DE69612780T2

DE69612780T2 - Verfahren und Gerät zur Interpolation von digitalen Daten

Info

Publication number: DE69612780T2
Application number: DE69612780T
Authority: DE
Inventors: Gen Ichimura; Masayoshi Noguchi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1996-03-20
Publication date: 2001-11-29
Anticipated expiration: 2016-03-21
Also published as: MY119368A; CN1122219C; CN1147111A; DE69612780D1; KR960035592A; US5774478A; SG38958A1; EP0734022B1; EP0734022A1; KR100411698B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Interpolation digitaler Daten, beispielsweise zur Interpolation defekter Daten, die während einer Übertragung von auf der 1-Bit-Basis digitalisierten digitalen Daten in Form einer voreingestellten Zahl Samples als eine Einheit erzeugt wetden.
Das Verfahren zur Aufzeichnung, Wiedergabe und Übertragung von durch Umwandlung analoger Signale erzeugten digitalen Signalen wird bisher auf dem Gebiet eines optische Platten, beispielsweise eine Digitalschall- oder -videoplatte (CD), oder Magnetbänder, beispielsweise ein Digitalaudioband (DAB) oder Digitalrundfunk, z. B. Satellitenrundfunk, verwendenden Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräts praktiziert. Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen digitalen Audioübertragungsgerät sind als ein Format zur Umwandlung der digitalen Signale 48 kHz oder 44,1 kHz Abtastfrequenz und 16 als Zahl Quantisierungsbits vorgeschrieben.
Bei dem oben angegebenen digitalen Audioübertragungsgerät bestimmt generell die Zahl Quantisierungsbits der digitalen Audiodaten den Dynamikbereich demodulierter Audiosignale. Zur Übertragung von Audiosignalen hoher Qualität ist es notwendig, die Zahl Quantisierungsbits von den derzeit 16 Bit auf 20 oder 24 Bit zu erhöhen. Wenn jedoch einmal die Quantisierungsbits auf einem voreingestellten Wert fixiert sind, ist das Signalverarbeitungssystem entsprechend aufgebaut, so dass die Zahl Quantisierungsbits kaum erhöht werden kann.
Zur Digitalisierung der Audiosignale ist in Y. Yamazaki: "AD/DA Converter and Digital Filter" in J. of Japan Society of Acoustics, Vol. 46, No. 3 (1990), Seiten 251 bis 257 ein als Sigma-Delta-Modulation (ΣΔ-Modulation) bekanntes Verfahren vorgeschlagen.
Die Fig. 1 zeigt den Aufbau einer 1-Bit-ΣΔ- Modulationsschaltung. Gemäß dieser Figur werden einem Eingangsanschluss 91 zugeführte Audioeingangssignale über einen Addierer 92 einer Integrationsschaltung 93 zugeführt. Ein Ausgangssignal aus dem Integrator 93 wird einem Komparator 94 zugeführt, in welchem es mit einem Neutralpunktpotential des Audioeingangssignals verglichen wird, um in jeder Abtastperiode mit einem Bit quantisiert zu werden. Die Frequenz der Abtastperiode (Abtastfrequenz) ist gleich dem 64- oder 128fachen der herkömmlichen Frequenz 48 kHz oder 44,1 kHz. Die Quantisierungsbits können auch 2 oder 4 Bit betragen.
Die quantisierten Daten werden einer Einsample- Verzögerungseinheit 95 zugeführt und dadurch um eine Abtastperiode verzögert. Die verzögerten Daten werden beispielsweise in einem 1-Bit-D/A-Wandler 96 in analoge Signale umgewandelt, die einem Addierer 92 zugeführt werden, in welchem sie zum Audioeingangssignal aus dem Eingangsanschluss 91 addiert werden. Die vom Komparator 94 abgegebenen quantisierten Daten werden an einem Ausgangsanschluss 97 abgegeben. Durch die von der ΣΔ-Modulationsschaltung ausgeführten Sigma-Delta- bzw. ΣΔ-Modulation können Audiosignale eines breiteren Dynamikbereichs durch Einstellen der Abtastperiodenfrequenz auf einen ausreichend höheren Wert auch dann erhalten werden, wenn die Zahl Bits so klein wie ein Bit ist. Außerdem kann ein ausreichend breiter Übertragungsbereich sichergestellt werden. Andererseits verleiht die ΣΔ-Modulationsschaltungsstruktur selbst eine Integration, und es kann relativ leicht eine hohe A/D-Wandlerpräzision erzielt werden, so dass sie im A/D- Wandler extensiv genutzt wird. Durch Ausnutzung dieser Eigenschaften kann die ΣΔ-Modulationsschaltung bei einem Daten hoher Qualität behandelnden Rekorder oder zur Datenübertragung angewendet werden.
Wenn bei den oben beschriebenen digitalen Audiodaten eine Störung im Übertragungssystem auftritt und schlechte Daten erzeugt werden, sind die Daten auf "1" oder "0" fixiert. Bei digitalen Audiodaten korrespondieren kontinuierliche "1"-en oder "0"-en mit einem positiven Maximalwert bzw. einem negativen Maximalwert des demodulierten Signals. Wenn beispielsweise ein Teil des Signals defekt ist, wird der maximale Rauschpegel im defekten Abschnitt erzeugt, wobei möglicherweise ein Monitorverstärker oder -lautsprecher zerstört wird.
Infolgedessen wird bei einer CD oder bei einem DAB, für welche bzw. welches das Format für 16 Bits als die Zahl Quantisierungsbits vorgeschrieben ist, das Signalformat so eingestellt, dass die kontinuierlichen "1"-n oder "0"-n einen Zwischenwert im demodulierten Signal annehmen und nicht der Maximalpegel werden. Infolgedessen besteht auch bei einer wie oben beschriebenen Erzeugung defekter Daten kein Risiko der Erzeugung des maximalen Rauschpegels. Auch ist in den Daten ein Fehlerkorrekturcode derart vorgesehen, dass Datenfehler, soweit überhaupt vorhanden, bis zu einem voreingestellten Umfang verdeckt werden können. Für Datendefekte, welche das Vermögen des Fehlerkorrekturcodes übersteigen, werden zur Interpolation Daten vor oder hinter den defekten Daten benutzt, oder es werden Daten direkt vor den defekten Daten zu einer möglichen Vermeidung von Problemen in Verbindung mit dem menschlichen Wahrnehmungssinn gehalten.
Für eine solche Interpolation wird eine Verarbeitung ausgeführt, die eine lineare Interpolation verwendet, wie sie beispielsweise in der Fig. 2 dargestellt ist. Nach Fig. 2 werden die interpolierten Daten Dn, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis N ist, durch die Gleichung
Dn = DA + n · (DB - DA)/N ... (1)
Gefunden, in der N die Zahl schlechter Daten, DA Daten direkt vor den schlechten Daten und DB Daten sind, die den schlechten Daten direkt folgen.
Bei der ΣΔ-Modulation kann jedoch, da die Wortlänge der jeweiligen Daten kurz und beispielsweise gleich 1 Bit sind, die Interpolation, welche wie oben beschrieben die vorhergehenden Daten und die folgenden Daten verwendet, nicht ausgeführt werden. Demgemäß kann ein Verfahren verwendet werden, das als Vorhalteverfahren bekannt ist und im Ersetzen des defekten Datenabschnitts durch einen Block vorhergehender Daten der gleichen Länge wie des defekten Datenabschnitts besteht. Dieses Verfahren kann jedoch nicht als zweckmäßig angesehen werden, da der Verbindungspunkt gelegentlich nicht glatt ist und die Tendenz zur Erzeugung des extrem großen Rauschens hat.
Es kann auch ins Auge gefasst werden, Daten, die aus der erwähnten ΣΔ-Modulation resultieren, in Daten des herkömmlichen Signalformats für CD oder DAB unter Verwendung eines Dezimierungsfilters zu transformieren. Wenn die modulierten Daten wie oben beschrieben in die Daten des herkömmlichen Signalfomats transformiert werden, wird es möglich, jedes in Verbindung mit dem menschlichen Gehörmechanismus stehende Problem durch Ausführen der Interpolation in der gleichen Weise wie herkömmlich oder Halten der direkt vorhergehenden Daten zu vermeiden. Jedoch sind die Charakteristiken der verarbeiteten Signale zu vergleichen mit jenen der herkömmlichen CD oder des herkömmlichen DAB, so dass zu den ΣΔ-Signalen passende Charakteristiken, beispielsweise breitere Bandbreiten oder höherer Dynamikbereich, nicht benutzt werden können.
Infolgedessen ist bei Erzeugung schlechter Daten aufgrund von Störungen im Übertragungssystem in der ΣΔ- Modulation kein Mittel zum Reparieren der Fehler beispielsweise durch Interpolation verfügbar, so dass es extrem schwierig ist, die ΣΔ-Modulation im üblichen Übertragungssystem auszunutzen.
Das Dokument EP-A-0 081 387, auf welchem der Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche basiert, beschreibt ein System zur Kompensation von Burstfehlern in Datenwörtern unter Verwendung einer dreifachen Mittelwertbildungstechnik.
Es ist ein Ziel der Anmelderin, ein Verfahren und Gerät zur Interpolation digitaler Daten durch Interpolation von in ΣΔ-modulierten 1-Bit-Daten erzeugten defekten Abschnitten durch vereinfachte arithmetisch-logische Operationen bereitzustellen.
Unter einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Interpolationsgerät zur Interpolation eines durch voreingestellte Bits gebildeten defekten Datenblocks bereit, das aufweist:
eine Einrichtung zur Berechnung eines ersten Mittelwerts einer Datenfolge, eines zweiten Mittelwerts einer Datenfolge und eines dritten Mittelwerts auf der Basis von Daten, die direkt vor und hinter dem defekten Datenblock in der diesen defekten Datenblock enthaltenden Datenfolge liegen,
dadurch gekennzeichnet, dass
der defekte Datenblock während der Übertragung von durch eine ΣΔ-Modulation digitalisierten Daten erzeugt worden ist,
der erste Mittelwert ein Mittelwert einer stromaufwärts des defekten Datenblocks positionierten und den defekten Datenblock nicht enthaltenden Datenfolge ist, und der zweite Mittelwert ein Mittelwert einer stromabwärts des defekten Datenblocks positionierten und den defekten Datenblock nicht enthaltenden Datenfolge ist, und mit
einer Einrichtung zur Erzeugung interpolierter Daten auf der Basis des durch die Berechnungseinrichtung berechneten ersten Mittelwerts und zweiten Mittelwerts,
einer Einrichtung zur Bewertung auf der Basis der durch die Erzeugungseinrichtung erzeugten interpolierten Daten und des durch die Berechnungseinrichtung gefundenen dritten Mittelwerts eines Ordnungsmusters des defekten Datenblocks, welches Ordnungsmuster eine die gleiche Länge wie der defekte Datenblock aufweisende Serie aus "1"-en und "0"-en ist, und
einer Interpolationsdaten-Erzeugungseinrichtung zur Bestimmung interpolierter Daten des defekten Datenblocks auf der Basis des durch die Bewertungseinrichtung bewerteten Ordnungsmusters.
Unter einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Wiedergabegerät zur Wiedergabe von durch ΣΔ- Modulation digitalisierten digitalen Daten von einem Aufzeichnungsmedium, auf welchem die digitalen Daten voraufgezeichnet sind, bereit. Das Wiedergabegerät weist eine Einrichtung zur Detektion eines defekten Datenblocks in den wiedergegebenen Daten, das obige Interpolationsgerät und eine Schalteinrichtung zum Wählen der wiedergegebenen digitalen Daten oder der digitalen Daten über die Interpolationsdaten- Erzeugungseinrichtung auf der Basis des Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinrichtung auf.
Unter noch anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Aufzeichnungsgerät zur Aufzeichnung von durch ΣΔ- Modulation digitalisierten digitalen Daten auf einem Aufzeichnungsmedium bereit. Das Wiedergabegerät weist eine Einrichtung zur Detektion eines defekten Datenblocks in den digitalen Daten, das obige Interpolationsgerät, eine Schalteinrichtung zum Wählen der digitalisierten digitalen Daten oder der digitalen Daten über die Interpolationsdaten- Erzeugungseinrichtung auf der Basis des Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinrichtung und eine Aufzeichnungseinrichtung zur Aufzeichnung der digitalen Daten von der Schalteinrichtung auf dem Aufzeichnungsmedium auf.
Unter einem noch anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Interpolationsverfahren zur Interpolation eines durch voreingestellte Bits gebildeten defekten Datenblocks bereit, das die Schritte aufweist:
Berechnen eines ersten Mittelwerts einer Datenfolge, eines zweiten Mittelwerts einer Datenfolge und eines dritten Mittelwerts auf der Basis von Daten, die direkt vor und hinter dem defekten Datenblock in der diesen Datenblock enthaltenden Datenfolge liegen, dadurch gekennzeichnet, dass
der defekte Datenblock während der Übertragung der durch eine ΣΔ-Modulation digitalisierten digitalen Daten erzeugt worden ist,
der erste Mittelwert der Mittelwert einer stromaufwärts des defekten Datenblocks positionierten und den defekten Datenblock nicht enthaltenden Datenfolge ist, und der zweite Mittelwert ein Mittelwert einer stromabwärts des defekten Datenblocks positionierten und den defekten Datenblock nicht enthaltenden Datenfolge ist, und mit den Schritten
der Erzeugung interpolierter Daten auf der Basis des ersten Mittelwerts und des zweiten Mittelwerts,
des Bestimmens auf der Basis der erzeugten interpolierten Daten und des dritten Mittelwerts eines Kandidaten eines Ordnungsmusters des defekten Datenblocks, welches Ordnungsmuster eine die gleiche Länge wie der defekte Datenblock aufweisende Serie aus "1"-en und "0"-en ist, und des Bestimmens interpolierter Daten für den defekten Datenblock aus dem auf diese Weise bestimmten Ordnungsmusterkandidaten.
Bei den nachfolgend beschriebenen und dargestellten bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens und Geräts nach der vorliegenden Erfindung wird der defekte Datenblock mit einem voreingestellten Koeffizienten multipliziert, während direkt vor und hinter dem defekten Datenblock liegende Daten mit einem variierenden Koeffizienten multipliziert werden. Die interpolierten Daten werden in Abhängigkeit von einer Bewertungszahl aus "1"n und "0"-n durch vereinfachte Rechnungen ohne Abhängigkeit von dem Ordnungsmuster des defekten Datenblocks erzeugt.
Bevorzugte Ausführungsformen eines Verfahrens und Geräts gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun nur beispielhaft anhand der unten aufgelisteten beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine ΣΔ-Modulationsschaltung zur Erzeugung von digitalen 1-Bit-Daten.
Fig. 2 stellt eine lineare Interpolation dar.
Fig. 3A stellt eine Datenfolge vor einer Vorhalteverarbeitung dar.
Fig. 3B stellt eine Datenfolge nach der Vorhalteverarbeitung dar.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das eine Interpolationsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das ein Aufzeichnungsgerät zeigt, bei welchem die in Fig. 1 gezeigte ΣΔ- Modulationsschaltung angewendet ist.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das eine Wiedergabegerät zeigt, bei welchem die Interpolationsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
Fig. 7 stellt eine Datenstruktur von auf einem Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung aufgezeichneten 1-Bit-Daten dar.
Fig. 8A stellt eine Datenstruktur in dem Fall dar, dass in der 1-Bit-Datenfolge gemäß der vorliegenden Erfindung schlechte Daten erzeugt worden sind.
Fig. 8B stellt eine Datenstruktur dar, die einen auf 4 Bit basierten Mittelwert einer vor den schlechten Daten positionierten Datenfolge zeigt.
Fig. 8C stellt ein Bewegungsmittel- Verarbeitungsausgangssignal von als Satz gruppierten acht 4- Bit-Mittelwerten dar.
Fig. 8D stellt einen interpolierten Wert der obigen schlechten Daten auf der Basis von durch Bewegungsmittelverarbeitung erzeugten MA und Mg dar.
Fig. 9 stellt ein FIR-Filter zum Finden des Bewegungsmittelwerts dar.
Fig. 10A zeigt die Datenstruktur in dem Fall, dass in der 1-Bit-Datenfolge schlechte Daten erzeugt worden sind.
Fig. 10B zeigt Koeffizientenwerte des in Fig. 9 gezeigten FIR-Filters.
Fig. 10C zeigt die Ergebnisse einer zweistufigen Mittelwertbildung als Ausgangssignal des FIR-Filters.
Fig. 11 ist ein Flussdiagramm, das die Ergebnisse einer Abschätzung für schlechte Daten gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die vorliegende Ausführungsform ist auf eine Interpolationsschaltung gerichtet, die vorzugsweise bei einem digitalen Audio-Aufzeichnungs- und/oder -Wiedergabegerät zur Modulation von Audioeingangssignalen durch ΣΔ-Modulation und Aufzeichnen der modulierten Daten in Form von digitalen 1-Bit- Daten auf einem Aufzeichnungsmedium, beispielsweise ein Magnetband, oder Wiedergeben digitaler 1-Bit-Daten vom Aufzeichnungsmedium und Ausgeben der resultierenden analogen Audiosignale verwendet ist. Die Interpolationsschaltung interpoliert einen defekten Datenblock, der nicht durch üblicher Fehlerkorrekturoperationen auf Fehler korrigiert worden ist.
Nach Fig. 4 enthält die Interpolationsschaltung 13 eine Bewegungsmittelwertbildungsschaltung 36 als Multiplikationseinrichtung zur Multiplikation des defekten Datenblocks mit einem voreingestellten Koeffizienten und zur Multiplikation von vor und hinter dem defekten Datenblock liegenden Daten mit variierenden Koeffizienten und eine Zahlbewertungsverarbeitungsschaltung 37 zur Bewertung der den defekten Datenblock bildenden Zahlen aus "1"-en und "0"-en aus einem Ausgangssignal der Bewegungsmittelwertbildungsschaltung 36. Die Interpolationsschaltung 13 enthält auch eine Interpolationsdatenerzeugungsschaltung 38 zur Bestimmung eines Ordnungsmusters der interpolierten Daten des defekten Datenblocks auf der Basis der Bewertungsergebnisse der Zahlbewertungsverarbeitungsschaltung 37 zur Erzeugung der interpolierten Daten. Die Arbeitsweise der Interpolationsschaltung 13 wird nachfolgend erläutert.
Das die Interpolationsschaltung 13 verwendende digitale Audio-Aufzeichnungs- und/oder -Wiedergabegerät enthält eine in Fig. 5 gezeigte Aufzeichnungseinheit 10 zur Modulation eines Audioeingangssignals mit einer SA-Modulation zur Bereitstellung digitaler 1-Bit-Daten und zur Aufzeichnung der digitalen 1-Bit-Audiodaten bei jeder voreingestellten Zahl der 1-Bit-Daten zusammen mit dem Synchronisationssignal und Fehlerkorrekturcode und eine in Fig. 6 gezeigte Wiedergabeeinheit 20 zur Wiedergabe der digitalen 1-Bit-Daten von einem Magnetband 9 der Aufzeichnungseinheit 10 bei jeder voreingestellten Zahl der 1-Bit-Daten. Obgleich die Interpolationsschaltung 13 in der Wiedergabeeinheit 20 vorgesehen ist, wird die Aufzeichnungseinheit 10 zuerst erläutert.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Aufzeichnungseinheit 10 wird ein Audioeingangssignal von einem Eingangsanschluss 1 über einen Addierer 2 einem Integrator 3 zugeführt. Ein Ausgangssignal des Integrators 3 wird einem Komparator 4 zugeführt, in welchem es mit einem Neutralpunktpotential ("0 V") des Audioeingangssignals verglichen und in jeder Abtastperiode durch eine 1-Bit-Quantisierung quantisiert wird. Die Abtastperiodenfrequenz, das heißt die Abtastfrequenz, ist 64 oder 128 mal so hoch wie die herkömmlich verwendeten 48 kHz oder 64,1 kHz.
Die quantisierten Daten werden einer 1- Sampleverzögerungseinheit 5 zugeführt, in welcher sie um eine Abtastperiode verzögert werden. Die verzögerten Daten werden einem 1-Bit-Digital/Anlalog-Wandler (1-Bit-D/A-Wandler) 6 und dann dem Addierer 2 zugeführt, in welchem sie zum Audioeingangssignal aus dem Eingangsanschluss 1 summiert werden. Der Komparator 4 gibt eine ΣΔ-modulierte quantisierte Version des Audioeingangssignals ab. Die vom Komparator 4 abgegebenen quantisierten Daten werden einer Anhängungsschaltung 7 für Synchronisatiossignale und Fehlerkorrekturcodes (üblicherweise mit ECC bezeichnet) zugeführt, in welcher die Synchronisationssignale und die Fehlerkorrekturcodes den quantisierten Daten bei jeder voreingestellten Zahl Samples angehängt werden, so wie es durch das in Fig. 7 gezeigte Aufzeichnungsformat angedeutet ist. Mit dem in Fig. 7 gezeigten Auszeichnungsform werden vier digitale 1-Bit-Daten, die jeweils die quantisierten 1-Bit-Daten sind, zusammengesammelt, beispielsweise als Daten D&sub0; bis D&sub4;, und an alle vier 1-Bit-Daten werden Synchronisationssignale S&sub0; und S&sub1; und Fehlerkorrekturcodes P&sub0; und P&sub1; angehängt. Die Synchronisationssignale S&sub0; und S&sub1; und Fehlerkorrekturcodes P&sub0; und P&sub1; werden in der Anhängungsschaltung 7 für Synchronisationssignale und Fehlerkorrekturcodes angehängt. Jeder während einer Aufzeichnung und/oder Wiedergabe erzeugte Übertragungsfehler kann detektiert und durch diese Fehlerkorrekturcodes P&sub0; und P&sub1; korrigiert werden.
Die in Fig. 6 dargestellte Wiedergabeeinheit 20 gibt durch den Wiedergabekopf 11 auf dem Magnetband 9 aufgezeichnete digitale 1-Bit-Daten wieder. Die digitalen 1-Bit-Daten werden durch das Format, an das die Synchronisationssignale und Fehlerkorrekturcodes angehängt sind, wiedergegeben, so dass beim Zuführen der digitalen 1-Bit-Daten zu einer Synchronisationssignalseparations- und Fehlerkorrekturschaltung 12 die Synchronisationssignale von den digitalen 1-Bit-Daten getrennt werden, die gleichzeitig auf Fehler korrigiert werden, so dass an der Wiedergabeeinheit 20 nur vier als eine Einheit gruppierte, durch ΣΔ-Modulation des Audioeingangssignals erzeugte digitale 1-Bit-Daten abgegeben werden.
Während der Aufzeichnung und/oder Wiedergabe gibt es jedoch Fälle, bei denen ein defekter Datenblock defekte Daten derart enthält, dass der Block nicht in vier zu einer Einheit zusammengruppierte digitale 1-Bit-Daten repariert werden kann. Bei diesen defekten Datenblöcken wird vermutet, dass sie durch Störungen im digitalen Audio-Aufzeichnungs- und/oder -Wiedergabegerät oder in peripheren Einrichtungen, durch Beschädigungen eines Aufzeichnungsmediums 9 als Aufzeichnungsmedium oder durch Leitungsbrüche in Datenübertragungskanälen erzeugt werden.
Wenn demgemäß während einer Aufzeichnung und/oder Wiedergabe defekte Datenblöcke, die nicht durch die Synchronisationssignalseparations- und Fehlerkorrekturschaltung 12 korrigiert werden können, erzeugt werden, veranlasst das digitale Audio-Aufzeichnungs- und/oder -Wiedergabegerät 20 die Interpolationsschaltung 13 dazu, interpolierte Daten der defekten Datenblöcke abzugeben. Die Interpolationsschaltung 13 führt die Interpolationsoperation aus, die aus der Multiplikation eines aus vier digitalen 1-Bit-Daten gebildeten defekten Datenblocks mit einem über der Breite des defekten Datenblocks im Wert konstant bleibenden Koeffizienten besteht, während vor und hinter dem defekten Datenblock liegende Daten mit variierenden Koeffizienten multipliziert werden, wobei die Zahlen aus "1"-en und "0"-en im defekten Datenblock bewertet und ein Ordnungsmusters aus "0"-en und "1"-en unter Beibehaltung des für die vier digitalen 1-Bit-Daten richtigen Gesamtenergiebetrags bestimmt wird. Die Interpolationsoperation durch die Interpolationsschaltung 13 wird durch eine Interpolationsverarbeitungsschaltung 23 gesteuert. Wenn kein defekter Datenblock vorhanden ist, der nicht durch die Synchronisationssignalseparations- und Fehlerkorrekturschaltung 12 korrigiert werden kann, gibt die Interpolationsschaltung 13 nic:ht interpolierte Daten an Stelle der interpolierten Daten ab. Die nicht interpolierten Daten sind die vier digitalen 1-Bit-Daten, die nicht der defekte Datenblock sind.
Die von der Interpolationsschaltung 13 abgegebenen interpolierten Daten oder nicht interpolierten Daten werden durch ein Analogfilter 14 als analoge Audiosignale wiederhergestellt, die an einem Monitoranschluss 15 abgegeben werden.
Die von der Interpolationsschaltung 13 abgegebenen interpollerten Daten oder nicht interpolierten Daten werden durch ein Digitalfilter 16, das ein Dezimierungsfilter ist, in ein beliebiges Datenformat, beispielsweise für CD oder DAB umgewandelt. Diese in das beliebige Format umgewandelte Daten werden über ein Wiedergabesystem 17 eines Digitalrekorders eines beliebigen Formats, ein Wiedergabesystem 18 für die CD oder das DAB oder ein Wiedergabesystem 19 einem D/A-Wandler 21 zugeführt. An einem Ausgangsanschluss 22 wird ein analoges Audiosignal abgegeben.
Die Fig. 4 zeigt eine Darstellung der Interpolationsschaltung 13. Die von der Synchronisationssignalseparations- und Fehlerkorrekturschaltung 12 über einen Eingangsanschluss 30 zugeführten vier digitalen 1-Bit-Daten werden durch eine Verzögerungsschaltung 31 verzögert. Die durch die Verzögerungsschaltung 31 verzögerten vier digitalen 1-Bit-Daten werden einer Interpolationseinheit 32 und einem Selektor 33 zum wahlweisen Schalten zwischen den interpolierten Daten aus der Interpolationseinheit 32 und den nicht interpolierten Daten aus der Verzögerungsschaltung 31.
Die Interpolationseinheit 32 enthält eine Bewegungsmittelwertbildungs-Verarbeitungsschaltung 36, eine Zahlbewertungsverarbeitungsschaltung 37 und eine interpolierte Daten erzeugende Schaltung 38.
Der Selektor 33 enthält einen Selektionsanschluss a, dem nicht interpolierte Daten aus der Verzögerungsschaltung 31 zugeführt werden, den anderen Selektionsanschluss b, dem die interpolierten Daten aus dem Interpolationsprozessor 32 zugeführt werden, und einen beweglichen Kontakt c, der abhängig von einem Interpolation-Ein/Aus-Steuerungssignal, das von der Synchronisationssignalseparations- und Fehlerkorrekturschaltung 12 über einen Steuerungssignalanschluss 34 zugeführt wird, wahlweise zum Selektionsanschluss a oder Selektionsanschluss b bewegbar ist.
Die Synchronisationssignalseparations- und Fehlerkorrekturschaltung 12 leitet ein Interpolations-Ein- Steuerungssignal zum Steuerungssignalanschluss 34, wenn sie feststellt, dass die vom Wiedergabekopf 11 wiedergegebenen vier digitalen 1-Bit-Daten ein defekter Datenblock sind, der nicht durch die übliche Fehlerkorrektur detektiert werden kann. Der Selektor 33 bewirkt, dass sein beweglicher Kontakt c in Kontakt mit dem Selektionsanschluss b geschaltet wird, zum Abgeben der interpolierten Daten aus der Interpolationsschaltung 13 am Ausgangsanschluss 35. Die Synchronisationssignalseparations- und Fehlerkorrekturschaltung 12 leitet ein Interpolations-Aus-Steuerungssignal über den Signalsteuerungsanschluss 34 zum Selektor 33, wenn sie feststellt, dass die vorn Wiedergabekopf 11 wiedergegebenen vier digitalen 1- Bit-Daten nicht der defekte Datenblock sind. Der Selektor 33 bewirkt dann, dass sein beweglicher Kontakt c in Kontakt mit dem SeLektionsanschluss a geschaltet wird, zum Abgeben der nicht interpolierten Daten am Ausgangsanschluss 35.
Das Arbeitsprinzip des Interpolationsprozessors 32 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 10 erläutert. Es sei angenommen, dass in den durch den Wiedergabekopf 1 vom Magnetband 9 wiedergegebenen digitalen 1-Bit-Daten, wie in der Fig. 3A gezeigt, ein aus vier digitalen 1-Bit-Daten D&sub1;&sub2;, D&sub1;&sub3;, D&sub1;&sub4; und D&sub1;&sub5; gebildeter defekter Datenblock Bb erzeugt worden ist.
Die Bewegungsmittelwertbildungs-Verarbeitungsschaltung 36 führt eine zweistufige Bewegungsmittelwertfilterung an elf vor dem defekten Datenblock Bb liegendenden digitalen 1-Bit- Audiodaten D&sub1; bis D&sub1;&sub1; mit vier und acht in Fig. 8A gezeigten Abgriffen zum Ableiten eines Bewegungsmittelwerts MA für den in Fig. 8D gezeigten Punkt PA aus. Die Vierabgriff- Bewegungsmittelwertbildungsverarbeitung wird an den in Fig. 8A gezeigten digitalen 1-Bit-Audiodaten mit vier in einem Satz gruppierten Bits, beispielsweise den Sätzen D&sub1; bis D&sub4;, D&sub2; bis D&sub5;, D&sub3; bis D&sub6;, D&sub4; bis D&sub7;, D&sub5; bis D&sub8;, D&sub6; bis D&sub9;, D&sub7; bis D&sub1;&sub0; und D&sub8; bis D&sub1;&sub1;, ausgeführt, zur Bildung von in Fig. 8B gezeigten Vierabgriff-Bewegungsmittelwertausgangssignalen. Diese 4-Abgriff-Bewegungsmittelungsausgangssignale werden durch eine Achtabgriff-Bewegungsmittelwertbildung von acht als ein Satz gruppierten Ausgangssignalen der 4-Abgriff- Bewegungsmittelwertbildung verarbeitet, zum Ableiten von Achtabqriff-Bewegungsmittelwertausgangssignalen zum Ableiten eines gezeigten Bewegungsmittelwertes MA für den in Fig. 8D gezeigten Punkt PA.
Das zweistufige Bewegungsmittelwertbildungsfilter kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden:
MA = {(D1 + D2 + D3 + D4)/4 + (D2 + D3 + D4 + D5)/4 + (D3 + 04 + D5 + D6) /4 + (D4 + D5 + DG + D7) /4 + (D5 + D6 + D7 + D8) /4 + (D6 + D7 + D8 + D9)/4 + (D7 + DB + D9 + D10)/4 + (D8 + D9 + D10 + D11) /4}/8 ... (1)
Das zweistufige Bewegungsfilter kann durch ein 4- Abgriff-FIR-Filter und ein 8-Abgriff-FIR-Filter gebildet sein. Zur Vereinfachung des Aufbaus kann es jedoch einfach durch beispielsweise ein in Fig. 9 gezeigtes 11-Abgriff-FIR- Filter gebildet sein.
Ein Ausgangssignal des 11-Abgriff-FIR-Filters kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden:
MA = D1 · K0 + D2 · K1 + D3 · K2 + D4 · K3 + D5 · K4 + D6 x K5 + D7 · K6 + D8 · K7 + D9 · K8 + D10 · K9 + D11 · K10 ... (2)
Eine Gleichung (1) kann erweitert werden auf:
NA = (D1 + D2 · 2 + D3 · 3 + D4 · 4 + D5 · 4 + D6 · 4 + D7 · 4 + D8 · 4 + D9 · 3 + D10 · 2 + D11 · 1) /32 ... (3)
Bei Einsatz eines 1/32-Multiplzierer in der Eingangsstufe des beispielsweise in Fig. 9 gezeigten 11-Abgriff-FIR- Filters als Multiplikationseinheit kann das zweistufige Bewegungsfilter durch ein in Fig. 9 gezeigtes 11-Abgriff-FIR- Filter realisiert werden, indem die Koeffizienten K0 bis K10 so eingestellt werden, dass K0 = 1, K1 = 2, K2 = 3, K3 = 4, K4 = 4, K5 = 4, K6 = 4, K7 = 4, K8 = 3, K9 = 2 und K10 = 1 gilt.
Infolgedessen kann der Bewegungsmittelwert MA durch ein wie oben gezeigtes Einstellen der Koeffizienten K0 bis K10 des in Fig. 9 gezeigten FIR-Filters und Eingeben der digitalen 1-Etit-Audiodaten D&sub1; bis D&sub1;&sub1; in das Filters gefunden werden.
Die Bewegungsmittelwertbildungs-Verarbeitungsschaltung 36 führt auch die oben definierte 2-stufige Bewegungsmittelwertbildung an den elf korrekten digitalen 1-Bit- Audiosignalen D&sub1;&sub7; bis D&sub2;&sub7; stromabwärts des defekten Datenblocks Bb zum Ableiten eines Bewegungsmittelwerts MB für den Punkt PB aus.
Ähnlich wie der Bewegungsmittelwert MA kann der Bewegungsmtttelwert MB für den Punkt Pg durch das in Fig. 9 gezeigte 11-Abgriff-FIR-Filter gefunden werden. In diesem Fall haben die Koeffizienten K0 bis K10 die gleichen Werte wie oben.
Dann wird unter Verwendung der Bewegungsmittelwerte MA und MB bei den beiden Punkten durch lineare Interpolation ein Mittelunkt MC' von Fehlerdaten berechnet durch
Mc' = (MA + MB)/2.
Der Bewegungsmittelwert MC kann ebenfalls von den 11 digitalen, den defekten Datenblock Bb enthaltenden 1-Bit-Daten D&sub9; bis D&sub1;&sub9; abgeleitet werden. Bei Verwendung des in Fig. 9 gezeigten FIR-Filters ist der Bewegungsmittelwert MC gegeben durch
MC = {(D&sub9; · k&sub0; + D&sub1;&sub0; · k&sub1; + D&sub1;&sub1; · k&sub2; + D&sub1;&sub2; · k&sub3; + D&sub1;&sub3; · k&sub4; + D&sub1;&sub4; · k&sub5; + D&sub1;&sub5; · k&sub6; + D&sub1;&sub6; · k&sub7; + D&sub1;&sub7; · k&sub8; + D&sub1;&sub9; · k&sub9; + D&sub1;&sub9; · k&sub1;&sub0;}/32 ...(4)
Bei der zweistufigen Bewegungsmittelwertbildung durch die Bewegungsmittelwertbildungs-Verarbeitungsschaltung 36 wird eine 4-Abgriff-Bewegungsmittelwertbildung an vier digitalen 1-Bit-Daten der digitalen 1-Bit-Daten D&sub9; bis D&sub1;&sub9;, das heißt an D&sub9; bis D&sub1;&sub2;, D&sub1;&sub0; bis D&sub1;&sub3;, D&sub1;&sub1; bis D&sub1;&sub4;, D&sub1;&sub2; bis D&sub1;&sub5;, D&sub1;&sub3; bis D&sub1;&sub6;, D&sub1;&sub4; bis D&sub1;&sub7;, D&sub1;&sub5; bis D&sub1;&sub8; und D&sub1;&sub6; bis D&sub1;&sub9; ausgeführt, um acht 4-Abgriff-Bewegungsmittelwertausgangssignale zu erzeugen, die durch eine 8-Abgriff- Bewegungsmittelwertverarbeitung weiter verarbeitet werden. Infolgedessen ist der Bewegungsmittelwert Mc gegeben durch Mc = {(D&sub9; (D&sub9; + D&sub1;&sub0; + D&sub1;&sub1; + D&sub1;&sub2;)/ 4 + (D&sub1;&sub0; + D&sub1;&sub1; + D&sub1;&sub2; + D&sub1;&sub3;)/4 + (D&sub1;&sub1; + D&sub1;&sub2; + D&sub1;&sub3; + D&sub1;&sub4;)/4 + (D&sub1;&sub2; + D&sub1;&sub3; + D&sub1;&sub4; + D&sub1;&sub5;)/4 + (D&sub1;&sub3; + D&sub1;&sub4; + D&sub1;&sub5; + D&sub1;&sub6;)/4 + (D&sub1;&sub4; + D&sub1;&sub5; + D&sub1;&sub6; + D&sub1;&sub7;)/4 + (D&sub1;&sub5; + D&sub1;&sub6; + D&sub1;&sub7; + D&sub1;&sub8;)/4 + (D&sub1;&sub6; + D&sub1;&sub7; + D&sub1;&sub8; + D&sub1;&sub9;)/4}/8
= {D&sub9; · 1 + D&sub1;&sub0; · 2 + D&sub1;&sub1; · 3 + (D&sub1;&sub2; + D&sub1;&sub3; + D&sub1;&sub4; + D&sub1;&sub5;) · 4 + D&sub1;&sub6; · 4 + D&sub1;&sub7; · 3 + D&sub1;&sub8; · 2 + D&sub1;&sub9; · 1/32 ... (5)
Die unbekannten sind die Fehlerdaten D&sub1;&sub2;, D&sub1;&sub3; D&sub1;&sub4; D&sub1;&sub5; des defekten Datenblocks Bb der Fig. 10A. Die diesen Termen zugeordneten Koeffizienten k&sub3; bis k&sub6; weisen wegen der Identität der Gleichungen 4 und 5, wie in Fig. 10B gezeigt, den konstanten Wert 4 auf. Die Koeffizienten k&sub0; bis k&sub2; steigen nach rechts an, da nach Fig. 10B k&sub0; = k&sub1;, k&sub1; = 2, k&sub2; = 3 gilt. Die Koeffizienten k&sub7; bis k&sub1;&sub0; fallen nach rechts ab, da k&sub7; = 4, k&sub8; = 3, k&sub9; = 2 und k&sub1;&sub0; = 1 gilt. Die Bewegungsmittelwertbuildungsschaltung 36 führt eine zweistufige Bewegungsmittelwertbildung unter Verwendung dieser in Fig. 10B gezeigten Koeffizienten aus.
Wenn infolgedessen für die vier Fehlerdaten D&sub1;&sub2;, D&sub1;&sub3;, D&sub1;&sub4;, D&sub1;&sub5; das Ordnungsmuster aus "1"-en und "0"-en nicht bekannt ist, kann der Bewegungsmittelwert Mc durch die Zahl aus "1"-en und "0"-en bestimmt werden. Die Zahlbewertungsberechnungsschaltung 37 bewertet die Zahlen aus "1"-en und "0"-en von der erhaltenen Gleichung (D&sub1;&sub2; + D&sub1;&sub3; + D&sub1;&sub4; + D&sub1;&sub5;) = {32 MC' - (D&sub9; · 1 + D&sub1;&sub0; · 2 + D&sub1;&sub1; · 3 + D&sub1;&sub6; · 4 + D&sub1;&sub7; · 3 + D&sub1;&sub8; x 2 + D&sub1;&sub9; · 1)}/4 durch Setzen von MC = MC'.
Wenn in der obigen Gleichung D(1) = 1 und D(0) = -1 gilt, bewertet die Zahlbewertungsschaltung 37 die Zahlen der "1"-en und "0"-en gemäß
D&sub1;&sub2; + D&sub1;&sub3; + D&sub1;&sub4; + D&sub1;&sub5; = 4 ---> "1", vier; "0", null
D&sub1;&sub2; + D&sub1;&sub3; + D&sub1;&sub4; + D&sub1;&sub5; = 2 ---> "1", drei; "0", eins
D&sub1;&sub2; + D&sub1;&sub3; + D&sub1;&sub4; + D&sub1;&sub5; = 0 ---> "1", zwei; "0", zwei
D&sub1;&sub2; + D&sub1;&sub3; + D&sub1;&sub4; + D&sub1;&sub5; ---> "1", eins; "0", drei
D&sub1;&sub2; + D&sub1;&sub3; + D&sub1;&sub4; + D&sub1;&sub5; = -4 ---> "1", null; "0", vier.
Durch Ausführen der Bewegungsmittelwertbildung durch die Bewegungsmittelwertbildungsschaltung 36 so, dass die Koeffizientenwerte über der Fehlerdatenbreite konstant sind, kann die Zahlbewertungsschaltung 37 die Zahlen der "1"-en und "0"- en in den Fehlerdaten leicht abschätzen. Obgleich die zweistufige Vierabgriff- und Achtabgriff- Bewegungsmittelwertbildung an 4-Bit-Fehlern ausgeführt wird, ist die Zahl Bits, die Zahl Abgriffe und/oder die Zahl Stufen nicht auf die oben gegebenen beschränkt.
Wenn die Zahl der "0"-en und der "1"-en in den Fehlerdaten wie oben beschrieben durch die Zahlbewertungsschaltung 37 bewertet werden kann, ist es möglich, die für die digitalen 1-Bit-Daten richtige gesamte Energiemenge zu erhalten. Infolgedessen reicht es aus, wenn die Interpolationsdatenerzeugungsschaltung 38 das Ordnungsmuster aus "1"-en und "0"-en der Interpolationsdaten zur Erzeugung von Interpolationsdaten unter Beibehaltung des durch die Zahl der "1"-en und "0"-en bestimmten Energiebetrags bestimmt. Wenn beispielsweise die Zahl der "1"-en und der "0"-en jeweils zwei beträgt, können die fünf Muster 0011, 0101, 1001, 1010 und 1110 als Interpolationsmusterkandidaten in Betracht gezogen werden. Infolgedessen reicht es aus, wenn diese fünf Ordnungsmuster an den defekten Datenblock Bb angepasst werden.
Bezüglich des Verfahrens zur Bestimmung des Ordnungsmusters werden im Fall eines Substituierens von "0"-en und "1"- en für D&sub1;&sub2; im defekten Datenblock Bb Bewegungsmittelwerte von D&sub2; bis D&sub1;&sub2; gefunden.
Die so gefundenen Bewegungsmittelwerte werden mit einem linear interpolierten Wert eines Intervalls zwischen PA und PB der Fig. 8D als ein Referenzwert des Bewegungsmittelwerts verglichen, und das näher am Referenzwert liegende Bewegungsmittelwert wird als ein korrekter Wert akzeptiert.
Die Bewegungsmittelwerte von D&sub3; bis D&sub1;&sub3; werden dann durch Substitution von "0"-en und "1"-en für D&sub1;&sub3; gefunden.
Die so gefundenen Bewegungsmittelwerte werden mit dem Referenzwert des linear interpolierten Bewegungsmittelwerts verglichen, und der näher am Referenzwert liegende Bewegungsmittelwert wird als korrektes Datum akzeptiert.
Diese Operation wird für jedes Bit des defekten Datenblocks wiederholt, um zu entscheiden, ob die Bits "0" oder "1" sind. Da die Zahl der Bits "0" und der Bits "1" vorher gefunden wurde, ist die Operation beim Erreichen dieser Zahlen beendet.
Der Interpolationsprozessor 32 interpoliert auf diese. Weise den defekten Datenblock Bb und leitet die resultierenden Daten zum Selektionsanschluss b des Selektors 33. Wenn ihm aus der Synchronisationssignalseparations- und Fehlerkorrekturschaltung 12 über den Steuerungssignalanschluss 34 ein Interpolation-Ein-Steuerungssignal zugeführt wird, verbindet die Interpolationsschaltung 13 den beweglichen Kontakt c des Selektors 33 mit dem Selektionsanschluss b, zur Ausgabe der interpolierten Daten am Ausgangsanschluss 35.
Auf der Basis des oben beschriebenen Arbeitsprinzips des Interpolationsprozessors 32 wird die Betriebsweise der Interpolationsschaltung 13 einschließlich des Interpolationsprozessors 32 durch Bezugnahme auf das Flussdiagramm nach Fig. 11 erläutert. Da die Interpolationsschaltung 13 die Interpolation und die Steuerung durch die Interpolationssteuerungsschaltung 23 ausführt, zeigt das Flussdiagramm nach Fig. 11 den von der Interpolationssteuerungsschaltung 23 ausgeführten Steuerungsfluss.
Beim Schritt S1 multipliziert die Interpolationssteuerungsschaltung 23 mehrere mögliche Zahlenmuster aus "1"-en und "0"-en in dem aus vier 1-Bit-Audiodaten bestehenden Datenblock mit einem in Fig. 10B gezeigten konstanten Koeffizienten zum Finden mehrerer Kandidatenwerte Mc2', die mit dem defekten Datenblock Bb korrespondieren.
Die Interpolationssteuerungsschaltung 23 geht dann zum Schritt. S2 um festzustellen, ob das Interpolation-Ein- Steuerungssignal dem Steuerungssignalanschluss 34 zugeführt worden ist oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass das Interpolation-Ein-Steuerungssignal dem Steuerungssignalanschluss 34 zugeführt worden ist, geht die Interpolationssteuerungsachaltung 23 zum Schritt S3, um die BewegungsmittelwertbiLdungsschaltung 36 zu veranlassen, die in Fig. 8D gezeigten Bewegungsmittelungswerte MA und MB zu finden.
Die Interpolationssteuerungsschaltung 23 geht dann zum Schritt S4, um die Bewegungsmittelwertbildungsschaltung 36 zu veranlassen, die Operation D&sub9; · k&sub0; + D&sub1;&sub0; · k&sub1; + D&sub1;&sub1; · k&sub2; wie in Fig. 10B gezeigt auszuführen, wobei D&sub9;, D&sub1;&sub0; und D&sub1;&sub1; vor dem defekten Datenblock Bb liegende Daten und die Koeffizienten k&sub0;, k&sub1; und k&sub2; solche sind, die einen nach rechts ansteigenden Gradienten aufweisen. Das Ergebnis der Operation wird auf MC1' gesetzt.
Die Interpolationssteuerungsschaltung 23 geht dann zum Schritt S&sub5;, um die Bewegungsmittelwertbildungsschaltung 36 zu veranlassen, die Operation D&sub1;&sub6; · k&sub7; + D&sub1;&sub7; · k&sub8; + D&sub1;&sub8; x + D&sub1;&sub9; · k&sub1;&sub0; wie in Fig. 10B gezeigt auszuführen, wobei D&sub1;&sub6;, D&sub1;&sub7;, D&sub1;&sub8; und D&sub1;&sub9; auf den defekten Datenblock Bb folgende Daten und die Koeffizienten k&sub7;, k&sub8;, k&sub9; und k&sub1;&sub0; solche sind, die einen nach rechts abfallenden Gradienten aufweisen. Das Ergebnis der Operation wird auf MC3' gesetzt.
Die Interpolationssteuerungsschaltung 23 geht dann zum Schritt S6, um einen Interpolationsdatenkandidaten Mc' zu berechnen. Der Interpolationsdatenkandidat Mc' kann als die Summe aus einem der mehreren mit dem defekten Datenblock Bb korrespondierenden Kandidaten Mc2', dem beim Schritt S4 gefundenen Berechnungsergebnis Mc1' und dem beim Schritt S5 gefundenen Berechnungsergebnis Mc3' dargestellt werden. Die Interpolationssteuerungsschaltung 23 geht dann zum Schritt 7, um die Zahlbewertungsschaltung 37 zu veranlassen, {Mc' - (Mc1' 4- Mc3')}/4 zu berechnen, um denjenigen der mehreren Kandidaten Mc2' zu bewerten, der dem beim Schritt S1 gefundenen Zahlmuster aus "1"-en und "0"-en am nächsten liegt.
Die Interpolationssteuerungsschaltung 23 geht dann zum Schritt S8, um die Interpolationsdaten- bzw. Kandidatdatenerzeugungsschaltung 38 zu veranlassen, auf der Basis der Bewertung eines der mehreren Kandidatwerte Mc2' die Interpolationsdaten mit einem festen Ordnungsmuster aus "1"-en und "0"- en zu erzeugen, wobei der Gesamtenergiewert der vier digitalen 1-Bit-Daten beibehalten wird.
Die Interpolationssteuerungsschaltung 23 steuert die verschiedenen Abschnitte der Interpolationsschaltung 13 zur Ausführung der Interpolation. Auf diese Weise ist es der Wiedergabeeinheit 20 des digitalen Aufzeichnungs- und/oder - Wiedergabegeräts möglich, die Interpolationsschaltung 13 der vorliegenden Ausführungsform zum Interpolieren von digitalen 1-Bit-r)aten auf Basis des defekten Datenblocks auch dann anzuwenden, wenn während der Aufzeichnung und/oder Wiedergabe der digitalen 1-Bit-Daten die durch übliche Fehlerkorrektur nicht korrigierbaren defekten Daten erzeugt werden. Die Verarbeitungsoperationen können vereinfacht werden, da die Interpolationsschaltung 13 das Ordnungsmuster nach einer Bewertung der Zahlen aus "1"-en und "0"-en bestimmt.
Es ist nur notwendig die Zahlen aus "0"-en und "1"-en im defekten Datenblock abzuschätzen, wobei es nicht nötig ist, das korrekte Ordnungsmuster des defekten Datenblocks zu bestimmen.
Der Grund liegt darin, dass im ΣΔ-modulierten 1-Bit- Datenstrom kein schwerwiegender Fehler in den demodulierten Daten erzeugt wird, wenn das Anordnungsmuster im defekten Datenblock gleich "0010", "1000" oder "0100" ist.
Wenn jedoch die im defekten Datenblock enthaltene Zahl aus "0"-en oder "1"-en sich ändert, wird in den demodulierten Daten ein schwerer Fehler erzeugt.
Anders ausgedrückt hängt ein Fehler in den ΣΔ- modulierten 1-Bit-Daten signifikant von den Zahlen aus "0"-en und "1"-en der Daten ab, ohne dass er vom Datenanordnungsmuster abhängt.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des digitalen Dateninterpolationsverfahrens und -geräts gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf nur das digitale Audioaufzeichnungs- und/oder -Wiedergabegerät beschränkt. Das Aufzeichnungsmedium, auf welchem die digitalen 1-Bit-Audiodaten aufgezeichnet sind, kann auch ein optisches Aufzeichnungsmedium sein. Die voreingestellte Zahl Samples ist nicht auf vier beschränkt, wenn sie gleich der Zahl der auf Fehler zu korrigierenden Dateneinheiten ist.
Bei dem oben beschriebenen digitalen Dateninterpolationsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung können defekte Datenblöcke ohne die Notwendigkeit der Ausführung komplexer Operationen interpoliert werden, da das Ordnungsmuster aus "0"-en und "1"-en nach Bewertung der Zahlen aus "1"-en und "0"-en durch Multiplikation des während der Übertragung der digitalen 1-Bit-Daten erzeugten defekten Datenblocks mit einem voreingestellten Koeffizienten und durch Multiplikation von Daten vor und nach den defekten Daten mit variablen Koeffizienten bestimmt wird.
Außerdem kann bei dem oben beschriebenen digitalen Dateninterpolationsgerät gemäß der Erfindung eine Interpolation von digitalen 1-Bit-Daten ohne die Notwendigkeit der Ausführung komplexer Operationen erzielt werden, da die Multiplikationseinrichtung den defekten Datenblock mit einem voreingestellten Koeffizienten multipliziert, stromaufwärts und stromabwärts des defekten Datenblocks liegende Daten mit variablen Koeffizienten multipliziert werden, die Zahlbewertungseinrichtung die Zahlen aus "1"-en und "0"-en auf der Basis der von der Multiplikationseinrichtung abgegebenen Ergebnisse bewertet, und die Interpolationsdatenerzeugungseinrichtung das Ordnungsmuster der interpolierten Daten des defekten Datenblocks auf der Basis der Zahlen aus "1"-en und "0"-en zur Erzeugung der interpolierten Daten bestimmt.

Claims

1. Interpolationsgerät (32) zur Interpolation eines durch voreingestellte Bits gebildeten defekten Datenblocks (Bb), mit:

Einer Einrichtung (36) zur Berechnung eines ersten Mittelwerts (MA) einer Datenfolge (D1-D11), eines zweiten Mittelwerts (MB) einer Datenfolge (D17-D27) und eines dritten Mittelwerts (Mc1', Mc3') auf der Basis von Daten (D9-D11, D16- D19), die direkt vor und hinter dem defekten Datenblock (Bb) in der diesen defekten Datenblock (Bb) enthaltenden Datenfolge (D1-D27) liegen, dadurch gekennzeichnet, dass

der defekte Datenblock (Bb) während der Übertragung von durch eine ΣΔ-Modulation digitalisierten digitalen Daten erzeugt worden ist,

der erste Mittelwert (MA) ein Mittelwert einer stromaufwärts des defekten Datenblocks (Bb) positionierten und den defekten Datenblock (Bb) nicht enthaltenden Datenfolge ist und der zweite Mittelwert (MB) ein Mittelwert einer stromabwärts des defekten Datenblocks (Bb) positionierten und den defekten Datenblock (Bb) nicht enthaltenden Datenfolge ist, und mit

einer Einrichtung (36) zur Erzeugung interpolierter Daten (Mc') auf der Basis des durch die Berechnungseinrichtung (36) berechneten ersten Mittelwerts (MA) und zweiten Mittelwerts (MB),

einer Einrichtung(37)zur Bewertung auf der Basis der durch die Erzeugungseinrichtung (36) erzeugten interpolierten Daten und des durch die Berechnungseinrichtung (36) gefundenen dritten Mittelwerts (Mc1', Mc3') eines Ordnungsmusters des defekten Datenblocks (Bb), welches Ordnungsmuster eine die gleiche Länge wie der defekte Datenblock (Bb) aufweisende Serie aus "1"-en und "0"-en ist, und

einer Interpolationsdaten-Erzeugungseinrichtung (38) zur Bestimmung interpolierter Daten des defekten Datenblocks (Bb) auf der Basis des durch die Bewertungseinrichtung (37) bewerteten Ordnungsmusters.

2. Interpolationsgerät nach Anspruch 1, wobei das Ordnungsmuster des defektiven Datenblocks durch Bewertung der im defekten Datenblock (Bb) enthaltenen Zahlen aus "0"-en und "1"-en bewertet wird.

3. Interpolationsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Berechnungseinrichtung (36) ein FIR-Filter ist.

4. Interpolationsgerät nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei ein korrektes Ordnungsmuster aus einem durch die Bewertungseinrichtung (37) bewerteten Ordnungsmusterkandidaten bestimmt ist, wobei das korrekte Ordnungsmuster als interpolierte Daten verwendet ist.

5. Interpolationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Berechnungseinrichtung (36)

ein Filter zur Berechnung des ersten und zweiten Mittelwerts (MA, MB) und

eine erste Berechnungseinheit zur Berechnung des dritten Mittelwerts (Mc1', Mc3') aufweist, wobei

die Erzeugungseinrichtung eine zweite Berechnungseinheit aufweist, und wobei

die Bewertungseinrichtung einen Generator (37) zur Erzeugung des Ordnungsmusters aufweist.

6. Wiedergabegerät (17, 18, 19, 20) zur Wiedergabe von durch ΣΔ-Modulation digitalisierten digitalen Daten von einem Aufzeichnungsmedium (9), auf welchem die digitalen Daten voraufgezeichnet sind, mit:

Einer Einrichtung (12) zur Detektion eines defekten Datenblocks (Bb) in den wiedergegebenen digitalen Daten,

einem Interpolationsgerät (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und

einer Schalteinrichtung (33) zum Wählen der wiedergegebenen digitalen Daten oder der digitalen Daten über die Interpolationsdaten-Erzeugungseinrichtung (38) auf der Basis des Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinrichtung (12).

7. Aufzeichnungsgerät (17, 20) zur Aufzeichnung von durch ΣΔ- Modulation digitalisierten digitalen Daten auf einem Aufzeichnungsmedium, mit:

Einer Einrichtung (12) zur Detektion eines defekten Datenblocks (Bb) in den digitalen Daten,

einem Interpolationsgerät (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

einer Schalteinrichtung (33) zum Wählen der digitalisierten digitalen Daten oder der digitalen Daten über die Interpolationsdaten-Erzeugungseinrichtung (38) auf der Basis des Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinrichtung (12), und

einer Aufzeichnungseinrichtung (17) zur Aufzeichnung der digitalen Daten von der Schalteinrichtung (33) auf dem Aufzeichnungsmedium.

8. Interpolationsverfahren zur Interpolation eines durch voreingestellte Bits gebildeten defekten Datenblocks (Bb), mit den Schritten:

Berechnen (S3-S5) eines ersten Mittelwerts (MA) einer Datenfolge (D1-D11), eines zweiten Mittelwerts (MB) einer Datenfolge (D17 bis D27) und eines dritten Mittelwerts (Mc1', Mc3') auf der Basis von Daten (D9-D11, D16-D19), die direkt vor und hinter dem defekten Datenblock (Bb) in der diesen Datenblock (Bb) enthaltenden Datenfolge (D1-D27) liegen, dadurch gekennzeichnet, dass

der defekte Datenblock (Bb) während der Übertragung der durch eine ΣΔ-Modulation digitalisierten digitalen Daten erzeugt worden ist,

der erste Mittelwert (MA) ein Mittelwert einer stromaufwärts des defekten Datenblocks (Bb) positionierten und den defekten. Datenblock (Bb) nicht enthaltenden Datenfolge ist, und der zweite Mittelwert (MB) ein Mittelwert einer stromabwärts des defekten Datenblocks (Bb) positionierten und den defekten Datenblock (Bb) nicht enthaltenden Datenfolge ist, und mit den Schritten

der Erzeugung (S6) interpolierter Daten (Mc') auf der Basis des ersten Mittelwerts (MA) und des zweiten Mittelwerts (MB),

des Bestimmens (S7) auf der Basis der erzeugten interpolierten Daten (Mc') und des dritten Mittelwerts (Mc1', Mc3') eines Kandidaten eines Ordnungsmusters des defekten Datenblocks (Bb), welches Ordnungsmuster eine die gleiche Länge wie der defekte Datenblock (Bb) aufweisende Serie aus "1"-en und "0"-en ist, und

des Bestimmens (S8) interpolierter Daten für den defekten Datenblock (Bb) aus dem auf diese Weise bestimmten Ordnungsmusterkandidaten.