DE2818951C2 - Verfahren und Vorrichtung zur mehrkanaligen Aufzeichnung und Wiedergabe von Schallsignalen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur mehrkanaligen Aufzeichnung und Wiedergabe von Schallsignalen

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DE2818951C2
DE2818951C2 DE19782818951 DE2818951A DE2818951C2 DE 2818951 C2 DE2818951 C2 DE 2818951C2 DE 19782818951 DE19782818951 DE 19782818951 DE 2818951 A DE2818951 A DE 2818951A DE 2818951 C2 DE2818951 C2 DE 2818951C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mehrkanaligen Aufzeichnung und Wiedergabe von Schallsignalen, bei dem zumindest ein erstes und ein zweites von vier getrennt vorliegenden ursprünglichen Schallsignalen jeweils in ein Schallsignalpaar aus ersten und zweiten binaural korrelierten bzw. kopfbezogenen Teilsigr.alen mit vorgebbarer Lokalisation des vom betreffenden Schallsignalpaar hervorgerufenen Schalleindrucks aufgeteilt wird und die ersten Teilsignale der kopfbezogenen Schallsignalpaare sowie gegebenenfalls ein nicht aufgeteiltes drittes ursprüngliches Schallsignal zu einem ersten Summensignal und die zweiten Teilsignale der kopfbezogenen Schallsignalpaare sowie gegebenenfalls ein nicht aufgeteiltes viertes ursprüngliches Schallsignal zu einem zweiten Summensignai addiert und die beiden Summensignale aufgezeichnet und anschließend zur zweikanaligen Wiedergabe zwei getrennten Lautsprechersystemen zugeführt werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15.
Bei einem in der DE-OS 28 06 914 vorgeschlagenen Verfahren der eingangs genannten Art werden lediglich die beiden Summensignale bereitgestellt und aufgezeichnet bzw. unmittelbar wiedergegeben. Ein entsprechendes Verfahren ist aus der US-PS 32 36 949 bekannt.
Nachteilig bei diesen Verfahren ist, daß sie offensichtlich nur für eine zweikanalige pseudo-quadrophone Wiedergabe geeignet sind.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das neben einer zweikanaligen pseudo-quadrophonen Wiedergabe auch eine vierkanalige quadrophone Wiedergabe ermöglicht und somit eine Kompatibilität zwischen einem pseudo-quadrophonen Vierkanal/Zweikanal-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem und einem quadrophonen Vierkanal/Vierkanal-Aufzeichnungsund Wiedergabesystem schafft
Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei nicht aufgeteilten dritten und vierten ursprünglichen Schallsignalen neben den beiden ersten und zweiten Susimensignalen ein erstes Differenzsignal aus einerseits der Summe der ersten Teilsignale der aus dem ersten und zweiten ursprünglichen Schaiisignai erhaltenen kopfbezogenen Schallsignalpaare und andererseits dem nicht aufgeteilten dritten ursprünglichen Schallsignal und ferner ein zweites Differenzsignal aus einer seits der Summe der zweiten Teilsignale der aus dem ersten und zweiten ursprünglichen Schallsignal erhaltenen kopfbezogenen Schallsignalpaare und andererseits dem nicht aufgeteilten vierten ursprünglichen Schallsis gnal gebildet wird, daß zur wahlweisen Wiedergabe über zwei oder vier Kanäle auch die beiden Differenzsignale aufgezeichnet werden und daß zur vierkanaligcn Wiedergabe über vier getrennte Lautsprechersysiemc aus den aufgezeichneten vier Summen- und Differcnzsi gnalen die vier ursprünglichen Schallsignale wiederge wonnen werden.
Eine besonders zweckmäßige Ausführungsvarianic ist in dem Anspruch 2 wiedergegeben.
Mit diesem Verfahren ist nicht nur eine zweikanulige
pseudo-quadrophone Wiedergabe von vier ursprünglichen Quadrophonie-Schallsignalen, sondern wahlweise insbesondere auch eine vierkanalige quadrophone Wiedergabe möglich, da durch die aufgezeichneten zusätzlichen Differenzsignale zusammen mil den aufgezeichne- ten, die Pseudo-Quadrophonie-Information liefernden Summensignalcn gleichzeitig auch die gesamte Information zur Verfugung steht, die zur Wiedergewinnung der ursprünglichen vier Schallsignale und somit zur vierkanaligen quadrophonen Wiedergabe erforderlich
Es werden somit vier aufzuzeichnende bzw. über fin Rundfitnksystem auszustrahlende Signale bereitgestellt, von denen einerseits die beiden Summensignale die vollständige Information für eine von vier ursprünglichen quadrophonen Signalen ausgehende zweikanalige pseudo-quadrophone Wiedergabe liefern, während über die beiden Differenzsignale für den Fall einer gewünschten vierkanaligen quadrophonen Wiedergabe die zusätzlich erforderliche Information zur originalgetreuen Wicdcr gewinnung der ursprünglichen vier Schallsignale erhal ten wird.
Daraus ergibt sich auch, daß die üben angesprochene Kompatibilität einer zweikanaligen pseudo-quadrophonen Wiedergabe mit einer vierkanaligcn quudrophonen
AO Wiedergabe offensichtlich nicht vergleichbar ist mil der Kompatibilität herkömmlicher Quadrophonicsystcme mit zweikanaligcr stereophoner Wiedergabe, da im letzteren Falle zur stereophonen Wiedergabe im allgemeinen lediglich zwei ursprüngliche Quadrophoniesignulc kombiniert werden und somit bei der stereophonen zweikanaligen Wiedergabe ein der quadrophonen vierkanaligen Wiedergabe annähernd vergleichbarer pseudoquadrophoner Effekt nicht erzielt wird. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten des erfin dungsgemäßen Verfahrens sind in den Unter-nsprü- chen 3 bis 14 angegeben. Die Ansprüche 15 bis 21 geben eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens wieder. Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausfüh-
rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigt
F i g. 1 eine Darstellung zweier grundlegender Funktionsblöcke einer Vorrichtung zur mehrkanaligen Aufzeichnung und Wiedergabe von Schallsignalen, nämlich eine binaurale Lokalisierungsschaltung sowie eine dieser nachgeschaltete Übersprech-Unterdrückungsschaltung.
F i g. 2 eine schematische Darstellung, weiche die gegenseitige Beziehung von Schalldruckwellen wicder- gibt, weiche von zwei Lautsprechern zur Hersteliung eines beliebig lokalisierten Schaltbildes in Einklang mit der Lokalisierungsschaltung nach F i g. 1 ausgestrahlt werden.
Fig.3—5 geeignete Frequenzgänge der binauralen Lokalisierungsschaltung,
F i g. 6 und 7 ein schematisches Blockdiagramm des Aufzeichnungs- bzw. Übertragungsteils einer Vorrichtung zur mehrkanaligen Aufzeichnung und Wiedergabe von Schallsignalen, die bei Anschluß von zwei Lautsprechersystemen die Wiedergabe eines pseudo-quadrophoMSchen Effekts ermöglicht und gleichzeitig die erforderliche vollständige Information für eine originale quadrophone vierkanalige Wiedergabe bereitstellt,
F i g. 8 und 9 ein schematisches Blockdiagramm einer Weiterbildung des Aufzeichnungsteils gem. F i g. 6 und 7,
Fig. to eine schematische Darstellung des Aufzeichnungs- und Wiedergabeteils einer Vorrichtung zur mehrkanaligen Aufzeichnung und Wiedergabe von Schallsignalen, bei der eine originale quadrophone vierkanalige Wiedergabe erfolgt, d. h. bei der die ursprünglicher, vier Schsüsignsic wiedergewonnen und wiedergegeben werden,
Fig. 11 und 12 schematische Darstellungen von Ausführungsformen der Vorrichtung gem. F i g. 10,
Fig. 13 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur mehrkanaligen Aufzeichnung und Wiedergabe von Schallsignalen, wie sie sich bei einer lediglich zweikanaligen pseudo-quadrophonen Wiedergabe z. B. dadurch ergibt, daß in der Ausführung gem. F i g. 10 lediglich die beiden Summensignale des Aufzeichnungsteils verwendet werden und auf eine vierkanalige quadrophone Wiedergabe verzichtet wird,
. ig. 14 —16schematische Darstellungen von Ausführungsformen der in Fig. 13 wiedergegebenen Vorrichtung, bei denen lediglich ein Teil der ursprünglichen Schallsignale in binaural korrelierte Schallsignalpaare aufgeteilt wird,
F i g. 17 eine schematische Darstellung eines Wiedergabeteils zur vierkanaligen quadrophonen Wiedergabe Für die vereinfachte Ausführungsform gem. F i g. 13,
Fig. 18 eine schema tische Darstellung einer Modifikation der Ausführungsform des Wiedergabeteils nach Fig. 17,und
Fig. 19 eine schematische Darstellung einer Anordnung von vier Lautsprechersystemen, die in der Ausführungsform nach F i g. 17 verwendet wird.
F i g. 1 gibt die grundlegenden Funktionsblöcke für eine kopfbezogene Schallwiedergabe wieder. Ein Eingangs-Tonsignal, das keine Information zur Lokalisierung der Tonquelle des Tonsignals trägt, also beispielsweise ein monaurales Signal oder ein entsprechendes Kanalsignal bei Stereophonie wird an einen Eingang 10 einer binauralen Lokalisierungsschaltung 12 angelegt Die Lokalisierungsschaltung 12 soll den Ursprung akustischer Energie an irgendeiner gewünschten Stelle gegenüber einem Hörer lokalisieren, wie es in F i g. 2 gezeigt ist Es wird angenommen, daß ein Zuhörer 15 in F ig. 2 den Eindruck hat, daß der Schall, den er hört, von einer tatsachlichen Schallquelle 16 herkommt, die an einer Stelle lokalisiert ist, weiche gegenüber der Mittellinie seiner Position einen Winkel θ einnimmt Wenn ein Signal mit einem Intensitätspegel 5 von der Schallquelle 16 abgestrahlt wird, wird es dem Zuhörer 15 Ober akustische Obertragungswege übermittelt, deren Übertragungsfunktion mit Sn und 5/ bezeichnet ist, so daß Schalldrücke Le'und Re' an den entsprechenden Ohren des Zuhörers erzeugt werden. Die Schallwellendrücke werden mit der folgenden Matrixdarstellung ausgedrückt:
Die Gleichung 1 kann folgendermaßen neu geschrieben werden:
Eine binaurale Lokalisierungsschaltung 12 enthält eine Filterschaltung 20 mit einer besonderen Frequenzgangkennlinie, wie sie in F i g. 3 wiedergegeben ist, um die Übertragungsfunktion Sn zu simulieren, und enthält
!5 eine Filter- und Verzögerungsschaltung 21, deren Amplitudendifferenz- und Verzögerungskennlinien als Funktion der Frequenz in F i g. 4 und 5 wiedergegeben sind, um die Übertragungsfunktion Sf/Sn zu simulieren. Wie sich aus F i g. 3 erkennen läßt, besitzt die Füter schaltung 20 resonante Spitzen bei Frequenzen im hör baren Frequenzspektrum. Die resonanten Spitzen treten, verbunden mit dem Winkel θ von der Mittellinie des Zuhören 15, bei speziellen Frequenzen auf. Beispielsweise erscheint eine Resonanzspitze für einen Verschiebungswinkel von Null Grad bei angenähert 4 kHz, während die Resonanzspitze für eine 90-Grad-Versetzung bei angenähert 5 kHz verbunden mit einer kleinen Resonanzspitze oder einem kleinen Hocker bei 0,5 kHz auftritt Bei einer 180-Grad-Versetzung erschei nen bei angenähert 4 kHz eine Hauptresonanzspitze und bei angenähert 10 kHz eine kleine Resonanzspitze mit einer Resonanzabsenkung bei angenähert 9 kHz. Die Frequenzkennlinie Sn mit einem Winkel öals Parameter wird dadurch bestimmt daß das Ausgangssignal von einem Mikrofon, das in der Position des rechten Ohrs eines Kunstkopfes angebracht ist, welcher gegenüber einer Schallquelle mit gewünschtem Versetzungswinkel orientiert wird, als Funktion der Frequenz grafisch aufgetragen wird.
Fig.4 zeigt die Amplitudendifferenz-Komponente der Übertragungsfunktion Sf/Sn, die durch eine Messung der Differenz zwischen den Schalldrücken Äe'und Le' bestimmt und bei einem gegebenen Winkel θ als Funktion der Frequenz aufgetragen wird. Der Schall druck Re' läßt sich vom Ausgangssignal des Mikrofons erhalten, welches im rechten Ohr des oben beschriebenen Kunstkopfes montiert ist während der Schalldruck Le' vom Ausgangssignal eines anderen Mikrofons erhalten wird, das in der zugeordneten Position des linken
so Ohrs des Kunstkopfes angebracht ist Wie es sich aus F i g. 4 erkennen läßt nimmt die Amplitudendifferenz in einem Bereich von angenähert 0,2 kHz bis 10 kHz mit der Frequenz zu und ändert sich zwischen unterschiedlichen Versetzungswinkeln merklich. Fig.5 zeigt die
Verzögerungskomponente der Übertragungsfunktion Sf/Sn, die sich aus einer Darstellung der ubertragungszeitdifferenz zwischen Signalen, die den Schaüdrücken Re'und Le' entsprechen, als Funktion der Frequenz bei gegebenem Versetzungswinkel Verhalten läßt Wie sich erkennen läßt nimmt die Verzögerungskomponente mit unter den Versetzungswinkeln verschiedenen Tendenzen mit der Frequenz ab.
Aus obiger Beschreibung wird deutlich, daß die binaurale Lokalisierungsschaltung 12 aus einem monaura- len Eingangssignal binaural korrelierte Signale bildet die ein binaurales oder kopfbezogenes Klangbild an einer gewünschten Stelle in bezug auf einen Zuhörer lokalisieren.
9 10
Wie sich aus Fig. 1 erkennen läßt ist die Filter- und tung 23 wird ζ λ einer Filter- und Verzögerungsschal-Verzögerungsschaltung 21 so angeordnet, daß sie das tung 28 geführt, dessen Übertragungsfunktion durch Ausgangssignal der Filterschaltung 20 aufnimmt und ein Ausgangssignal Ls abgibt Das Ausgangssignal der FiI- TZA terschaltung 20 ist ein Signal Rs, das zusammen mit dem 5 \—(B/A)1 Signal Ls die gleichen Schalldrücke Re' und Le' erzeugen würde, wenn die Lautsprecher, die mit diesen Signa- dargestellt ist Da das Ausgangssignal von der Subtralen individuell gespeist werden, sehr nahe an den ent- hierschaltung 23 Rs-(BZA)Ls ist ist das resultierende sprechenden Ohren eines Zuhörers angeordnet wären. Signal Rsp am Ausgang der Filter- und Verzögerungs-Jedoch sitzt der Zuhörer bei normaler Klangwiederga- io schaltung 28 identisch mit dem Wert der durch Gleibe von den Lautsprechern entfernt, so daß er zusätzlich chung 4b erhalten wird. Auf ähnliche Weise wird eine zum erwünschten Klang einen unerwünschten Klang Subtrahierschaltung 25 bereitgestellt, die das Ausgangshören würde, ein Phänomen, das als akustisches Über- signal Ls und ein subtraktives Signal (BZA)Rs über eine sprechen bekannt ist, falls die Signale Lj und Rs direkt Filter- und Verzögerungsschaltung 26 mit einer Überden Lautsprechern eingespeist werden. is tragungsfunktion BZA aufnimmt, um ein algebraisch
Eine Übersprech-Unterdrückungsschaltung 14 soll kombiniertes Ausgangssignal Ls-(BZA)Rs an eine Fi!-
derartige Übersprecherscheinungen eliminieren, indem ter- und Verzögerungsschaltung 29 abzugeben, deren
die Ausgangssignale Ls und Rs in übersprechfreie Si- Übertragungsfunktion identisch zu der Übertragungs-
gnale Lsp und Rsp modifiziert werden, die beim Einspei- funktion der Schaltung 25 ist, wobei aiie deranigen
sen in einen linken und rechten Lautsprecher L bzw. R 20 Schaltungen zur Abgabe eines Signals Lsp symmetrisch
eine Unterdrückungswirkung der Übersprech-Kompo- gegenüber denjenigen Schaltungen angeordnet sind, die
nenten der Schallwellen, die das Ohr des Zuhörers errei- das Signal Rsp erzeugen.
chen, erzeugen würden. Dies wird dadurch erreicht, daß In F i g. 6 ist eine lediglich zur zweikanaligen Wiederresultierende Schalldrücke Le und Re am linken und gäbe vorgesehene Vorrichtung wiedergegeben, die die rechten Ohr eines unter gleichen Abständen von den 25 fundamentalen Funktionsblöcke, wie sie bereits beLautsprechern L und R sitzenden Zuhörers 18 zu denje- schrieben wurden, beinhaltet. Bereits mit einer Erweitcnigen Schalldlrücken Le' und Re' gleichgemacht werden, rung der Endstufe gemäß F i g. 7 werden jedoch auf eindie in Verbindung mit F i g. 2 beschrieben wurden. Des- fachste Weise alle Informationen für eine vierkanalige halb sollte folgende Beziehung gelten: originale quadrophone Wiedergabe bereitgestellt. Eine
30 Gruppe von Rechts-Vorne-Signalen (Rf), Links-Vornc-
[Le~\ [Lsp'] Signalen (LF), Rechts-Hinten-Signalen (Rb) und Links-D ~ K \ „ (3) Hinten-Signalen (Lb) sind an die entsprechenden Ein- _ __:??__ gange zu binauralen Lokalisierungsschaltungen 12-1.
wobei 12-2,12-3 und 12-4 angelegt und werden dann an Über-
35 sprech-Unterdrückungsschaltungen 14-1,14-2,14-3 und
K _ M ZM 14-4 entsprechend angelegt Die rechten und linken Si-
" korrelierte Signale, die von entsprechenden Mikrofonen
ist und A die Übertragungscharakteristik der Übertra- oder einer Programmquelle, wie beispielsweise einem gungswege zwischen den Lautsprechern L und R und 40 vierspurigen Tonband, hergeleitet werden können; jedes linken bzw. rechten Ohrs darstellt und B die Über- des dieser Signale selbst ist ein monaurales Signal. Nach tragungscharakteristik der Überkreuzungswege zwi- Verarbeitung durch jede kaskadenartig geschaltete sehen den Lautsprechern L und R und des rechten bzw. Verbindung der Lokalisierungs- und Übersprech-Unlinken Ohrs des Zuhörers ist. terdrückungs-Schaltungen wird jedes monaurale Signal Die Signale Lsp und Rsp werden somit folgenderma- 45 in ein Schallsignalpaar binaural korrelierter erster oder Ben wiedergegeben: rechter und zweiter oder linker Signale umgewandelt _. _ η Eine Gruppe von Addiervorrichtungen 31,32,33 und 34 Γ Lsp _ Y£-1 M-5I (4) wird bereitgestellt: die Addiervorrichtung 31 summiert LÄJpJ Läjj dieersten, rechten Teilsignale/fo-und Lf, der Ausgangs-
- — ._ .. _ Μ signale der Unterdrückungsschaltungen 14-1 und 14-2
wobei 7* eins Verzögerungszeit ist, welche für prakti- und liefert ein Zwischensummensignal /fo», während die sehe Zwecke enthalten sein muß, und K-' eine inverse Addiervorrichtung 32 die zweiten bzw. linken Teilsigna-Matrix von K ist Durch Umordnung der Gleichung 4 le Rr und Lh der Ausgangssignale der Unterdrückungserhält man folgende Beziehungen: schaltungen 14-1 und 14-2 summiert und ein Zwischentij / ο \ 55 summensignal Lfm abgibt Gleichermaßen geben die
Lsp = _ ( Ls--Rs) T, (4a) Addiervorrichtungen 33 und 34 Signale Raa und Lace ab,
1 — (BIA) \ A J die auf entsprechende Weise die Summation von /?&·
und La- bzw. die Summation von Rbi und Lbl darstellen.
Rsp = ^IA [Rs - — Ls) T. (4b) Die Zwischensummensignale Rf« und Rsa werden in
1 - (BIA)2 \ A ) ω einer Addierschaltung 41 algebraisch kombiniert, was
"' ' ~ zu einem ersten rechtskanaligen Summensignal Ra
Zur Realisierung der Gleichungen 4a und 4b umfaßt führt das Ober einen Verstärker 51 dem rechten Laut-
die Übersprech-Unterdrückungsschaltung 14 eine Sub- Sprecher R zugeführt wird, während die Zwischensum-
trahierschaltung 23, die das Signal Rs und ein subtrakti- mensignale Lr* und Lea in einer Addierschaitung 42
vss Signal (B/A) ■ L· über eine Filter- und Verzöge- es algebraisch kombiniert werden, um ein zweites, ünkska-
rungsschaltung 27 aufnimmt die eine Übirtragungs- naliges Summensignal La zu erzeugen, das Ober einen
funktion, dargestellt durch B/A, besitzt Das algebraisch Verstärker 52 an den linken Lautsprecher L abgegeben
kombinierte Ausgangssignal von der Subtrahierschal- wird.
Ks sei hervorgehoben, daß es möglich ist, virtuelle Quellen oder Phantomquellen überall innerhalb eines Bereichs -:»ner 180-Grad-Ebene vor einem Zuhörer 53 /u lokalisieren, da jede der Lokalisierungsschaltungen so aufgebaut ist, daß sie bei der Wiedergabe bei jeder gewünschten Stelle eine Lokalisierung eines Klangbildes liefen.
Da der Wunsch besteht, die Wiedergabe einer vierkanaligcn Tonaufzeichnung sowohl auf Anlagen mit vier als auch mit zwei Lautsprechern zu ermöglichen, wird die Verwendung einer Matrixschaltung 40, die in F i g. 7 zu sehen ist. bevorzugt, die die ersten und zweiten Summensignalc Ra und La und erste und zweite Differenzsipnale Rd und Ld für nicht wicdcrgcgebcnc rückwärtige Lautsprecher im Falle einer vierkantigen Wiedergabe bereitstellt. Die Matrixschaliung 40 enthält zusätzlich zu den Addicrschaltungcn 4t und 42 Subtrahicrschaltungen 43 und 44; die Subtrahicrschallung 43 erzeugt eine Suhtrnktinn des Zwischenxummensignals ftu/r vom Zwischensumrrscnsigna! /?/■«, um ein erstes Differenzsignal Rd bereit? ?slellen. während die Subtrahicrschaltung 44 das Zwischensummensignal Lbx vom Zwischensummcnsignal Z-«* subtrahiert und ein zweites Differenzsignal Lc/bcreitstellt.
All die Summen und Differenzsignale können auf zwei körperlich getrennte Spuren einer Schallplatte unler Verwendung der konventionellen vierkanaligen Aufzcichnungstechnik wie beispielsweise CD-4 aufgezeichnet werden. Auch können die vierkanaligen Signale durch Rundfunk übertragen werden, indem die Summen- und die Diffcrenzsignale Ra, La. Rdund /.deinem vierkanaligen Rundfunksystem, bekannt als »Dorren-Sysiem«, eingegeben werden.
In Fig.8 und 9 sind Weiterbildungen der Ausführungsform nach Fig.6 wiedergegeben. Die Weiterbildung, die in F i g. 8 gezeigt wird, ist gleichartig der in I" i g. 6 gezeigten Ausführungsform, jedoch mit dem Unterschied, daß die Rechts- und Links-Vorne-Signale Rr und Li direkt an die Addierschaltungen 41 bzw. 42 angelegt sind, so daß das ursprüngliche Schallsign»! Rf algebraisch mit dem Signal Rboc von der Addie- ichtung 33 kombiniert wird, und der rechte Lautsp>^uer R mit dem kombinierten Ausgangssignal betrieben wird. Gleichermaßen wird das Signal Lf mit dem Signal La« von der Addiervorrichtung 34 herrührend, algebraisch kombiniert, um den linken Lautsprecher L mit dem kombinierten Ausgangssignal zu betreiben. Die nicht aufgeteilten ursprünglichen Schallsignale Rf und Lf tragen, wenn sie an entsprechende Lautsprecher angelegt werden, zur Schaffung von Klangbildern am Ort der entsprechenden Lautsprecher bei. Die Lokalisierungsschaltungen 12-3 und 12-4 sind so eingestellt, daß die ursprünglichen Hinten-Schallsignale Rb und Lb von irgendwo rechts vom rechten Lautsprecher R bei R', bzw. von irgendwo links vom linken Lautsprecher L bei L' herzustammen scheinen.
Die in Fi g. 9 wiedergegebene Ausführungsform, die im allgemeinen der in Fig.6 gezeigten Ausführungsform ähnlich ist, unterscheidet sich darin, daß die Rechts- und Links-Hinten-Signale Rn und LB direkt an die Addierschaltungen 41 bzw. 42 angelegt sind, so daß das ursprüngliche Schallsignal Rb mit dem Signal Rfx, welches von der Addiervorrichtung 31 kommt, algebraisch kombiniert wird, so daß der rechte Lautsprecher R mit dem kombinierten Ausgangssignal betrieben wird. Gleichermaßen wird das ursprüngliche Schallsignal Lb mit dem Signal LFa zum Betreiben des linken lautsprecher L algebraisch kombiniert Im Gegensatz zur Ausführungsform nach F i g. 8 werden die direkt angelegten hinteren Signale Rb und Lb dafür benützt, ihre Klangbilder bei der Stellung der entsprechenden Lautsprecher zu lokalisieren. Die Lokalisierungsschaltungen 12-1 und 12-2 sind so eingestellt, daß die Vorne-Signale Rf und Lf von irgendwo zwischen den Lautsprechern R und L bei /?'und Z/herzukommen scheinen.
In den beschriebenen Ausführungsformen worden zwei Lautsprecher zur Wiedergabe einer Gruppe vo^
ίο verarbeiteten oder modifizierten Signale verwendet. In denjenigen Fällen, wo es wünschenswert erscheint, vier Lautsprecher zur Wiedergabe der modifizierten Signale zu verwenden, die im Einklang mit den bereits beschriebenen Ausführungsformen verarbeitet wurden, würde der Hörer nun aber einen akustisch-psychologischen Eindruck erhalten, der sich von dem Eindruck unterscheidet, der ursprünglich bei Verwendung von nicht modifizierten stereophonen Signalen geschaffen werden sollte. Deshalb ist es wünschenswert, zwischen der Wiedergabe mit zwei Lautsprechern und vier Lautsprechern eine derartige Kompatibilität zu schaffen, daß auch die abgeänderten stereophonen Signale über vier Lautsprecher wiedergegeben werden können, ohne daß sich der akustische Eindruck von dem unterscheidet, der ursprünglich vom Programmgestalter beabsichtigt war. Die Fig. 10, 11 und 12 zeigen bevorzugte Ausführungsformen, die bei einer Wiedergabe des stereophonen Signals mit vier Lautsprechern verwendet werden sollen, wobei die stereophonen Signale gemäß den entsprechenden Ausführungsformen der F i g. 6, 8 und 9 modifiziert werden; gleiche Bauelemente werden durchgehend mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In Fig. 10 wird das System in einen Aufnahme- oder Aufzeichnungsteil, der mit der Ausführungsform nach
j5 F i g. 6 mit dem Unterschied identisch ist. daß die Matrixschaltung 40 nach F i g. 7 verwendet wird, und einen Wiedergabeteil unterteilt, der als Eingangsteil eine Matrixschaltung 60 besitzt, um die Ausgangssignale des Aufnahmeteils, nämlich die Summen- und Differenzsignale R1... L, in die ursprünglichen Rfcc-, Lfcc; Rbo- und Ζ-βΛ-Signale umzuwandeln. Wie sich der Figur entnehmen läßt, enthält die Matrixschaltung 60 ein Addierelement 61, welche das erste Summensignal Ra ( = Αγλ+/?βλ) und das erste Differenzs^nal Rd ( = Rf«— Rbo) summiert und ein Signal 2Rf« abgibt, das durch ein Dämpfungsglied 71 auf die Hälfte seines Eingangspegels abgeschwächt wird, so daß das Zwischensummensignal Rfa hergeleitet ist. Auf gleiche Weise liefert eine Serienschaltung, die ein Addierelement 62
so und ein Dämpfungsglied 72 enthält, ein zweites Zwischensummensignal Lnx. Die Zwischensummensignale Rfx und Lfa werden an binaurale Lokalisierungsschaltungen 12-5 bzw. 12-6 angelegt wo die eingegebenen Signale individuell verarbeitet und dann an Übersprech-Unterdrückungsschaltungen 14-5 bzw. 14-6 angelegt werden. Die Ausgangsschaltungen der Unterdrükkungsschaltungen 14-5 und 14-6 sind mit Addiereinrichtungen 81 und 82 in der gleichen Anordnung verbunden, wie die Ausgangsschaltungen der Unterdrückungsschaltungen 14-1 und 14-2 an die Addiervorrichtungen 31 und 32 angeschlossen sind. Die binauralen Lokalisierungsnetzwerke 12-5 und 12-6 sind so konstruiert daß die Ausgangssignale von den Addiereinrichtungen 81 bzw. 82 den ursprünglichen stereophonen Vorne-Signalen ÄFund Lf entsprechen. Die Ausgänge von den Addiereinrichtungen 81 und 82 werden bei 91 bzw. 92 verstärkt und dann einem Rechts-Vorne-Lautsprecher 101 bzw. LJnks-Vorne-Lautsprecher 102 eingegeben. Die
Matrixschaltung 60 enthält weiterhin ein Paar von Subtrahierelementen 63 und 64; das Subtrahierelement 63 bildet die Subtraktion des ersten Differenzsignals Rd vom ersten Suramensignal Ra und leitet somit ein Signal 2Rb& her, das durch ein Dämpfungsglied 73 auf die Hälfte seiner Höhe abgeschwächt wird. Gleichermaßen subtrahiert das Subtrahiereiement 64 das zweite Differenzsignal Ld vom zweiten Summensignal La zur Herlehung von ILbcc, das auf die Hälfte seiner Amplitude durch ein Dämpfungsglied 74 abgeschwächt wird. Die Zwischendifferenzsignale Rboc und Lea werden an binaurale Lokalisierungsschaltungen 12-7 und 12-8 und dann an Obersprech-Unterdrückungsschaltungen 14-7 bzw. 14-8 angelegt. Die Ausgangssignale der Unterdrückungsschaliungen 14-7 und 14-8 werden an Addiereinrichtungen 83 <Kid 84 auf gleiche, oben beschriebene Weise angelegt. Die binauralen Lokalisierungsschaltungen 12-7 und 12-8 sind so konstruiert, daß die Ausgangssignale der Addiereinrichtungen 83 und 84 den ursprünglichen swreophonen Kimen-Signalen RB bzw. LB entsprechen. Die Ausgänge der Addiereinrichtungen 83 und 84 sind über Verstärker 93 und 94 an einen rechten Seiten-Lautsprecher 103 bzw. linken Seiten-Lautsprecher 104 angelegt. Es sei hervorgehoben, daß die Lautsprecher 101 bis 104 mit individuellen Signalen gespeist werden, welche den ursprünglichen Signalen entsprechen, so daß die Klangbilder an denselben Stellen erzeugt werden, als wenn die ursprünglichen Signale direkt an die Lautsprecher angelegt würden.
Betrachtet wird nun eine Situation, in der zweikanalige stereophone Signale unter Verwendung des Wiedergabeteils der Ausführungsform nach Fig. 10 wiedergegeben werden. In diesem Fall wird statt der ersten Summen- und Differenzsignale Ra und Rd ein rechtes Signal R an den Eingangsanschluß 53« und statt der zweiten Summen- und Differenzsignaie La und Ld ein linkes Signal L an den Eingangsanschluß 54 angelegt. Es sei hervorgehoben, daß die Ausgangssignale von den Dämpfungsgliedern 71,72,73 und 74 den entsprechenden Signalen R/2, L/2, R/2, L/2 entsprechen. Deshalb werden die stereophonen Signale R und L, welche von den Dämpfungsgliedern 71 und 72 herkommen, durch die späteren Stufen auf die gleiche Weise wie vorher modifiziert, um die Vorne-Lautsprecher 101 bzw. 102 zu erregen. Gleichermaßen wird die andere Gruppe stereophoner Signale, die von den Dämpfungsgliedern 73,74 herkommt, durch die binauralen Lokalisierungsschaltungen 12-7,12-8 und 14-7,14-8 modifiziert, um die Seiten-Lautsprecher 103 und 104 zu erregen.
Nimmt man an. daß die Vorne-Rechts- und Vorne-Links-Lautsprecher 101 und 102 bezüglich einer durch den Zuhörer verlaufenden Mittellinie um 20° nach rechts bzw. links versetzt angeordnet und die Rechtsund Links-Seiten-Lautsprecher 103 und 104 bezüglich dieser Mittellinie um jeweils 60° nach rechts bzw. links versetzt angeordnet sind, so kann beispielsweise das Klangbild bzw. der Klangeindruck des Zwischensummensignals Rf<x durch die Lautsprecher 101 und 102 an einer Stelle 30° rechts von der Mittellinie lokalisiert werden, indem die Parameter der Schaltungen 12-5, 14-5 entsprechend gewählt werden. Ferner kann das Klangbild bzw. der Klangeindruck des Zwischensummensignals Ux durch die gleichen Lautsprecher 101 und 102 an einer Stelle 30° links von der Mittellinie lokalisiert werden, indem die Parameter der Schaltungen 12-6 und 14-6 entsprechend gewählt werden. In gleicher Weise können durch entsprechende Wahl der Parameter der Schaltungen 12-7, 12-8,14-7 und 14-8 mit tels der Rechts- und Links-Seiten-Lautsprecher 103 und 104 die Lokalisierungen der Schajleindrücke der Zwischendifferenzsignale Raa, isa in Obereinstimmung mit den Lokalisierungen der Schalleindrücke der Signale Rfx bzw. Lrx gebracht werden. Nachdem RF& und Lm gleich R/2 und Lax und Lea gleich Wl sind, scheinen in diesem Falle die rechts- und linkskanaligen Signale jeweils von den gleichen Stellen zu stan.men, wie man es bei einem zweikanaligen Wiedergabesystem hören würde.
In der in F i g. 11 gezeigten Ausführungsform sind vordere rechte und linke ursprüngliche Schallsignale RF und Lf direkt an die Matrixschaltung 40 angelegt, während die hinteren rechten und linken ursprünglichen Schallsignale Ab und Lb durch die binauralen Lokalisierungsschaltungen 12-3 bzw. 12-4 und die Obersprech-Unterdrückungsschakungen 14-3 bzw. 14-4 modifiziert werden, um Ausgangssignale herzuleiten, die in den Addiervorrichtungen 33 und 34 kombiniert werden, um auf gleiche Weise, wie es zuvor in bezug auf die Ausführung nach Fig.8 beschrieben wurde, Signale Rba und Lb* herzuleiten. Es läßt sich erkennen, daß die Ausgangssignale von den Addierschaltungen 41 und 42 der Matrixschaltung 40 eine Summation von Ry und Rwx bzw. eine Summation von L/ und /.&* sind, und daß die Ausgangssignale von den Subtrahierschaltungen 43 und 44 eine Differenz zwischen /frund Äs* bzw. eine Differenz zwischen Lf und L&x sind. Im Wiedergabeteil des Systems führt die Matrixschal tung 60 die Umwandlung der Eingangssignaie, die von der Matrixschaltung 40 des Aufzeichnungsteils angelegt werden, in eine Gruppe von Signalen durch, welche den Eingangssignalen der Matrixschaltung 40 entsprechen, so daß Rechts-Vorne-Lautsprecher und Links-Vomc- Lautsprecher 101 und 102 mit Signalen Rf bzw, Ly ge speist werden. Andererseits werden die Zwischendiffcrenzsignale R&x und Lea. die von der Matrixschaltung 60 herkommen,durch binaurale Lokalisierungsschaltungen 12-7,12-8 und durch Übersprech-Unterdrückungs- schaltungen 14-7, 14-8 und über Addicreinrichtungcn 83,84 verarbeitet um zur Erregung der Rcchts-Hinten- und Links-Hinten-Lautsprecher 103 und 104 ein Signal
Äflbzw. /.«abzuleiten. Die Fig. 12 stellt eine alternative Ausführungsform
dar, in der die rechten hinteren und linken hinteren ursprünglichen Schallsignale RH und Ln direkt an die Matrixschaltung 40 angelegt sind, während die rechten vorderen und linken vorderen ursprünglichen Schallsignale Rf und Lf im Aufnahmeteil auf die gleiche Weise abge-
so ändert werden, wie es in Verbindung mit der Ausführungsform nach F i g. 9 beschrieben ist. Im Wiedergabeteil liefert die Matrixschaltung 60 Zwischensummcnsignale Rra und Lfm zu binauralen Lokaiisierungsschaltungen 12-5, 12-6 und Übersprech-Unterdrückungs- schaltungen 14-5, 14-6 und über Addiereinrichtungen 81,82, um zum Anlegen an die Lautsprecher 101 und 102 an den Ausgang von Addiereinrichtungen 81 und 82 Signale herzuleiten, die den ursprünglichen Schallsignalen Rr und Lfentsprechen. Die Matrixschaltung 60 lic- fen auch den ursprünglichen Schallsignalen Ry und Lu entsprechende Signale zum Anlegen an die Lautsprecher 103 und 104.
Fig. 13 ist die Darstellung einer einfachen Variante, welche die fundamentalen Funktionsblöckc. so wie es bereits beschrieben wurde, besitzt, um zu ermöglichen, daß zwei Lautsprecher vierkanalige stereophone Signale wiedergeben können. Die ursprünglichen rech ι cn vorderen und linken vorderen Signale Rrund L/ werden
15 16
an binaurale Lokalisierungsschaltungen 12-1 bzw. 12-2 Schallsignale /fcund Lf direkt an die Addiereinrichtun- und dann an Obersprech-Unterdrfickungsschaltungen gen 111 bzw. 112 angelegt, welche die Klangbilder an 14-1 bzw. 14-2 wie in der ersten Ausführungsform ange- den Positionen der Lautsprecher R und L lokalisieren legt, um von der Schaltung 14-1 ein Schallsignalpaar aus während die rechten hinteren und die linken hinteren ersten und zweiten Teilsignalen /fc-und Rn und von der 5 ursprünglichen Schallsignale Üb und Lb so abgeändert Schaltung 14-2 ein Schallsignalpaar aus ersten und zwei- werden, daß Klangbilder bei irgendwelchen gewünschten Teilsignalen Lk- und Ln herzuleiten. Gleichermaßen ten Positionen lokalisiert sind. Die modifizierte Ausfühwerden die ursprünglichen-rechten hinteren und linken rungsform nach Fig. 16 soll die rechts und !inks hintehinteren Signale Rb und Lb an binaurale Lokalisierungs- ren ursprünglichen Schallsignale Rb und Lb in den Stelschaltungen 12-3 bzw. 12-4 und dann an Obersprech- io lungen der Lautsprecher lokalisieren, während die rech-• Unterdrückungsschaltungen 14-3 und 14-4 angelegt, um ten vorderen und die linken vorderen ursprünglichen von der Schaltung 14-3 ein Schallsignalpaar aus ersten Schallsignale /fr und Lf zur Lokalisierung bei jeder ge- und zweiten Teilsignalen /fa- und Rm und von der Schal- wünschten Position verwendet werden,
lung 14-4 ein Schallsignalpaar aus ersten und zweiten F i g. 17 zeigt eine weitere Variante, bei der das zwei-Tcilsignalen Ζ.»· und L»zu erhalten. Eine Addiereinrich- 15 kanaiige Ausgangssignal der einfachen Ausfühmngstung 111 empfängt die rechts liegenden Teilsignale der form nach F i g. 13 dafür verwendet wird, vier Lautspre-Ausgangssignale von den Schaltungen 14-1 bis 14-4 und eher zu betreiben, um die vier ursprünglichen ichallsiführt die Summation der Signale Ryn Lf* Rbt und LBr gnale wiederzugeben. Das Ausgangssignal von der Addurch. Gleichermaßen bewirkt eine Addiereinrichtung diereinrichtung Ul nach Fig. 13 wird an binaurale ιοί !2 die Summation der Signale R·* Ln. Rm und Ls. Die 20 kallsierungsschaltungen 12-5 und 12-7 angelegt, wäh-Summcnsignale von den Addiereinrichtungen Ul und rend das Ausgangssignal der Addiereinrichtung 112 112 werden über Verstärker 121 und 122 an rechte und nach Fig. 13 an binaurale Lokalisierungsschaltungen linke Lautsprecher R bzw. L angelegt Wie bereits be- 12-6 und 12-8 angelegt wird. Es wurd: bereits in den schrieben wurde, können die Summensignale in einem vorhergehenden Ausführungsformen erwähnt, daß diegeeigneten Aufzeichnungsmedium aufgenommen oder 25 se Signale durch die zugeordneten Übersprech-Unterüber ein geeignetes Übertragungsmedium wie bei- drückungsschaltungen verarbeitet werden. Die Addierspielsweisc einen Rundfunkkanal übertragen werden. einrichtungen 81 bis 84 summieren die Ausgangssignale
Nimmt man an, daß die Lautsprecher R und L jeweils der Unterdrückungsschaltungen auf gleiche Weise, wie um 30° nach rechts bzw. links zur Mittellinie bezüglich es vorher beschrieben wurde, um entsprechende Lautcincs Zuhörers versetzt angeordnet sind, so erscheint 30 Sprecher 101 bis 104 zu erregen. Die Lokalisierungsdas ursprüngliche Schallsignal Rf aufgrund der Laut- schaltungen 12-5,12-6,12-7 und 12-8 sind so konstruiert, Sprecher R und L von einer Stelle 30° rechts von der daß sich an den Ausgängen der Addiereinrichtungen 81 Mittellinie zu stammen, nachdem die Parameter der bis 84 Signale ergeben, die den ursprünglichen Schallsi-Schaltungen 12-1 und 14-1 entsprechend gewählt wur- gnalen Rf, Lf, Rb und Le entsprechen. Die Schaltungsanden. Das ursprüngliche Schallsignal Lf scheint aufgrund 35 Ordnung, die in F i g. 17 gezeigt wird, kann auch dazu der Lautsprecher R und L von einer Stelle 20° links von verwendet werden, die konventionellen zweikanaligen der Mittellinie zu stammen, nachdem die Parameter der stereophonen Signale durch geeignete Einstellung der Schaltungen 12-2, 14-2 entsprechend gewählt wurden. binauralen Lokalisationsschaltungen 12-5 bis 12-8 so In gleicher Weise können die ursprünglichen Schallsi- wiederzugeben, daß Klangbilder bei irgendwelchen gegnale Rn und La derart lokalisiert werden, daß sie je- 40 wünschten zwei Positionen lokalisiert sind. Beispielswcils von 60° nach rechts bzw. links gegenüber der weise kann durch Anordnen der Lautsprecher 101 bis Mittellinie versetzten Stellen zu stammen scheinen, in- 104, wie es in F i g. 19 zu sehen ist, das mit dem rechten dem die Parameter der Schaltungen 12-3,12-4 und 14-3 Kanal verbundene Klangbild irgendwo zwischen den und 14-4 entsprechend gewählt werden. Deshalb kön- Lautsprechern 101 und 103 erzeugt werden, während ncn die gleichen akustischen Eindrücke erhalten wer- 45 das Klangbild, das mit dem linken Signal verbunden ist, den, wie man sie bei einer Wiedergabe der quadropho- irgendwo zwischen den Lautsprechern 102 und 104 gencn Signale über vier Lautsprecher erfahren würde. schaffen werden kann.
Die Ausführungsform nach Fig. 13 kann auf ver- Fig. 18 ist eine Variante der Ausführungsform nach
.schicdene Weise, wie es in den Fig. 14-16 wiedergege- Fig. 17, in der das zweikanalige Ausgangssignal der
ben ist,modifiziert werden;die Fig. 14—16sind mit der 50 Ausführungsform nach Fig. 15 dafür verwendet wird,
Ausführungsform nach Fig. 13 gleichartig, wobei die vier Lautsprecher zu betreiben. Das Ausgangssignal der
Ausnahme besteht, daß eine oder mehrere der kaska- Addiervorrichtung 111 nach der Ausführungsform in
dcnartigen Schaltungen des binauralen Lokalisierungs- F i g. 15 wird einerseits direkt an den Lautsprecher 101
nctzwerkes und des Übersprech-Unterdrückungsnetz- über einen Verstärker 91 und andererseits an eine bi-
wcrkcs weggelassen ist bzw. sind, um eine direkte Ver- 55 naurale Lokalisierungsschaltung 12-7 und von dort an
bindung von einem oder von mehreren der ursprüngli- eine Übersprech-Unterdrückungsschaltung 14-7 ange-
chen stereophonen Signale zu einer Addierschaltung zu legt. Das Ausgangssignal der Addiereinrichtung 112 der
ermöglichen. In Fig. 14 sind die binaurale Lokalisie- Ausführungsform nach Fig. 15 wird einerseits an den
rungsschaltung 12-1 und die Übersprech-Unterdrük- Lautsprecher 102 über einen Verstärker 92 und ande-
kungsschaltung 14-1 weggelassen, um eine direkte Ver- 60 rerseJts an eine binaurale Lokalisierungsschaltung 12-8
bindung des rechten vorderen ursprünglichen Schallsi- und von dort an eine Übersprech-Unterdrückungsschal-
gnals Ri 7Mr Addiereinrichtung 111 zu ermöglichen. Bei tung 14-8 angelegt. Die Addiereinrichtungen 83 und 84
dieser Anordnung lokalisiert das rechte vordere Signal bewirken eine Summation der Ausganssignale der Un-
scin Klangbild an der Position des rechten Lautspre- terdrückungsschaltungen 14-7 und 14-8 wie bereits be-
chers R. während die anderen Signale ihre Klangbilder 65 schrieben, um über Verstärker 93 und 94 Lautsprecher
an anderen Positionen als die Positionen der Lautspre- 103 bzw. 104 zu betreiben. Bei dieser Schaltungsanord-
chcr R und L lokalisieren. In Fig. 15 sind die rechten nung sind die dem rechten und linken ursprünglichen
vorderen und die linken vorderen ursprünglichen Schallsignal Rf und Lp zugeordneten Klangbilder bei
17
der Position des rechten und linken Lautsprechers 10t bzw. 102 lokalisiert, während die anderen lokalisierten Signale von irgendwelchen gewünschten Positionen herzustammen scheinen.
Somit wird jedes Signal quadrophonischer Ursprungiicher Schallsignale an ein zugeordnetes Lokalisierungsnetzwerk einer Vielzahl von binauralen Lokalisierungsschaltungen angelegt um ein Schallsignalpaar binaural korrelierter erster und zweiter Teilsignale einer entsprechenden Obersprech-Unterdrückungsschaltung ei- ner Vielzahl von Obersprech-Unterdrückungsschaltungen zu liefern; dort werden die Teilsignale so modifiziert daß ein akustisches Obersprechen eliminiert wird; dieses akustische Obersprechen könnte von einem Zuhörer wahrgenommen werden, falls die nicht-modifi- zierten Signale direkt zur Erzeugung von Schallwellen verwendet würden. Die Ausgangssignale jedes Obersprech-Unterdrückungsnetzwerkes sind ein Schallsignalpaar übcrsprechfreier erster und zweiter Teilsigna-Ie. die in Aödierschaltungen mit Signalen kombiniert werden, die von den anderen Übersprech-Unterdrükkungsnetzwerken herrühren, um eine Vielzahl lokalisierter Ausgangssignale den Lautsprechern zuzuleiten. Die Lokalisierungsschaltungen sind so eingstellt, daß die lokalisierten Ausgangssignale von irgendeinem Punkt 2s vor einem Zuhörer herzukommet* scheinen.
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen
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40
45
55
60

Claims (21)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur mehrkanaligen Aufzeichnung und Wiedergabe von Schallsignalen, bei dem zumin- s dest ein erstes und ein zweites von vier getrennt vorliegenden ursprünglichen Schallsignalen jeweils in ein Schallsignalpaar aus ersten und zweiten binaural korrelierten bzw. kopfbezogenen Teilsignalen mit vorgebbarer Lokalisation des vom betreffenden Schallsignalpaar hervorgerufenen Schalleindrucks aufgeteilt wird und die ersten Teilsignale der kopfbezogenen Schallsignalpaare sowie gegebenenfalls ein nicht aufgeteiltes drittes ursprüngliches Schallsignal zu einem ersten Summensignal und die zweiten Teilsignale der kopfbezogenen Schallsignalpaare sowie gegebenenfalls ein nicht aufgeteiltes viertes ursprüngliches Schallsignal zu einem zweiten Summensignal addiert und die beiden Summensignale aufgezeichnet und anschließend zur zweikanaligen Wiedergabe zwei getrennten Lautsprechersystemen zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht aufgeteilten dritten und vierten ursprünglichen Schallsignalen neben den beiden ersten und zweiten Summensignalen ein erstes Diffe- renzsignal aus einerseits der Summe der ersten Teilsignale der aus dem ersten und zweiten ursprünglichen Schallsignal erhaltenen kopfbezogenen Schallsignalpaare und andererseits dem nicht aufgeteilten dritten ursprünglichen Schallsignal und ferner ein zweites Di.'.'erenzsignal aus einerseits der Summe der zweiten Teilsigna?? der ai;* dem ersten und zweiten ursprünglichen Scballsignal erhaltenen kopfbezogenen Schallsignalpaare u,M andererseits dem nicht aufgeteilten vierten ursprünglichen Schallstgfiäi gebildet wird, daß zur wahlwciscn Wiedergabe über zwei oder vier Kanäle auch die beiden Differenzsignale aufgezeichnet werden und daß zur vierkanaügen Wiedergabe über vier getrennte Lautsprechersysteme aus den aufgezeichneten vier Sum- men- und Differenzsignalen die vier ursprünglichen Schallsignale wiedergewonnen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei ebenfalls aufgeteilten dritten und vierten ursprünglichen Schallsignalen das erste Differenzsignal aus einerseits der Summe der ersten Teilsignale der aus dem ersten und zweiten ursprünglichen Schallsignal erhaltenen kopfbezogenen Schallsignalpaare und andererseits der Summe der ersten Teilsignale der aus dem dritten und vierten ursprünglichen Schallsignal erhaltenen kopfbezogenen Schallsignalpaare und ferner das zweite Differenzsignal aus einerseits der Summe der zweiten Teilsignale der aus dem ersten und zweiten ursprünglichen Schallsignal erhaltenen kopfbezoge- nen Schallsignalpaare und andererseits der Summe der zweiten Teilsignale der aus dem dritten und vierten ursprünglichen Schallsignal erhaltenen kopfbezogenen Schallsignalpaare gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekenn- to zeichnet, daß bei Vorliegen von zwei getrennten vorderen rechten und linken und zwei getrennten hinteren rechten und linken ursprünglichen Schallsignalen die aufgeteilten ersten und zweiten ursprünglichen Schallsignale durch das Rechts-Vorne-Signal und das Links-Vorne-Signal und die nicht aufgeteilten dritten und vierten ursprünglichen Schallsignale durch das Rechts-Hinten-Signal und das Links-Hin ten-Signal gebildet werden, wobei zur Bildung der Differenzsignale jeweils das Kinten-Signal von der zugeordneten Vorne-Teilsignalsumme subtrahiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen von zwei getrennten vorderen rechten und linken und zwei getrennten hinteren rechten und linken ursprünglichen Schallsignalen die aufgeteilten ersten und zweiten ursprünglichen Schallsignale durch das Rechts-Hinten-Signal und das Links-Hinten-Signal und die nicht aufgeteilten dritten und vierten ursprünglichen Schallsignale durch das Rechts-Vorne-Signal und das Links-Vorne-Signal gebildet werden, wobei zur Bildung der Differenzsignale jeweils die Hinten-Teilsignalsummen vom zugeordneten Vorne-Signal subtrahiert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnet, daß bei Vorliegen von zwei getrennten vorderen rechten und linken und zwei getrennten hinteren rechten und linken ursprünglichen Schaüsignalen die ersten und zweiten ursprünglichen Schallsignale durch das Rechts-Vorne-Signal und das Links-Vorne-Signal und die dritten und vierten ursprünglichen Schallsignale durch das Rechts-Hinten-Signal und das Links-Hinten-Signal gebildet werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Summensignal sowie das erste und zweite Differenzsign?) jcveils auf einem getrennten Kanal eines Aufzeichnungsmediums aufgezeichnet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Summensignal sowie das erste und zweite Differenzsigna! jeweils auf getrennten Trägersignalen aufgezeichnet oder übertragen werden.
8. Verfahren nach einem fter vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur übersprechfreien Lautsprecherwiedergabe der jeweils aus den ersten und zweiten binaural korrelierten Teilsignalen bestehenden Schallsignalpaare jedes dieser Schallsignalpaare vor der Aufzeichnung bzw. Übertragung und vor der Bildung der Summen- und Differenzsignale einer Übersprechunterdrückungs-Aufbereitung unterzogen wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur wiedergabe- bzw. empfangsseitigen Wiedergewinnung der vier ursprünglichen Schallsignale aud den aufgezeichneten bzw. übertragenen Summen- u.id Differenzsignalen zunächst ein erstes Zwischcnsummcnsignal aus den aufgezeichneten ersten Summen- und Differenzsignalen, ein zweites Zwischensummensignal aus den zweiten aufgezeichneten Summen- und Differenzsignalen, sowie ein erstes Zwischendifferenzsignal aus den aufgezeichneten ersten Summen- und Differenzsignalen und ein zweites Zwischendifferenzsignal aus den aufgezeichneten zweiten Summen- und Differenzsignalen gebildet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei aufgeteilten ersten bis vierten ursprünglichen Schallsignalen ein jedes der vier Zwischensummen- und Zwischendifferenzsignale wiederum in ein Schallsignalpaar aus ersten und zweiten binaural korrelierten Teilsignalen aufgeteilt wird und das erste ursprüngliche Schallsignal aus der Summe der aus dem ersten und zweiten Zwischen-
Summensignal erhaltenen ersten Teilsignale, das zweite ursprüngliche Schallsignal aus der Summe der aus diesen Zwischensummensignalen erhaltenen zweiten Teilsignale, das dritte ursprüngliche Schallsignal aus der Summe der aus dem ersten und zwei- ten Zwischendifferenzsignal erhaltenen ersten Teilsignalen und das vierte ursprüngliche Schallsignal aus der Summe der aus diesen Zwischendifferenzsignalen erhobenen zweiten Teilsignalen wiedergewonnen wird. ίο
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht aufgeteilten dritten und vierten, durch Hinten-Signale gebildeten ursprünglichen Schallsignalen die Zwischensummensignale jeweils wiederum in ein Schallsignalpaar aus ersten und zweiten binaural korrelierteii Teilsignalen aufgeteilt werden und das erste ursprüngliche Schallsignal aus der Summe der ersten Teilsignale, das zweite ursprüngliche Schallsignal aus der Summe der zweiten Teilsignale, und die dritten und vierten ursprünglienen Schsiisignslc aus den nicht aufgeteilten Zwischendificrenzsignalen wiedergewonnen vtsrden.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht aufgeteilten dritten und vierten, durch Vome-Signale gebildeten ursprünglichen Schallsignalen die Zwischendifferenzsignale jeweils weiderum in Schallsignalpaare aus ersten und zweiten binaural korrelierten Schallsignalen aufgeteilt werden und das erste ursprüngliche Schallsignal durch die Summe der ersten Teilsignale, das zweite ursprüngliche Schallsignal aus der Summe der zweiten TeUsignale und die dritten und vierten ursprünglichen Schallsignale aus den nicht aufgeteilten Zwischensummensignalen erhalten werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den wiedergabeseitigen Zwischensummen- und Zwischendifferenzsignalen erhaltenen Schallsignalpaare aus binaural korrelierten ersten und zweiten Teilsignalen jeweils einer Übersprechunterdrückungs-Aufbereitung unterzogen werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischensummen- und Zwischendifferenzsignale auf die Hälfte ihrer Intensität abgeschwächt werden. 4s
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit einem Aufzeichnungsteil und einem Wiedergabeteil zur mehrkanaligen Aufzeichnung und Wiedergabe von Schallsignalen, deren Aufzeichnungsteil für wenig- so stens zwei von vier ursprünglichen Schallsignalen jeweils eine binaurale Lokalisierungsschaltung zur Aufteilung dieser ursprünglichen Schallsignale in Schallsignalpaare umfaßt, sowie eine Summierschaltung zur Bildung eines ersten Summensignals aus den ersten Teilsignalen der binaural korrelierten Schallsignalpaare sowie gegebenenfalls einem nicht aufgeteilten dritten ursprünglichen Schallsignal und zur Bildung eines zweiten Summensignals aus den zweiten Teilsignalen der Schallsignalpaare sowie gegebenenfalls einem nicht aufgeteilten vierten ursprünglichen Schallsignal aufweist, dadurch gekennzeichnet daß das Aufzeichnungsteil bei nicht aufgeteilten dritten (Ra bzw. Rr) und vierten (La bzw. Lf) ursprünglichen Schallsignalen zur Bildung eines ersten Differenzsignals (Rj) aus einerseits der Summe der ersten Teilsignali (RFn Lfa bzw. Ren LBr) der aus dem ersten (RF bzw. RB) und zweiten (Lf bzw. Lb) ursprünglichen Schallsignal erhaltenen kopfbezogenen ScSiallsignalpaare und andererseits dem nicht aufgeteilten dritten ursprünglichen Schallsignal (R0 bzw. Rf) und ferner zur Bildung eines zweiten Differenzsignals (Ld) aus einerseits der Summe der zweiten TeUsignale (Rn. L-f\ bzw. R8 1, L8 1) der aus den ersten und zweiten ursprünglichen Schallsignalen erhaltenen kopfbezogenen Schallsignalpaare und andererseits dem nicht aufgeteilten vierten ursprünglichen Schallsignal (LB bzw. Lf) eine Subtrahierschaltung (43,44) umfaßt
16. Vorrichtung nach Anspruch 15. dadurch gekennzeichnet, daß bei ebenfalls aufgeteilten dritten (Rb) und vierten (LB) ursprünglichen Schallsignalen die Subtrahierschaltung (43,44) zur Bildung des ersten Differenzsignals (Rd) einerseits von der Summe der ersten Teilsignale (RFr, LFr) der aus dem ersten (Rf) und zweiten (Lf) ursprünglichen Schallsignal erhaltenen kopfbezogenen Schallsignalpaare und andererseits der Summe der erster. Schallsignale der aus dem dritten (Rs) und vierten (i?) ursprünglichen Schallsignal erhaltenen kopfbezogenen Schallsignalpaare beaufschlagt und zur Bildung des zweiten Differenzsignals (Ld) von einerseits der Summe der zweiten Teilsignale der aus dem ersten (Rf) und zwenen (Lf) ursprünglichen Schallsignale erhaltenen kopfbezogenen Schallsignalpaare und andererseits der Summe der zweiten Teilsignale der aus dem dritten (Rb) und vierten (La) ursprünglichen Schallsignal erhaltenen kopfbezogenen Schallsignalpaare beaufschlagt ist
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiedergabeteil ein von den aufgezeichneten oder empfangenen vier Summen- und Differenzsignalen (7?„ L„ Rd, Ld) beaufschlagtes Eingangsteil (60) umfaßt, das eine Addier- und Subtrahiereinrichtung (61, 62, 63, 64) zur Bildung eines ersten Zwiscbensummensignals (RFa) aus den ersten Summen- und Differenzsignalen (Rm, Rd), eines zweiten Zwischensummensignals 'L/a) aus den zweiten Summen- und Differenzsignalen (L,, Ld), eines ersten Zwischendifferenzsignals (Rga) aus den ersten Summen- und Differenzsignalen (Rt, Rd) und eines zweiten Zwischendifferenzsignals (Lb&) aus den zweiten Summen- und Differenzsigrialen (X*, Lj) enthält
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
17, dadurch gekennzeichnet, daß den ersten und zweiten, die Zwischensummensignale (Rfix, Lfix) liefernden Ausgängen des wiedergabeseitigen Eingangsteils (60) jeweils eine binaurale Lokalisierungsschaitung (12-5,12-6} nachgeschaltet ist und daß eine Addiereinrichtung (81,82) vorgesehen ist, die einerseits zur Ansteuerung eines ersten Lautsprechersystems (101) an einem Ausgang die Summe der enten Teilsignale und andererseits zur Ansteuerung eines zweiten Lautsprechersystems (102) an einem weiteren Ausgang die Summe der zweiten Teilsignale der von den Loka'lsierungsschaitungen (12-5, 12-6) erhaltenen binaural korrelierten Schallsignalpaare liefert.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
18, dadurch gekennzeichnet, daß den dritten und vierten, die Zwischendifferenzsignale (Rβλ. L&x) liefernden Ausgär.g-n des wiedergabeseitigen Eingangsteils (60) jeweils eine binaurale Lokalisierungsschaltung (12-7,12-8) nachgeschaltet ist und daß eine Addiervorrichtung (83,84) vorgesehen ist, die einer-
seits zur Ansteuerung eines dritten Lautsprechersystems (103) an einem Ausgang die Summe der ersten Teilsignale und andererseits zur Ansteuerung eines dritten Lautsprechersystems (104) an einem weiteren Ausgang die Summe der zweiten Teilsignale der von diesen Lokalisierungsschaltungen (12-7, 12-8) erhaltenen binaural korrelierten Schallsignalpaare liefert.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
19. dadurch gekennzeichnet, daß jedem der vier Ausgänge des wiedergabeseitigen Eingangsteils (60) ein Schwächungs- oder Dämpfungsglied (71, 72, 73, 74) mit einem Dämpfungsfaktor 1/2 vorgeschaltet ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
20, dadurch gekennzeichnet, daC jeder binauralen Lokalisierungsschaltung (12-1 bis 12-8) eine Übersprech-Unterdrückungsschaltung (14-1 bis 14-8) nachgeschaltet ist.
DE19782818951 1977-04-28 1978-04-28 Verfahren und Vorrichtung zur mehrkanaligen Aufzeichnung und Wiedergabe von Schallsignalen Expired DE2818951C2 (de)

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