WO2006097392A1 - Method and arrangement for transmitting data packets - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and an arrangement for transmitting data packets containing samples of audio signals.
- Data packets which contain samples or digitized samples of audio signals, such as speech or music, are buffered during or after the transmission in a memory or buffer.
- a memory or buffer is provided to compensate for temporal fluctuations in the data packet rate or so-called jitter of the data packets.
- Such a memory of the latter type is also referred to as a jitter buffer.
- the level of this memory or the jitter buffer must be constantly adapted to ensure a minimum and relatively constant delay of the data packets or a continuous reading of the data packets from the memory.
- the quality of a data packet connection is determined inter alia by the delay or the delay of the data packets with the samples of the audio or speech signal.
- a good connection is characterized by a small delay of the data packets. This means that for a continuous data packet rate or a continuous data flow, the level of the memory should be as low as possible in order to ensure a small delay between the read-in and the read-out of the data packets. On the other hand, fluctuations in the receive-side data packet rate must be reliably compensated.
- the object of the present invention is to prevent the transmission of data packets containing samples of audio signals. which are cached in a memory to improve.
- Audio quality when transmitting data packets containing samples of audio signals is a condition in which Audio quality is transmitted.
- samples to be inserted before, after or between samples that are not significant for the listening comprehension are inserted to increase the filling level.
- non-significant samples for the hearing comprehension are determined by the fact that they fall below a limit value of the volume, for example by comparison or a threshold value circuit.
- a limit value of the volume for example by comparison or a threshold value circuit.
- non-significant samples for the hearing comprehension are determined by having a low information content, for example by means of a speech decoder with an inherent hearing model. This has the advantage of a selection of samples that is even better matched to the listening behavior, which achieves even better control of the filling level and, as a consequence, an even better audio or speech quality in the transmission of data packets.
- Figure 1 shows an arrangement of a memory and an analyzer for performing the method according to the invention
- Figure 2 shows a further arrangement for carrying out the method according to the invention.
- FIG. 1 shows an arrangement for the transmission of data packets, preferably for data packets containing samples of audio signals, having a memory SP, an associated level control FS and an analyzer AN.
- the memory SP and the analyzer AN receive received data packets containing samples of audio signals.
- the memory SP stores the data packets or the samples contained therein between them and the analyzer AN evaluates them in parallel and determines for the listening comprehension not significant samples.
- the analyzer AN outputs a control signal to the level control FS so that it can reject or insert non-significant samples to control the level for the listening comprehension.
- non-significant samples can be discarded so that, for example, pauses are quasi imperceptibly shortened.
- further samples can be inserted.
- at places where no significant samples occur for the hearing so that, for example, pauses are extended almost imperceptibly.
- non-significant samples may be quiet audio signal samples that fall below a limit of the volume or have a low level or samples with a low information content.
- samples that are not significant for the hearing comprehension can be effected, for example, by determining the level or the volume of the audio signal sample and comparing this value with a limit value of the volume, for example by a comparator circuit or a threshold circuit.
- samples with a low information content can be determined by a decoder circuit with an integrated psychoacoustic hearing model.
- the discarding of the samples in the memory can be effected, for example, by the analyzer AN being synchronized in time with the memory or its associated fill level controller FS and, in the case of a sample that is not significant for the listening comprehension, a synchronized control signal, for example with a high or low level , to the level control FS outputs.
- FIG 2 shows a further, compared to Figure 1 extended arrangement.
- This additionally has an RTP check device 100 and a decoder DEC, which is assigned to the analyzer AN and is shown separately here.
- a received Voice over IP packet of the so-called Real Time Protocol, RTP for short is stored in the RTP Check facility. checked for its time value or timestamp. Subsequently, the packet is read into the memory SP and fed in parallel to the decoder DEC.
- This decoder DEC is designed for the so-called codec of the audio data packets used, for example for the protocols
- the latter decodes the data packet (s) and supplies it to the analyzer AN, which determines samples or phases with samples which are not significant for the hearing comprehension, or with a low information content or low level.
- the analyzer AN outputs a control signal to the level control FS of the memory SP, which performs a required adjustment of the level of the memory SP at times with samples that are not significant for the listening comprehension.
- the regulated output signal of the memory SP is then fed to a second decoder, not shown, for example for the same protocols mentioned above, which evaluates the data packets with a changed number of samples and outputs audio information.
- the fill level of the memory is adjusted by a control in times with samples that are not significant for the hearing comprehension or with low information content or low level by deleting or inserting such samples, thereby improving the audio quality of, for example, a Voice over IP connection , in contrast to a regulation at any time, for example, when someone speaks.
- the method described is particularly advantageous for voice over IP connections if the so-called silence suppression is deactivated or if the nature of the signal makes it impossible to change to the state silence.
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Abstract
According to the invention, data packets containing samples of audio signals are temporarily stored in a memory (SP). The samples are evaluated in parallel and samples which are not relevant to audibility are rejected in order to reduce the content of the memory (SP).
Description
Beschreibungdescription
Verfahren und Anordnung zur Übertragung von Datenpaketen.Method and arrangement for the transmission of data packets.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anordnung zur Übertragung von Datenpaketen, die Samples von Audiosignalen enthalten.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and an arrangement for transmitting data packets containing samples of audio signals.
Datenpakete, die Samples respektive digitalisierte Abtastwer- te von Audiosignalen, wie Sprache oder Musik, enthalten, werden während oder nach der Übertragung in einem Speicher, respektive Buffer, zwischengespeichert. Beispielsweise ist für Sprachverbindungen, wie Voice over IP Verbindungen, kurz VoIP Verbindungen, ein Speicher bzw. Buffer vorgesehen, um zeitli- che Schwankungen der Datenpaketrate bzw. so genannten Jitter der Datenpakete auszugleichen. Ein derartiger Speicher der letztgenannten Art wird auch als Jitter Buffer bezeichnet. Der Füllstand dieses Speichers bzw. des Jitter Buffers muss ständig angepasst werden, um eine minimale und relativ kon- stante Verzögerung der Datenpakete bzw. ein kontinuierliches Auslesen der Datenpakete aus dem Speicher zu gewährleisten.Data packets which contain samples or digitized samples of audio signals, such as speech or music, are buffered during or after the transmission in a memory or buffer. For example, for voice connections, such as voice over IP connections, in short VoIP connections, a memory or buffer is provided to compensate for temporal fluctuations in the data packet rate or so-called jitter of the data packets. Such a memory of the latter type is also referred to as a jitter buffer. The level of this memory or the jitter buffer must be constantly adapted to ensure a minimum and relatively constant delay of the data packets or a continuous reading of the data packets from the memory.
Die Qualität einer Datenpaket-Verbindung, beispielsweise für Sprachsignale, wie eine Telefonverbindung mittels Voice over IP, wird unter anderem durch die Verzögerung bzw. das Delay der Datenpakete mit den Samples des Audio- bzw. Sprachsignals bestimmt. Eine gute Verbindung zeichnet sich durch eine geringe Verzögerung der Datenpakete aus. Das bedeutet, bei einer kontinuierlichen Datenpaketrate bzw. einem kontinuierli- chen Datenfluss sollte der Füllstand des Speichers möglichst gering sein, um eine geringe Verzögerung zwischen Ein- und Auslesen der Datenpakete zu gewährleisten. Andererseits müssen Schwankungen der empfangsseitigen Datenpaketrate sicher ausgeglichen werden.The quality of a data packet connection, for example for voice signals, such as a telephone connection by means of voice over IP, is determined inter alia by the delay or the delay of the data packets with the samples of the audio or speech signal. A good connection is characterized by a small delay of the data packets. This means that for a continuous data packet rate or a continuous data flow, the level of the memory should be as low as possible in order to ensure a small delay between the read-in and the read-out of the data packets. On the other hand, fluctuations in the receive-side data packet rate must be reliably compensated.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Übertragung von Datenpaketen, die Samples von Audiosignalen enthalten,
die in einem Speicher zwischengespeichert werden, zu verbessern.The object of the present invention is to prevent the transmission of data packets containing samples of audio signals. which are cached in a memory to improve.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie mit einer Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and with an arrangement having the features of patent claim 7.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass zur Regelung bzw. zur Verringerung des Füllstandes des Speichers nur für das Hörverständnis nicht signifikante Samples des Speichers verworfen werden.According to the invention, it is proposed that for control or to reduce the fill level of the memory only samples that are not significant to the listening comprehension be discarded.
Der Vorteil besteht darin, dass durch die bewusst gewählte Auswahl von für das Hörverständnis nicht signifikanten Sam- ples keine Sprachinformationen verloren gehen und eine guteThe advantage is that the deliberately chosen selection of samples that are not significant for the listening comprehension does not lose any speech information and a good one
Audio- bzw. Sprachqualität bei der Übertragung von Datenpaketen, die Samples von Audiosignalen enthalten, erzielt wird.Audio quality when transmitting data packets containing samples of audio signals.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter- ansprüchen sowie im Ausführungsbeispiel angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims and in the exemplary embodiment.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden zur Erhöhung des Füllstandes einzufügende Samples vor, nach oder zwischen von für das Hörverständnis nicht signifikante Sam- ples eingefügt. Dies hat den besonderen Vorteil, dass auch bei einer Erhöhung des Füllstandes eine gute Audio- bzw. Sprachqualität bei der Übertragung von Datenpaketen erzielt wird, indem beispielsweise Sprachpausen einfach verlängert werden.In an advantageous embodiment of the invention, samples to be inserted before, after or between samples that are not significant for the listening comprehension are inserted to increase the filling level. This has the particular advantage that even with an increase in the level of good audio or voice quality in the transmission of data packets is achieved by, for example, speech pauses are easily extended.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden für das Hörverständnis nicht signifikante Samples dadurch ermittelt, dass sie, beispielsweise durch Vergleich o- der eine Schwellwertschaltung, einen Grenzwert der Lautstärke unterschreiten. Dies hat den Vorteil einer besonders einfachen Implementierung der Erfindung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden für das Hörverständnis nicht signifikante Samples dadurch ermittelt, dass sie, beispielsweise mittels eines Sprachdecoders mit inhärentem Hörmodell, einen niedrigen In- formationsinhalt aufweisen. Dies hat den Vorteil einer an das Hörverhalten noch besser angepassten Auswahl von Samples, wodurch eine noch bessere Regelung des Füllstandes und in der Folge eine noch bessere Audio- bzw. Sprachqualität bei der Übertragung von Datenpaketen erzielt wird.In another advantageous embodiment of the invention, non-significant samples for the hearing comprehension are determined by the fact that they fall below a limit value of the volume, for example by comparison or a threshold value circuit. This has the advantage of a particularly simple implementation of the invention. In a further advantageous embodiment of the invention, non-significant samples for the hearing comprehension are determined by having a low information content, for example by means of a speech decoder with an inherent hearing model. This has the advantage of a selection of samples that is even better matched to the listening behavior, which achieves even better control of the filling level and, as a consequence, an even better audio or speech quality in the transmission of data packets.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail below.
Dabei zeigt:Showing:
Figur 1 eine Anordnung eines Speichers und eines Analysators zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 2 eine weitere Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens .Figure 1 shows an arrangement of a memory and an analyzer for performing the method according to the invention, Figure 2 shows a further arrangement for carrying out the method according to the invention.
Figur 1 zeigt eine Anordnung zur Übertragung von Datenpaketen, bevorzugt für Datenpakete, die Samples von Audiosignalen enthalten, mit einem Speicher SP, einer zugeordneten Füllstandssteuerung FS und einem Analysator AN. Dem Speicher SP und dem Analysator AN werden empfangene Datenpakete, die Samples von Audiosignalen enthalten, zugeführt. Der Speicher SP speichert die Datenpakete bzw. die darin enthaltenen Samples zwischen und der Analysator AN wertet diese parallel dazu aus und ermittelt für das Hörverständnis nicht signifikante Sam- ples . Der Analysator AN gibt ein Steuersignal an die Füllstandssteuerung FS ab, so dass diese zur Regelung des Füllstandes für das Hörverständnis nicht signifikante Samples verwerfen oder einfügen kann. Beispielsweise können zur Verringerung des Füllstandes des Speichers SP oder zur Vermei- düng eines drohenden Überlaufs des Speichers SP für das Hörverständnis nicht signifikante Samples verworfen werden, so dass beispielsweise Pausen quasi unmerklich verkürzt werden.
Zur Vermeidung einer drohenden Leerung des Speichers SP respektive eines Unterlaufs des Speichers SP können weitere Samples eingefügt werden. Vorteilhafterweise an Stellen, an denen für das Hörverständnis nicht signifikante Samples auf- treten, so dass beispielsweise Pausen quasi unmerklich verlängert werden.FIG. 1 shows an arrangement for the transmission of data packets, preferably for data packets containing samples of audio signals, having a memory SP, an associated level control FS and an analyzer AN. The memory SP and the analyzer AN receive received data packets containing samples of audio signals. The memory SP stores the data packets or the samples contained therein between them and the analyzer AN evaluates them in parallel and determines for the listening comprehension not significant samples. The analyzer AN outputs a control signal to the level control FS so that it can reject or insert non-significant samples to control the level for the listening comprehension. For example, in order to reduce the filling level of the memory SP or to avoid an impending overflow of the memory SP for the listening comprehension, non-significant samples can be discarded so that, for example, pauses are quasi imperceptibly shortened. To avoid an impending emptying of the memory SP or an underflow of the memory SP further samples can be inserted. Advantageously, at places where no significant samples occur for the hearing, so that, for example, pauses are extended almost imperceptibly.
Für das Hörverständnis nicht signifikanter Samples können beispielsweise leise Audiosignal-Samples sein, die einen Grenzwert der Lautstärke unterschreiten bzw. einen geringen Pegel aufweisen oder Samples mit einem niedrigen Informationsgehalt .For the listening comprehension of non-significant samples, for example, may be quiet audio signal samples that fall below a limit of the volume or have a low level or samples with a low information content.
Die Ermittlung von für das Hörverständnis nicht signifikanter Samples kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Pegel bzw. die Lautstärke des Audiosignal-Samples ermittelt wird und dieser Wert mit einem Grenzwert der Lautstärke verglichen wird, beispielsweise durch eine Vergleicherschaltung oder eine Schwellwertschaltung. In analoger Weise können Samples mit einem niedrigen Informationsgehalt durch eine Decoderschaltung mit integriertem psychoakustischem Hörmodell ermittelt werden.The determination of samples that are not significant for the hearing comprehension can be effected, for example, by determining the level or the volume of the audio signal sample and comparing this value with a limit value of the volume, for example by a comparator circuit or a threshold circuit. Analogously, samples with a low information content can be determined by a decoder circuit with an integrated psychoacoustic hearing model.
Das Verwerfen der Samples im Speicher kann beispielsweise da- durch erfolgen, dass der Analysator AN zeitlich synchronisiert mit dem Speicher bzw. seiner zugeordneten Füllstandssteuerung FS arbeitet und im Falle eines für das Hörverständnis nicht signifikanten Samples ein synchronisiertes Steuersignal, beispielsweise mit einem hohen oder niedrigen Pegel, an die Füllstandssteuerung FS abgibt.The discarding of the samples in the memory can be effected, for example, by the analyzer AN being synchronized in time with the memory or its associated fill level controller FS and, in the case of a sample that is not significant for the listening comprehension, a synchronized control signal, for example with a high or low level , to the level control FS outputs.
Figur 2 zeigt eine weitere, gegenüber Figur 1 erweiterte Anordnung. Diese weist zusätzlich eine RTP Check Einrichtung 100 und einen Decoder DEC auf, der dem Analysator AN zugeord- net ist und hier getrennt dargestellt ist. Bei dieser Anordnung wird ein empfangenes Voice over IP Paket des so genannten Real Time Protocols, kurz RTP, in der RTP Check Einrich-
tung auf seinen Zeitwert respektive seine Timestampe überprüft. Anschließend wird das Paket in den Speicher SP eingelesen und parallel dem Decoder DEC zugeführt. Dieser Decoder DEC ist für den so genannten Codec der verwendeten Audio- Datenpakete ausgelegt, beispielsweise für die ProtokolleFigure 2 shows a further, compared to Figure 1 extended arrangement. This additionally has an RTP check device 100 and a decoder DEC, which is assigned to the analyzer AN and is shown separately here. In this arrangement, a received Voice over IP packet of the so-called Real Time Protocol, RTP for short, is stored in the RTP Check facility. checked for its time value or timestamp. Subsequently, the packet is read into the memory SP and fed in parallel to the decoder DEC. This decoder DEC is designed for the so-called codec of the audio data packets used, for example for the protocols
G.711, G.726, G.723 oder G.729. Dieser decodiert das Datenpaket bzw. die Samples und führt diese dem Analysator AN zu, der Samples bzw. Phasen mit für das Hörverständnis nicht signifikanter Samples bzw. mit niedrigem Informationsgehalt oder niedrigem Pegel ermittelt. Der Analysator AN gibt ein Steuersignal an die Füllstandssteuerung FS des Speichers SP ab, der eine erforderliche Anpassung des Füllstandes des Speichers SP zu Zeiten mit für das Hörverständnis nicht signifikanter Samples durchführt. Das geregelte Ausgangssignal des Speicher SP wird dann einem zweiten, nicht dargestellten Decoder, beispielsweise für die gleichen oben genannten Protokolle, zugeführt, der die Datenpakete mit einer veränderten Sample- Anzahl auswertet und Audioinformationen abgibt.G.711, G.726, G.723 or G.729. The latter decodes the data packet (s) and supplies it to the analyzer AN, which determines samples or phases with samples which are not significant for the hearing comprehension, or with a low information content or low level. The analyzer AN outputs a control signal to the level control FS of the memory SP, which performs a required adjustment of the level of the memory SP at times with samples that are not significant for the listening comprehension. The regulated output signal of the memory SP is then fed to a second decoder, not shown, for example for the same protocols mentioned above, which evaluates the data packets with a changed number of samples and outputs audio information.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch eine Regelung in Zeiten mit für das Hörverständnis nicht signifikanten Samples bzw. mit niedrigem Informationsgehalt oder niedrigem Pegel durch Löschen oder Einfügen von derartigen Samples der Füllstand des Speichers angepasst und dadurch die Audioquali- tat beispielsweise einer Voice over IP Verbindung verbessert, im Gegensatz zu einer Regelung zu beliebigen Zeitpunkten, beispielsweise wenn jemand spricht.With the method according to the invention, the fill level of the memory is adjusted by a control in times with samples that are not significant for the hearing comprehension or with low information content or low level by deleting or inserting such samples, thereby improving the audio quality of, for example, a Voice over IP connection , in contrast to a regulation at any time, for example, when someone speaks.
Das beschriebene Verfahren ist für Voice over IP Verbindungen besonders vorteilhaft, wenn die so genannte Silence Supressi- on deaktiviert ist oder durch die Natur des Signals ein Wechsel in den Zustand Silence nicht möglich ist.
The method described is particularly advantageous for voice over IP connections if the so-called silence suppression is deactivated or if the nature of the signal makes it impossible to change to the state silence.
Claims
1. Verfahren zur Übertragung von Datenpakten, die Samples von Audiosignalen enthalten, die in einem Speicher (SP) zwischen- gespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Samples ausgewertet werden und dass für das Hörverständnis nicht signifikante Samples zur Verringerung des Füllstandes des Speichers (SP) verworfen werden.1. A method for the transmission of data packets containing samples of audio signals, which are stored in a memory (SP), characterized in that the samples are evaluated and that for the hearing not significant samples to reduce the level of the memory (SP ) are discarded.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung des Füllstandes Samples eingefügt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that are added to increase the level of samples.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung des Füllstandes einzufügende Samples vor, nach oder zwischen von für das Hörverständnis nicht signifikanten Samples eingefügt werden.3. The method according to claim 2, characterized in that to increase the level of inserted samples before, after or between inserted for the hearing not significant samples.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als für das Hörverständnis nicht signifikante Samples solche Samples ermittelt werden, die eine Grenzlautstärke un- terschreiten.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that as samples for the hearing not significant samples are determined, which fall below a threshold level.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als für das Hörverständnis nicht signifikante Samples solche ermittelt werden, die einen niedrigen Informationsinhalt aufweisen.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that are determined as the hearing for non-significant samples such that have a low information content.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Datenpakete Internet Protokoll Pakete übertragen werden. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that are transmitted as data packets Internet Protocol packets.
7. Anordnung zur Übertragung von Datenpaketen, die Samples von Audiosignalen enthalten, die einen Speicher (SP) mit zugeordneter Füllstandssteuerung (FS) und einen Analysator (AN) umfasst, wobei dem Speicher (SP) und dem Analysator (AN) die Datenpakete zugeführt werden, der Speicher (SP) diese zwischenspeichert, der Analysator (AN) für das Hörverständnis nicht signifikante Samples der Datenpakete ermittelt und ein Steuersignal an die Füllstandssteuerung (FS) abgibt, die zur Verringerung des Füllstandes des Speichers (SP) die für das Hörverständnis nicht signifikanten Samples im Speicher verwirft .An arrangement for transmitting data packets containing samples of audio signals comprising a memory (SP) with associated level control (FS) and an analyzer (AN), the data packets being supplied to the memory (SP) and the analyzer (AN) the memory (SP) caches them, the hearing aid analyzer (AN) detects non-significant samples of the data packets and outputs a control signal to the level control (FS) which, to reduce the level of the memory (SP), is not significant to the listening comprehension Discards samples in memory.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Analysator (AN) einen Decoder umfasst.8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the analyzer (AN) comprises a decoder.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Decoder für G.711 oder G.726 oder G.723 oder G.729 Signale ausgeführt ist.9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the decoder for G.711 or G.726 or G.723 or G.729 signals is executed.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Analysator (AN) eine Vergleicherschaltung umfasst, die Samples ermittelt, welche einen Grenzwert der Lautstärke unterschreiten .10. Arrangement according to one of the preceding claims 7 to 9, characterized in that the analyzer (AN) comprises a comparator circuit which detects samples which fall below a limit of the volume.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Analysator (AN) eine Decoderschaltung umfasst, die11. Arrangement according to one of the preceding claims 7 to 10, characterized in that the analyzer (AN) comprises a decoder circuit which
Samples mit einem niedrigen Informationsgehalt ermittelt. Samples with a low information content determined.
Applications Claiming Priority (2)
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DE102005012664.2 | 2005-03-18 |
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WWW | Wipo information: withdrawn in national office |
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