DE1905616C - Verfahren und Anordnung zur nchtungs getreuen breitbandigen Abbildung von Schall feldern unter Verwendung kompensierender Hilfs signale - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß in zwei- und mehrkanaligen stereophonen Schallübertragungsverfahren beim Hörer ein akustischer Raumrichtungseindruck erzeugt werden kann. Es handelt sich um die Erzeugung fiktiver Schallquellen, die nicht nur aus den Richtungen der S tatsächlich zur Abstrahlung benutzten Schallquellen gehört werden. Diese Übertragungen sind im Vergleich zum natürlichen Hören im Original-Schallfeld nur beschränkt als richtungstreu anzusehen. Ein Mangel besteht darin, daß bei gebräuchlichen stereo- to phonen Verfahren, z. B. Laufzeit- und Intensitätsstereophonie, die Erzeugung des originalgetreuen Rauinrichtungseindrucks dadurch beschränkt wird, daß bei Lautsprecherwiedergabe jedes der beiden Ohren des Hörers die Signale aus beiden Stereokanälen empfängt. Zum Beispiel zeigt Fig. 1, daß φ»Γ Mnr»r 1 sm linl»n r~\U- „«....kl j_„ o;_&r.„i a j^o

, linken Lautsprechers 3 als auch das Signal 4 des rechten Lautsprechers 5 empfängt. Diese Tatsache ist gleichbedeutend mit einem wechselseitigen Übersprechen der Stereosignale, wenn man die Übertragung bis hin zu den Trommelfellen des Hörers verfolgt. Sowohl das Signal 2 in F i g. 1 als auch das Signal 4 in Fig. 1 werden durch die frequenzabhängige Beugung der Schallwellen am Kopf beim Empfang verändert, so daß das Übersprechen frequenzabhängig ist.

Jede der Übertragungsstrecken Lautsprecher—Ohr einschließlich der Schallwandler stellt ein frequenzabhängiges Filter dar.

Nach einer von Schröder und Atal beschriebenen Methode (Schröder, M. R. und Atal B. S., die Nachahmung der Raumakustik lurch den Elektronenrechner, Gravesaner Blätter 27/28 [1966], 124, und Journ. Acoust. Soc. Am. 41 [1967], 263) ist es möglich, dieses Übersprechen zu vermindern. Danach können zu den Stereosignalen Hilfssignale addiert werden, die die Übersprechsignale an beiden Ohren abschwächen. Bei der Erzeugung dieser Hilfssignale nach Schröder und Atal wird die Frequenzabhängigkeit des Übersprechens nicht berücksichtigt.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kompensation der Übersprechsignale, d. h. die richtungsgetreue breitbandige stereophone Schallübertragung zu erreichen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ohren durch Verwendung zusätzlicher Kompensationssignale getrennt erregt werden und die Kompensationssignale durch Überspielen der ursprünglichen Signale in bestimmter Weise übsr Filter, die die frequenzabhängige Übertragung über einen menschlichen Kopf simulieren, gewonnen werden.

Das Neue an der hier beschriebenen Erfindung ist, die Frequenzabhängigkeit des Übersprechens zu berücksichtigen, so daß eine vollständige Kompensation der Übersprechsignale erreicht wird. Dadurch werden bei der Wiedergabe stereophoner Schallaufnahmen an den Ohren des Hörers im Hinblick auf die Richtungsübertragung die gleichen Signale empfangen, wie sie im Original-Schallfeld von Mikrophonen aufgenommen werden, die z. B. in die Ohren eines nachgebildeten menschlichen Kopfes eingebaut sind.

Zur Ausführung des Verfahrens eignet sich etwa folgende Vorrichtung für Zweikanalstereophonie (vgl. F i g. 2).

An einem Platz in einem reflexionsfreien Raum α befindet sich ein künstlicher Kopf b mit Ohrmikrophonen und der frequenzabhängigen Richtcharakteristik menschlicher Ohren. Zwei Lautsprecher c und d sind auf den Kunstkopf * ausgerichtet und stehen z. B. unter ±54' symmetrisch zu seiner Blickrichtung.

Auf Spur 1 und Spur 2 eines mehrkanaligL η Tonbandgerätes e ist eine (kopfbeziiglich-) stereophone Schallaufzeichnung gespeichert. Jeuc Spur wird nacheinander über jeden der beiden lautsprecher abgespielt. Die Signale der Ohrmikrophone werden bei diesen vier Überspielungen nacheinander auf noch freie Spuren wie folgt aufgezeichnet.

1. Der linke Steieokanal (vgl. Fig. 2, Spur 1) wird über rechten Lautsprecher*/, das rechte Ohrmikrophon und ein Hilfsfilter/ auf Spur 3 des Tonbandes überspielt.

2. (Ohne Figur) Der rechte Stereokanal wird über

ucii iiiim;ii lüuiä^icciici, uas iiiikc yjiirmiKrophon und das gleiche Filter auf Spur 4 überspielt.

3. (Ohne Figur) Der linke Stereokanal wird über den linken Lautsprecher, das rechte Ohrmikrophon und das gleiche Filter auf Spur 5 überspielt.

4. (Ohne Figur) Der rechte Stereokanal wird über den rechteii Lautsprecher, das linke Ohrmikrophon und das gleiche Filter auf Spur 6 überspielt.

Das Hilfsfilter/ in Fig. 2 dient lediglich zur Amplitudenkorrektur der Frequenzgänge, so daß ein Hörer bei Darbietung der Signale das gleiche Schallspektrum wie im Originalschallfeld hört. Die Spuren 5 und 6 enthalten die für das Verfahren notwendigen Kompensationssignale.

Zur Wiedergabe wird Spur 5 gegenphasig zur Spur 3 addiert sowie Spur 6 gegenphasig zur Spur 4. (Diese so gewonnenen Summensignale können wieder zweikanalig gespeichert'werden.'» Das erstere Signalgemisch wird über den linken Lautsprecher, das letztere über den rechten Lautsprecher wiedergegeben. Die Wiedergabe erfolgt über eine Lautsprecheranordnung von gleicher Geometrie wie bei den Überspielungen. Ein reflexionsfreier Raum ist dabei nicht erforderlich. Am Hörerplatz befindet sich jetzt der Kopf des Hörers an Stelle des Kunstkopfes bei den Überspielungen. Das obenerwähnte wechselseitige Übersprechen der Stereosignale an den Ohren des Hörers wird durch die in den Summensignalen enthaltenen Kompensationssignale aufgehoben. Die Übersprechdämpfung beträgt bei der beschriebenen Vorrichtung bereits breitbandig bis 11 kHz etwa 30 db, kann aber iterativ noch beliebig erhöht werden.

Mit Hilfe dieses Verfahrens kann beispielsweise eine subjektiv richtungstreue stereophone Schallübertragung vorgenommen werden. Zu diesem Zweck erfolgt zuerst eine stereophone Schallaufnahme eines Original-Schallfeldes etwa über einen Kunstkopf so, daß die Ohrsignale den Signalen an den Ohren eines Hörers beim natürlichen Hören im Original-Schallfeld gleichen. Nach Überspielung der Signale im beschriebenen Verfahren entstehen bei der Wiedergabe an den Ohrt.n des Hörers die gleichen Signale wie im Original-Schallfeld. Daher wird jede Schalleinfallsrichtung so gehört wie im Original-Schallfeld.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur richtungsgetreuen breitbandigen Wiedergabe von stereophonen Signalen bei freien Ohren (d.h. ohne Kopfhörer od. ä.), dadurch gekennzeichnet, daß die Ohren

durch Verwendung zusätzlicher Kompensationssignale getrennt erregt werden und die Kompensationssignale durch Überspielung der ursprünglichen Signale in bestimmter Weise über Filter, die die frequenzabhängige Übertragung über einen _s

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2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Filter die OtertngS?ü£ einen kunsthchen Kopf verwendet wird ^&

3. Verfahren nach Anspnich 1 und 2, dadurch

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4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kompensationssi male für die Ohrsignaie eines künstlichen Kopfe: gewonnen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kompensationssignale für die Signale von Stereo-Mikrophonanordnungen gewonnen werden.

6. Anordnung zur Durchführung der Verfahren nach Ansprach 1, 2, 3, 4 und 5, gekennzeichnet durch ein mehrspuriges Tonbandgerät und eine Filter aufweisende Übertragungsanlage, wobei die Frequenzgänge der Filter denen der Filterwirkung

des menschlichen Kopfes im freien Schallfeld entsprechen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen