[其他]利用预测信号值的差错检测与隐蔽

说明书

本发明涉及接收数据中误差的检测与屏蔽的领域，并主要涉及对数据在通过发射机和接收机之间的信道期间的引入误差错的检测与隐蔽。

先有技术有许多方法可用来检测和校正接收信号中的误差。例如，奇偶检验数据可以在传输以前加到数据信号中以提供检测和/或校正发生于传输中的差错的方法。例如，在分组编码中，发生在（2^M-M-1）位序列中的单个差错能够利用被加到所发送的位序列的M个奇偶检验位来校正。为了校正（2^M-KM-1）位序列中的K重差错，至少需要KM个奇偶检验位。

但是，实现多重差错的校正需要非常昂贵的系统。而且，所有这些方法在它们用于信道时是低效率的。加到所传输的信息序列的奇偶检验位减小了传送信息信号的信道容量。在传输中差错率很高时，专用于传输奇偶检验位的那部分波道容量变得过大。此外，当信道差错率超过设计极限时，所有方法就失效。在音频信号情况下，差错率即使在设计限度以内，所建立的尝试也要产生讨厌的“卡嗒”声。

已研制的另一种系统，它可供差错检测之用，但不能校正。被检测出的差错可通过用估计值来取代差错的数据的方法而不隐蔽。在斯蒂尔（R.Steele）和杰因特（N.S.Jayant）的《DPCM-AQF语言的统计分组保护编码》，IEEE    1980年国家电信会议报告（下文引作斯蒂尔）中叙述了此种类型系统的例子。斯蒂尔讲授了差分脉码调制（DPCM）语言的分组保护编码方法。发射机中的电路既计算一个分组中相邻语言采样之间的最大差值，也计算这一个分组中所有相邻差值的根均方（rms）值。这些数值在传输语言采样组之前首先传输。在接收机，每一个被确定是正确的采样与其下一个采样之间的差值被计算出来，并且，若这个差值大于传输前所算的最大值，那么这下一个采样被认为是错误的。通过把差值的根均方值加到正确的（较早的）采样的方法来达到隐蔽。

保证信息（例如被传输的信息信号）的完整性是本发明的一个目的。

提供一个系统，在这个系统的信道中产生的差错可在接收机检测或隐蔽，这也是本发明的一个目的。

利用信息信号的予测值与相应的实际值之间的差值以确定差错的存在是本发明的进一步的目的。

在隐蔽接收到的信息信号的差错实际值的过程中利用予测值是本发明的更进一步的目的。

本发明论及由信息信号（例如代表语言的电信号）传输所产生的差错的检测与隐蔽。通过利用信息信号本身的统计特性来检测那些主观上非常令人烦恼的差错，本发明力图减小必须用于完成差错检测和屏蔽的信息量。为了同时对传输差错进行检测和隐蔽，可用一个予测器。

被传输的信息信号的统计特性体现在两个相同的予测器中，一个在发射机，一个在接收机。每一个予测器从一个或几个较早的信号数值中计算在一特定时间的信息信号的予测值。发射机的予测器利用尚待发送的信息信号的实际值予测若干这样的数值;然后，它就确定每一个予测值与相应的实际值之间的差值。接收机的予测器利用接收到的信息信号的实际值予测这些数值，并同样地确定每一个予测值与相应的实际值之间的差值。

假若在信息信号通过信道时没有引入差错，则接收到的信息信号值与发射的信息信号值就会相同，两个予测器就会予测出相同的值，并且在发射机确定的差值就会与在接收机确定的差值相同。然而，差错本来是会引入的;在这样情况下，在接收机确定为有差错的接收到的信息信号值与其相应的予测值之间的差值可能大于或小于在发射机确定的正确值与其相应的予测值之间的差值。本人已发现，通常在主观基础上最有害的差错是当存在于接收到的信息信号值与其相应予测值之间的差值很大时的差错。这些差错可被本发明所隐蔽。

经过一个予定的时间周期，发射机电路计算出所确定的差值的最大值。这个最大值就被传输到接收机以用于差错检测和隐蔽。接收机电路将每一个所确定的差值与接收到的、在所研究的时间周期内生效的最大值相比较。如果这个差值小于最大值，则不必采取措施。如果这个差值大于最大值，则用以计算这个差值的接收到的信息信号值就被定为有差错。于是这个值就被相应的予测值所取代。