DE3922118A1 - Voll-richtungsvariable aussenohr-individualanpassung in der kopfbezogenen stereo-tonuebertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur voll­ richtungsvariablen Außenohr-Individualanpassung in der kopfbezogenen Stereo-Tonübertragung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Das vorgegebene Tonübertragungsverfahren soll, mittels eines parallel zur Tonaufzeichnung erstellten Richtungs-Informations-Codes, der bei der Tonwiedergabe als Steuerungsgröße eines variabel programmier- oder ansteuerbaren Digitalfilters dient, eine individual­ richtungsentzerrte, räumliche und damit natürliche Schallfeldwiedergabe via Kopfhörer ermöglichen.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse, Kopfhörer freifeld- oder diffusfeld und/oder nach der Außenohr-Übertragungsfunktion oder richtungsneutral zu entzerren (K. Genuit: "Warum Freifeld, Mitteilung zur Funkausstellung Berlin 1983; Rundfunktechnische Mitteilungen: Heft 1/1983, Seiten 17 bis 26; Patentanmeldung: Nr. P 31 31 347.7-35; Fortschritte der Akustik - DAGA 1987, Seiten 477 bis 480).

Grundlage zum Verfahren bildet eine Nachbildung der statistisch ausreichend gemittelten Richtcharakteristik des menschlichen Ohres, d.h. unter Berücksichtigung von Oberkörper, Rumpf, Kopf und Außenohrrelief, die in der Realisierung bzw. Entzerrung von einem Kunstkopf, Richtungsmischpult und Kopfhörer, vereinheitlicht berücksichtigt werden.

Hierzu existieren heute vornehmlich zwei wesentliche Arten von Kunstkopfentwicklungen, die sich in freifeld- und diffusfeldentzerrte Versionen gliedern lassen (Brüel & Kjaer-Katalog: "Kopf- und Rumpfsimulator 4128"; Patentanmeldung: Nr. P 31 46 706.7; Rundfunktechnische Mitteilungen: Heft 1/1981, Seiten 1 bis 6). Es wurde bislang nur ein Richtungsmischpult entwickelt, das ebenfalls auf der Freifeld-Übertragung von Schallfeldern basiert (13. Tonmeistertagung München 1984, Seiten 103 bis 110). Auf die besondere Bedeutung der Individualanpassung des Systems "Kunstkopf-Kopfhörer" wird unter verschieden Gesichtspunkten hingewiesen (J. Blauert: Räumliches Hören, Nachschrift, neue Ergebnisse und Trends seit 1972, S. Hirzel Verlag, 1985; Acustica: Vol. 48, Seiten 272 bis 274). Dabei wird insbesondere auf die 1 dB-genaue Nachbildung der Richtcharakteristik des menschlichen Ohres hingewiesen, die in keinem dem Stand der Technik entsprechenden Tonübertragungsverfahren eingehalten wird. Die Meßmethoden, den Meßaufbau und die damit erzielten Ergebnisse im Zusammenhang mit der Bestimmung der Außenohr-Übertragungsfunktion beschreibt Blauert außerdem im Überblick (siehe Oben, Räumliches Hören, Nachschrift).

Abgewandelt, nämlich als schneller arbeitendes und vereinfachtes Verfahren (beispielsweise liegen nach einigen Sekunden Meßzeitaufwand bereits Graphiken vor, die Schlüsse über frequenzabhängige Verzerrungen ermöglichen), zeigt dies F. König bezüglich der Beschallungs­ variante "Kopfhörer" (Patentanmeldung: Nr. P 39 03 246.9 und P 39 12 582.3).

Zur Aufnahme und Wiedergabe richtungsgetreuer Beschallungen wurden u.a. von Blauert/ Boerger/Laws, Kürer/Plenge/Wilkens, Pleiderer u.s.w. Anstrengungen unternommen, um den lästigen Nebeneffekt der "Im-Kopf-Lokalisation" bei der Wiedergabe von Tonaufnahmen mittels Kopfhörerbeschallung zu reduzieren (Patent­ anmeldung: Nr. P 2 23 316.0, 26 28 053.0-31; Offen­ legungsschriften: Nr. 19 27 401, 22 44 162, 25 45 446, 25 57 519; Funk Technik, Heft 6+7/1984, Sonderdruck).

Dabei ist es allerdings nötig, die mangelhaften Klangbildreproduktionseigenschaften der kopfbezogenen Stereophonie, insbesondere der Aufnahme-Wiedergabe-Komponenten individuell so aufzuwerten/anzupassen, daß eine oftmals beim Abhören von beispielsweise Kunstkopf-Aufnahmen zu registrierende "Im-Kopf-Lokalisation" eliminiert wird. Dabei ist in der Praxis eine spezielle "Vorne-Entzerrung" von Kunstköpfen bekannt, die jedoch nur, statistisch betrachtet, zum größeren Prozentsatz einen "Bühneneffekt" bei Kopfhörer-Beschallung erzeugt. Eine generell von der Kunstkopfaufnahme abhängige Richtungszuordnung "Vorne" oder "Hinten" ist hier somit auf nur "Vorne" reduziert. Des weiteren wird überwiegend in theoretischen Abhandlungen eine Kopfhörer-Individualanpassung diskutiert, die aber wiederum in einer konzipierten Analogfilterschaltung nicht für räumliche Verhältnisse sondern nur für eine Schall­ einfallsrichtung am Kunstkopf, o. Ä. gilt.

Die Produktionsstreuungsbreite der Kopfhörer­ membransystem-Übertragungsmaße ist zur Lösung der Ortungsprobleme unerheblich.

Außerdem wäre es sinnvoll, sich evtl. auf eine der genannten Entzerrungsvarianten bezüglich der Übertragungsstrecke Kunstkopf-Kopfhörer zu einigen, die von subjektiven Bewertungsmaßstäben befreit sein sollte.

Diese Aufgabenliste zur Lösung der Probleme in der unrealistischen Abbildung von binauralen Schallfeldern mittels Kopfhörer wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Um eine ordnungsgemäße Realisierung des Tonübertragungsverfahrens zu gewährleisten, ist für die Übertragung der aufnahme­ wiedergabeseitigen Richtungs-Information ein dem Stand der Technik entsprechendes, kompatibles Signalübertragungsverfahren, vorzugsweise Puls-Code-Modulation (PCM), zu verwenden.

Weiter ist es von Vorteil, daß aufnahmeseits ein geeigneter Kunstkopf und/oder ein Richtungsmischpult, das die linearen binauralen Verzerrungen und Gruppenlaufzeiten eines Kunstkopfes simuliert, Verwendung finden und deren analoge Stereo-Signale vorzugsweise in digitale PCM-Daten gewandelt werden.

Zudem ist es vorteilhaft, daß ein modifizierter Kunstkopf vorzugsweise über eine umschaltbare Haupt- und/oder Teil-Kunstkopfsignal- Richtungsanalyse verfügt, die entweder auf dem Informationsgehalt eines beidohrig gewonnenen, richtungstypischen Audiosignals basiert oder aus einer Gegenüberstellung von einem auf einen räumlichen Null-Grad-Abweichungs-Punkt zu beziehenden Schallquellen-Aufenthaltsort, beispielsweise via Licht-, Infrarot- oder elektromagnetische Wellen-Sende- Empfangseinheit realisert, ermittelt oder empirisch per Handbetrieb eingegeben wird.

Überdies ist es von Vorteil, daß die räumliche Richtungsanalyse mehrdimensional, in geeigneter Auflösung, vorzugsweise in kleiner­ gleich 30 Grad-Schritten, vorzunehmen ist und dann einem Richtungs-Signal bzw. Richtungs- Information in Code-Form entsprechen soll.

Darüberhinaus ist es vorteilhaft, daß parallel zur Simulation einer räumlichen Positionierung von Monosignalen mittels des Richtungsmischpultes ein zugehöriges Richtungssignal bzw. eine Richtungs-Information, mit vorzugsweise in einer Auflösung von kleiner-gleich 30 Grad-Schritten, erstellt wird.

Des weiteren ist es von Vorteil, daß die Richtungs-Information vorzugsweise in einen PCM-Code gewandelt verarbeitet und abgespeichert wird.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß der Richtungs-Informations-PCM-Code vorzugsweise den zugehörigen Stereo-PCM-Kanälen für eine Audiosignalübertragung und/oder Abspeicherung auf Tonträger hinzuzufügen ist.

Desweiteren ist es von Vorteil, daß wiedergabeseits aus dem hinzugefügten Richtungs-Informations-PCM-Code mittels digitalem Filterkonzept, eine die Wirkungsweise von Oberkörper, Rumpf, Kopf und Außenohrrelief umfassende sogenannte Individual-Außenohr- Richtungsentzerrung dem digital-analog­ zuwandelnden PCM-Tonsignal zu überlagern ist.

Zudem ist es vorteilhaft, daß die Daten für eine Individual-Außenohr- Richtungsentzerrung aus der Differenz der Außenohr-Übertragungsfunktionen des geeigneten Kunstkopfes und der individuellen Person in einer mehrdimensionalen Auflösung von vorzugsweise kleiner-gleich 30 Grad-Schritten zu entnehmen sind.

Darüberhinaus ist es von Vorteil, daß für die generelle Signalübertragung die technischen Daten von vorzugsweise mindestens 90 dB Fremdspannungsabstand, ein Frequenzgang von 20 Hz bis 20 kHz plus-minus 0,1 dB und ein Klirrfaktor kleiner 0,01% eingehalten werden.

Weiter ist es vorteilhaft, daß zur Übertragung der Richtungs-Information schmalbandige Einbrüche in geeigneten Hörbereichen, vorzugsweise an der oberen Hör/übertragungsgrenze und/oder in der C5-Senke, unter Nutzung des "Verdeckungseffektes", zu realisieren sind.

Überdies ist es von Vorteil, daß zur Wiedergabe der Audiosignale ein geeigneter, auf das Kunstkopf- und/oder Richtungsmischpult abgestimmter, räumlich richtungsgetreu- und/oder klang-wiedergabe-entzerrter Kopfhörer Verwendung findet.

Zudem ist es vorteilhaft, daß für eine Stereo-Tonsignal-Aufzeichnung die zu erstellende, übertragende und/oder abzuspeichernde Richtungs-Information in diskreten Zeitintervallen, vorzugsweise in Schritten kleiner 100 Millisekunden erhoben/verarbeitet wird.

Darüberhinaus ist es von Vorteil, daß zur simultanen Mehr-Stereokanalpaar-Übertragung (Stereokanalpaare: Ks_1,2 bis Ks_{m, n}; linker Kanal: Ks₁ bis Ks_n-1; rechter Kanal: Ks₂ bis Ks_n; n=m+1; n=m+1; m=1, 3, 5, 7, 9, ...) vorzugsweise jede einzelne zugehörige Richtungs-Informationen (Richtungs-Information: RI₁ bis RI_n/2) mit übertragen bzw. auf Tonträger abgespeichert wird.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß zur Vermeidung von "Übergangsknaxen" bei Änderung des Wiedergabe- Richtungsfiltes (RI-Code-Wechsel) eine geeignete, gleitende Filterverlaufsänderung geschaffen wird.

Weiter ist es von Vorteil, daß bei Tonträgerwiedergabe wahlweise zwischen linearem und richtungs-informations-abhängig und/oder parallel dazu freifeld-, diffusfeld- und anders entzerrten Frequenzgängen umgeschaltet werden kann.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß

• a) die bestehenden, kommerziell verbreiteten Tonaufnahme und -wiedergabemedien, wie beispielsweise Compact-Disc-Player, nur ergänzend aufgewertet werden müssen,
• b) der für eine nachträgliche Korrektur des individuellen "richtungsabhängigen Filters Außenohr" (z.B. beim Kunstkopf- Kopfhörer-System) als wesentliche zu übertragende Richtungs-Informations-Code vom gesamten üblichen Audio-Hörfrequenz­ bereich nur einen unmerklichen Bruchteil, nämlich eine Bandbreite von kleiner 60 Hz in Anspruch nimmt,
• c) veraltete Aufnahmen unverändert abgespielt/ angehört werden können, d.h. es existiert eine uneingeschränkte Kompatibilität zu allen heute bekannten Stereo-Aufnahmeverfahren,
• d) eine Anpassung des Wiedergabesystemes an heute gängige Entzerrungen (u.a. Freifeld oder Diffusfeld) schnell und ohne weitere Zusatzgeräte realisierbar ist,
• e) die heute überwiegend auf eine mittlere Richtcharakteristik des Kunstkopfohres basiernde Aufnahmetechnik, im Zusammenwirken mit Schallwandlern des Kopfhörers, auf das Individuum abgestimmt werden kann,
• f) beim Musikhören individuelle Klangfarben­ abweichungen vom Bezugsaufnahme-Wiedergabesystem (z.B. durch die gemittelte anatomische Richtcharakteristik eines Kunstkopfes) eliminiert werden,
• g) übliche Produktionsstreuungen im Kopfhörer- Schallwandler-Übertragungsmaß, bezogen auf die "mittlere" Richtcharakteristik z.B. eines Kunstkopfes, kompensiert werden (überwiegend statische Verzerrung aufgrund einer konstant bleibenden Schalleinfallsrichtung zum anatomischen Ohrrelief hin, bzw. Summen­ wirkung der Kopfhörer-Schallwandler-Außenohr- Beschallungscharakteristik),
• h) die bisher teilweise nötigen nachträglichen Entzerrungen zu einer eingeprägten und ausschließlichen Vorne-Ortung bei Kunstköpfen entfallen (die bekanntlich den Bühneneffekt in der kopfbezogenen Stereophonie erzeugt), demgegenüber aber mittels der Erfindung alle Richtungsortungen, speziell in der Horizontal- und Medianebene, möglich sind,
• i) die von J. Blauert anfangs beschriebene, nötige, 1 dB-genaue Anpassung der Richtcharakteristik des menschlichen Ohres zur realitätsgetreuen natürlichen Ortung von Schallquellen, im Zusammenhang mit der stereophonen Tonsignalübertragung, nun, bei Verwendung des in dieser Erfindung offenbarten Verfahrens, auch realisiert ist sowie
• j) daraus folgend die als "Im-Kopf-Lokalisation" bekannte Fehlortung von Schallquellen ausgeschaltet wird.

Ein praxisnahes Ausführungsbeispiel der Erfindung soll diese anhand der folgenden Figuren und Erläuterungen näher beschreiben.

Es zeigen

Fig. 1 zwei Blockschaltbilder mit den Elementen einer richtungs­ kodierten Tonübertragung, geteilt in Aufnahme- (Fig. 1a) und Wiedergabe-Bereich (Fig. 1b),

Fig. 2 ein Diagramm über die linearen Verzerrungen des "mittleren" Außenohres bei Schalleinfall "Vorne" und

Fig. 3 ein Diagramm über die linearen Verzerrungen eines individuellen Außenohres bei Schalleinfall "Vorne".

Um die Zusammenhänge verständlich zu machen, soll von einer mittels Richtungsmischpult erzeugten binaural-natürlichen Stereophonie ausgegangen. Ebenso könnte dazu auch ein Kunstkopf dienen, der bekanntlich die gleichen richtungsabhängigen Außenohr- Filtereigenschaften aufweist wie ein Richtungsmischpult. Vereinfacht soll an dieser Stelle jedoch eine Tonsignal-Aufnahme und -Wiedergabe von einer simulierten beidohrig vorne zu ortenden akustischen Quelle zur Demonstation der Zusammenhänge genügen, die charakteristisch für das Verfahren sind.

Zunächst sei in dem Blockschaltbild gemäß Fig. 1a der Aufnahmeteil beschrieben: Mit einem Mikrofon (1) wird eine Stichprobe aus dem gestellten niederfrequenten Wechselsignal einer Schallquelle entnommen, in eine Wechselspannung gewandelt und nachfolgend verstärkt (2) und dem Richtungmischer (11) zugeleitet. In diesem Richtungsmischer wird die Wechselspannung dem Analog-Digitalwandler (3) zugeführt, der eine Puls-Code-Modulation (PCM) ermöglicht. Der Richtungsmischer (11) verfügt ferner über eine Eingabetastatur (5), sodaß sich im weiteren rechnergestützt (6) die eingegebenen Daten zu einem entsprechenden digitalen Filterverlauf (4), gemäß der "mittleren" Außenohr-Richtcharakteristik, umsetzen lassen. Die Verbindung zwischen einem Trigger-Generator (7), der beispielsweise alle 100 Millisekunden das Durchlassen einer neu erhaltenen Richtungs-Information steuern soll, und der alfa-nummerischen Tastatur (5), eröffnet eine zweite Möglichkeit der Richtungs-Information-Eingabe: Es läßt sich die Tatstatur (5) durch eine Sende- Empfangseinheit (z.B. Funkübertragung) ersetzen, die an einem Bezugspunkt aufzustellen ist. Diese liefert "radarartig" aus den Bewegungen einer nicht fixierten akustischen Quelle (mit daran aufgebrachtem Sender) eine zugehörige Richtungs-Information (Code).

Über den Rechner (6) kommend, getriggert in den bekannten Zeitabständen, werden dann in der Filtereinheit (4) neue Entzerrungen erzeugt. Das die Filtereinheit verlassende somit richtungsentzerrte Signal (PCM-Daten) wird daraufhin in einer geeigneten Weise mit der getakteten Richtung-Information verknüpft (9). Die Taktung erfolgt mittels eines digitalen Speicher-Schaltelementes (8), das die vom Rechner (6) zur Verfügung gestellte Richtung-Information alle 100 Millisekunden durchläßt.

Um den Zusammenhang der Triggerung mit Richtungs-Information klar darzustellen, wurde eine in der Praxis unübliche Realisierungsform, Gem. Fig. 1a, der Verbindung von der Filtereinheit (4), Tastatur (5), Datenverarbeitungssystem (6), Rechteck- Generator (7), Speicher-Schalt- (8) und Verknüpfungs-Element (9) gewählt. Die Steuerung dieser Elemente (4) bis (9) (ausgenommen (6)) sowie deren logisch-binärer Arbeitsvorgänge, würde, in einem Fertiggerät, eine geeignete Rechner-Speicher-Bus-Konzeption übernehmen.

Es gilt darüberhinaus noch festzuhalten, daß das als digitales Filter (4) dargestellte Element wesentlich komplexer aufgebaut sein muß, als dies in Fig. 1a symbolisch dargestellt ist, da unser Gehör Richtungen aufgrund von definierten interauralen Gruppenlaufzeiten und Entzerrungen entschlüsselt. Dabei treten u.a. Verzögerungen von ca. 0,5 Millisekunden zwischen dem rechten und linken Ohrsignal, sowie Dämpfungen und Resonanzen durch die Abmessungen der menschlichen Anatomie auf.

Das komplettierte Stereo-Digitalsignal kann nun mittels eines Digital-Analog-Wandlers (10) abgehört oder per Tonbandmaschine (12) bzw. anderen Datenspeichern zeitlich festgehalten werden.

Üblicherweise findet heute eine Kopie/ Vervielfältigung (Tonkonserve) auf das Medium Compact-Disc (1) statt. Diser Vorgang ist in Fig. 1b mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in Verbindung gebracht. Der Übergang zwischen Aufnahme- (Fig. 1a) und Wiedergabeseite (Fig. 1b) ist deshalb fließend anzunehmen.

Ein dem Individualfall angepaßter Compact-Disc- Player (7) arbeitet in folgender Weise: Die vom Compact-Disc gelesenen Daten werden in eine Richtungs-Information (RI) und Stereosignal-Daten aufgesplittet. Über eine angeschlossene Tastatur (2) kann die RI durchgelassen oder anders angefordert (Tastatur) via Daten­ verarbeitungssystem (Rechner, (3)) modifiziert werden. Die Tastatur sollte vorzugsweise eine abrufbereite Freifeld- und Diffusfeldentzerrung oder filterfreie Übertragung zur Wahl stellen, die wie der Richtungs-Informations-Code (RIC) eine definierte Wirkung im digitalen Filter (4) auslöst. Näheres zur praktischen Realisierung einer Übertragung (Übertragungsbandbreite) der nötigen RIC-Daten wird unten, im Zusammenhang mit den Erläuterungen zu den Fig. 2 und 3 gesagt.

Das mittels des digitalen Filters (4) richtungs­ entzerrte Audio-PCM-Signal wird nun über einen Digital-Analog-Wandler (5) und einem üblichen Vorverstärker (6) zu einem Leistungs-Kopfhörer-Verstärker (8) geführt.

Ein angeschlossener Kopfhörer (9) beschallt dann eine individuelle Person (10). Dabei treten im Vergleich zur Refernz-Richtcharakteristik eines (statistisch gesicherten) "mittleren" Ohres zu erfassende Verzerrungen des Kopfhörers- Schallwandlersystems und des anatomisch vorliegenden individuellen Außenohr-Refiefs auf. Diese Frequenzgangdifferenzen (auch die Kopfhörer-Übertragungsmaß-Streuung bezogen auf den Bezugs-Kopfhörer/Übertragungsmaß) gilt es in Abhängigkeit von der Schalleinfallsrichtung am Ohr in z.B. 30 Grad-Schritten, von vorne über hinten, rechts, links, oben und unten, also räumlich zugeordnet, meßtechnisch zu erfassen.

Ein realitätsnahes Beispiel für den Fall einer Schalleinfallsrichtung "vorne" ist in den halbterzbreiten Rosa-Rausch- Bandpaßanalysen, in Fig. 2 ("mittleres" Ohr) und Fig. 3 (individuelles Ohr), zu sehen. Hierbei soll insbesondere auf die markanten relativen Halbterz-Analyse-Pegelunterschiede oberhalb 2 kHz hingewiesen werden: Es ist beim "mittleren Ohr" eine schmalere und weniger ausgeprägte Senke um 8 kHz zu erkennen (Fig. 2), als diese bei einer individuellen Person (Vgl. Fig. 3) auftritt. Ähnliches gilt für den halbterzbreiten Einbruch oberhalb 16 kHz. Desweiteren ist die Frequenzgang-Überhöhung um 5 kHz, in Fig. 3, vergleichsweise zu Fig. 2, einige Dezibel ausgeprägter. Unterhalb 2 kHz sind in Fig. 2 und 3 keine markanten, deshalb zu vernachlässigende Frequenzgang-Unterschiede festzustellen. Sie basieren auf das statistische Verhalten des Testsignals "Rosa-Rauschen".

Hingegen alle relevanten Pegeldifferenzen zwischen dem "mittleren" (Fig. 2) und individuellen Ohr (Fig. 3) sind als Pegelkorrektur oder Ausgleichs-Filter-Charakteristika [bezüglich der Erfindung gemäß Fig. 1b, Filterelement (4)] für die Schalleinfallrichtung "Vorne" im Rechner (3) festzuhalten. Sie werden aufgerufen und aktuell eingesetzt, wenn der Richtungs-Informations-Code "Vorne" vom Compact-Disc-Player (1) mitgeteilt wird.

Die Berechnung der nötigen Übertragungsbandbreite des Richtungs-Informations-Codes kann wie folgt vorgenommen werden: Es wird beispielsweise alle 100 Millisekunden eine Veränderung des Richtungs-Informations-Codes zugelassen (t = 100 ms). Die Richtungsauflösung ist mit 30 Grad-Schritten in der Horizontal- und Medianebene beschrieben (W = 2 _* {360/30} = 2 _* 12 = 24; W = Anzahl der variierenden Werte). Binär ausgedrückt ergeben sich 24 Werte < 32 Wert = 2⁵, damit 5 bit als Auflösung bei der digitalen Signalübertragung. Die systemtheoretische digitale Übertragungsgeschwindigkeit einer Information ist V_s = 1/t_s. Es werden 5 bit in 100 ms übertragen, deshalb ergibt sich Zeit bezogen auf ein bit gleich t_s = t/5 bit = 100 ms/5 bit = 20 ms pro bit. Daraus folgt V_s = 1 bit / 20 ms = 50 bit pro Sekunde gleich V_s = 50 Bd (Boud). Hieraus läßt sich die theoretische Nyquistbandbreite B_N = Vs/2 = 50 Bd/2 = 25 Hz zu berechnen, aus der sich die nötige sytemtheoretisch definierte Praxis­ übertragungsbandbreite von B_P = 1,4 _* B_N = 35 Hz ergibt. In der HiFi-Technik wird aber üblicher­ weise mit mindestens der doppelten Abtastfrequenz (f_t < 40 kHz; üblich 44,1 kHz) eines genutzten Niederfrequenz-Bandbereiches von 20 kHz gearbeitet, woraus sich die ungefähre Richtungs-Informations- Bandbreite von ca. 60 Hz ergibt.

Eine Entnahme von 60 Hz bei der oberen Übertagungsbereichs-Grenzfrequenz 20 kHz für die Hinzufügung des Richtungs-Informations-Codes, würde beispielsweise zu einer mit der menschlichen Sinneswahrnehmung Hören nicht bemerkbaren, von 19 980 Hz auf 19 920 Hz reduzierten Tonsignal-Bandbreite (Vgl. 20 Hz bis 20 kHz mit 20 Hz bis 19 940 Hz) führen.

Claims (16)

1. Verfahren zur voll-richtungsvariablen Außenohr-Individualanpassung in der kopfbezogenen Stereo-Tonübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß zur binauralen Individualanpassung von ortsvariierenden Schallquellen bei geeigneten kopfbezogenen Tonübertragungssystemen unter Hinzufügung einer aufnahmeseitigen Richtungs- Information für eine wiedergabeseitige Außenohrübertragungsfunktions-Abstimmung zur Realisierung einer natürlichen mehrdimensionalen Lokalisation vorgenommen wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, d.g., daß für die Übertragung der aufnahme-wiedergabeseitigen Richtungs-Information ein dem Stand der Technik entsprechendes, kompatibles Signalübertragungsverfahren, vorzugsweise Puls-Code-Modulation (PCM), Verwendung findet.

3. Verfahren gemäß Ansprüche 1 und 2, d.g., daß aufnahmeseits ein geeigneter Kunstkopf und/oder ein Richtungsmischpult, das die linearen binauralen Verzerrungen und Gruppenlaufzeiten eines Kunstkopfes simuliert, Verwendung finden und deren analoge Stereo-Signale vorzugsweise in digitale PCM-Daten gewandelt werden.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, d.g., daß ein modifizierter Kunstkopf vorzugsweise über eine umschaltbare Haupt- und/oder Teil-Kunstkopfsignal- Richtungsanalyse verfügt, die entweder auf dem Informationsgehalt eines beidohrig gewonnenen, richtungstypischen Audiosignals basiert oder aus einer Gegenüberstellung von einem auf einen räumlichen Null-Grad-Abweichungs-Punkt zu beziehenden Schallquellen-Aufenthaltsort, beispielsweise via Licht-, Infrarot- oder elektromagnetische Wellen-Sende-Empfangseinheit realisiert, ermittelt oder empirisch per Handbetrieb eingegeben wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, d.g., daß die räumliche Richtungsanalyse mehrdimensional, in geeigneter Auflösung, vorzugsweise in kleiner­ gleich 30 Grad-Schritten, vorzunehmen ist und dann einem Richtungs-Signal bzw. Richtungs- Information in Code-Form entsprechen soll.

6. Verfahren gemäß Anspruch 3, d.g., daß parallel zur Simulation einer räumlichen Positionierung von Monosignalen mittels des Richtungsmischpultes ein zugehöriges Richtungssignal bzw. eine Richtungs-Information, mit vorzugsweise einer Auflösung von kleiner-gleich 30 Grad-Schritten, erstellt wird.

7. Verfahren gemäß Ansprüche 5 und 6, d.g., daß die Richtungs-Information vorzugsweise in einen PCM-Code gewandelt weiterverarbeitet und gespeichert wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, d.g., daß der Richtungs-Informations-PCM-Code vorzugsweise den zugehörigen Stereo-PCM-Kanälen für eine Audiosignalübertragung und/oder Abspeicherung auf Tonträger hinzuzufügen ist.

9. Verfahren gemäß Ansprüche 1 bis 8, d.g., daß wiedergabeseits aus dem hinzugefügten Richtungs-Informations-PCM-Code mittels digitalem Filterkonzept eine die Wirkungsweise von Oberkörper, Rumpf, Kopf und Außenohrrelief umfassende sogenannte Individual-Außenohr-Richtungsentzerrung dem digital-analog-zuwandelnden PCM-Tonsignal zu überlagern ist.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, d.g., daß die Daten für eine Individual-Außenohr- Richtungsentzerrung aus der Differenz der Außenohr-Übertragungsfunktionen des geeigneten Kunstkopfes und der individuellen Person in einer mehrdimensionalen Auflösung von vorzugsweise kleiner-gleich 30 Grad-Schritten zu entnehmen sind.

11. Verfahren gemäß Ansprüche 1 bis 10, d.g. daß für die generelle Signalübertragung die technischen Daten von vorzugsweise mindestens 90 dB Fremdspannungsabstand, ein Frequenzgang von 20 Hz bis 20 kHz plus-minus 0,1 dB und ein Klirrfaktor kleiner 0,01% eingehalten werden.

12. Verfahren gemäß Ansprüche 1 bis 11, d.g., daß zur Übertragung der Richtungs-Information schmalbandige Einbrüche in geeigneten Hörbereichen, vorzugsweise an der oberen Hör/übertragungsgrenze und/oder in der C5-Senke, unter Nutzung des "Verdeckungseffektes", zu realisieren sind.

13. Verfahren gemäß Ansprüche 1 bis 12, d.g., daß zur Wiedergabe der Audiosignale ein geeigneter, auf das Kunstkopf- und/oder Richtungsmischpult abgestimmter, räumlich richtungsgetreu- und/oder klang-wiedergabe-entzerrter Kopfhörer Verwendung findet.

14. Verfahren gemäß Ansprüche 1 bis 13, d.g., daß für eine Stereo-Tonsignal-Aufzeichnung die zu erstellende, übertragende und/oder abzuspeichernde Richtungs-Information in diskreten Zeitintervallen, vorzugsweise in Schritten kleiner 100 Millisekunden erhoben/verarbeitet wird.

15. Verfahren gemäß Ansprüche 1 bis 14, d.g., daß zur simultanen Mehr-Stereokanalpaar-Übertragung vorzugsweise jede einzelne zugehörige Richtungs-Informationen mit übertragen bzw. auf Tonträger abgespeichert wird.

16. Verfahren gemäß Ansprüche 1 bis 15, d.g., daß bei Tonträgerwiedergabe wahlweise zwischen linearem und richtungs-informations-abhängig und/oder parallel dazu freifeld-, diffusfeld- und anders entzerrten Frequenzgängen umgeschaltet werden kann.