wobei dieses Signal aufeinanderfolgende Rahmen aufweist, wobei jeder Rahmen aus Informationspaketen gebildet ist, die jedes eine Länge von N Bits aufweisen. Die Anzahl von Informationspaketen in einem Rahmen wird wie folgt bestimmt: Wenn P in der Formel P = BR/N × n_s/F_s ganzzahlig ist, wo bei BR die Bitrate des zweiten digitalen Signals ist, n_s die Anzahl von Abtas- tungen des Breitbandsignals S_BB ist, in welchem die Information, nachdem sie in das zweite digitale Signal umgewandelt wurde, in einem Rahmen des zweiten digitalen Signals vorhanden ist, ist die Anzahl von Informationspaketen B in einem Rahmen gleich P. Wenn P nicht ganzzahlig ist, ist B für eine Anzahl von Rahmen gleich P', wobei P' die nächstniedrigere ganze Zahl nach P ist, während B für den anderen Rahmen gleich (P' + 1) ist, in einer derartigen Weise, dass die mittlere Rate des zweiten Digitalsignals im Wesentlichen gleich F_s/n_s ist. Ein Rahmen umfasst einen ersten Rahmenabschnitt, einen zweiten Rahmenabschnitt und einen dritten Rahmenabschnitt. Der erste Rahmenabschnitt enthält Synchronisierungsinformationen und Systeminformationen. Der zweite Rahmenabschnitt enthält Belegungsinformationen und der dritte Rahmenabschnitt enthält Abtastungen einer Skalenfaktor-Information für das zweite Digitalsignal.
Die JP-A-05205405 beschreibt ein System und eine Anordnung für eine PCM-Audiosignal-Aufzeichnung und Wiedergabe, um eine tiefschichtige PCM-Aufzeichnungsformat-Signalverarbeitung eines S-VHS-VTR oder ähnlichem zum Zeitpunkt der Aufzeichnung oder Wiedergabe eines PCM-Audiosignals in einem HD-VTR zu verwenden. Bezogen auf das PCM-Audiosignal in dem tiefschichtigen PCM-Aufzeichnungsformat ist ein Rahmen in zehn Teilrahmen aufgeteilt und jeder Teilrahmen hat drei Teilblöcke, die aus zwei Blöcken bestehen. Jeder Block enthält eine Blockadresse und ID-Daten. In dem HD-VTR ist ein Rahmen in PCM-Audiobereichen aus acht Spuren aufgezeichnet und PCM-Audiodaten aus 32 Blöcken sind in einem PCM-Audiobereich aufgezeichnet. Dann werden zwei Dummy-Blöcke pro Rahmen des PCM-Audiosignals in dem tiefschichtigen PCM-Aufzeichnungsformat hinzugefügt und auf jede Teilblock-Spur verteilt und Blockadressänderung, ID-Kode-Austausch und Paritätsänderung werden entsprechend dieser Verteilung ausgeführt.
Das oben beschriebene Datenblock-Konzept wird normalerweise für Daten-Kompression und Expansion verwendet.
Das Problem bei diesem Konzept ist, dass, wenn ein Daten-Kompressions/Expansionsverfahren mit diesem Datenblock-Konzept in dem komprimierten Daten bei einer konventionellen Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung, wie oben beschrieben, verwendet wird, die Datenblockeinheit während der Multiplexoperation zerstört wird und ein Kanal-Multiplexen und Demultiplexen nicht korrekt ausgeführt werden können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung anzugeben, welche in der Lage ist, mehrere Kanäle in einem Daten-Kompressions/Expansions-System zu multiplexen und demultiplexen, welches dieses Datenblockkonzept beibehält.
Um die obige und weitere Aufgaben zu verwirklichen, ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung zum Erzeuger eines Multiplex mehrerer Kanäle digitaler Audiodaten in einem Digital-Audio-Schnittstellenformat vorgesehen, in welchem sich Rahmen mit der gleichen Frequenz wie der Abtastfrequenz der Digital-Audio-Daten wiederholen, wobei die Vorrichtung umfasst:
eine Datenkompressionseinrichtung (13) zum Komprimieren von M Abtastungen von Digital-Audio-Daten (wobei M eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist) in 1/N Daten (wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist), zum Bilden eines Datenblocks, wobei die Anzahl zu multiplexender Digital-Audio-Datenkanäle gleich M ist und die Darstellungen der innerhalb eines Datenblocks enthaltenen Digital-Audio-Daten-Abtastungen voneinander abhängen; und
eine Aufteilungseinrichtung (51) zum Aufteilen eines Blocks der Datenblöcke in L Teilblöcke (wobei L eine ganze Zahl größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich M ist), wobei die Anzahl der in einem Rahmenaufgenommenen Kanäle gleich L ist;
eine Teilblock-Identifizierungsflag-Hinzufügeeinrichtung (50) zum Hinzufügen eines Identifizierungsflags zu jedem der L Teilblöcke, welches wenigstens einen führenden Teilblock in den L Teilblöcken identifiziert; und
eine Multiplexeinrichtung (55, 52) zum Multiplexen der Teilblöcke, deren Anzahl gleich M mal L ist, in einer vorbestimmten Kanalfolge in M Rahmen, so dass eine bestimmte Position in M Rahmen für einen Teilblock eines bestimmten Kanals belegt ist;
wobei die Anzahl der Bits pro Digital-Audio-Datenabtastung k, multipliziert mit M und dividiert durch N, ein ganzzahliger Wert ist, ebenso, wie k, multipliziert mit M und dividiert durch das Produkt von N und L, ein ganzzahliger Wert ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Mehrfachkanal-Demultiplexvorrichtung zum Empfangen fortlaufender M Rahmen (wobei M eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist), angeordnet gemäß einem Digital-Audio-Schnittstellenformat, erhalten durch Komprimieren von M Abtastungen von Digital-Audio-Daten in 1/N Daten (wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist), zum Bilden eines Datenblocks vorgesehen, wobei die Anzahl zu multiplexender Digital-Audio-Datenkanäle gleich M ist und die Darstellungen der in einem Datenblock enthaltenen Digital-Audio-Daten-Abtastungen voneinander abhängen, wobei jeder Datenblock in L Teilblöcke aufgeteilt ist (wobei L eine ganze Zahl größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich M ist), wobei die Anzahl der in einem Rahmen aufzunehmenden Kanäle gleich L ist, wobei jedem der L Teilblöcke ein Teilblock-Identifizierungsflag hinzugefügt wird, welches wenigstens einen führenden Teilblock in den L Teilblöcken identifiziert, und wobei die Teilblöcke, deren Anzahl gleich M mal L ist, in einer vorbestimmten Kanalfolge in M Rahmen gemultiplext werden, so dass eine bestimmte Position in M Rahmen für einen Teilblock eines bestimmten Kanals belegt ist, wobei die Anzahl der Bits pro Digital-Audio-Datenabtastung k, multipliziert mit M und dividiert durch N, ein ganzzahliger Wert ist, ebenso wie k, multipliziert mit M und dividiert durch das Produkt aus N und L, ein ganzzahliger Wert ist, wobei die Vorrichtung umfasst:
eine Datenblock-Synthetisierungseinrichtung (53, 54) zum Zusammenfassen der zu verschiedenen Kanälen in der vorbestimmten Kanalfolge abgegebenen, empfangenen L Teilblöcke basierend auf den Teilblock-Identifizierungsflags, hinzugefügt zu den Teilblöcken zum Bilden des Datenblocks für jeden Kanal; und
eine Daten-Expansionseinrichtung (19) zum Daten-Expandieren des Datenblocks in jedem Kanal N-Fach zum Erhalten von M Abtastungen von Digital-Audio-Daten.
Schließlich ist gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Mehrfachkanal-Multiplex/Demultiplex-System mit der oben angegebenen Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung und der oben angegebenen Mehrfachkanal-Demultiplexvorrichtung vorgesehen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich aus der unten gegebenen detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen:
1A, 1B, 1C und 1D zusammengenommen als 1 betrachtet ein Blockschaltbild einer Mehrfachkanal-Multiplexeinrichtung gemäß einem ersten Beispiel;
2 eine Darstellung der Verbindung einer Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Videogerät;
3A und 3B Darstellungen des typischen Signalformats, gemultiplext für die AES/EBU-Digital-Audio-Schnittstelle durch die Vorrichtung des ersten Beispiels;
4 das typische Format eines 8-Kanal-Multiplex durch die Vorrichtung des ersten Beispiels;
5A, 5B; 5C und 5D zusammengenommen als 5 betrachtet ein Blockschaltbild einer Mehrfachkanal-Multiplexeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
5E ein Blockschaltbild, welches ein Detail des in den 5C und 5D gezeigten Synthetisierers zeigt;
6 ein typisches Signalformat, gemultiplext für die AES/EBU-Digital-Audio-Schnittstelle durch die Vorrichtung der ersten Ausführungsform;
7 das typische Format eines 8-Kanal-Multiplex durch die Vorrichtung der ersten Ausführungsform;
8A, 8B, 8C und 8D zusammengenommen als 8 betrachtet ein Blockschaltbild einer Mehrfachkanal-Multiplexeinrichtung, welche zur Kanal-Substitution in der Lage ist, gemäß einem zweiten Beispiel;
9A, 9B, 9C und 9D zusammengenommen als 9 betrachtet ein Blockschaltbild einer Mehrfachkanal-Multiplexeinrichtung, welche zur Kanal-Substitution in der Lage ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
10A, 10B, 10C und 10D zusammengenommen als 10 betrachtet ein Blockschaltbild einer Mehrfachkanal-Multiplexeinrichtung, welche Teildaten verwendet, gemäß einem dritten Beispiel;
11A, 11B, 11C und 11D zusammengenommen als 11 betrachtet ein Blockschaltbild einer Mehrfachkanal-Multiplexeinrichtung, welche Teildaten verwendet, gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
12 eine Darstellung, welche das Signalformat der AES/EBU-Digital-Audio-Schnittstelle gemäß dem Stand der Technik zeigt;
13 das Format des Signalkanals, gemultiplext für die AES/EBU-Digital-Audio-Schnittstelle gemäß dem Stand der Technik;
14 Acht-Kanal-Multiplex gemäß dem Stand der Technik; und
15 das Datenblock-Konzept gemäß dem Stand der Technik.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In den 1A–1D ist ein Blockschaltbild einer Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung gemäß einem ersten Beispiel gezeigt. Diese Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung ist in der Lage, acht Kanäle linear quantisierter, auf 1/4 komprimierter Audiodaten für eine Digital-Audio-Schnittstelle zu multiplexen, die in der Lage ist, zwei Kanäle linear quantisierter Audiodaten in einem unkomprimierten Zustand zu übertragen.
Es ist anzumerken, dass die in den 1A und 1B gezeigte Sektion unten als Datenkompressionsabschnitt bezeichnet wird und die in den 1C und 1D gezeigte Sektion wird unten als Datenexpansionsabschnitt bezeichnet.
Wie in den 1A und 1B gezeigt, umfasst der Datenkompressionsabschnitt vier digitale Eingangsschaltungen (D_in) 10a–10d, allgemein mit 10 bezeichnet, von denen jede Audiosignale empfängt und ein gemischtes Signal aus Zwei-Kanal-Digital-Audiodaten (gewöhnlich links und rechts) erzeugt; vier A/D-Wandler 11a–11d, allgemein als 11 bezeichnet, zum Umwandeln eines analogen Eingangssignals in digitale Audiodaten; und vier Eingangs-Auswahlschalter 12a–12d, allgemein mit 12 bezeichnet, zum Umschalten zwischen D_in 10 und A/D-Wandler 11. Der Schalter 12, wird auf D_in 10 geschaltet, wenn die Datenquelle das Digitalsignal abgibt, wird aber auf den A/D- Wandler 11 geschaltet, wenn die Datenquelle das Analogsignal abgibt. Vier Demultiplexer 21a–21d, allgemein mit 21 bezeichnet, sind vorgesehen zum Trennen der eingegebenen linken und rechten Audiosignale. Acht Datenkompressionsschaltungen 13a–13h sind vorgesehen, zwei für jeden Demultiplexer, zur getrennten Datenkompression des rechten und linken digitalen Audiosignals. Die Datenkompressionsschaltungen 13a–13h werden allgemein mit 13 bezeichnet. Die Datenkompressionsschaltung 13 ist zum Beispiel gebildet durch einen LSI-Baustein Modell Nr: APTX100ED, hergestellt von APT of England, und verwendet das Teilband-AD-PCM-Umwandlungsverfahren.
Der Datenkompressionsabschnitt umfasst weiterhin acht Kanaldaten-Addierer 14a–14h zum Addieren von Kanalidentifizierungsdaten, wie CH1, zu jedem der Kanäle der Ausgänge der Datenkompressionsschaltungen 13a–13h. Sieben Verzögerer 22b–22h sind in die sieben Pfade von den Datenkompressionsschaltungen 13b–13h eingefügt, zum Verzögern um eine Teilrahmen-Periode, zwei Teilrahmen-Perioden, drei Teilrahmen-Perioden, vier Teilrah men-Perioden, fünf Teilrahmen-Perioden, sechs Teilrahmen-Perioden, sieben Teilrahmen-Perioden. Ein Multiplexer 15 ist vorgesehen zum Empfangen der CH1-Audiodaten direkt von dem Kanaldaten-Addieren 14a und CH2–CH8 Audiodaten von den entsprechenden Verzögerungen 22b–22h. Der Multiplexer 15 multiplext die Datenblöcke, zu welchen die Kanaldaten hinzugefügt wurden. Eine digitale Ausgabeschaltung (D_out) 16 ist vorgesehen, welche die notwendigen Daten einfügt, wie einen Kopf und verschiedene Flags V, U, C und P, in das Ausgangssignal des Multiplexers 15 von dem Datenkompressionsabschnitt, und sendet die Daten ab zu einem Speichergerät wie einem VCR.
Insbesondere in den 1C und 1D umfasst der Datenexpansionsabschnitt eine digitale Eingangsschaltung (D_in) 17 zum Eingeben von Daten in den Datenexpansionsabschnitt; einen Demultiplexer 18 zum Demultiplexen der von der D_in 17 eingegebenen Datenblöcken in getrennte Kanalkomponenten, wie durch einen Kanaldetektor 20 erfasst; acht Datenexpansionsschaltungen 19a–19h, allgemein als 19 bezeichnet, zum Expandieren der durch den Demultiplexer 18 gedemultiplexten Datenblöcke zum Erhalten der digitalen Audiodaten; Multiplexer 23a–23d zum Multiplexen rechter und linker digitaler Audiosignale zu einem einzelnen digitalen Audiosignal; und vier Ausgangs-Auswahlschalter 110a–110d zum Schalten der Ausgangssignale der Multiplexer 23a–23d zu der entsprechenden digitalen Ausgangsschaltung (D_out) 111 oder D/A-Wandler 112.
Die von den Datenkompressionsschaltungen 13 und Datenexpansionsschaltungen 19 verwendeten Kompressions/Expansions-Technologien verwenden das MPEG-Audiokompressions-Kodierungsverfahren, d. h., ein Verfahren, welches die Charakteristik des menschlichen Hörens verwendet, um nicht erforderliche Informationen zu entfernen, und sind in der Lage, die Datenübertragungsrate einer 16 Bit-linear-Quantisierungsrate in eine 4 Bit-Übertragungsrate (1/4) zu komprimieren. Während die Datenkompressionsschaltungen 13 und die Datenexpansionsschaltungen 19 dieses Beispiels als in der Lage beschrieben werden, einen Datenkanal zu komprimieren/expandieren, können weiterhin alternativ Schaltungen zum Komprimieren/Expandieren von zwei Datenkanälen (linke und rechte Daten) durch einen Verarbeitungsbaustein verwendet werden. Ebenfalls ist es möglich, 7, 6, 5, 4, 3, 2 und 1 Teilrahmen-Verzögerung vor den Eingängen der sieben Datenexpansionsschaltungen 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f und 19g einzufügen.
Weiterhin wird die in dem Standard CP-340 der Electronic Industries Associa- tion of Japan (EIAJ) definierte digitale Audioschnittstelle (nachfolgend die AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle) verwendet.
2 zeigt, wie die Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung der vorliegenden Erfindung an ein Videogerät VCR mit einer digitalen Audioschnittstelle und geeignet zum digitalen Aufzeichnen von Audiosignalen, angeschlossen werden kann. Der digitale Ausgang des Datenkompressionsabschnittes der Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung ist an den digitalen Audioeingang des Videogerätes angeschlossen und der digitale Audioausgang des Videogerätes VCR ist an den digitalen Eingang des Datenexpansionsabschnittes der Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung angeschlossen.
Eine solche Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung gemäß diesem Beispiel arbeitet wie folgt.
In den 1A und 1B werden in dem Fall, in welchem die Eingangsdatenquelle eine digitale Datenquelle ist, die Auswahlschalter 12 in die in den 1A und 1B gezeigte Position gedreht. In diesem Fall werden die 16 Bit linear quantisierter Digital-Audiosignale durch die AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle in die acht Kanal-Eingänge von D_in 10 in dem Datenkompressionsabschnitt eingegeben. Es ist anzumerken, dass jeder Din, so wie 10a, Daten zweier Kanäle (z. B. rechts und links) aufnimmt. Andererseits sind in dem Fall, in welchem Eingangsdatenquelle eine analoge Datenquelle ist, die Auswahlschalter 12 in die entgegengesetzte Position zu der in den 1A und 1B gezeigten Position gedreht. In diesem Fall werden acht analoge Audiosignale in die A/D-Wandler 11 eingegeben, in welchen zwei Kanäle (z. B. rechts und links) analoger Audiosignale in 16 Bit-Digital-Audiodaten linear quantisiert werden. Es ist anzumerken, dass bei D_in 10 oder dem A/D-Wandler 11 die Kopfdaten, Aux-Daten und verschiedene Flags entfernt werden, so dass nur der Audiodatenabschnitt (12) übertragen wird.
Die vier abgetasteten Signale werden in den vier Demultiplexern 21a–21d gedemultiplext um fast gleichzeitig acht Kanaldaten zu erzeugen. Die acht Kanaldaten werden durch die acht Datenkompressionsschaltungen 13a–13h komprimiert und dann als ein 16 Bit-Datenblock für jeden Kanal ausgegeben. Um die Kanalnummer des Datenblocks jedes Kanals zu identifizieren werden 3 Bit-Kanal-ID-Daten durch den Kanaldatenaddierer 14 zu jedem Datenblock hinzugefügt. Die acht Datenblöcke von den acht Kanaldatenaddierern 14 werden fast gleichzeitig erzeugt. Der erste Datenblock mit Kanal-ID-Daten CH1 wird direkt an den Multiplexer 15 angelegt. Der zweite Datenblock mit Kanal-ID-Daten CH2 wird an eine Teilrahmen-Verzögerung 22b angelegt, so dass der zweite Datenblock mit Daten CH2 verzögert und an den Multiplexer 15 angelegt wird, direkt nachdem der erste Datenblock mit den Daten CH1 den Multiplexer 15 durchläuft. Auf diese Weise werden die von den acht Kanaldatenaddierern 14 parallel erzeugten acht Datenblöcke seriell in den Multiplexer 15 eingegeben. Dann werden die Datenblöcke in acht Daten-Teilrahmen der AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle eingefügt. Dieses Multiplex- und Einfüge-Verfahren wird unten detailliert anhand der 3A, 3B und 4 beschrieben.
Die 3A und 3B zeigen das typische Signalformat, in welchem der Datenblock, zu dem die Kanal-ID-Daten durch den Kanaldatenaddierer 14 hinzugefügt wurden, für die AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle gemultiplext wird. 3A zeigt den einzelnen Kanal, 20 Bit-Audiodaten angeordnet in einem Teilrahmen. 3B zeigt den komprimierten 16 Bit-Datenblock, angeordnet mit den Kanal-ID-Daten. Die Kanaldaten identifizieren die Kanalnummern der gemultiplexten Datenblöcke und verwenden drei Bits (mit denen acht Werte von 0–7 ausgedrückt werden können), da acht Kanäle gemultiplext werden. Es ist anzumerken, dass, während die Kanaldaten an der MSB-Seite in 3B angeordnet werden, sie alternativ an der LSB-Seite platziert werden können.
4 zeigt das typische Format des Acht-Kanal-Multiplex durch den Multiplexer 15 für die AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle unter Verwendung des in 3B gezeigten Formats. Sämtliche anderen Signalkomponenten als die Audiodaten in dem Teilrahmen wurden in 4 fortgelassen. CH1–CH8 zeigen die Kanalnummer jedes Datenblocks an und die Nummern 1–8 in den unteren rechten Ecken zeigen die Kanalnummern der entsprechenden Kanaldaten an. Die Kanaldaten ermöglichen es, zu bestimmen, zu welchem Kanal jeder Datenblock gehört und eine Kanalnummernidentifizierung wird nicht un ter Verwendung nur der Datenblockinhalte versucht. Wie in 4 gezeigt, werden vier Rahmen der AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle in diesem Beispiel verwendet, um die Datenblöcke durch Einfügen der Daten für acht Kanäle in acht Daten-Teilrahmen zu multiplexen.
Die wie in 4 gezeigten, für die AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle von dem Multiplexer 15 gemultiplexten Daten werden von der D_out 16 in dem Datenkompressionsabschnitt moduliert zur Ausgabe auf eine externe Leitung. Wenn die Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung an ein Videogerät angeschlossen ist, wie in 2 gezeigt, oder an einen digitalen Audiorekorder, kann das gemultiplexte Ausgangssignal von dem angeschlossenen Gerät aufgezeichnet werden. Es ist jedoch anzumerken, dass das angeschlossene Aufzeichnungsgerät zur Aufzeichnung/Wiedergabe von Digital-Audio in einem 20 Bit- oder größerem Format in der Lage sein muss.
In den 1C und 1D wird als Nächstes die Expansion betrachtet. Die komprimierten, gemultiplexten Daten werden zum Beispiel von dem Videogerät wiedergegeben und von der AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle in die D_in 17 in dem Datenexpansionsabschnitt eingegeben. Dann wird das Eingangssignal zu dem Demultiplexer 18 geleitet, basierend auf den Kanaldaten in acht Kanaldatenblöcke gedemultiplext und dann zur Expansion in Datenblockeinheiten in die entsprechenden Datenexpansionsschaltungen 19 eingegeben. Die expandierten Signale zweier Kanäle, wie für die rechten und linken Signale, werden von den Multiplexern 23a–23d gemultiplext.
Abhängig von der Position der Ausgangssignal-Auswahlschalter 110 werden die expandierten und gemultiplexten Daten dann durch die D_out 111 des Datenexpansionsabschnittes durch die AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle digital ausgegeben oder durch die D/A-Wandler 112 D/A-gewandelt und analog ausgegeben.
Es ist anzumerken, dass in diesem Beispiel drei Bits für die Kanaldaten verwendet werden, aber ein Ein-Bit-Kanalidentifizierungsverfahren ebenso verwendet werden kann, um den Anfang jeder Folge der Kanäle 1–8 zu markieren durch Setzen des einen Bits alle acht Teilrahmen.
Nachfolgend wird das in dem ersten Beispiel oben beschriebene Verfahren, bei welchem Kanaldaten zu mehreren Kanälen mit M linear quantisierten digitalen Audiodaten-Abtastungen (wobei M eine ganze Zahl von Zwei oder größer ist) hinzugefügt werden, mit 1/N komprimierten Daten (wobei N eine ganze Zahl von Zwei oder größer ist), und diese mehreren Kanaldaten werden in den Audiodaten-Teilrahmen von aufeinanderfolgenden M Rahmen gemultiplext, als "erstes Multiplexverfahren" bezeichnet. In den bevorzugten Ausführungsformen sind M = 4 und N = 4.
Das als Nächstes beschriebene Mehrfachkanal-Multiplexvertahren einer ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet ein von dem ersten Multiplexverfahren verschiedenes Multiplexverfahren.
In den 5A–5D ist ein Blockschaltbild einer Mehrfachkanal-Multiplexeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Gemeinsame Elemente der ersten und zweiten Ausführungsformen sind durch gleiche Bezugszeichen identifiziert und auf deren weitere Beschreibung wird unten verzichtet.
Der Datenkompressionsabschnitt dieser Ausführungsform umfasst weiterhin acht Teilblock-Teiler 51a–51h zum Teilen eines von den Datenkompressionsschaltungen 13 ausgegebenen Datenblocks in mehrere, wie vier, Teilblöcke. Die nachfolgende Beschreibung ist gerichtet auf einen Fall, wenn der Datenblock in vier Teilblöcke aufgeteilt ist und jeder Teilblock vier Bit Daten aufweist. Jeder Teiler, wie 51a, ist an vier Teilblock-ID-Flag-Addierer 50a1–50a4 angeschlossen zum Addieren eines Teilblock-Identifizierungsflag zu jedem dieser Teilblöcke, welches die Anordnung der Teilblöcke identifiziert. Von den vier Teilblöcken wird zu dem ersten Teilblock ein Ein-Bit-Flag 1 durch den Addierer 50a1 hinzugefügt, um anzuzeigen, dass der erste Teilblock der führende Teilblock ist, und zu jedem der verbleibenden drei Teilblöcke wird ein Ein-Bit-Flag 0 von den Addierern 50a2, 50a3 oder 50a4 hinzugefügt, um anzuzeigen, dass diese Teilblöcke nachfolgende sind. Daher hat der Teilblock nach dem Flag-Addierer auf fünf Bits Länge zugenommen. In der ersten Ausführungsform sind insgesamt 32 Flag-Addierer vorgesehen. Die vier Flag-Addierer, wie 50a1–50a4, sind für jeden Kanal vorgesehen und an einen Auswähler 55a angeschlossen, um sequenziell einen Teilblock zur Zeit aus zuwählen und der ausgewählte Teilblock wird an einen Multiplexer 52 angelegt. Da acht Kanäle vorhanden sind, sind acht Auswähler 55a–55h, allgemein mit 55 bezeichnet, vorgesehen.
Zuerst wählt der Auswähler 55a einen Teilblock aus, dann wählt der zweite Auswähler 55b einen Teilblock aus und dann wählt der dritte Auswähler 55c einen Teilblock aus. In dieser Weise wählen acht Auswähler 55a–55h sequenziell einen Teilblock zur Zeit von einem Kanal aus. Somit wählen zum Beispiel Auswähler 55a–55h in der zeitlichen Reihenfolge die Teilblöcke von den Flag-Addierern in der in Tabelle 1 unten gezeigten Reihenfolge aus.
Tabelle 1
In dem obigen Beispiel fügen die Flag-Addierer mit einem Suffix "1 ", wie Flag-Addierer 50a1, ein Flag "1", welches des führenden Teilblock anzeigt, hinzu und die Flag-Addierer mit Suffix "2", "3" oder "4" fügen ein Flag "0" hinzu, welches die nachfolgenden hinter dem führenden Teilblock anzeigt. Wenn nur die Flags in dem obigen Beispiel berücksichtigt werden, sind die Flags somit wie folgt ausgerichtet:
1111 0000 0000 1100 0000 0010 0000 0001...........wiederholen
Diese Ausrichtung ist in 7 gezeigt. Wie aus dem obigen Beispiel erkennbar ist, sind die führenden Teilblöcke in den verschiedenen Kanälen nicht ausgerichtet. Insbesondere sind in dem obigen Beispiel die führenden Teilblö- cke in den Kanälen 1, 2, 3 und 4 ausgerichtet, die führenden Teilblöcke in den Kanälen 5 und 6 sind außer Phase oder verzögert um eine Teilblock-Periode gegenüber den Teilblöcken in Kanal 1, der führende Teilblock in Kanal 7 ist um zwei Teilblock-Perioden gegenüber den Teilblöcken in Kanal 1 verzögert und der führende Teilblock in Kanal 8 ist um drei Teilblock-Perioden gegenüber den Teilblöcken in Kanal 1 verzögert. Solch eine Verzögerung wird veranlasst z. B. durch die Zeitdifferenz in der Datenkompression, bewirkt in den Kompressionsschaltungen 13a–13h.
Ein Multiplexer 52 ist vorgesehen zum Erzeugen von sequenziell ausgerichte- ten Teilblöcken, wie oben in Verbindung mit Tabelle 1 beschrieben. Im Multiplexer 52 wird jeder Teilblock in dem bestimmten Bereich in jedem Rahmen gemultiplext, der dem zu diesem Teilblock gehörenden Kanal zugeordnet ist. Als ein Ergebnis kann die Kanalnummer jedes Teilblocks unbedingt aus der Position der Daten in dem Rahmen bestimmt werden.
In den 5C und 5D umfasst der Datenexpansionsabschnitt einen Demultiplexer 54 zum Demultiplexen der Teilblöcke in separate Kanäle. Da Teilblöcke in bestimmte Bereiche in jedem Rahmen gemultiplext werden, empfängt der Demultiplexer 54 die in den Rahmen zusammengesetzten Teilblöcke, wie in 7 gezeigt. Somit kann die Kanalnummer jedes Teilblocks unbedingt aus der Position der Daten in dem Rahmen bestimmt werden.
In jedem Fall erzeugen die acht Ausgänge des Demultiplexers 54 sequenziell die Teilblöcken in der gleichen Folge wie die an die acht Eingänge des Multiplexers 52 angelegten Teilblöcke. Der Datenexpansionsabschnitt umfasst weiterhin acht Datenblock-Synthetisierer 53a–53h, allgemein mit 53 bezeichnet, angeschlossen an den Demultiplexer 54 zum Neuzusammenfügen der Teilblöcke zu einem Block. Acht Datenblock-Synthetisierer 53a–53h sind entsprechend mit acht Flag-Detektoren 56a–56h gekoppelt.
In 5E ist eine Einzelheit des Synthetisierers 53a gezeigt. Der Synthetisierer 53a hat ein 20 Bit-Schieberegister Sh1 und ein 16 Bit-Schieberegister Sh2. Das 16 Bit-Schieberegister Sh2 ist parallel zu dem 20 Bit-Schieberegister Sh1 angeschlossen, aber jedes fünfte Bit, welches das Flag-Bit in dem 20 Bit-Schieberegister Sh1 ist, wird übersprungen. Die Flag-Bits in dem 20 Bit-Schieberegister Sh1 werden an einen Flag-Detektor 56a angelegt. Der Flag-Detektor 56a weist einen Speicher zum Speichern eines vorbestimmten Vier-Bit-Musters "1000" auf. Die vier Flag-Bits in dem 20 Bit-Schieberegister Sh1 werden an den Flag-Detektor 56a angelegt zum Vergleich mit einem vorbestimmten Vier-Bit-Muster "1000". Wenn die vier Flag-Bits mit dem Vier-Bit-Mustern übereinstimmen, wird ein Schiebebefehlssignal von dem Flag-Detektor 56a für das 20 Bit-Schieberegister Sh1 erzeugt, zum Bewirken der Parallelverschiebung der komprimierten Audiodaten von dem 20 Bit-Schieberegister Sh1 zu dem 16 Bit-Schieberegister Sh2. Weitere Synthetisierer sind in der gleichen Weise aufgebaut.
Dann werden die 16 Bit komprimierte Audiodaten von dem 16 Bit-Schieberegister Sh2 zu der Datenexpansionsschaltung 19 verschoben.
Die Wirkungsweise der in den 5A–5D gezeigten Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung wird unten lediglich anhand der Unterschiede in der Wirkungsweise zwischen dem ersten Beispiel und der ersten Ausführungsform beschrieben.
Während Kompression und Multiplexen werden die acht Kanaldaten durch die vier Datenkompressionsschaltungen 13 komprimiert und als ein 16 Bit-Datenblock für jeden Kanal ausgegeben. Der Teilblock-Teiler 51 teilt dann jeden 16 Bit-Datenblock in vier 4 Bit-Teilblöcke auf, zu jedem von denen die Teilblock-ID-Flag-Addierschaltung 50 ein Teilblock-Identifizierungsflag hinzufügt, welches jeden Teilblock 5 Bit lang macht.
Ein Beispiel des Signalformats ist in 6 gezeigt, wenn die Teilblock-Identifizierungsflags nach der Teilblock-Aufteilung durch den Teilblock-Teiler 51 durch die Teilblock-ID-Flag-Addierschaltung 50 hinzugefügt sind. Die Teilblöcke mehrerer Kanäle werden dann in Teilblock-Gruppen zusammengefasst und durch den Multiplexer 52 für die AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle gemultiplext, wie in 7 gezeigt.
6 zeigt das Signalformat von vier Teilblöcken, gemultiplext mit den Teilblock-Identifizierungs-Flags, welche in den 20 Bit-Audiodatenabschnitt passen. Der 16 Bit-Datenblock ist 1/4 aufgeteilt in vier Teilblöcke von jeweils vier Bits aufgeteilt. Ein Ein-Bit-Teilblock-Identifizierungsflag wird zu jedem Teilblock hinzugefügt und die Teilblöcke und Teilblock-Identifizierungsflags mehrerer Kanäle (vier Kanäle pro Teilrahmen in dieser Ausführungsform) werden zusammengefasst, um die Teilblock-Gruppe zu bilden. Die Teilblock-Gruppen werden in dem Audiodatenabschnitt gespeichert.
Wie diese Teilblock-Identifizierungs-Flags verwendet werden, wird unten detailliert anhand von 7 beschrieben.
7 zeigt das Signalformat, wenn acht Kanäle, die in dem in 6 gezeigten Format kodiert sind, für die AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle gemultiplext werden. In 7 wird auf alle anderen Signalkomponenten als die Teilrahmen-Audiodatenabschnitte verzichtet; die in jedem Rahmen gezeigten, sequenziellen Zahlen 1–8 geben die Kanalnummer des zugeordneten Teilblocks an, aber diese Kanalnummern werden in der bevorzugten Ausführungsform nicht tatsächlich aufgezeichnet oder übertragen. Dies ist der Fall, weil, wie aus 7 bekannt ist und abweichend von dem ersten Beispiel jeder Teilblock in dem bestimmten Bereich in jedem Rahmen gemultiplext ist, der dem diesem Teilblock zugehörigen Kanal zugeordnet ist. Als ein Ergebnis kann die Kanalnummer jedes Teilblocks unbedingt aus der Position der Daten in dem Rahmen bestimmt werden.
Die Teilblock-Identifizierungsflag-Werte 0 und 1 sind in der unteren rechten Ecke jedes Teilblockbereichs in 7 gezeigt. Der Zweck dieser Teilblock- Identifizierungsflags ist das Wiederherstellen der Datenblöcke aus den vier Teilblöcken, in welche diese aufgeteilt sind. In dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, ist das Teilblock-Identifizierungsflag des ersten Teilblocks am Anfang des Datenblocks eine "1", wobei die Teilblock-Identifizierungsflags der folgenden drei Blöcke "0" sind. In den Kanälen 1–4 in 7 sind die Teilblock-Identifizierungsflags 1 in Rahmen 1 und 0 in den Rahmen 2, 3 und 4. Als ein Ergebnis ist bekannt, dass zum Beispiel die den Datenblock von Kanal 1 bildenden Teilblöcke in Rahmen 1 beginnen und sich in den Rahmen 1, 2, 3 und 4 befinden. Das Teilblock-Identifizierungsflag wird in Rahmen 5 auf 1 zurückgesetzt und daher. kann bestimmt werden, dass ein neuer Datenblock in Rahmen 5 beginnt. Es ist ebenfalls bekannt, dass der Datenblock für die Kanäle 5 und 6 in Rahmen 2 beginnt.
Es ist anzumerken, dass, während die Teilblock-Identifizierungsflags in dieser Ausführungsform kanalweise zugeordnet werden, die Anzahl der Teilblock-Identifizierungsflags verringert werden kann, wenn die Positionen des ersten Teilblocks in jedem Datenblock über die mehreren Kanäle unter Verwendung einer Speicherverzögerung oder anderen Einrichtung ausgerichtet sind. Wenn zum Beispiel alle acht Kanäle ausgerichtet werden können, ist ein Ein-Bit-Teilblock-Identifizierungsflag für alle acht Kanäle ausreichend. Während die Teilblock-Identifizierungsflags an dem Ende jedes Teilblocks in den Teilblock-Gruppen hinzugefügt werden, ist es zusätzlich ebenfalls möglich, genau die Teilblock-Identifizierungsflags an der MSB-Seite oder der LSB-Seite zu gruppieren.
Die von dem Multiplexer 52 wie oben beschrieben gemultiplexten Daten werden dann durch die D_out 16 des Datenkompressionsabschnittes moduliert und auf die Leitung abgegeben. Wenn die Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung an ein Videogerät angeschlossen ist, wie in 2 gezeigt, oder an einen digitalen Audiorekorder, kann das gemultiplexte Ausgangssignal durch das angeschlossene Gerät aufgezeichnet werden.
In dem Datenexpansionsabschnitt wird das Signal von der D_in 17 in den Demultiplexer 54 eingegeben, welcher die Teilblöcke für jeden Kanal von den Teilblock-Gruppen des von der D_in 17 eingegebenen Signals trennt. Da die Kanalnummer ebenfalls aus den Teilblock-Positionen in den Teilblock- Gruppen bestimmt werden kann, wie in 7 gezeigt, wird die Kanalnummerninformation zusammen mit den Datenblöcken ebenfalls von dem Demultiplexer 54 ausgegeben. Basierend auf dieser Kanalnummerninformation fassen die Synthetisierer 53 vier Teilblöcke zum Bilden eines Datenblocks zusammen, welcher zu den entsprechenden Datenexpansionsschaltungen 19 abgegeben wird. Die Datenexpansionsschaltung 19 expandiert die Datenblöcke zum Wiederherstellen und Ausgeben der ursprünglichen digitalen Audiodaten.
Es ist anzumerken, dass die Folge des Datenblock-Synthetisierers 53 und des Demultiplexers 54 gegenüber der in 5 gezeigten umgekehrt werden kann.
Die Anzahl von Teilblöcken, in welche die Datenblöcke aufgetrennt werden, wird als Nächstes betrachtet. Während jeder Datenblock in dieser Ausführungsform in vier Teilblöcke aufgeteilt und in vier Rahmen gemultiplext wird, wie in 7 gezeigt, ist es ebenfalls möglich, jeden Datenblock zum Beispiel in zwei Teilblöcke aufzuteilen und diese zwei Teilblöcke in zwei von vier aufeinanderfolgenden Rahmen einzufügen und die verbleibenden Rahmen offen zu lassen. Mit anderen Worten kann jede Anzahl von Teilblöcken, die größer oder gleich zwei und geringer oder gleich der Anzahl von Abtastungen in jedem Datenblock vor der Kompression ist, verwendet werden.
Nachfolgend wird das in der ersten Ausführungsform oben beschriebene Verfahren, bei welchem 1/N komprimierte Datenblöcke von M linear quantisierten, digitalen Audiodatenabtastungen in L Teilblöcke aufgeteilt werden (wobei L eine ganze Zahl von Zwei oder größer und geringer oder gleich M ist), zu welchen ein die Anordnung der Teilblöcke identifizierendes Teilblock-Identifizierungsflag hinzugefügt wird, und gemultiplext durch Einfügen in M Rahmen an einer bestimmten, jedem Kanal in jedem Rahmen zugeordneten Position, als das "zweite Multiplexverfahren" bezeichnet. In der bevorzugten Ausführungsform ist L = 4.
Wie oben beschrieben, kann Multiplexen und Demultiplexen in beiden Fällen korrekt ausgeführt werden, dem ersten Beispiel unter Verwendung des ersten Multiplexverfahrens und der ersten Ausführungsform unter Verwendung des zweiten Multiplexverfahrens, ohne die Datenblockeinheiten während des Mul tiplexvorgangs zu zerstören, auch wenn ein Multiplexen unter Verwendung von das Datenblockkonzept in den komprimierten Daten erhaltendes Daten-Komprimieren/Expandieren verwendet wird.
Es ist weiterhin anzumerken, dass es in einer Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung, welche mehrere Kanäle multiplext, erwünscht ist, in der Lage zu sein, ausgewählte Kanäle in den wiedergegebenen gemultiplexten Daten zu substituieren und dann mit den digitalen Rekorder erneut aufzuzeichnen. Um ausgewählte Kanäle aus den gemultiplexten Daten mehrerer Kanäle zu ersetzen, ist es erforderlich, nur die gewünschten Daten zu ersetzen während ein Teil der bereits gemultiplexten Daten unverändert bleibt. Eine Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung für das erste Multiplexverfahren und eine Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung für das zweite Multiplexverfahren, bei welchen eine Kanal-Substitution möglich ist, werden unten beschrieben.
Wenn einer der wie in 4 gezeigt gemultiplexten acht bestimmten Kanäle, wie von einem VCR gemäß dem ersten Multiplexverfahren auf einem Band gespeichert, zu Substituieren ist, ist es erforderlich, den von den Kanaldaten zu substituierenden Kanal zu identifizieren, nur den Teilrahmen der entsprechenden Kanalnummer durch neue Daten zu substituieren, während das Band erneut abgespielt wird und den Rest der Kanaldaten unverändert zu lassen.
Um diese Kanal-Substitution unter Verwendung der in den 1A–1D gezeigten und oben beschriebenen Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung zu verwirklichen, können die Anschlüsse der verbleibenden Kanäle an dem Datenexpansionsabschnitt D_out 111 an die Anschlüsse des Datenkomprimierers D_in 10 des Datenkompressionsabschnittes angeschlossen sein, um während der Eingabe der Daten der zu substituierenden Kanäle in D_in 10 oder Anschlüsse des A/D-Wandlers 11 des Datenkompressionsabschnittes die Daten neu zu routen. Als ein Ergebnis werden die in die D_in 17 des Datenexpansionsabschnittes eingegebenen gemultiplexten Daten teilweise ersetzt und erneut von der D_out 16 zu dem Datenkompressionsabschnitt ausgegeben.
Das Problem bei dieser Operation ist, dass die nicht substituierten Daten einmal die Datenexpansionsschaltung 19 und die Datenkompressionsschaltung 13 durchlaufen. Die Audiodatenqualität wird beeinträchtigt, wenn die Daten- Kompression/Expansion wiederholt werden und ebenfalls tritt eine Zeitverzögerung auf. Während die nicht substituierten Daten durch die digitalen Eingänge/Ausgänge in dem obigen Beispiel zurückgegeben werden, beeinträchtigen eine wiederholte D/A-Umwandlung und A/D-Umwandlung zusätzlich zu der Daten-Kompression/Expansion weiter die Signalqualität, wenn analoge Eingänge/Ausgänge verwendet werden, und die Zeitverzögerung nimmt weiter zu. Wenn die Kanal-Substitution verwendet wird, ist es als ein Ergebnis erforderlich, eine Einrichtung zu erneuten Verwendung der komprimierten Digitaldaten zu berücksichtigen, ohne Durchlaufen der Daten durch Expansions-, Kompressions-, A/D- und D/A-Umwandlungs-Einrichtungen, so dass die nicht substituierten Daten nicht beeinträchtigt werden und eine Zeitverzögerung nicht eingeführt wird.
In den 8A–8D sind Blockschaltbilder einer Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung gemäß einem zweiten Beispiel der Erfindung gezeigt, welche das in den 1A–1D gezeigte, erste Multiplexverfahren verwendet und eine Kanal-Substitution ohne Beeinträchtigung der Signale der nicht substituierten Kanäle ermöglicht. Gemeinsame Elemente in den 1A–1D und 8A–8D sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und auf eine weitere Beschreibung wird unten verzichtet.
Wie in den 8A und 8B gezeigt, umfasst der Datenexpansionsabschnitt dieses Beispiels einen Kanaldatendetektor 20 zum Überwachen der Kontinuität und der Periodizität der Kanaldaten und Ausgeben der erfassten Zustände; und Unterdrückungsschaltungen 86a–86h, allgemein mit 86 bezeichnet, zum Unterbrechen der Kanalleitung, wenn einwandfreie Kanaldaten nicht erfasst werden.
In dem Datenkompressionsabschnitt ist ein zweiter Multiplexer 85 vorgesehen zum Empfangen von Daten von dem ersten Multiplexer 15. Ebenfalls ist ein externer Kanalauswählerschalter 83 vorgesehen zum Auswählen eines Kanals, der Substitutionsdaten empfangen soll.
Der Datenkompressionsabschnitt und der Datenexpansionsabschnitt sind durch eine Signalleitung 81 verbunden, auf welcher die Kanaldaten von dem Kanaldatendetektor 20 zu dem Multiplexer 85 ausgegeben werden, und eine Signalleitung 82, welche die D_in 17 des Datenexpansionsabschnittes mit dem Multiplexer 85 verbindet.
Anders als der in den 1A–1D gezeigte Multiplexer ist dieser Multiplexer 85 gekennzeichnet durch ein Eingangssignal von der Signalleitung 82 zusätzlich zu den Eingangssignalen von dem ersten Multiplexer 15. Dieser Multiplexer 85 kann die Daten auf der Signalleitung 82 in bestimmten, durch den Kanalauswähler 83 bezeichneten Kanälen durch neue Daten von dem Kanaldatenaddierer 14 ersetzen.
Die Kanal-Substitutionsoperation dieses Beispiels wird unten anhand der 8A–8D beschrieben. Andere Aspekte des Betriebs dieses Beispiels sind die gleichen wie bei der Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung der 1A–1D und auf eine weitere Beschreibung wird unten verzichtet.
Die in die D_in 17 eingegebenen gemultiplexten Daten des Datenexpansionsabschnittes werden von dem VCR im Wiedergabemodus in den Demultiplexer eingegeben. Der Kanaldatendetektor 20 überwacht die Kontinuität und die Periodizität der Kanaldaten und gibt aufeinanderfolgend die erfassten Kanaldaten über die Signalleitung 81 zu dem Multiplexer 85 aus. Dieses Signal ist die Kanalnummer, die sich fortlaufend und zyklisch von 0–7 ändert, um Kanal 1 bis Kanal 8 darzustellen, wenn das in 4 gezeigte Signalformat verwendet wird. Die von dem VCR wiedergegebenen und in die D_in 17 eingegebenen Daten des Datenexpansionsabschnittes werden über die Signalleitung 82 ebenfalls zu dem Multiplexer 85 gesendet.
Es wird angenommen, dass die Daten in Kanal 3 zu ersetzen sind, so dass der Kanalauswähler 83 Kanal 3 anzeigende Daten erzeugt. In dem Multiplexer 85 werden die von der Signalleitung 82 eingegebenen, wiedergegebenen Daten zu dem VCR zurückgespeist zum Aufzeichnen durch D_out 16, außer wenn Daten von Kanal 3 präsent sind. Wenn Daten von Kanal 3 präsent sind, schaltet der Multiplexer 85 um, um neue Daten von dem Multiplexer 15 auszuwählen, insbesondere Daten von Kanal 3, durch Elemente 22c, 14c und 13c. Somit sind die Daten in Kanal 3 in dem Multiplexer 85 durch die Daten von dem Kanaldatenaddierer 14c ersetzt. Der Multiplexer 85 arbeitet, um den Pfad als Antwort auf die Kanalnummerndaten von der Signalleitung 81 zu ändern und kann daher korrekt nur den ausgewählten Kanal/die ausgewählten Kanäle substituieren. Das von der D_out 16 erzeugte Signal wird in dem VCR aufgezeichnet. Um zum Beispiel nur CH3 in den in 4 gezeigten, gemultiplexten Daten zu substituieren, werden Daten alle acht Teilrahmen ersetzt. Die Digitalwerte der unveränderten Daten werden einfach durchgereicht und dadurch wird jede Signalbeeinträchtigung und Zeitverzögerung vermieden.
Als Nächstes wird eine das zweite Multiplexverfahren verwendende Kanal-Substitution beschrieben. Wenn einer oder mehrere der mit dem zweiten Multiplexverfahren gemultiplexten acht Kanäle, wie in 7 gezeigt, substituiert werden, kann die Kanalnummer aus der Position in dem Rahmen der AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle bestimmt werden. Dies sagt aber nichts darüber aus, bei welcher Rahmenposition die Kanal-Substitution beginnen soll. Der Fall ist zu berücksichtigen, in welchem eine Aufzeichnung von vorher aufgezeichneten, gemultiplexten Kanälen fortgesetzt wird. Die Kanal-Substitution muss so beginnen, dass vorher aufgezeichnete Kanaldaten nicht an dem Kanal-Substitutions-Anfangspunkt zerstört werden. Daher ist es erforderlich, den Kanal-Substitutions-Anfangspunkt so zu setzen, dass er mit den Aufteilungen der Teilblock-aufgeteilten Datenblöcke übereinstimmt und somit eine Datenblockzerstörung vermeidet. Wenn die Ausrichtung nicht korrekt ist, beginnt die Substitution in der Mitte der vier Teilblöcke, bewirkt, dass ein Teil der Gruppe der vier Teilblöcke durch einen neuen Teilblock ersetzt wird und macht es damit unmöglich, den Datenblock neu zusammenzufügen. Um eine Datenblockzerstörung zu verhindern ist es erforderlich, das Teilblock-Identifizierungsflag des zu ersetzenden Kanals zu erkennen und somit das Einfügen der neuen Daten von der Datenblock-Aufteilung des zu ersetzenden Kanals an zu beginnen.
Die 9A–9D zeigen ein Blockschaltbild einer Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche das zweite Multiplexverfahren verwendet und eine Kanal-Substitution ohne Signalbeeinträchtigung erlaubt. Gemeinsame Elemente in den 5A–5D und 9A–9D sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und auf eine weitere Beschreibung wird unten verzichtet.
Wie in den 9A–9D gezeigt, weist ein Datenexpansionsabschnitt dieser Ausführungsform die Flag-Detektoren 56a–56h auf, zum Überwachen der Kontinuität und Periodizität der Teilblock-Identifizierungsflags und Ausgeben der erfassten Zustände; und Unterdrückungsschaltungen 96a–96h, allgemein mit 96 bezeichnet, zum Unterbrechen der Kanalleitung, wenn nicht die einwandfreien Kanaldaten erfasst werden.
Der Datenkompressionsabschnitt enthält ebenfalls einen zweiten Multiplexer 95 zum Substituieren der Daten des durch den externen Kanalauswahlschalter 93 ausgewählten Kanals.
Der Datenkompressionsabschnitt und Datenexpansionsabschnitt sind durch die Signalleitung 91 verbunden, auf welcher das Teilblock-Identifizierungsflag von den ID-Flag-Detektoren 56a–56h zu dem Multiplexer 95 übertragen wird, und eine Signalleitung 92 verbindet die D_in 17 des Datenexpansionsabschnittes mit dem Multiplexer 95.
Anders als bei dem in den 5A–5D gezeigten Multiplexer ist dieser Multiplexer 95 gekennzeichnet durch das Eingangssignal von der Signalleitung 92 zusätzlich zu den Eingangssignalen von dem ersten Multiplexer 52. Dieser Multiplexer 95 kann die Teilblöcke der Kanäle in den gemultiplexten Daten auf der Signalleitung 92, ausgewählt durch den Kanalauswahlschalter 93, durch die Daten von dem Multiplexer 52 ersetzen.
Die Kanal-Substitutions-Operation dieser Ausführungsform wird unten anhand der 9A–9D beschrieben. Weitere Aspekte des Betriebs dieser Ausführungsform sind die gleichen, wie bei der Mehrtachkanal-Multiplexvorrichtung der 5A–5D und auf eine weitere Beschreibung wird unten verzichtet.
Die von dem VCR wiedergegebenen Daten werden in die D_in 17 des Datenexpansionsabschnittes eingegeben. Die ID-Flag-Detektoren 56a–56h überwachen die Kontinuität und Periodizität der Teilblock-Identifizierungsflags und geben aufeinanderfolgend die Datenblock-Anfangsposition jedes Kanals über die Signalleitung 91 zu dem Multiplexer 95 aus. Die in die D_in 17 des Datenexpansionsabschnittes eingegebenen wiedergegebenen Daten werden über die Signalleitung ebenfalls zu dem Multiplexer 95 gesendet.
In dem Multiplexer 95 wird die Kanalsubstitution ausgeführt, wenn die zu substituierenden Kanäle von dem Kanalauswahlschalter 93 ausgewählt sind. Während dieser Operation empfängt der Multiplexer 95 ein Signal, welches den Anfangspunkt der Teilblöcke der gegenwärtig wiedergegebenen Kanäle entlang der Signalleitung 92 basierend auf der von Signalleitung 91 eingegebenen Teilblock-Anfangspunkt-Information für jeden Kanal anzeigt.
Es wird angenommen, dass die Daten des dritten Kanals substituiert werden sollen. Wenn der Flag-Detektor 56c den Teilblock-Anfangspunkt des dritten Kanals CH3 erfasst, wählt der Multiplexer 95, der die Daten von Leitung 92 ausgewählt hat, jetzt Blockdaten von dem Multiplexer 52 aus. Das von der D_out 16 erzeugte Signal wird in dem VCR aufgezeichnet. Somit kann die Kanal-Substitution begonnen und ausgeführt werden, ohne vorhandene Datenblöcke zu zerstören. Die digitalen Werte der unveränderten Daten werden einfach durchgereicht und dadurch wird jede Signalbeeinträchtigung und Zeitverzögerung vermieden.
Die Probleme, die auftreten, und wie sie gelöst werden, wenn ein Datenblock der gemultiplexten Daten zerstört wird, werden unten beschrieben.
In jedem Übertragungssystem, wie der Digital-Audio-Schnittstelle, können Fehler durch Umgebungseinflüsse bewirkt werden und die Datenqualität kann beeinträchtigt werden. Wenn diese Digital-Audio-Schnittstelle an ein Videogerät angeschlossen ist, wie in 2 gezeigt, können ebenfalls Lese/Schreib-Fehler in dem Daten-Aufzeichnungs/Wiedergabe-System auftreten. Wenn diese auftreten, kann die Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung Datenblöcke in den eingegebenen gemultiplexten Daten nicht extrahieren oder ersetzen, eine Datenexpansion ist daher nicht möglich und das Endergebnis wird als Rauschen wahrgenommen.
Um dieses zu verhindern, kann das zweite Beispiel unter Verwendung des ersten Multiplexverfahrens, wie in den 8A–8D gezeigt, wie folgt verwendet werden.
Die Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung in den 8A–8D umfasst eine Unterdrückungsschaltung 86, gesteuert von der ID-Flag-Überwachungsschaltung 80. Die Wirkungsweise aller anderen Komponenten wurde bereits beschrie ben und daher wird darauf unten verzichtet. Der Kanaldatendetektor 20 überwacht die Kontinuität und die Periodizität der Kanaldaten. Wenn das in 4 gezeigte Signalformat verwendet wird, werden fortlaufend und zyklisch von 0– 7 wechselnde Kanalnummern erfasst.
Wenn eine gegebene Kanalnummer nicht gelesen werden kann und daher nicht erfasst wird, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Datenblöcke für diesen Kanal zerstört sind. Jede nicht erfasste Kanalnummer kann aus der Beziehung der nicht erfassten Kanalnummer zu den erfassten Kanalnummern davor und danach erfasst werden und diese Information kann von dem Kanalnummerndetektor 20 zu der Unterdrückungsschaltung 86 ausgegeben werden. Wenn es zum Beispiel der fünfte Kanal CH5 ist, der nicht erfasst werden kann, kann die Unterdrückungsschaltung 86 entsprechend das Ausgangssignal des fünften Kanals unterdrücken und somit die Erzeugung eines durch Datenblockzerstörung bewirkten Rauschsignals verhindern.
Mit anderen Worten, während eines normalen Wiedergabemodus des VCR wird, wenn der Kanaldatendetektor 20 einen Fehler in den Daten des fünften Kanals erfasst, ein Unterbrechungsbefehlssignal an die entsprechende Unterdrückungsschaltung 86e angelegt zum Unterbrechen der Leitung in dem entsprechenden Kanal. Somit wird das unerwünschte Rauschsignal nicht zu dem entsprechenden Ausgang übertragen.
Es ist anzumerken, dass dieses Beispiel nur den von dem Kanaldatendetektor 20 als zerstört bestimmten Kanal unterdrückt, aber da eine Datenblockzerstörung ebenfalls eine allgemeine Verschlechterung der gesamten Signalqualität anzeigen kann, ist es ebenfalls möglich, die Unterdrückungsschaltung 86 zu veranlassen, sämtliche Kanäle gleichzeitig zu unterdrücken.
Die zweite Ausführungsform einer das zweite Multiplexverfahren verwendenden Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung wird unten anhand der 9A–9D beschrieben.
Die Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung in den 9A–9D umfasst Unterdrückungsschaltungen 96a–96h, gesteuert durch den Flag-Detektor 56. Die Wirkungsweise sämtlicher anderen Komponenten wurde bereits beschrieben und daher wird darauf unten verzichtet. Der Flag-Detektor 56 überwacht die Konti nuität und Periodizität der Teilblock-Identifizierungsflags. Wenn das in 7 verwendete Signalformat verwendet wird, variieren die erfassten Teilblock-Identifizierungsflags in einem regelmäßigen Zyklus, d. h., ein Teilblock-Identifizierungsflag-Wert von 1 alle vier Teilblöcke in jedem Kanal, gefolgt von drei Teilblock-Identifizierungsflags mit einem Wert von 0.
Hier wird angenommen, dass der normale Zyklus der Teilblock-Identifizierungsflags für einen gegebenen Kanal unterbrochen ist. Wenn dies geschieht, ist es nicht möglich, die Datenblöcke aus den Teilblöcken für diesen Kanal wiederherzustellen und die Datenblöcke sind tatsächlich zerstört. Wenn dies geschieht, sendet der Flag-Detektor 56 diese Information zu der entsprechenden Unterdrückungsschaltung 96. Die Unterdrückungsschaltung 96 unterdrückt dann das Ausgangssignal des entsprechenden Kanals basierend auf dieser Information, um ein durch die Datenblockzerstörung hervorge- rufenes Rauschsignal zu unterdrücken.
Es ist anzumerken, dass diese Ausführungsform nur den durch den Flag-Detektor 56 als zerstört bestimmten Kanal unterdrückt, aber da eine Datenblockzerstörung ebenfalls eine allgemeine Verschlechterung der gesamten Signalqualität anzeigen kann, ist es ebenfalls möglich, die Unterdrückungsschaltungen 96a–96h zu veranlassen, sämtliche Kanäle gleichzeitig zu unterdrücken.
Während beide, Kanal-Substituierungsfunktion und Unterdrückungsfunktion, in den in den 8A–8D und 9A–9D gezeigten Konfigurationen vorgesehen sind, ist es zusätzlich ebenfalls möglich, nur eine dieser Funktionen vorzusehen.
Weiterhin werden abhängig davon, wie die oben beschriebene Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung verwendet wird, Daten nicht notwendigerweise für alle Kanäle gemultiplext. Anhören der Töne ist der einzige Weg, zu bestimmen, ob Daten in jedem Kanal gemultiplext sind, aber auch dies ist nicht möglich, wenn Stille aufgezeichnet ist. Um die Verwendung zu vereinfachen ist es daher erforderlich, dem Benutzer mitzuteilen, welche Kanäle bereits für die gemultiplexten Daten gemultiplext sind.
Wie in den 8A–8D gezeigt, umfasst die Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung eine Anzeige 1001. Die Anzeige 1001 umfasst Leuchtdioden (LED's) entsprechend den gemultiplexten Kanälen; diese LED's leuchten für sich ständig oder sind aus entsprechend dem Multiplex-Status des entsprechenden Kanals.
Die einmaligen Aspekte der Wirkungsweise der Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung werden unten beschrieben.
Der Kanaldatendetektor 20 überwacht die Kontinuität und Periodizität der Kanaldaten. Diese Kanaldaten sind die Kanalnummer, welche sich fortlaufend und zyklisch von 1–8 ändert, wenn das in 4 gezeigte Signalformat verwendet wird. Es gibt jedoch Fälle, in welchen die erfasste Kanalnummer sich von der Kanalnummer unterscheidet, die als nächste in dem normalen Zyklus kommt. Wenn dies geschieht, kann festgelegt werden, dass die Daten nicht für die fehlende Kanalnummer gemultiplext werden.
Wenn die Anzeige 1001 Informationen empfängt, welche die Unregelmäßigkeit der Kontinuität und Periodizität der Kanaldaten für einen bestimmten Kanal anzeigen, schaltet die Anzeige 1001 die dem Kanal entsprechende LED ein und lässt die anderen LED's aus. Der Benutzer kann somit anhand der LED's bestimmen, für welchen der gemultiplexten Kanäle Daten gemultiplext werden und für welchen Daten nicht gemultiplext werden. Wenn zum Beispiel der zweite Multiplexer 85, wie in 8A gezeigt, vorgesehen ist, kann der Benutzer leicht erkennen, welche Kanäle (z. B. offene Kanäle) zu ersetzen sind und kann daher solche Betriebsfehler wie Multiplexen in einem vorher bereits gemultiplexten Kanal verhindern, da die Daten in dem offenen Kanal keine Kanaldaten sind.
Die Wirkungsweise einer das zweite Multiplexverfahren verwendenden, vergleichbaren Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung wird als Nächstes beschrieben.
Wie in den 9A–9D gezeigt, umfasst diese Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung weiterhin eine Anzeige 1202. Die Anzeige 1202 umfasst Leuchtdioden (LED's) entsprechend den gemultiplexten Kanälen; diese LED's leuchten für sich ständig oder sind aus entsprechend dem gemultiplexten Status des entsprechenden Kanals alle vier Kanäle.
Die einmaligen Aspekte der Wirkungsweise der Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung werden unten beschrieben.
Der Flag-Detektor 56a–56h überwacht die Kontinuität und Periodizität der Teilblock-Identifizierungsflags. Wenn das in 7 gezeigte Signalformat verwendet wird, wird die Periodizität der Teilblock-Identifizierungsflags, welche einmal in jedem Zyklus der vier Teilblöcke in jedem Kanal 1 werden, überwacht. Hier wird jedoch angenommen, dass es einen Kanal gibt, für den das Teilblock-Identifizierungsflag, welches sich in einem regelmäßigen Zyklus ändern sollte, sich nicht ändert. Wenn dies auftritt, kann festgelegt werden, dass Daten in diesem Kanal nicht gemultiplext werden.
Wenn die Anzeige 1202 Informationen empfängt, welche die Unregelmäßigkeit der Kontinuität und Periodizität der Teilblock-Identifizierungsflags für einen bestimmten Kanal anzeigen, schaltet die Anzeige 1202 die dem Kanal entsprechende LED ein und lässt die anderen LED's aus. Der Benutzer kann somit anhand der LED's bestimmen, in welchem der gemultiplexten Kanäle Daten gemultiplext werden und in welchem Daten nicht gemultiplext werden. Wenn zum Beispiel der Multiplexer 95 vorgesehen ist, kann der Benutzer leicht erkennen, welche Kanäle (z. B. offene Kanäle) zu ersetzen sind und kann daher solche Betriebsfehler wie Multiplexen in einem vorher bereits gemultiplexten Kanal verhindern, da die Daten in dem offenen Kanal kein Flag aufweisen.
Während es Fälle gibt, in welchen digitale Audiodaten wie in den obigen Aus führungsformen beschrieben in den Audiodaten-Teilrahmen der Digital-Audio-Schnittstelle komprimiert und gemultiplext werden, werden allgemein nicht komprimierte, linear quantisierte digitale Audiodaten übertragen. Wenn solche nicht komprimierten, linear quantisierten digitalen Audiodaten empfangen werden, erzeugen die Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtungen der obigen Ausführungsformen Rauschen. Ein Verfahren zum Korrigieren dieses Problems wird unten beschrieben.
Die in den obigen Ausführungformen verwendete AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle enthält ebenfalls Teildaten, die in 12 mit U, V, C und P bezeichnet sind. Die Teildaten C (Kanalstatus) enthalten einen Abschnitt von Daten zum Bestimmen, ob die in den Audiodatenrahmen geschriebenen Daten nicht komprimierte, linear quantisierte digitale Audiodaten sind oder nicht. In den zwei unten beschriebenen Ausführungsformen wird dieser Datenabschnitt verwendet, um ein Unterdrücken anzuwenden und somit das Rausch-Problem zu lösen, während ebenfalls der Datenstatus angezeigt wird, um den Benutzer zu informieren.
Die 10A–10D zeigen ein Blockschaltbild einer Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung, welche das erste Multiplexverfahren verwendet und die obigen Probleme gemäß einem dritten Beispiel löst. Gemeinsame Elemente in den 1A–1D und 10A–10D sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und auf deren Beschreibung wird unten verzichtet.
Wie in den 10A und 10B gezeigt, umfasst der Datenkompressionsabschnitt dieses Beispiels weiterhin eine Teildaten-Einfügeschaltung 1101, wie einen Multiplexer, zum Einfügen eines Datenabschnittes in die Teildatensektion, der anzeigt, ob die Daten in dem Audiodatenrahmen linear quantisierte digitale Audiodaten sind.
Wie in den 10C und 10D gezeigt, umfasst der Datenexpansionsabschnitt weiterhin einen Teildaten-Detektor 1102 zum Erfassen des Abschnitts der Daten in dem Teilrahmen; eine Anzeige 1103 zum Anzeigen des Ausgangssignals des Teildaten-Detektors 1102; und von dem Ausgangssignal des Teildaten-Detektors 1102 gesteuerte Unterdrückungsschaltungen 86a–86h. Die Anzeige 1103 umfasst eine LED zum Anzeigen, ob die Daten in dem Audiodaten-Teilrahmen linear quantisierte digitale Audiodaten sind, durch Einschalten der LED, wenn linear quantisierte digitale Audiodaten vorhanden sind, und anderenfalls Abschalten der LED.
Die Anzeige und Unterdrückungsoperationen der in den 10A–10D gezeigten Vorrichtung werden unten beschrieben. Auf eine weitere Beschreibung der mit der in den 1A–1D gezeigten Vorrichtung gemeinsamen Operationen wird verzichtet.
Da die in der Audiodatensektion gemultiplexten Daten nicht linear quantisierte digitale Audiodaten sind, multiplext die Teildaten-Einfügeschaltung 1101 diese Information in den Teildaten der Digital-Audio-Schnittstelle. In dem Datenexpansionsabschnitt werden die von der D_in 17 eingegebenen Daten ebenfalls in den Teildaten-Detektor 1102 eingegeben, welcher den Abschnitt der Daten in der Teildatensektion anspricht, um zu bestimmen, ob die eingegebenen Daten linear quantisierte digitale Audiodaten sind. Wenn irrtümlich linear quantisierte digitale Audiodaten eingegeben werden, leuchtet die Anzeige 1103, um dem Benutzer einen Eingangssignalfehler mitzuteilen. Wenn die linear quantisierten digitalen Audiodaten fälschlich expandiert und ausgegeben werden, kann ein Rauschsignal erzeugt werden. Um dies zu verhindern, unterbrechen die Unterdrückungsschaltungen 86a–86h die Ausgabe des Signals.
Eine das zweite Multiplexverfahren verwendende vergleichbare Einrichtung wird unten beschrieben.
Die 11A–11D zeigen ein Blockschaltbild einer Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung, welche das zweite Multiplexverfahren verwendet, und die gleiche Wirkung erhält, wie im dritten Beispiel. Gemeinsame Elemente in den 5A–5D und 11A– 11D werden durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und auf eine weitere Beschreibung wird unten verzichtet.
Die in den 11A und 11B gezeigt, umfasst der Datenkompressionsabschnitt dieser Ausführungsform weiterhin eine Teildaten-Einfügeschaltung 1301 zum Multiplexen eines Datenabschnittes, der anzeigt, ob die Daten in dem Audiodaten-Teilrahmen linear quantisierte digitale Audiodaten sind, zu der Teildaten-Sektion.
Wie in den 11C–11D gezeigt, umfasst der Datenexpansionsabschnitt weiterhin einen Teildaten-Detektor 1302 zum Erfassen des Datenabschnitts in der Teildaten-Sektion; eine Anzeige 1303 zum Anzeigen des Ausgangssignals des Teildaten-Detektors 1302; und Unterdrückungsschaltungen 86a–86h. Die Anzeige 1303 umfasst eine LED zum Anzeigen, ob die Daten in dem Audiodaten-Teilrahmen linear quantisierte digitale Audiodaten sind, durch Einschalten der LED, wenn linear quantisierte digitale Audiodaten vorhanden sind, und anderenfalls Abschalten der LED.
Die Anzeige und Unterdrückungsoperationen der in den 11A–11D gezeigten Vorrichtung werden unten beschrieben. Auf eine weitere Beschreibung der mit der in den 5A–5D gezeigten Vorrichtung gemeinsamen Operationen wird verzichtet.
Da die in dem Audiodaten-Teilrahmen gemultiplexten Daten nicht linear quantisierte digitale Audiodaten sind, fügt die Teildaten-Einfügeschaltung 1301 diese Information in die Teildaten-Sektion der Digital-Audio-Schnittstelle ein. In dem Datenexpansionsabschnitt werden die von der D_in 17 eingegebenen Daten ebenfalls in den Teildaten-Detektor 1302 eingegeben, welcher sich auf den Datenabschnitt in der Teildaten-Sektion bezieht, um zu bestimmen, ob die eingegebenen Daten linear quantisierte digitale Audiodaten sind. Wenn die linear quantisierten digitalen Audiodaten fälschlich eingegeben wurden, leuchtet die Anzeige 1303, um dem Benutzer einen Eingangssignalfehler mitzuteilen. Wenn die linear quantisierten digitalen Audiodaten irrtümlich in einen Datenblock expandiert und ausgegeben wurden, kann ein Rauschsignal erzeugt werden. Um dies zu verhindern unterbrechen die Unterdrückungsschaltungen 86a–86h das Ausgangssignal.
Durch Anwenden der ersten und zweiten Multiplexverfahren in den ersten bis dritten Ausführungsformen der Erfindung, wie oben beschrieben, kann die Anzahl der Kanäle der digitalen Audioschnittstelle und die digitale Audioschnittstelle aufzeichnenden Geräte bei Verwendung einer vorhandenen standardisierten digitalen Audioschnittstelle auf einfache Weise erhöht werden. Zusätzlich kann eine Kanal-Substitution frei ausgeführt werden, ohne die Tonqualität der nicht ersetzten Kanäle zu beeinträchtigen. Ein durch eine Datenzerstörung in dem Übertragungs- oder Aufzeichnungs/Wiedergabe-System bewirktes Rauschen kann ebenfalls verhindert werden. Eine vereinfachte Benutzung und Benutzerfreundlichkeit kann ebenfalls verwirklicht werden durch Anzeigen des Eingangssignalinhalts und des gemultiplexten Kanalstatus zum Unterstützen der Beseitigung von Betriebsfehlern.
Es ist anzumerken, dass die obigen Ausführungsformen als Daten nur für den Audiodaten-Teilrahmen der AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle multiplexend beschrieben wurden, aber die AUX-Sektion kann ebenfalls verwendet werden. Weiterhin wurde die AES/EBU Digital-Audio-Schnittstelle nur beispielhaft verwendet und andere Digital-Audio-Schnittstellen können ebenfalls verwendet werden.
Weiterhin sind der Datenexpansionsabschnitt und der Datenkompressionsabschnitt in jeder der beschriebenen Ausführungsformen beide in einer einzelnen Vorrichtung enthalten gezeigt, aber eine Vorrichtung kann alternativ nur den Datenkompressionsabschnitt oder nur den Datenexpansionsabschnitt umfassen.
Auch bei Verwenden einer Daten-Kompressions/Expansions-Einrichtung unter Verwendung des Datenblock-Konzeptes kann die vorliegende Erfindung in den oben beschriebenen Konfigurationen Daten für eine Digital-Audio-Schnittstelle multiplexen/demultiplexen ohne die Datenblöcke zu zerstören durch die Verwendung von Kanaldaten oder Datenblock-Identifizierungsflags.
Durch Anschließen der Vorrichtung der Erfindung an eine digitale Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabe-Vorrichtung können mehrere Kanäle digitaler Audiodaten aufgezeichnet und wiedergegeben werden.
Die Erfindung vereinfacht ebenfalls die Benutzung, wie unten beschrieben.
Zuerst können durch Hinzufügen einer Kanal-Substitutionseinrichtung, welche ein zweiter Multiplexer ist, bestimmte ausgewählte Kanäle in den gemultiplexten Daten ersetzt werden ohne die Signalqualität der nicht ersetzten Kanäle zu beeinträchtigen.
Zusätzlich ist durch Überwachen der Kontinuität und Periodizität der Kanaldaten oder des Teilblocks und Anzeigen des überwachten Ergebnis leicht zu erkennen, in welchen Kanälen in dem Eingangssignal gemultiplexte Daten gemultiplext sind und welche Kanaldaten nicht gemultiplext sind. Durch weiterhin unterdrücken des Ausgangssignals basierend auf dem Überwachungsausgangssignal kann die Ausgabe von Rauschen verhindert werden, wenn die gemultiplexten Daten aus irgendeinem Grund zerstört wurden oder die Datenblöcke nicht wiederhergestellt werden können.
Zusätzlich ist es durch Erfassen der Datenidentifizierungsflags der Teildaten-Sektion und Anzeigen des erfassten Ergebnis' möglich, zu erkennen, ob das empfangene Signal linear quantisierte digitale Audiodaten sind. Die Ausgabe von Rauschen, wenn linear quantisierte digitale Audiodaten empfangen werden, kann ebenfalls verhindert werden durch gleichzeitiges Unterdrücken des Ausgangssignals basierend auf dem erfassten Ergebnis.

Claims

Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung zum Erzeugen eines Multiplex mehrerer Kanäle digitaler Audiodaten in einem Digital-Audio-Schnittstellenformat, in welchem sich Rahmen mit der gleichen Frequenz wie der Abtastfrequenz der Digital-Audio-Daten wiederholen, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Datenkompressionseinrichtung (13) zum Komprimieren von M Abtastungen von Digital-Audio-Daten (wobei M eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist) in 1/N Daten (wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist), zum Bilden eines Datenblocks, wobei die Anzahl zu multiplexender Digital-Audio-Datenkanäle gleich M ist und die Darstellungen der innerhalb eines Datenblocks enthaltenen Digital-Audio-Daten-Abtastungen voneinander abhängen; eine Aufteilungseinrichtung (51) zum Aufteilen eines Blocks der Datenblöcke in L Teilblöcke (wobei L eine ganze Zahl größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich M ist), wobei die Anzahl der in einem Rahmen aufgenommenen Kanäle gleich L ist; eine Teilblock-Identifizierungsflag-Hinzufügeeinrichtung (50) zum Hinzufügen eines Identifizierungsflag zu jedem der L Teilblöcke, welches wenigstens einen führenden Teilblock in den L Teilblöcken identifiziert; und eine Multiplexeinrichtung (55, 52) zum Multiplexen der Teilblöcke, deren Anzahl gleich M mal L ist, in einer vorbestimmten Kanalfolge in M Rahmen, so dass eine bestimmte Position in M Rahmen für einen Teilblock eines bestimmten Kanals belegt ist; wobei die Anzahl der Bits pro Digital-Audio-Datenabtastung k, multipliziert mit M und dividiert durch N, ein ganzzahliger Wert ist und k, multipliziert mit M und dividiert durch das Produkt von N und L, ein ganzzahliger Wert ist.
Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung nach Anspruch 1 und mit einer Ausgabeeinrichtung (16), ausgebildet zum Anschluss an eine digitale Aufzeichnungsvorrichtung.
Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher M gleich vier ist und N gleich vier ist.
Mehrfachkanal-Demultiplexvorrichtung zum Empfangen fortlaufender M Rahmen (wobei M eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist), angeordnet gemäß einem Digital-Audio-Schnittstellenformat, erhalten durch Komprimieren von M Abtastungen von Digital-Audio-Daten in 1/N Daten (wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist), zum Bilden eines Datenblocks, wobei die Anzahl zu multiplexender Digital-Audio-Datenkanäle gleich M ist und die Darstellungen der in einem Datenblock enthaltenen Digital-Audio-Daten-Abtastungen voneinander abhängen, wobei jeder Datenblock in L Teilblöcke aufgeteilt ist (wobei L eine ganze Zahl größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich M ist), wobei die Anzahl der in einem Rahmen aufzunehmenden Kanäle gleich L ist, wobei jedem der L Teilblöcke ein Teilblock- Identifizierungsflag hinzugefügt wird, welches wenigstens einen führenden Teilblock in den L Teilblöcken identifiziert, und wobei die Teilblöcke, deren Anzahl gleich M mal L ist, in einer vorbestimmten Kanalfolge in M Rahmen gemultiplext werden, so dass eine bestimmte Position in M Rahmen für einen Teilblock eines bestimmten Kanals belegt ist, wobei die Anzahl der Bits pro Digital-Audio-Datenabtastung k, multipliziert mit M und dividiert durch N, ein ganzzahliger Wert ist, ebenso wie k, multipliziert mit M und dividiert durch das Produkt aus N und L, ein ganzzahliger Wert ist, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Datenblock-Synthetisierungseinrichtung (53, 54) zum Zusammenfassen der zu verschiedenen Kanälen in der vorbestimmten Kanalfolge abgegebenen, empfangenen L Teilblöcke basierend auf den Teilblock-Identifizierungsflags, hinzugefügt zu den Teilblöcken zum Bilden des Datenblocks für jeden Kanal; und eine Daten-Expansionseinrichtung (19) zum Daten-Expandieren des Datenblocks in jedem Kanal N-Fach zum Erhalten von M Abtastungen von Digital-Audio-Daten.
Mehrfachkanal-Demultiplexvorrichtung nach Anspruch 4, mit: einer Flag-Erfassungseinrichtung (56) zum Erfassen des Flags in den empfangenen Teilblock-Daten; und einer Unterdrückungseinrichtung (96) zum Unterdrücken der Digital-Audio-Daten, wenn ein einwandfreies Flag nicht von der Flag-Erfassungseinrichtung (56) erfasst wird.
Mehrfachkanal-Demultiplexvorrichtung nach Anspruch 4, und mit: einer Flag-Erfassungseinrichtung (56) zum Erfassen des Flags in den empfangenen Teilblock-Daten; und einer Anzeigeeinrichtung (1202) zum Anzeigen von durch die Flag-Erfassungseinrichtung (56) erfassten Flag-Daten.
Mehrfachkanal-Demultiplexvorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Flag-Erfassungseinrichtung (56) das Flag separat für jeden Kanal erfasst und die Anzeigeeinrichtung (1202) die Flag-Daten separat für jeden Kanal anzeigt.
Mehrfachkanal-Demultiplexvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher jeder der fortlaufenden M Rahmen Teildaten aufweist, welche anzeigen, dass das Digital-Audio-Schnittstellenformat linear quantisierte Digital-Audio-Daten sind, eingefügt an einer vorbestimmten Position, und die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Teildaten-Erfassungseinrichtung (1302) zum Erfassen der Teildaten aus jedem empfangenen Datenblock; und eine Unterdrückungseinrichtung (86) zum Unterdrücken der Digital-Audio-Daten, wenn die Teildaten-Erfassungseinrichtung (1302) beim Erfassen der Teildaten versagt.
Mehrfachkanal-Demultiplexvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher jeder der fortlaufenden M Rahmen Teildaten aufweist, welche anzeigen, dass das Digital-Audio-Schnittstellenformat linear quantisierte Digital-Audio-Daten sind, eingefügt an einer vorbestimmten Position, und die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Teildaten-Erfassungseinrichtung (1302) zum Erfassen der Teildaten aus jedem empfangenen Datenblock; und eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines Zustands, wenn die Teildaten-Erfassungseinrichtung (1302) beim Erfassen der Teildaten versagt.
Mehrfachkanal-Demultiplexvorrichtung nach Anspruch 4 und mit einer Eingabeeinrichtung (17), angepasst zum Anschluss an eine digitale Wiedergabevorrich- tung.
Mehrfachkanal-Demultiplexvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei M gleich vier ist und N gleich vier ist und L gleich vier ist.
Mehrfachkanal-Multiplex/Demultiplex-System, mit einer Mehrfachkanal-Multiplexvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und einer Mehrfachkanal-Demultiplexvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11.
Mehrfachkanal-Multiplex/Demultiplex-System nach Anspruch 12, und mit: einer Flag-Erfassungseinrichtung (56) zum Erfassen des Flags in den empfangenen Teilblock-Daten; einer Kanal-Auswahleinrichtung (93) zum Auswählen eines bestimmten Kanals; und einer Substitutions-Einrichtung (95), vorgesehen zum Empfangen der fortlaufenden M Rahmen von der Multiplexeinrichtung (52), in welchen eine Mehrzahl der Teilblock-Daten gemultiplext ist, und zum Empfangen einer Mehrzahl der Teilblock-Daten, einem Eingang der Demultiplex-Einrichtung (54) zugeführt, wobei die Substitutions-Einrichtung (95) eine Mehrzahl der Teilblock-Daten aus dem Eingangssignal der Demultiplex-Einrichtung (54) erzeugt, aber bestimmte Teilblock-Daten, bezeichnet durch die Kanal-Auswahleinrichtung (93) durch die Teilblock-Daten von der Multiplex-Einrichtung (52) ersetzt werden.
Mehrfachkanal-Multiplex/Demultiplex-System nach Anspruch 12 oder 13, bei welcher M gleich vier ist, N gleich vier ist und L gleich vier ist.