CH703501A2 - Vorrichtung und Verfahren zur Auswertung und Optimierung von Signalen auf der Basis algebraischer Invarianten. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Evaluierung einer Verknüpfung von zwei oder mehreren Signalen (5003, 5005) auf der reellen bzw. kompletten Zahlenebene. Für gleich lange Signalabschnitte werden Abbildungen der Verknüpfungen betrachtet und für diese Abbildungen algebraische Invarianten bestimmt. Diese Invarianten werden anschliessend als «tags» benutzt, um beispielsweise eine konvergente Gewichtsfunktion zu definieren. Eine Anwendung ist insbesondere die stochastische Betrachtung von Audiosignalen, wie sie etwa aus dem Bereich Digital Audio Broadcasting bekannt ist.

Description

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf Signale (beispielsweise Audiosignale) und Vorrichtungen oder Verfahren zu deren Erzeugung, Übertragung, Auswertung, Umformung und Wiedergabe.

[0002] Insbesondere werden Verknüpfungen dieser Signale betrachtet, um auf deren Eigenschaften Rückschlüsse ziehen zu können (beispielsweise die Summe der Transferfunktionen

für ein stereophones Audiosignal x(t), y(t), wobei x(t) den Funktionswert des linken Eingangssignals zum Zeitpunkt t, y(t) der Funktionswert des rechten Eingangssignals zum Zeitpunkt t darstellt). Diese Rückschlüsse sollen insbesondere auf gemeinsame Eigenschaften zweier verschiedener Signale gezogen werden können, die völlig dem Zufallsprinzip zu unterliegen scheinen (wie beispielsweise Audiosignale).

[0003] Bisherige Methoden versuchen dieses Zufallsprinzip – unter entsprechend grossen Schwierigkeiten – zu simulieren und so für die betrachteten Signale nutzbar zu machen. Etwa bei DAB (Digital Audio Broadcasting) wird ein Gaussscher Prozess mit dem sogenannten Tapped Delay Line Modell simuliert, oder auch für die Simulation des Mobilfunkkanals eine Monte Carlo Methode (farbiges, komplexes Gaussrauschen in zwei Dimensionen) angewandt.

[0004] Obwohl seit David Hilberts bahnbrechenden Arbeiten zu algebraischen Invarianten seit über 100 Jahren grundsätzlich vermutet wurde, dass derartige algebraische Invarianten auch für eben beschriebene Prozesse existieren (insbesondere für Audiosignale), ist deren Nachweis niemals gelungen.

[0005] Vorliegendes Dokument weist solche algebraischen Invarianten nicht nur nach, sondern macht diese auch praktisch gewerblich (beispielsweise zur Kalibrierung von Vorrichtungen oder Verfahren zur Gewinnung, Verbesserung oder Optimierung stereophoner oder pseudostereophoner Audiosignale) nutzbar.

[0006] Im Folgenden wird der Stand der Technik, insbesondere hinsichtlich Vorrichtungen oder Verfahren zur Gewinnung, Verbesserung oder Optimierung stereophoner oder pseudostereophoner Audiosignale, dargestellt.

[0007] EP 0 825 800 (Thomson Brandt GmbH) schlägt die Bildung verschiedenartiger Signale aus einem Mono-Eingangssignal durch Filterung vor, aus denen – etwa mit einem von Lauridsen vorgeschlagenem Verfahren auf der Basis von Amplituden- und Laufzeitkorrekturen, dies abhängig von der Aufnahmesituation – separat virtuelle Single-Band-Stereosignale generiert werden, die in der Folge zu zwei Ausgangssignalen kombiniert werden.

[0008] EP 2 124 486 als auch EP 1 850 639 beschreiben zum Beispiel ein Verfahren zur methodischen Evaluierung des Einfallswinkels für das abzubildende Schallereignis, der von der Mikrophonhauptachse und der Peilachse für die Schallquelle eingeschlossen wird, dies unter Anwendung von Laufzeitdifferenzen und Amplitudenkorrekturen, die von der ursprünglichen Aufnahmesituation (die sich anhand des Systems interpolieren lässt) funktional abhängig sind. Der Inhalt von EP 2 124 486 als auch von EP 1 850 639 wird hiermit als Referenz eingeführt.

[0009] US 5 173 944 (Begault Durand) wendet HRTF (Head Related Transfer Functions), welche mit 90, 120, 240, und 270 Grad Azimut korrelieren, jeweils auf das unterschiedlich verzögerte jedoch einheitlich verstärkte monophone Eingangssignal an, wobei die gebildeten Signale abschliessend wiederum den ursprünglichen Monosignal überlagert werden. Die Amplitudenkorrektur als auch die Laufzeitkorrekturen werden dabei unabhängig von der Aufnahmesituation gewählt.

[0010] CH 01 159/09 bzw. PCT/EP2010/055 876 schlägt die vordergründig nicht zweckmässige Nachschaltung eines oder mehrerer Panorama-Potentiometer oder äquivalenter Hilfsmittel bei einer Vorrichtung gemäss EP 2 124 486 oder EP 1 850 639 nach erfolgter Stereoumsetzung (nach erfolgtem Durchlaufen einer MS-Matrix, für die die Beziehung

und

gilt) vor, die nicht wie bei intensitätsstereophonen Signalen, das heisst für Stereosignale, die sich ausschliesslich durch ihre Pegel, jedoch nicht durch Laufzeit- bzw. Phasenunterschiede oder unterschiedlich Frequenzspektren unterscheiden, zu einer bestimmungsgemässen Einschränkung der Abbildungsbreite oder einer Verschiebung der Abbildungsrichtung der gewonnenen Stereosignale führen, sondern vielmehr zu einer Erhöhung oder Herabsetzung des Korrelationsgrades. Nachdem der Inhalt dieser Dokumente zum Zeitpunkt vorliegender Anmeldung nicht veröffentlicht ist, wird dieser, siehe unten, vollständig wiedergegeben.

[0011] CH01776/09 bzw. PCT/EP2010/055 877 gestattet eine optimale Wahl jener Parameter, welche der Erzeugung von stereophonen oder pseudostereophonen Signalen zugrundeliegen. Dem Benutzer werden Mittel an die Hand gelegt, den Korrelationsgrad, den Definitionsbereich, die Lautheit sowie weitere Parameter der resultierenden Signale nach psychoakustischen Gesichtspunkten festzulegen, und somit Artefakte zu verhindern. Nachdem der Inhalt dieser Dokumente zum Zeitpunkt vorliegender Anmeldung nicht veröffentlicht ist, wird dieser, siehe unten, vollständig wiedergegeben.

[0012] Insgesamt lässt sich zum Stand der Technik sagen, dass bislang algebraische Invarianten mangels entsprechender Grundlagen niemals zur Analyse oder Optimierung von Schallereignissen oder ähnlichen Prozessen herangezogen worden sind.

Offenbarung der Erfindung

[0013] Zunächst wird eine Verknüpfung f^(t) von zwei oder mehreren Signalen s1(t), s2(t), sm(t) bzw. von deren Transferfunktionen t1 (s1(t)), t2(s2(t)), tm(sm(t)) auf der komplexen Zahlenebene betrachtet bzw. deren Projektion auf das Relief, das durch die Norm aller Punkte der komplexen Zahlenebene definiert ist (den Einheitskegel, dessen Spitze im Ursprung der komplexen Zahlenebene liegt und dessen Symmetrieachse lotrecht zur komplexen Zahlenebene liegt).

[0014] Die reelle Achse, die imaginäre Achse und die Symmetrieachse des Kegels werden nunmehr als ein kartesisches Koordinatensystem mit Koordinaten(x1, x2, x3) aufgefasst. Die Veränderung des Öffnungswinkels des Kegels führt zur Kegelgleichung x1<2>+ x2<2> - 1/g<*2> * x3= 0 bzw. den Koeffizienten [1 1 -1/g<*2>]. Betrachtet werden nunmehr zwei Kegelgleichungen S : = ax<2>: = 1 * x1<2> + 1 * x2<2> - 1/g<2> * x3<2>=0 und S ́ : = a ́x<2>: = 1 * x1<2> + 1 * x2<2>- 1/g ́<2> * x3<2> = 0.

[0015] Eine Invariante ist somit bekanntlich aa,<2>: = 1 * 1<2> + 1 * 1<2> - 1/g<2>* 1/g ́<4>.

[0016] Beide Kegel S, S’ sind apolar, wenn gilt 1/g<2>* 1/g ́<4> = 2.

[0017] S ́ ist also in S harmonisch eingeschrieben.

[0018] Betrachten wir nun obige Verknüpfung für zwei gleichlange Zeitabschnitte t<1>, t<2> sowie die Abbildungen S, S ́ und Σ ́ mit Σ ́ : = ua,<2> : = A ́u1<2> + B ́u2<2>+ C ́u32 + 2F ́u2u3 + 2G ́u3u1+ 2H ́u1u2 = 1 * u1<2> + 1 * u2<2>+ 1/g ́ ́<2> * u3<2>+ 2 * 1 * u2u3 + 2 * 1* u3u1+ 2*1* u1u2 = 0

[0019] Es soll gelten aA ́ + bB ́ + cC ́ + 2fF ́ + 2gG ́ + 2hH ́ = 0, demnach S und ∑ ́apolar sein: 1*1 + 1*1 – 1/g<2>* 1/g ́ ́ <2> = 0 oder 1/g<2> * 1/g ́ ́<2> = 2.

[0020] Somit ist, sofern g ́ = g ́ ́ = 1 und g = 1/√2 gilt, die Apolarität von S mit S ́ und Σ gewährleistet.

[0021] Die Betrachtung des Einheitskegels S ́ = 1 * x1<2>+ 1 * x2<2> - 1 * x3<2>= 0 gestattet somit zugleich die Betrachtung identisch verschwindender Invarianten auf S S = 1 * x1<2> + 1 * x2<2>– 2 * x3<2> = 0 bzw. Σ ́ = 1 * u1<2>+ 1 * u2<2> + 1 * u3<2> + 2 * 1 * u2u3 + 2 * 1 * u3u1 + 2*1* u1u2 = 0.

[0022] Somit ist aa,<2> : = 1 * 1<2>+ 1 * 1<2> – 2 * 1<2> <>die gesuchte Invariante beider Abbildungen, wobei diese Relation linear in den Koeffizienten der Gleichungen S = 1 * x1<2>+ 1 * x2<2> – 2 * x3<2> =0 Σ ́ = 1 * u1<2>+ 1 * u2<2> + 1 * u3<2>+ 2 * 1 * u2u3 + 2*1* u3u1 + 2 * 1 * u1u2 = 0 ist.

[0023] Gemäss Hilberts berühmten Satz über den Invariantenkörper stellt in unserem System die Linearkombination ϕ [1 1 -2] * [1, 1, -2] + Θ [1 1 -2] * [1, 1, 1] wiederum eine Invariante dar. Somit sind die auf der von den Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) aufgespannten Ebene betrachteten Durchstossungsgeraden von f^ (t1) und f^ (t2), ξ1 und ξ2 Invarianten von S und S ́ bzw. von S und Σ ́.

[0024] Bei Betrachtung des an der komplexen Zahlenebene gespiegelten Einheitskegels führt die Veränderung des Öffnungswinkels des Kegels zur Kegelgleichung -x1<2> - x2<2> + 1/g<*2> * x3 bzw. den Koeffizienten [-1 -1 1/g<*2>]. Betrachtet werden nunmehr zwei Kegelgleichungen S := ax<2> : = -1 * x1<2>- 1 * x2<2> + 1/g<2> * x3<2>=0 und S ́ : = a ́x<2>: = -1 * x1<2> - 1 * x2<2>+ 1/g ́<2> * x3<2>= 0.

[0025] Eine Invariante ist somit bekanntlich aa,<2>:= -1 * (-1)<2> - 1 * (-1)<2> + l1/g<2>* 1/g ́<4>.

[0026] Beide Kegel S, S ́ sind apolar, wenn gilt 1/g<2>* 1/g ́<4> = 2.

[0027] S ́ ist also in S harmonisch eingeschrieben.

[0028] Betrachten wir nun obige Verknüpfung für zwei gleichlange Zeitabschnitte t1, t2 sowie die Abbildungen S, S ́ und Σ mit Σ ́ : = ua,<2>:= A ́u1<2>+ B ́u2<2> + C ́u32 + 2F ́u2u3 + 2G ́ u3u1+ 2H ́u1u2 = 1 * u1<2> + 1 * u2<2>+ 1/g ́ ́<2> * u3<2>+ 2 * 1 * u2u3 + 2 * 1 * u3u1+ 2 * 1 * u1u2 = 0

[0029] Es soll gelten aA ́ + bB ́ + cC ́ + 2fF ́ + 2gG ́ + 2hH ́ = 0, demnach S und ∑ ́ apolar sein: -1 * 1 – 1 * 1 + 1/g<2>* 1/g ́ ́<2> = 0 oder 1/g<2>* 1/g ́ ́<2> = 2.

[0030] Somit ist wiederum, sofern g ́ = g ́ ́ = 1 und g = 1/√2 gilt, die Apolarität von S mit S ́ und Σ ́ gewährleistet.

[0031] Die Betrachtung des Einheitskegels S ́ = - 1 * x1<2>- 1 * x2<2> + 1 * x3<2>= 0 gestattet somit zugleich die Betrachtung identisch verschwindender Invarianten auf S S = -1 * x1<2> - 1 * x2<2> + 2 * x3<2> =0 bzw. Σ ́ = 1 * u1<2>+ 1 * u2<2> + 1 * u3<2> + 2 * 1 * u2u3+ 2 * 1 * u3u1 + 2 * 1 * u1u2= 0.

[0032] Somit ist aa,<2>< >: = -1 * (-1)<2> - 1 * (-1)<2> + 2 * 1<2> = -1 * 1 -1 * 1 + 2 * 1 die gesuchte Invariante beider Abbildungen, wobei diese Relation linear in den Koeffizienten der Gleichungen S = -1 * x1<2>- 1 * x2<2> + 2 * x3<2>=0 Σ ́ = 1 * u1<2> + 1 * u2<2>+ 1 * u3<2> + 2 * 1 * u2u3 + 2 * 1 * u3u1+ 2*1* u1u2 = 0 ist.

[0033] Gemäss Hilberts Satz über den Invariantenkörper stellt in unserem System die Linearkombination ϕ [-1 -1 2] * [-1, -1, 2] + Θ [-1 -1 2] * [1, 1, 1] wiederum eine Invariante dar. Somit sind die auf der von den Vektoren (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannten Ebene betrachteten Durchstossungsgeraden von f^ (t1) und f^ (t2), ξ1und ξ2 Invarianten von S und S ́ bzw. von S und Σ ́.

[0034] Sämtliche kombinatorische Möglichkeiten für die Lage von S, S ́ und wie unschwer einzusehen ist, erschöpfen sich somit hinsichtlich des Resultats in derselben Ebene.

[0035] Die praktische Anwendung dieses Sachverhalts in der Signaltechnik gestattet den Vergleich der Verknüpfungen von zwei oder mehreren gleich langen Signalabschnitten oder deren Transferfunktionen durch die Bestimmung genannter Invarianten. Hierbei werden diese Verknüpfungen auf der komplexen Zahlenebene abgebildet – die x1-Achse fällt hier mit der reellen Achse, die x2-Achse mit der imaginären Achse zusammen -und anschliessend die Durchstossungspunkte dieser Abbildungen mit der durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, -1) oder (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannten Ebene betrachtet, die nunmehr absolut oder auch hinsichtlich ihrer statistischen Verteilung präzise Anhaltspunkte für die weitere Analyse oder Optimierung darstellen. Beispielsweise lässt sich, siehe unten, anhand der Invarianten eine Gewichtsfunktion zur Optimierung von stereophonen oder pseudostereophonen Audiosignalen definieren.

Kurzbeschreibung der Abbildungen

[0036] Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beispielhaft beschrieben, wobei auf folgende Zeichnungen Bezug genommen wird: - FIG. 1A zeigt das Schaltungsprinzip eines bekannten Panorama-Potentiometers. - FIG. 2A ist der Dämpfungsverlauf des linken und rechten Kanals eines Panorama-Potentiometers ohne Überbasisbereich und entsprechende Abbildungswinkel zu entnehmen. - FIG. 3A zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung oder eines Verfahrens gemäss CH01159/09 bzw. PCT/EP2010/055 876, in welcher aus der Stereoumsetzung resultierende linke Kanal L’ bzw. rechte Kanal R’ je einem Panorama-Potentiometer bei gemeinsamen Sammelschienen L und R zugeführt wird. - FIG. 4A zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung oder eines Verfahrens gemäss CH01159/09 bzw. PCT/EP2010/055 876. - FIG. 5A zeigt eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung oder eines Verfahrens gemäss CH01159/09 bzw. PCT/EP2010/055 876. - FIG. 6Azeigt eine vierte Ausführungsform einer Vorrichtung oder eines Verfahrens gemäss CH01159/09 bzw. PCT/EP2010/055876 mit einer zu FIG. 3Aäquivalenten Schaltung mit leicht modifizierter MS-Matrix, die eine unmittelbare Nachschaltung von Panorama-Potentiometern entbehrlich macht. - FIG. 7A zeigt eine zu FIG. 3A bzw. FIG. 6Aäquivalente Schaltung, sofern für die umgekehrt proportionalen Dämpfungen λ und �? der in FIG. 3A dargestellten Panorama-Potentiometer die Beziehung λ = �? gilt. - FIG. 8A zeigt eine erweiterte Schaltung gemäss FIG. 7Azur Normierung des Pegels der Ausgangssignale des Stereoumsetzers. - FIG. 9Azeigt ein Beispiel einer Schaltung, welches als Erweiterung der FIG. 8A gegebene Signale x(t), y(t) als Summe der Transferfunktionen auf der komplexen Zahlenebene abbildet. - FIG. 10Azeigt das Beispiel einer Schaltung, welches als Erweiterung der FIG. 9Adie Abbildungsbreite eines Stereosignals festlegt. - FIG. 11Azeigt ein Beispiel einer Eingangsschaltung für ein bereits vorhandenes Stereosignal L°, R° vor Übergabe an eine Schaltung gemäss FIG. 12A (zur Bestimmung der Lokalisierung des Signals), welche L°, also l(t), und R°, also r(t) als Summe der Transferfunktionen auf der komplexen Zahlenebene abbildet. - FIG. 12Azeigt eine Schaltung zur Bestimmung der Lokalisierung des Signals, deren Eingänge mit den Ausgängen der FIG. 10A bzw. den Ausgängen der FIG. IIA verbunden sein können. - FIG. 1B zeigt ein Beispiel einer Schaltung für zwei Logikelemente zur Normierung des Pegels und zur Normierung des Korrelationsgrades der Ausgangssignale eines Stereoumsetzers (beispielsweise ein Stereoumsetzer gemäss EP2 124 486 oder EP1 850 639), wobei das Eingangssignal M und S (vor Durchlaufen eines der MS-Matrix vorgelagerten Verstärkers) optional einer Schaltung gemäss FIG. 7B zugeführt werden kann, die optional auch der FIG. 6bBnachgeschaltet ist. - FIG. 2B zeigt ein Beispiel einer Schaltung, welches gegebene Signale x(t), y(t) mittels der Transferfunktionen f*[x(t)] und g*[y(t)] auf der komplexen Zahlenebene abbildet bzw. das Argument von deren Summe f*[x(t)] + g*[y(t)] bestimmt. - FIG. 3aBzeigt ein Beispiel einer Schaltung für die Wahl des Definitionsbereichs mittels des Parameters a. - FIG. 4aB zeigt ein Beispiel einer Schaltung für ein drittes Logikelement, welches die in FIG. 1B erzeugten, gemäss FIG. 2Bauf der komplexen Zahlenebene abgebildeten Signale hinsichtlich des gemäss FIG. 3aBneu durch den Parameter a definierten zulässigen Definitionsbereichs gemäss der Bedingung Re<2>{f[x(t] + g*[y(t)]} * 1/a<2> + Im<2>{f*[x(t] + g*[y(t)]} ≤ 1 überprüft. - FIG. 5aBzeigt ein Beispiel einer Schaltung für ein viertes Logikelement, das abschliessend das Relief der Funktion f*[x(t)] + g*[y(t)] im Sinne einer Maximierung von deren Funktionswerten betrachtet, wobei der Benutzer den durch die Ungleichung (8aB) definierten Grenzwert R* (bzw. die durch die Ungleichung (8aB) ebenfalls definierte Abweichung Δ) für diese Maximierung frei wählen kann. - FIG. 6aB zeigt eine Eingangsschaltung für ein bereits vorhandenes Stereosignal vor Übergabe an eine Schaltung gemäss FIG. 6bBzur Bestimmung der Lokalisierung des Signals. - FIG 6bB zeigt eine Schaltung zur Bestimmung der Lokalisierung des Signals, deren Eingänge mit den Ausgängen der FIG. 5aBbzw. den Ausgängen der FIG. 6aB verbunden sind. - FIG. 7B zeigt ein weiteres Beispiel einer Schaltung zur Normierung stereophoner oder pseudostereophoner Signale, die, sofern der FIG. 6bB nachgeschaltet, aktiviert wird, sobald der Parameter z als Eingangssignal vorliegt. Der Anfangswert des Verstärkungsfaktors λ entspricht dabei dem Endwert des Verstärkungsfaktors λ. der FIG. 1B bei Übergabe des Parameters z. - FIG. 8B zeigt ein Beispiel einer Schaltung, welches gegebene Signale x(t), y(t) mittels der Transferfunktionen f*[x(t)] und g*[y(t)] auf der komplexen Zahlenebene abbildet. - FIG. 9B zeigt ein Beispiel einer Schaltung zur Anpassung der Abbildungsbreite eines Audiosignales. - FIG. 1C zeigt die Apolaritätsbedingung für die Abbildungen S, S ́ und - FIG. 2C zeigt die Abbildungen S, S ́ und für das kartesische Koordinatensystem x1 = u1, x2 = u2, x3 = u3 aus der Perspektive des 1. Quadranten der zugehörigen komplexen Zahlenebene. - FIG. 3C zeigt die Abbildungen S, S ́ und für das kartesische Koordinatensystem x1= u1, x2 = u2, x3= u3 gleichfalls aus der Perspektive des 1. Quadranten der zugehörigen komplexen Zahlenebene. - FIG. 4C zeigt die Abbildungen S, S ́ und für das kartesische Koordinatensystem x1= u1, x2 = u2, x3 = u3 aus der Perspektive des 4. Quadranten der zugehörigen komplexen Zahlenebene. - FIG. 5C zeigt das Konvergenzverhalten einer Gewichtsfunktion, die hier beispielsweise anhand der Mittelwerte der Schnittpunkte im 1. oder auch 3. Quadranten dreier gleich langer, auf der komplexen Zahlenebene abgebildeter pseudostereophoner Signalabschnitte mit der durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannten Ebene die Parameter ϕ, f (bzw. n), α, β optimiert. - FIG. 6Czeigt ein Beispiel der unten beschriebenen Schaltung zur Optimierung von pseudostereophonen Signalen auf der Basis algebraischer Invarianten, die der FIG. 5aB unmittelbar nachgeschaltet werden kann, und mit dieser dann eine im vorliegenden Beispiel untrennbare Einheit bildet. Die Ausgänge von FIG. 6C sind innerhalb des gesamten Schaltschemas in diesem Falle so zu behandeln, als wären sie jene von FIG. 5aB. Die Schaltung der FIG. 6Cbewirkt, dass deren vorgeschaltete Elemente nunmehr für verschiedene gleich lange Abschnitte von Audiosignalen durchlaufen werden. Das Resultat ist eine anhand der Mittelwerte der Schnittpunkte im 1. oder auch 3. Quadranten dieser gleich langen, auf der komplexen Zahlenebene abgebildeten Signalabschnitte mit der durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannten Ebene optimierte Parametrisierung ϕ, f, α, β.

Detaillierte Beschreibung

[0037] Zunächst werden die algebraischen Grundlagen anhand der FIG. 1C bis 4C veranschaulicht.

[0038] FIG. 1C stellt die Apolaritätsbedingung für S und S ́ bzw. S und Σ ́ dar. 1001 veranschaulicht jene für S und S ́, ausgedrückt durch f<~>(g ́), 1002 jene für S und Σ ́ ausgedrückt durch f~(g ́ ́). Der Schnittpunkt 1004 von 1001 mit der Diagonalen des 1. Quadranten veranschaulicht das Zusammenfallen von S und S ́, der Schnittpunkt 1005 von 1001 und 1002 stellt die gesuchte Apolaritätsbedingung selbst dar; g ́ = g ́ ́ =1 ist unmittelbar abzulesen.

[0039] FIG. 2C zeigt die Abbildungen S (2001), S ́ (2002) und Σ ́ (2003) sowie die von den Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) aufgespannten Ebene 2004, auf der die gesuchten algebraischen Invarianten von S und S ́ bzw. von S und Σ ́ liegen, aus der Perspektive des 1. Quadranten der zugehörigen komplexen Zahlenebene. 2005, 2006 und 2007 zeigen die vom kartesische Koordinatensystem x1= u1, x2 = u2, x3= u3 aufgespannten Ebenen.

[0040] FIG. 3C zeigt die Abbildungen S (2001), S ́ (2002) und Σ ́ (2003) sowie die von den Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) aufgespannten Ebene 2004, auf der die gesuchten algebraischen Invarianten von S und S ́ bzw. von S und Σ ́ liegen, ebenfalls aus der Perspektive des 1. Quadranten der zugehörigen komplexen Zahlenebene. 2005, 2006 und 2007 zeigen die vom kartesische Koordinatensystem x1 = u1, x2 = u2, x3 = u3 aufgespannten Ebenen.

[0041] FIG. 4C zeigt die Abbildungen S (2001), S ́ (2002) und (2003) sowie die von den Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) aufgespannten Ebene 2004, auf der die gesuchten algebraischen Invarianten von S und S ́ bzw. von S und Σ ́ liegen, nunmehr aus der Perspektive des 4. Quadranten der zugehörigen komplexen Zahlenebene. 2005, 2006 und 2007 zeigen die vom kartesische Koordinatensystem x1= u1, x2 = u2, x3= u3 aufgespannten Ebenen.

[0042] Allgemein ist bekannt, dass Audiosignale, die über zwei oder mehrere Lautsprecher abgestrahlt werden, beim Zuhörer einen räumlichen Eindruck erwecken, sofern sie unterschiedliche Amplituden, Frequenzen, Laufzeit- oder Phasendifferenzen aufweisen oder entsprechend verhallt werden.

[0043] Solche dekorrelierten Signale lassen sich einerseits durch unterschiedlich platzierte Schallwandelsysteme erzeugen, deren Signale optional nachbearbeitet werden, oder mittels sogenannter pseudostereophoner Techniken, die eine solche geeignete Dekorrelation - ausgehend von einem Monosignal - erzeugen.

[0044] CH01159/09 bzw. PCT/EP2010/055 876 sind zum Zeitpunkt der vorliegenden Anmeldung nicht veröffentlicht. Im Folgenden wird deshalb deren Inhalt zum Verständnis des folgenden Anwendungsbeispiels vorliegender Erfindung vollständig wiedergegeben:

[0045] Manche pseudostereophone Signale weisen eine erhöhte «Phasigkeit» auf, das heisst deutlich wahrnehmbare Laufzeitdifferenzen zwischen beiden Kanälen. Häufig ist auch der Korrelationsgrad zwischen beiden Kanäle zu gering (mangelnde Kompatibilität) oder zu hoch (unerwünschte Annäherung an ein Monoklangbild). Pseudostereophone, aber auch stereophone Signale, können somit Defizienzen aufweisen, die auf mangelnde oder übergrosse Dekorrelationen der abgestrahlten Signale zurückzuführen sind.

[0046] Es ist somit ein Ziel von CH01159/09 bzw. PCT/EP2010/055 876, dieses Problem zu lösen und stereophone (einschliesslich pseudostereophone) Signale abzugleichen oder umgekehrt stärker zu differenzieren.

[0047] Ein anderes Ziel ist es, stereophone und pseudostereophone Audiosignale zu verbessern, zu erzeugen, zu übertragen, umzuformen oder wiederzugeben.

[0048] In CH01159/09 bzw. PCT/EP2010/055 876 werden diese Probleme unter anderem durch die vordergründig nicht zweckmässigen Nachschaltung eines Panorama-Potentiometers bei einer Vorrichtung zur Pseudostereoumsetzung gelöst.

[0049] Panorama-Potentiometer (auch Pan-Pot, Panoramaregler oder Panoramasteller genannt) sind an sich bekannt und werden für intensitätsstereophone Signale verwendet, das heisst für Stereosignale, die sich ausschliesslich durch ihre Pegel, jedoch nicht durch Laufzeit- bzw. Phasenunterschiede oder unterschiedliche Frequenzspektren unterscheiden. Das Schaltungsprinzip eines bekannten Panorama-Potentiometers wird in Figur 1A dargestellt. Das Gerät besitzt einen Eingang 101 und zwei Ausgänge 202, 203, die auf die Sammelschienen 204, 205 der Gruppenkanäle L (linker Audiokanal) und R (rechter Audiokanal) gelegt sind. In Mittenstellung (M) erhalten beide Sammelschienen denselben. Pegel, in den Seitenstellungen Links (L) und Rechts (R) wird das Signal nur auf die linke bzw. rechte Sammelschiene weitergeführt. In den Zwischenstellungen erzeugt ein Panorama-Potentiometer Pegeldifferenzen, die den verschiedenen Positionen der Phantomschallquelle auf der Lautsprecherbasis entsprechen.

[0050] FIG. 2A ist der Dämpfungsverlauf des linken und rechten Kanals eines Panorama-Potentiometers ohne Überbasisbereich und entsprechende Abbildungswinkel zu entnehmen. In Mittenstellung beträgt die Dämpfung in jedem Kanal 3 dB, durch die akustische Überlagerung entsteht dadurch derselbe Lautstärkeeindruck, wie wenn nur ein Kanal in Stellung L oder R vorhanden wäre.

[0051] Panorama-Potentiometer können etwa als Spannungsteiler den linken Kanal in unterschiedlichem, wählbaren Verhältnis auf den resultierenden linken bzw. rechten Ausgang (diese Ausgänge werden auch als Sammelschienen bezeichnet) verteilen bzw. in gleicher Weise den rechten Kanal in unterschiedlichem, wählbaren Verhältnis auf denselben linken bzw. rechten Ausgang (dieselben Sammelschienen). Somit können bei intensitätsstereophonen Signalen die Abbildungsbreite eingeengt und deren Richtung verschoben werden.

[0052] Bei pseudostereophonen Signalen, die sich Laufzeit- bzw. Phasenunterschiede, unterschiedliche Frequenzspektren oder Verhallung zunutze machen (als auch bei so beschaffenen Stereosignalen im Allgemeinen) ist eine solche Einengung der Abbildungsbreite bzw. Verschiebung der Abbildungsrichtung anhand eines Panorama-Potentiometers nicht möglich. Von einer Anwendung von Panorama-Potentiometern auf derartige Signale wird, deshalb bestimmungsgemäss grundsätzlich abgesehen.

[0053] Wie in CH01159/09 bzw. PCT/EP2010/055 876 dargestellt, wurde jedoch unerwartet und entgegen bisheriger Erfahrung festgestellt, dass die vorher nicht bekannte Nachschaltung eines Panorama-Potentiometers nach einer Schaltung zur Pseudostereokonvertierung unerwartete Vorteile bringt. Zwar kann eine solche Nachschaltung nicht zur oben erwähnten Einschränkung der Abbildungsbreite oder zur Verschiebung der Abbildungsrichtung der gewonnenen Stereosignale führen. Jedoch lässt sich der Korrelationsgrad zwischen dem linken und dem rechten Signal mit einem solchen Panorama-Potentiometer auf diesem Wege erhöhen oder auch herabsetzen.

[0054] In einer bevorzugten Ausführungsform wird je ein Panorama-Potentiometer im linken und rechten Ausgang der Schaltung zur Gewinnung eines pseudostereophonen Signals nachgeschaltet. Dabei werden vorzugsweise die Sammelschienen beider Panorama-Potentiometer gemeinsam und vorzugsweise gleichlautend genutzt.

[0055] Dabei besitzt jeder Panorama-Potentiometer einen Eingang und zwei Ausgänge. Der Eingang eines ersten Panorama-Potentiometers ist mit einem ersten Ausgang der Schaltung verbunden, und der Eingang eines zweiten Panorama-Potentiometers ist mit einem zweiten Ausgang dieser Schaltung verbunden. Der erste Ausgang des ersten Panorama-Potentiometers ist mit dem ersten Ausgang des zweiten Panorama-Potentiometers verbunden. Der zweite Ausgang des ersten Panorama-Potentiometers ist mit dem zweiten Ausgang des zweiten Panorama-Potentiometers verbunden.

[0056] Alternativ und äquivalent lässt sich der Korrelationsgrad statt mit Panorama-Potentiometern auch anhand einer ersten Schaltung zur Pseudostereo-konvertierung mit einem Stereoumsetzer und einem dem Stereoumsetzer vorgeschalteten Verstärker zur Verstärkung eines Eingangssignals des Stereoumsetzers anpassen, und dies ohne Panorama-Potentiometer. Eine äquivalente Korrelationsgradanpassung lässt sich dadurch mit weniger Komponenten realisieren.

[0057] Alternativ und äquivalent lässt sich der Korrelationsgrad statt mit Panorama-Potentiometer auch anhand einer zweiten Schaltung variieren, dies mit einem modifizierten Stereoumsetzer, der einen Addierer und einen Substraktor enthält, um, um vorbestimmte Faktoren jeweilig verstärkte, Eingangssignale (M, S) zu addieren beziehungsweise zu subtrahieren, um Signale, die identisch mit den Sammelschienensignalen der Panorama-Potentiometer sind, zu erzeugen. Eine äquivalente Korrelationsgradanpassung lässt sich dadurch mit noch weniger Komponenten realisieren.

[0058] Diese Sachverhalte lassen sich auch auf Vorrichtungen oder Methoden anwenden, welche Signale erzeugen, die durch mehr als zwei Lautsprecher wiedergegeben werden (beispielsweise zum Stand der Technik gehörende Surround-Anlagen).

[0059] Die Fig. 3A bis 5A zeigen verschiedene Ausführungsformen eben dargelegten Schaltungsprinzips, bei welcher je ein Panorama-Potentiometer 311 und 312, 411 und 412, 511 und 512 unmittelbar auf eine Pseudokonvertierungsschaltung 309, 409 bzw. 509 folgend nachgeschaltet wird. In jedem hier dargestellten Beispiel besteht die Pseudokonvertierungsschaltung 309, 409 bzw. 509 aus einer Schaltung mit einer MS-Matrix 310, 410, bzw. 510, wie in EP2 124 486 als auch in EP1 850 639 beschrieben.

[0060] Mit diesem Panorama-Potentiometer 311 und 312, 411 und 412, 511 und 512 lässt sich der Korrelationsgrad der resultierenden Sammelschienen L 304, 404, 504 und R 305, 405, 505 erhöhen oder erniedrigen. Es wird demnach der aus der Stereoumsetzung (nach Durchlaufen der MS-Matrix) resultierende linke Kanal L’ 302, 402, 502 bzw. rechte Kanal R’ 303, 403, 503 je einem Panorama-Potentiometer bei gemeinsam genutzten Sammelschienen L und R zugeführt.

[0061] Werden die Dämpfung λ für das linke Eingangssignal L’ des Panorama-Potentiometers 311, 411 oder 511 und die Dämpfung �? für das rechte Eingangssignal R’ des Panorama-Potentiometers 312, 412, 512 eines aus einer Vorrichtung 309, 409 oder 509 resultierenden Stereosignals 302 und 303, 402 und 403, 502 und 503 auf den Bereich zwischen 0 und 3 dB eingeengt, lassen sich umgekehrt proportional die Beziehungen 1 ≥ λ ≥ 0 und 1 ≥ �? ≥ 0 (wobei 1 dem Wert 0 dB entspricht und 0 dem Wert 3 dB) einführen.

[0062] λ und �? entsprechen somit den umgekehrt proportionalen Dämpfungen der in FIG. 3Abis Fig. 5A dargestellten Panorama-Potentiometer, eingeengt auf den Bereich zwischen 0 und 3 dB.

[0063] Es ergeben sich somit für die resultierenden Stereosignale (Sammelschienen) L und R (304 und 305, 404 und 405, 504 und 505) bzw. die Ausgangssignale L ́ ́ 313, 413, 513 und R ́ ́ 314, 414, 514 des Panorama-Potentiometers 311, 411, 511 und die Ausgangssignale L ́ ́ ́ 315, 415, 515 und R ́ ́ ́ 316, 416, 516 des Panorama-Potentiometers 312, 412, 512 die Beziehungen (1A) L = L ́ ́ + L ́ ́ ́ = 1⁄2 * L ́ (1 + λ) + 1⁄2 * R ́ (1 - �?) und (2A) R = R ́ ́ + R ́ ́ ́ = 1⁄2 * L ́ (1 - λ) + 1⁄2 * R ́ (1 + �?)

[0064] Die Fig. 6A zeigt eine weitere Ausführungsform mit einer zu FIG. 3A äquivalente Schaltung mit leicht modifizierter MS-Matrix, die eine unmittelbare Nachschaltung von Panorama-Potentiometern entbehrlich macht. Unter der Berücksichtigung der Äquivalenzen der Stereoumsetzung (MS-Matrizierung)

und

ergeben sich die Beziehungen

[0065] Dadurch lassen sich die Signale der Sammelschienen L und R auch unmittelbar aus den Eingangssignalen M und S der Stereoumsetzungsschaltung ableiten.

[0066] Für den Fall λ = �? (gleiche Dämpfung im linken und rechten Kanal) gelten:

d.h. die Variation der Amplitude des Signals S ist äquivalent mit der Nachschaltung je eines Panorama-Potentiometers bei identischer Dämpfung im linken und rechten Kanal. Die Ausgangssignale L und R entsprechen unter diesen Voraussetzungen den Sammelschienen-Signalen L und R der Fig. 3A.

[0067] Es ergibt sich somit eine Schaltung oder ein Verfahren etwa der Form FIG. 6A (wobei triviale Abwandlungen möglich sind), die ein Summensignal aus dem um den Faktor (2 + λ - �?) verstärkten M-Signal und dem um den Faktor (λ + p) verstärkten S-Signal bildet, sowie ein Differenzsignal, das sich aus dem um den Faktor (2 - λ + �?) verstärkten M-Signal minus dem um den Faktor (λ + �?) verstärkten S-Signal zusammensetzt, wobei insgesamt eine Korrektur um den Faktor vorzunehmen ist, um zu Formeln (1A) und (2B) äquivalente Signale L und R zu erhalten.

[0068] Die FIG. 7A zeigt eine zu FIG. 3A bzw. FIG. 6A äquivalente Schaltung, sofern für die umgekehrt proportionalen Dämpfungen λ und �? der in FIG. 3Adargestellten Panorama-Potentiometer die Beziehung λ = �? gilt. Diese Schaltung ist nicht zu verwechseln mit der aus der Intensitätsstereophonie (MS-Mikrophonverfahren) bekannten Anordnung zur Veränderung des Aufnahme- oder Öffnungswinkels (die hier nicht stattfindet!).

[0069] Es wird dabei davon ausgegangen, dass häufig für die Angleichung oder Differenzierung von Stereosignalen eine für vorgeschlagene Panorama-Potentiometer oder eben dargestellte modifizierte MS-Matrix einheitliche Dämpfung ausreichend ist. Mit λ - �? vereinfacht sich die soeben dargestellte Vorrichtung dann gemäss den obigen Formeln (3A) und (4A) zu:

was einer simplen Amplitudenkorrektur des S-Signals (717) gleichkommt.

[0070] Eine solche Amplitudenkorrektur des S-Signals ist bislang nur für das klassische MS-Mikrophonverfahren bekannt, und führt dort im idealen Bereich zu einer Veränderung des Aufnahme- oder Öffnungswinkels, die hier nicht stattfindet. Eine Übertragung gleichen Wirkungsprinzips ist nicht möglich (und eine Anwendung der MS-Mikrophontechnik auf vorliegende Schaltung demnach nicht naheliegend).

[0071] In der FIG. 7A kommt es somit zur ergänzenden Verstärkung des S-Signals um den Faktor λ (1 ≥ λ ≥ 0) vor abschliessendem Durchlaufen der MS-Matrix. Das resultierende Stereosignal ist äquivalent mit den Sammelschienen-Signalen 304 und 305 der FIG. 3A, 404 und 405 der FIG. 4A und 504 und 505 der FIG. 5A bei einheitlicher Dämpfung als auch mit dem Ausgangssignal L und R der FIG. 6A, sofern dort λ = �? gilt.

[0072] In der Praxis lässt sich mit dieser Schaltung bzw. Verfahren der Korrelationsgrad exakt festlegen, d.h. es besteht ein unmittelbarer funktionaler Zusammenhang zwischen der Dämpfung λ und dem Korrelationsgrad r, für den idealerweise 0,2 ≤ r ≤; 0,7 gilt. Für λ hat sich in einer Versuchsreihe 0,07 ≤ λ ≤ 0,46 als günstig für die meisten Anwendungen erwiesen.

[0073] Insbesondere lassen sich Artefakte (wie störende Laufzeitdifferenzen, Phasenverschiebungen o.a.) mit dieser Vorrichtung oder Verfahren unschwer ausmerzen, sei dies manuell oder auch automatisiert (algorithmisch).

[0074] Es lässt sich somit aufgrund der Äquivalenz von nachgeschalteten Panorama-Potentiometern mit einheitlicher Dämpfung und einer Amplitudenkorrektur des S-Signals um den Faktor λ (1 ≥ λ ≥ 0) vor abschliessender MS-Matrizierung eine überzeugende Pseudostereophonie erzielen, die, vom ursprünglichen Monosignal ausgehend, dem Zuhörer eine umfassende, wenngleich höchst einfache Nachbearbeitungsmöglichkeit einräumt, dies unter grundsätzlicher Wahrung der Kompatibilität und Vermeidung störender Artefakte.

[0075] Diese Vorrichtung kann beispielsweise in der Telephonie eingesetzt werden, im Bereich der professionellen Nachbearbeitung von Audiosignalen oder auch im Bereich hochwertiger elektronischer Konsumgüter, die auf einfachste, jedoch effiziente Handhabung abzielen.

[0076] Zur Einschränkung oder Erweiterung der Abbildungsbreite:

[0077] Es empfiehlt sich für diese Anwendung der zusätzliche Einsatz von zum Stand der Technik gehörenden Kompressionsalgorithmen oder Datenreduktionsverfahren bzw. die Betrachtung charakteristischer Merkmale wie etwa der Minima oder Maxima für die gewonnenen pseudostereophonen Signale, dies für deren erfindungsgemässe beschleunigte Evaluierung.

[0078] Von besonderem Interesse (etwa für die Wiedergabe stereophoner Signale in Automobilen) ist die nachträgliche Einschränkung oder Erweiterung der Abbildungsbreite des gewonnenen Stereosignals anhand der gezielten Variation des Korrelationsgrades r des resultierenden Stereosignals bzw. der Dämpfungen λ oder auch �? (für die Bildung des resultierenden Stereosignals). Die zuvor eruierten Parameter f (bzw. n), welche die Richtcharakteristik des zu stereophonisierenden Signals beschreiben, der manuell oder messtechnisch zu ermittelnde Winkel ϕ, den Hauptachse und Schallquelle einschliessen, der fiktiven linken Öffnungswinkel α und der fiktive rechte Öffnungswinkel β können dabei beibehalten werden, und es ist sinnvollerweise nur noch eine abschliessende Amplitudenkorrektur etwa gemäss dem Logikelement 120 der Fig. 8Anotwendig, sofern diese Einschränkung oder Erweiterung der Abbildungsbreite manuell erfolgt.

[0079] Soll diese automatisiert werden, zeigen psychoakustische Versuchsreihen, dass eine konstante Abbildungsbreite für stereophone Ausgangssignale x(t), y(t) bzw. deren komplexe Transferfunktionen

im Wesentlichen vom Kriterium (7A) 0 ≤ S*- ε ≤ max |Re {f*[x(t)] + g*[y(t)] }| ≤ S*+ ε ≤ 1 sowie vom Kriterium

abhängt (wobei S* und ε. bzw. U* und κ beispielsweise für Telefonsignale anders festzulegen sind als für Musikaufnahmen). Zu bestimmen sind demnach nur noch vom Korrelationsgrad r des resultierenden Stereosignals bzw. von den Dämpfungen λ oder auch �? (für die Bildung des resultierenden Stereosignals) bzw. von einem Logikelement 120 der Fig. 8Aabhängige geeignete Funktionswerte x(t), y(t) gemäss einem iterativen, auf Rückkopplung basierenden Funktionsprinzip.

[0080] Die dargestellte Anordung lässt sich demnach im Sinne einer Anordnung etwa der in Fig. 8Abis 10A dargestellten Form wie folgt erweitern:

[0081] Ein aus einer Anordnung gemäss Fig. 1Abis 7Aresultierendes Ausgangssignal wird dabei einheitlich um einen Faktor �?* so verstärkt (Verstärker 118, 119 der Fig. 8), dass das Maximum beider Signale einen Pegel von exakt 0 dB aufweist (Normierung am Einheitskreis der komplexen Zahlenebene). Dies wird beispielsweise durch Nachschaltung eines Logikelements 120 erreicht, welches den Verstärkungsfaktor p* der Verstärker 118 und 119 solange über die Rückkopplungen 121 und 122 variiert bzw. korrigiert, bis der maximale Pegel für den linken bzw. für den rechten Kanal 0 dB beträgt.

[0082] In einem weiteren Schritt werden nunmehr die resultierenden Signale x(t) (123) und y(t) (124) einer Matrix zugeführt, in der nach jeweiliger Verstärkung um den Faktor 1/√2 (Verstärker 229, 230 der Fig. 9A) diese in je einen gleichlautenden Real- und Imaginärteil zerlegt werden, wobei der aus dem mittels 229 verstärkten Signal x(t) gebildete Realteil noch den Verstärker 231 mit dem Verstärkungsfaktor -1 durchläuft. Es ergeben sich somit die Transferfunktionen (5A) f*[x(t)] = [x(t) / √2] * (-1 + i) und (6A) g*[y(t)] = [y(t) / √2] * (-1 + i).

[0083] Die jeweiligen Real- bzw. Imaginärteile werden nunmehr summiert und ergeben somit den Real- bzw. Imaginärteil der Summe der Transferfunktionen f* [x(t)j + g* [y(t)].

[0084] Es ist nunmehr eine Anordnung beispielsweise gemäss dem Logikelement 640 der FIG. 10Anachzuschalten, die für einen vom Benutzer in Bezug auf die Abbildungsbreite des zu erzielenden Stereosignals geeignet gewählten Grenzwert S* bzw. eine geeignet gewählte Abweichung e, beide definiert durch die Ungleichung (7A), prüft, ob die Bedingung

erfüllt ist. Trifft dies nicht zu, wird über eine Rückkopplung 641 ein neuer optimierter Wert für den Korrelationsgrad r bzw. für die Dämpfungen λ oder auch �? (für die Bildung des resultierenden Stereosignals) bestimmt, und werden die bisherigen soeben beschriebenen Schritte, wie in FIG. 8Abis 10Adargestellt, solange durchlaufen, bis obige Bedingung (7A) erfüllt ist.

[0085] Die Eingangssignale für das Logikelement 640 werden nunmehr an eine Anordnung etwa gemäss dem Logikelement 642 der FIG. 10A übergeben. Diese betrachtet abschliessend das Relief der Funktion f*[x(t)] + g*[y(t)] im Sinne einer Optimierung der Funktionswerte hinsichtlich der Abbildungsbreite des zu erzielenden Stereosignals, wobei der Benutzer den Grenzwert U* sowie die Abweichung k, beide definiert durch die Ungleichung (8A), in Bezug auf die Abbildungsbreite des zu erzielenden Stereosignals geeignet wählen kann. Insgesamt muss die Bedingung

erfüllt sein. Trifft dies nicht zu, wird über eine Rückkopplung 643 ein neuer optimierter Wert für den Korrelationsgrad r bzw. für die Dämpfungen λ oder auch p (für die Bildung des resultierenden Stereosignals) bestimmt, und werden die bisherigen soeben beschriebenen Schritte, wie in FIG. 8A bis 10A dargestellt, solange durchlaufen, bis das Relief der Funktion f*[x(t)] + g*[y(t)] die angestrebte Optimierung der Funktionswerte hinsichtlich der Abbildungsbreite unter Berücksichtigung des Grenzwertes U*bzw. der Abweichung κ, beide durch den Benutzer geeignet gewählt, erfüllt.

[0086] Die Signale x(t) (123) und y(t) (124) entsprechen somit hinsichtlich der Abbildungsbreite - bestimmt durch den Korrelationsgrad r bzw. die Dämpfungen λ oder auch �? (für die Bildung des resultierenden Stereosignals) - den Vorgaben des Benutzers und stellen die Ausgangssignale L** und R** der eben beschriebenen Anordnung dar.

[0087] Die hier angestellten Überlegungen bleiben insgesamt auch gültig, sofern ein anderes Bezugssystem als der Einheitskreis der imaginären Ebene gewählt wird. Beispielsweise lässt sich anstelle einzelner Funktionswerte auch die Achsenlänge normieren, um den Rechenaufwand entsprechend herabzusetzen.

[0088] Zur Festlegung der Abbildungsrichtung:

[0089] Mitunter ist es auch von Bedeutung, die gewonnene stereophone Abbildung um die Hauptachse der der Stereophonisierung zugrundeliegenden Richtcharakteristik zu spiegeln, da beispielsweise eine in Bezug auf die Hauptachse spiegelverkehrte Abbildung vorliegt. Dies kann manuell durch die Vertauschung des linken und rechten Kanals geschehen.

[0090] Soll ein bereits vorhandenes Stereosignal L°, R° durch vorliegendes System abgebildet werden, lässt sich die korrekte Abbildungsrichtung mittels dargestellter pseudostereophonen Methodik gebildeten Phantomschallquellen auch beispielsweise gemäss FIG. 12A automatisch ermitteln (die FIG. 10Aunmittelbar nachgeschaltet wird, wobei die FIG. 11A für die Bestimmung der Summe der komplexen Transferfunktionen f*(l(ti)) + g*(r(ti)) des bereits vorhandenen Stereosignals L°, R° der FIG. 12Agleichfalls zugeschaltet werden kann; vergleiche die Erläuterungen zu FIG. 9A). Hierbei wird zu geeignet gewählten Zeitpunkten ti(für die nicht alle im Folgenden genannten korrelierenden Funktionswerte der Transferfunktionen f*(x(ti)) + g*(y(ti) bzw. f*(l(ti)) + g*(r(ti)) in wenigstens einem Falle gleich Null sein dürfen) die bereits gemäss FIG. 9Aermittelte Transferfunktion f*(x(ti)) + g*(y(tI)) mit der Transferfunktion f*(l(ti)) + g*(r(ti)) des linken Signals l(t) bzw. des rechten Signals r(t) des ursprünglichen Stereosignals L°, R° verglichen. Bewegen sich diese Transferfunktionen im gleichen oder diagonal entgegengesetzen Quadranten der komplexen Zahlenebene, erhöht die Gesamtzahl m der Funktionswerte der genannten Transferfunktionen, die im gleichen bzw. diagonal entgegengesetzten Quadranten der komplexen Zahlenebene liegen, sich jeweils um 1.

[0091] Eine empirisch (oder statistisch eruierte) festlegbare Zahl b, die kleiner oder gleich der Anzahl der korrelierenden Funktionswerte der Transferfunktionen f*(x(ti)) + g*(y(tI) bzw. f*(l(ti)) + g*(r(ti)) ungleich Null sein sollte, legt nunmehr die Anzahl notwendiger Treffer fest. Unterhalb dieser Anzahl werden der linke Kanal x(t) und der rechte Kanal y(t) des etwa aus einer Anordnung gemäss FIG. 8A— 10A resultierenden Stereosignals vertauscht.

[0092] Soll ein ursprünglich stereophones Signal in ein Monosignal zuzüglich der die Richtcharakteristik beschreibenden Funktion f (bzw. deren vereinfachenden Parameter n) sowie der Parameter ϕ, α, β, λ oder �? (etwa zum Zwecke der Datenkompression) umkodiert werden (Beispiel für einen Output 640a, der um den Parameter z, siehe unten, erweitert werden kann), ist sinnvollerweise die Information mitzukodieren, ob der resultierende linke Kanal, mit dem resultierenden rechten Kanal zu vertauschen ist (beispielsweise ausgedrückt durch den Parameter z, der die Zahlen 0 oder 1 annimmt.

[0093] Unter leichten Modifikationen lassen sich zu den Schaltungen gemäss FIG. 11A und 12A analoge Schaltungen konstruieren, die sich unmittelbar den FIG. 3A oder 4Aoder 5Aoder 6Aoder 7A nachschalten lassen oder auch an anderer Stelle innerhalb des elektrischen Kreises oder Algorithmus einsetzen lassen.

[0094] Zur Gewinnung stabiler FM-Stereosignale anhand von CH01159/09 bzw. PCT/EP2010/055 876 als Beispiel für die Auswertung eines vorhandenen Stereosignals, das durch zwei oder mehrere Lautsprecher wiedergegeben werden kann:

[0095] CH01159/09 bzw. PCT/EP2010/055 876 ist auch von besonderer Bedeutung im Zusammenhang mit der Gewinnung stabiler FM-Stereosignale unter ungünstigen Empfangsbedingungen (etwa in Automobilen). Hierbei lässt sich eine stabile Stereophonie unter reiner Zuhilfenahme des Main-channel-Signals (L + R) als Eingangssignal, das die Summe des linken und rechten Kanals des ursprünglichen Stereosignals darstellt, erzielen. Das vollständig oder unvollständige Sub-channel-Signal (L - R), das das Ergebnis der Subtraktion des rechten von linken Kanal des ursprünglichen Stereosignals darstellt, kann dabei mit verwendet werden, um ein verwertbares S-Signal zu bilden bzw. um die Parameter f (bzw. n), welche die Richtcharakteristik des zu stereophonisierenden Signals beschreiben, den manuell oder messtechnisch zu ermittelnden Winkel ϕ, den Hauptachse und Schallquelle einschliessen, den fiktiven linken Öffnungswinkel α, den fiktiven rechten Öffnungswinkel β, die Dämpfungen λ, oder auch �? für die Bildung des resultierenden Stereosignals oder daraus -resultierend den Verstärkungsfaktor �?* für die Normierung des aus der MS-Matrizierung (etwa analog zum Logikelement 120 der Fig. 8Abestimmt) oder aus einer sonstigen erfindungsgemässen Anordnung resultierenden linken und rechten Kanals am Einheitskreis (1 entspricht dabei dem vermittels �?* normierten maximalen Pegel von 0 dB, wobei x(t) das aus dieser Normierung resultierende linke Ausgangssignal und y(t) das aus dieser Normierung resultierende rechte Ausgangssignal darstellt) oder den Korrelationsgrad r des resultierenden Stereosignals oder den etwa durch nachstehende Ungleichung (9aA) definierten Parameter a für die Definition des zulässigen Wertebereichs für die Summe der Transferfunktionen der resultierenden Ausgangssignale (beispielsweise die genannten komplexen Transferfunktionen

und

wobei etwa für 0 ≤ a ≤ 1 gilt (9aA) Re<2>{f*[x(t] + g*[y(t)]} * 1/a<2> + Im<2>{f*[x(t] + g*[y(t)]} < 1, oder den durch nachstehende Ungleichung (11aA) definierten Grenzwert R* oder die ebenfalls durch nachstehende Ungleichung (11aA) -definierte Abweichung A zur Festlegung bzw. Maximierung des absoluten Betrags der Funktionswerte der Summe dieser Transferfunktionen (wobei für diese Festlegung bzw. Maximierung und das Zeitintervall [-T, T] bzw. die Gesamtzahl möglicher Ausgangssignale xjt), yj(t) beispielsweise gilt

oder den oben definierten Grenzwert S* oder die oben definierte Abweichung ε (für die beispielsweise gelten muss, dass

oder den oben definierten Grenzwert U* oder die oben definierte Abweichung κ (für die beispielsweise gelten muss, dass

sämtliche zur Bestimmung der Abbildungsbreite des zu erzielenden Stereosignals, oder die Abbildungsrichtung der reproduzierten Schallquellen gemäss oben beschriebener Anordnung zu bestimmen bzw. zu optimieren. Das Resultat ist in jedem Falle eine in Hinblick auf das FM-Signal konstante stereophone Abbildung.

[0096] Insbesondere empfiehlt sich auch hier der Einsatz von zum Stand der Technik gehörenden Kompressionsalgorithmen oder Datenreduktionsverfahren bzw. die Betrachtung charakteristischer Merkmale wie etwa der Minima oder Maxima, um die Evalierung von stereophonen oder pseudostereophonen Signalen gemäss oben beschriebenen Kriterien zu beschleunigen.

[0097] CH01776/09 bzw. PCT/EP2010/055 877 sind zum Zeitpunkt der vorliegenden Anmeldung nicht veröffentlicht. Im Folgenden wird deshalb deren Inhalt zum Verständnis des folgenden Anwendungsbeispiels vorliegender Erfindung vollständig wiedergegeben:

[0098] Bei der Anordnung gemäss EP2 124 486, gemäss EP1 850 639 und/oder gemäss CH01159/09 bzw. PCT/EP2010/055 876 können verschiedene Parameter im Stereoumsetzer gewählt werden, mit welchen pseudostereophone Signale erzeugt werden. Obwohl häufig mehrere Parameter oder Sets von Parametern möglich sind, mit welchen pseudostereophone Audiosignale gewonnen werden können, hat die Auswahl dieser Parameter einen Einfluss auf das empfundene räumliche Klangbild. Die Auswahl der Parameter, die in einer bestimmten Lage oder für ein bestimmtes Audiosignal optimal sind, ist aber nicht trivial.

[0099] Ausserdem hat die Anpassung der Parameter auch häufig einen Einfluss auf den Korrelationsgrad zwischen dem linken und dem rechten Kanal. Im Rahmen von CH01776/09 bzw. PCT/EP2010/055 877 wurde jedoch festgestellt, dass es sinnvoll wäre, für die Bewertung unterschiedlicher Parametrisierungen von ϕ bzw. f (bzw. dem vereinfachenden Parameter n), α, β einen einheitlichen Korrelationsgrad festzulegen.

[0100] Ein Ziel ist dort ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zur Gewinnung pseudostereophoner Signale anzubieten bzw. ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung, um automatisch und optimal jene Parameter auszuwählen, welche der Erzeugung von stereophonen oder pseudostereophonen Signalen zugrunde liegen, bzw. ein Verfahren und eine Vorrichtung, um insbesondere die Parameter (ϕ, λ, �? bzw. f (bzw. n), α, β) bei dieser Gewinnung optimal und automatisch zu bestimmen.

[0101] Mit einem solchen Verfahren bzw. einer solchen Vorrichtung sollen aus mehreren dekorrelierten, insbesondere pseudostereophonen, Signalvarianten jene ausgewählt werden, deren Dekorrelation sich als besonders günstig erweist.

[0102] Insbesondere sollen die Auswahlkriterien selbst in möglichst effizienter und kompakter Form beeinflusst werden können, um Signale unterschiedlicher Beschaffenheit (etwa Sprach- im Gegensatz zu Musikaufnahmen) in deren optimierte Wiedergabe überführen zu können.

[0103] Gemäss einem Aspekt wird in CH0177 6/09 bzw. PCT/EP2010/055 877 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Gewinnung pseudostereophoner Ausgangssignale x(t) und y(t) anhand eines Stereoumsetzers vorgeschlagen, wobei x(t) den Funktionswert resultierenden linken Ausgangskanals zum Zeitpunkt t, und y(t) den Funktionswert resultierenden rechten Ausgangskanals zum Zeitpunkt t darstellt, in welcher die Gewinnung iterativ optimiert wird, bis <x(t), y(t)> innerhalb eines vorbestimmten Definitionsbereichs liegt.

[0104] Wenn es Drop-outs oder ähnlichen Defekten gibt, können jedoch in unbedeutender Menge einzelne Punkte ausserhalb des Definitionsbereichs liegen. In diesem Fall wird die Gewinnung iterativ optimiert wird, bis ein Teil von <x(t), y(t)> innerhalb des vorbestimmten Definitionsbereichs liegt.

[0105] Der gewünschte Definitionsbereich wird vorzugweise durch einen einzigen numerischen Parameter a festgelegt/ wobei vorzugsweise 0 ≤ a ≤ 1. Dieser Parameter und somit der Definitionsbereich können beispielsweise durch die Ungleichung Re<2><>{f*[x(t] + g*[y(t)]} * 1/a<2>+ Im<2> {f*[x(t] + g*[y(t)]} ≤ 1 sinnvoll festgelegt werden, wobei für die komplexen Transferfunktionen f*[x(t)] und g*[y(t)]}| des Ausgangssignals x(t), y(t) die Beziehungen

und

gelten.

[0106] Der Benutzer kann einen solchen Definitionsbereich, ausgehend vom Einheitskreis der komplexen Zahlenebene bzw. der imaginären Achse (sofern der maximale Pegel des Ausgangssignals x(t), y(t) am Einheitskreis normiert wurde), anhand des Parameters a, 0 ≤ a ≤ 1, beliebig festlegen.

[0107] Dieses Prinzip bleibt auch gültig wenn ein anderes Bezugssystem als der Einheitskreis der komplexen Zahlenebene gewählt wird, und ein anderer neuer Definitionsbereich definiert wird. Unter «Definitionsbereich» wird somit generell ein zulässiger Wertebereich für <x(t), y(t)> des Ausgangssignals x(t), y(t) verstanden, der insgesamt <x(t), y(t)> ganz oder teilweise (etwa im Falle defekter Tonaufnahmen, die sogenannte Drop-outs aufweisen) enthalten soll.

[0108] In einer bevorzugten Variante wird der Korrelationsgrad der Ausgangssignale (x(t) und y(t)) normiert. In ’einer bevorzugten Variante wird der Pegel des Maximums des resultierenden linken und rechten Kanals normiert. Auf diese Weise können gewisse Parameter iterativ optimiert werden, um den gewünschten Definitionsbereich zu erzielen, ohne dass diese den Korrelationsgrad oder den Pegel des Maximums des resultierenden linken und rechten Kanals beinflussen.

[0109] Es ist auch sinnvoll, wenn für unterschiedlichste Parametrisierungen von ϕ bzw. f (bzw. n), α, β anhand von, von |<x(t), y(t)>| abhängigen, Kriterien festgelegt wird. Zu diesem Zweck wird deshalb erfindungsgemäss ein von |<x(t), y(t)>| abhängiger entsprechender Wertebereich normiert, so dass dieser ein Kriterium für die Optimierung der Parameter darstellt.

[0110] In einer Ausführungsform wird somit ein Verfahren zur Gewinnung pseudostereophoner Ausgangssignale x(t) und y(t) anhand eines Umsetzers vorgeschlagen, wobei x(t) den Funktionswert resultierenden linken Ausgangskanals zum Zeitpunkt t darstellt, wobei y(t) den Funktionswert resultierenden rechten Ausgangskanals zum Zeitpunkt t darstellt, wobei die komplexen Transferfunktionen f*[x(t)] und g*[y(t)] der Ausgangssignale definiert werden:

in welchem die Gewinnung iterativ optimiert wird, bis folgendes Kriterium erfüllt ist: Re<2>{f*[x(t] + g[y(t)]} * 1/a<2> + Im<2>{f*[x(t] + g*[y(t)]} ≤ 1, wobei 0 ≤ a ≤ 1 den gewünschten Definitionsbereich festlegt.

[0111] Auffallend bei den Verfahren zur Gewinnung von pseudostereophonen Signalen gemäss EP2 124 486 oder gemäss EP1 850 639 ist die Tatsache, dass diese stets ein einwandfreies Mittensignal liefern. Es wird deshalb hier die Kurzzeit-Kreuzkorrelation

für das Zeitintervall [-T, T] sowie die Ausgangssignale x(t) des linken bzw. y(t) des rechten Kanals eingeführt.

[0112] Wie bereits erwähnt ist es sinnvoll, wenn für unterschiedlichste Parametrisierungen von ϕ bzw. f (bzw. n), α, β ein einheitlicher Korrelationsgrad erzielt wird. Zu diesem Zweck wird deshalb erfindungsgemäss der Korrelationsgrad der Ausgangssignale (x(t) und y(t)) normiert. Diese Normierung kann vorzugsweise durch die gezielte Variation von X. (linke Dämpfung) bzw. �? (rechte Dämpfung) festgelegt werden.

[0113] Aufgrund des einheitlichen Korrelationsgrades lässt sich das erzielte Signal nunmehr systematisch, vom Benutzer beeinflussbaren Beurteilungskriterien unterwerfen.

[0114] Es ist auch sinnvoll, wenn für unterschiedlichste Parametrisierungen von ϕ bzw. f (bzw. n), α, β ein einheitlicher Pegel des Maximums des resultierenden linken und rechten Kanals erzielt wird. Zu diesem Zweck wird deshalb in dargelegtem System der Pegel des Maximums des resultierenden linken und rechten Kanals normiert, so dass dieser Pegel nicht durch die Optimierung der Parameter beeinflusst wird.

[0115] Es ist zum Beispiel sinnvoll, dass zuerst die Aussteuerung für das Maximum des linken Signals L und des rechten Signals R einheitlich auf beispielsweise 0 dB mittels eines ersten Logikelements festgelegt wird.

[0116] Es ist auch sinnvoll, wenn für unterschiedlichste Parämetrisierungen von ϕ bzw. f (bzw. n), α, β anhand von, von <x(t), y(t)> oder von |<x(t), y(t)>| abhängigen, Kriterien festgelegt wird. Zu diesem Zweck wird deshalb erfindungsgemäss jeweils ein entsprechender Wertebereich normiert, so dass dieser ein Kriterium für die Optimierung der Parameter darstellt.

[0117] x(t) und y(t) werden innerhalb des Einheitskreises der komplexen Zahlenebene abgebildet. Es ist nunmehr die Funktion f*[x(t)] + g*[y(t)] näher zu untersuchen, um Rückschlüsse auf die Qualität des jeweiligen Ausgangssignals etwa einer Vorrichtung gemäss EP2 124 486 oder EP1 850 639 zu ziehen. Jegliche Dekorrelation der beiden Signale f*[x(t)] und g*[y(t)] kommt hier bei Betrachtung der Funktion f*[x(t)] + 9*[y(t)] einem Ausschlag auf der reellen Achse gleich.

[0118] Die Optimierung des Stereoumsetzers erfolgt somit beispielsweise gemäss den benannten Kriterien für |Re{f*[x(t)] + g*[y(t)]}| und für |lm{f*[x(t)] + g*[y(t)]}|.

[0119] Dieses Verfahren erweist sich als besonders günstig, da mit einem einzelnen Parameter, nämlich a, insbesondere der unterschiedlichen Beschaffenheit der Ausgangssignale einer Vorrichtung oder eines Verfahrens gemäss EP2 124 486 oder EP1 850 639 optimal Rechnung getragen wird. Der Parameter kann vorzugsweise vom Typ des Audiosignals abhängig sein, etwa um Sprache oder Musik manuell oder automatisch unterschiedlich zu bearbeiten. Bei Sprache ist der durch a bestimmte Definitionsbereich aufgrund störender Artefakte wie etwa hochfrequenten Nebengeräuschen bei der Artikulation, anders als bei Musikaufnahmen, vorzugsweise deutlich einzuschränken.

[0120] Zudem lässt sich, unter Beschränkung auf einen einzigen Parameter a, vom Einheitskreis bzw. der imaginären Achse ausgehend jeder optimale Abbildungsbereich für f*[x(t)] + g*[y(t)] wählen.

[0121] Erfüllen die Signale x(t), y(t) nicht die oben erwähnten Bedingungen, werden erfindungsgemäss im Sinne einer Optimierung die Parameter ϕ bzw. f (bzw. n) bzw. α bzw. β - gemäss einem an die Funktionswerte x[t(ϕ, f, α, β)] und y[t(ϕ, f, α, β)] bzw. x[t(ϕ, n, α, β)] und y[t(ϕ, n, α, β)] angepassten iterativen Vorgehen - neu bestimmt, und bislang dargestellte Schritte solange durchlaufen, bis x(t) und y(t) die oben erwähnten Bedingungen erfüllen.

[0122] In einem weiteren Schritt wird nunmehr beispielsweise das Relief der Funktion f*[x(t)] + g*[y(t)] i-m Sinne einer Maximierung von deren Funktionswerten betrachtet. Es kann gezeigt werden, dass dieses Vorgehen der Maximierung von

gleichkommt; dieser Ausdruck bleibt seinerseits kleiner oder gleich dem Wert von

[0123] Auch hier wird dem Benutzer ein Werkzeug an die Hand gegeben, insofern er den Grenzwert R* (bzw. die durch die Ungleichung (8aB) definierte Abweichung Δ, siehe unten) für diese Maximierung im Rahmen von (8aB) frei wählen kann. Insgesamt muss für die Gesamtzahl möglicher Signalvarianten x3(t), y-j(t) die Bedingung

ersetzen.

[0124] R* und Δ stehen in unmittelbarem Zusammenhang mit der Lautheit des zu erzielenden Ausgangssignals (also jenen Parametern, nach denen auch der Zuhörer die Gültigkeit einer stereophonen Abbildung beurteilt).

[0125] Wird die durch Δ definierte Umgebung des Grenzwerts R* bzw. das Maximum aller möglichen integrierten Reliefs nicht erreicht, werden im Sinne einer Optimierung in Hinblick auf den Grenzwert R* und die Abweichung A bzw. auf erwähntes Maximum - gemäss einem auf die Funktionswerte x[t(ϕ, f, α, β)] und y[t(ϕ, f, α, β)] bzw. x[t(ϕ, n, α, β)] und y[t(ϕ, n, α, β)] angepassten iterativen Vorgehen - neue Parameter ϕ bzw. f bzw. α bzw. β bestimmt, und sämtliche bislang dargestellte Schritte solange durchlaufen, bis Signale x(t), y(t) bzw. Parameter ϕ bzw. f bzw. p bzw. f (bzw. n) bzw. α bzw. β resultieren, die einer optimalen Stereophonisierung entsprechen.

[0126] Unter entsprechender Wahl des Korrelationsgrades r, des - den gewünschten jeweiligen Definitionsbereich festlegenden - Parameters a und des Grenzwertes R* sowie dessen Abweichung Δ lassen sich für die jeweilige Beschaffenheit der Eingangssignale optimale Systeme für den jeweiligen Anwendungsbereich (zum Beispiel Sprach- oder Musikwiedergabe) konfigurieren.

[0127] Die hier angestellten Überlegungen bleiben insgesamt auch gültig, sofern ein anderes Bezugssystem als der Einheitskreis der imaginären Ebene gewählt wird. Beispielsweise lässt sich anstelle einzelner Funktionswerte auch die Achsenlänge normieren, um den Rechenaufwand entsprechend herabzusetzen.

[0128] Gemäss einem Aspekt empfiehlt sich der Einsatz von (an sich bekannten) Kompressionsalgorithmen oder Datenreduktionsverfahren bzw. die Betrachtung charakteristischer Merkmale wie etwa der Minima oder Maxima für die gemäss EP2 124 486 oder EP1 850 639 gewonnenen pseudostereophonen Signale, dies für deren beschleunigte Evaluierung.

[0129] Auch lässt sich anstelle vorgeschlagener Betrachtung von |<x(t), y(t)>| |<x(t), y(t)>|<2> für die Optimierung der Stereophonisierung heranziehen. Der Rechenaufwand wird dadurch deutlich herabgesetzt.

[0130] CH01776/09 bzw. PCT/EP2010/055 877 lässt sich im Übrigen auf Vorrichtungen oder Verfahren anwenden, welche stereophone Signale erzeugen, die durch mehr als zwei Lautsprecher wiedergegeben werden (beispielsweise zum Stand der Technik gehörende Surround-Anlagen).

[0131] Gemäss einem Aspekt schlägt CH01776/09 bzw. PCT/EP2010/055 877 die kaskadierte Nachschaltung mehrerer, teilweise hinsichtlich ihrer Parameter justierbarer Mittel (zum Beispiel Logikelemente) bei einer Stereoumsetzer (zum Beispiel gemäss EP2 124 486 oder EP1 850 639) vor, wobei eine Rückkopplung hinsichtlich genannter Vorrichtungen oder Verfahren dahingehend besteht, dass eine optimierte Änderung der Parameter ϕ bzw. λ bzw. �? bzw. f (bzw. n) bzw. α bzw. β solange erfolgt, bis sämtliche Bedingungen der Logikelemente erfüllt sind.

[0132] Diese Mittel (Logikelemente) lassen sich im Übrigen, anders anordnen, und können - unter Einschränkungen - ganz oder teilweise auch weggelassen werden.

[0133] Für einen Stereoumsetzer, zum Beispiel in einer Vorrichtung gemäss EP2 124 486 oder EP1 850 639, sollen für den Fall identischer umgekehrt proportionaler Dämpfungen λ und �? optimierte Parameter ϕ, λ, f (bzw. der vereinfachende Parameter n), α, β bestimmt werden, um ein Monosignal in entsprechende pseudostereophone Signale zu überführen, welche eine optimale Dekorrelation und Lautheit aufweisen (jene beiden Kriterien, nach denen der Zuhörer die Güte eines Stereosignals beurteilt). Eine solche Bestimmung soll mit möglichst wenigen technischen Mitteln erreicht werden.

[0134] FIG. 1B zeigt das Schaltungsprinzip für die beiden ersten beschriebenen Logikelemente zur Normierung des Pegels und zur Normierung des Korrelationsgrades der Ausgangssignale eines Stereoumsetzers mit einer MS-Matrix 110 (zum Beispiel ein Stereoumsetzer gemäss EP2 124 486 oder EP1 850 639)), wobei das Eingangssignal M und S (vor Durchlaufen eines der MS-Matrix vorgelagerten Verstärkers) optional einer Schaltung gemäss FIG. 7B zugeführt werden kann, die optional und idealerweise der FIG. 6bBnachgeschaltet ist, und aktiviert wird, sobald der aus FIG. 6bBresultierende Parameter z bestimmt wurde (siehe unten).

[0135] Das erste Logikelement 120 zur Normierung des Pegels ist dabei mit zwei identischen Verstärkern mit dem Verstärkungsfaktor �?* verkoppelt und sorgt für eine auf 0 dB maximierte Aussteuerung des linken Kanals L und rechten Kanals R.

[0136] Die aus der Anordnung 110 (zum Beispiel eine MS-Matrix gemäss EP2 124 486 oder EP1 850 639) resultierenden Signale L und R werden einheitlich um den Faktor �?* so verstärkt (Verstärker 118, 119), dass das Maximum beider Signale einen Pegel von exakt 0 dB aufweist (Normierung am Einheitskreis der komplexen Zahlenebene). Dies wird beispielsweise durch Nachschaltung eines Logikelements 120 erreicht, das über die Rückkopplungen 121 und 122 und Variation bzw. Korrektur des Verstärkungsfaktors p* der Verstärker 118 und 119 eine Aussteuerung des Maximalwerts von L und R auf 0 dB bewirkt.

[0137] Die resultierenden Stereosignale x(t) (123) und y(t) (124), die hinsichtlich ihrer Amplituden zu L und R direkt proportional sind, werden in einem zweiten Schritt einem weiteren Logikelement 125 zugeführt, das den Korrelationsgrad r vermittels der Kurzzeit-Kreuzrelation

bestimmt, r kann von Benutzer im Bereich -1 ≤ r ≤ 1 festgelegt werden und bewegt sich idealerweise im Bereich von 0,2 ≤ r ≤ 0,7.

[0138] Jede Abweichung von r führt über die Rückkopplung 126 zu einer optimierten Anpassung des Verstärkungsfaktors λ des Verstärkers 117 für das S-Signal.

[0139] Die resultierenden Signale L und R durchlaufen neuerlich die Verstärker 118 und 119 sowie das Logikelement 120, das wiederum über die Rückkopplungen 121 und 122 eine neuerliche Aussteuerung des Maximalwerts von L und R auf 0 dB bewirkt, und werden dann erneut dem Logikelement 125 zugeführt.

[0140] Dieser Vorgang wird solange optimiert durchgeführt, bis der vom Benutzer festgelegte Korrelationsgrad r erreicht ist.

[0141] Es resultiert ein in Bezug auf den Einheitskreis der komplexen Zahlenebene normiertes Stereosignal x(t), y(t).

[0142] FIG. -2B verdeutlicht das Schaltungsprinzip, welches die Eingangssignale x(t), y(t) auf der komplexen Zahlenebene abbildet bzw. das Argument von deren Summe f*[x(t)] + g*[y(t)] bestimmt. Mit dieser Schaltung werden die resultierenden Signale x(t) und y(t) am Ausgang der Fig. 1Beiner Matrix zugeführt, in der nach jeweiliger Verstärkung um den Faktor (Verstärker 229, 230) diese in je einen gleichlautenden Real- und Imaginärteil zerlegt werden, wobei der aus dem mittels 229 verstärkten Signal x(t) gebildete Realteil noch den Verstärker 231 mit dem Verstärkungsfaktor -1 durchläuft. Es ergeben sich somit die Transferfunktionen

und

[0143] Die jeweiligen Real- bzw. Imaginärteile werden nunmehr summiert und ergeben somit den Real- bzw. Imaginärteil der Summe der Transferfunktionen f*[x(t)] +g*[y(t)].

[0144] Durch das Element 232 wird das Argument von f*[x(t)] + g*[y(t)] bestimmt.

[0145] FIG. 3aB ermöglicht über den Parameter a, 0 ≤ a ≤ 1, die Wahl des Definitionsbereichs, wobei über a eine stufenlose Regulierung, ausgehend von Einheitskreis der komplexen Zahlenebene bzw. der imaginären Achse, ermöglicht wird. Somit kann der Benutzer den durch a bestimmten Definitionsbereich auf der komplexen Zahlenebene innerhalb des Einheitskreises frei festlegen. Hierzu werden der quadrierte Realteil (333a) bzw. quadrierte Imaginärteil (334a) von f*[x(t)] + g*[y(t)] errechnet. Das aus 333a resultierende Signal wird anschliessend einem Verstärker 335a zugeführt und um den vom Benutzer frei wählbaren Verstärkungsfaktor 1/a<2> verstärkt. Zusätzlich wird der quadrierte Sinus des Arguments der Summe der Transferfunktionen f*[x(t] + 9*[y(t)] errechnet.

[0146] FIG. 4aB, die am Ausgang der Fig. 3aB nachgeschaltet werden soll, zeigt das Schaltungsprinzip für ein neues drittes Logikelement, welches die in FIG. 1B erzeugten, gemäss FIG. 2B auf der komplexen Zahlenebene abgebildeten Signale gemäss der Bedingung (4aB) Re<2>{f*[x(t] + g*[y(t)]} * 1/a<2> + lm<2>{f*[x(t] + g*[y(t)]} ≤ 1 überprüft.

[0147] Der quadrierte Realteil und quadrierte Imaginärteil der Summe der Transferfunktionen f*[x(t)] + g*[y(t)] sowie die aus 334a und 335a resultierenden Signale werden hier einem weiteren Logikelement 436a zugeführt, das prüft, ob obiges Kriterium erfüllt ist, somit, ob die Werte der Summe der Transferfunktionen f*[x(t)] + g*[y(t)] innerhalb des vom Benutzer mittels a definierten neuen Wertebereichs liegen.

[0148] Trifft dies nicht zu, werden über eine Rückkopplung 437a neue optimierte Werte ϕ bzw. f (bzw. n) bzw. α bzw. β bestimmt, und wird das gesamte bislang beschriebene System erneut solange durchlaufen, bis die Werte der Summe der Transferfunktionen f*[x(t)] + 9*[y(t)] innerhalb des vom Benutzer mittels a definierten neuen Wertebereichs liegen. Die Ausgangssignale für das Logikelement 436a werden nunmehr an das letzte Logikelement 538a (Fig. 5aB) übergeben.

[0149] Dieses betrachtet abschliessend das Relief der Funktion f*[x(t)] + g*[y(t)] im Sinne der Maximierung der Funktionswerte, wobei der Benutzer den durch die Ungleichung (8aB) bestimmten Grenzwert R* (sowie die ebenfalls durch die Ungleichung (8aB) bestimmte Abweichung A) für diese Maximierung frei wählen kann. Insgesamt muss die Bedingung

erfüllt sein. Trifft dies nicht zu, werden über eine Rückkopplung 539a neue optimierte Werte ϕ bzw. f (bzw. n) bzw. α bzw. β iterativ bestimmt, und wird das gesamte bislang beschriebene System solange erneut durchlaufen, bis das Relief der Funktion f*[x(t)] + 9*[y(t)] die angestrebte Maximierung der Funktionswerte unter Berücksichtigung des Grenzwertes R* bzw. der Abweichung Δ, beide definiert durch den Benutzer, erfüllt.

[0150] Es werden somit mit dem ursprünglichen Pseudostereoumsetzer, zum Beispiel gemäss einer der Ausführungsformen in EP2 124 486 oder EP1 850 639 (hier unter Annahme des Falles identischer umgekehrt proportionaler Dämpfungen λ und �?) neue Parameter ϕ bzw. f (bzw. n) bzw. α bzw. β iterativ bestimmt, bis x(t) und y(t) die oben erwähnten Bedingungen (4aB) und (8aB) erfüllen.

[0151] Die Signale x(t) (123) und y(t) (124) entsprechen somit hinsichtlich Kompatibilität (bestimmt durch den wählbaren Korrelationsgrad r), Definitionsbereich (bestimmt durch den wählbaren Verstärkungsfaktor a) und Lautheit (bestimmt durch den wählbaren Grenzwert R* bzw. die wählbare Abweichung Δ) den Vorgaben des Benutzers und stellen die Ausgangssignale L* und R* der beschriebenen Anordnung dar.

[0152] Zur Festlegung der Abbildungsrichtung:

[0153] Mitunter ist es auch von Bedeutung, die gewonnene stereophone Abbildung um die Hauptachse der der Stereophonisierung zugrundeliegenden Richtcharakteristik zu spiegeln, da beispielsweise eine in Bezug auf die Hauptachse spiegelverkehrte Abbildung vorliegt. Dies kann manuell durch die Vertauschung des linken und rechten Kanals geschehen.

[0154] Soll ein bereits vorhandenes Stereosignal L°, R° durch vorliegendes System abgebildet werden, lässt sich die korrekte Abbildungsrichtung mittels dargestellter pseudostereophonen Methodik gebildeten Phantomschallquellen auch beispielsweise gemäss FIG. 6bB automatisch ermitteln (die FIG. 5aBunmittelbar nachgeschaltet wird, wobei die FIG. 6aB für die Bestimmung der Summe der komplexen Transferfunktionen f*(l(ti)) + g*(r(ti)) des bereits vorhandenen Stereosignals L°, R° der FIG. 6bBgleichfalls zugeschaltet werden kann). Hierbei wird zu geeignet gewählten Zeitpunkten ti (für die nicht alle im Folgenden genannten korrelierenden Funktionswerte der Transferfunktionen f*(x(ti)) + g*(y(ti) bzw. f*(l(ti)) + g*(r(tA)) in wenigstens einem Falle gleich Null sein dürfen) die bereits gemäss FIG. 2B ermittelte Transferfunktion f*(x(ti)) + g*(y(ti)) mit der Transferfunktion f*(l(ti)) + g*(r(ti)) des linken Signals l(t) bzw. des rechten Signals r(t) des ursprünglichen Stereosignals L°, R° verglichen (die anhand der Schaltung gemäss FIG. 6aBermittelt wird, deren Aufbau dem ersten Teil der Schaltung für die Eingangssignale x(t), y(t) der FIG. 2B entspricht). Bewegen sich diese Transferfunktionen im gleichen oder diagonal entgegengesetzen Quadranten der komplexen Zahlenebene, erhöht die Gesamtzahl m der Funktionswerte der genannten Transferfunktionen, die im gleichen bzw. diagonal entgegengesetzten Quadranten der komplexen Zahlenebene liegen, sich jeweils um 1.

[0155] Eine empirisch (oder statistisch eruierte) festlegbare Zahl b, die kleiner oder gleich der Anzahl der korrelierenden Funktionswerte der Transferfunktionen f*(x(ti) ) + g*(y(tI) bzw. f*(l(ti)) + g*(r(ti)) ungleich Null sein sollte, legt nunmehr die Anzahl notwendiger Treffer fest. Unterhalb dieser Anzahl werden der linke Kanal x(t) und der rechte Kanal y(t) des etwa aus einer Anordnung gemäss FIG. 1B, 2B, 3aB bis 5aB resultierenden Stereosignals vertauscht.

[0156] Soll ein ursprünglich stereophones Signal in ein Monosignal zuzüglich der die Richtcharakteristik beschreibenden Funktion f (bzw. deren vereinfachenden Parameter n) sowie der Parameter ϕ, α, β, λ oder �? (etwa zum Zwecke der Datenkompression) umkodiert werden (Beispiel für einen Output 640a, der um den Parameter z, siehe unten, erweitert werden kann), ist sinnvollerweise die Information mitzukodieren, ob der resultierende linke Kanal mit dem resultierenden rechten Kanal zu vertauschen ist (beispielsweise ausgedrückt durch den Parameter z, der die Zahlen 0 oder 1 annimmt, und, sofern gewünscht, zugleich eine Schaltung gemäss FIG. 7Baktivieren kann).

[0157] Unter leichten Modifikationen lassen sich zu den Schaltungen gemäss FIG. 6aB und 6bB analoge Schaltungen konstruieren, die sich auch an anderer Stelle innerhalb des elektrischen Kreises oder Algorithmus einsetzen lassen.

[0158] Zur Einschränkung oder Erweiterung der Abbildungsbreite:

[0159] Es empfiehlt sich auch für diese Anwendung der zusätzliche Einsatz von zum Stand der Technik gehörenden Kompressionsalgorithmen oder Datenreduktionsverfahren bzw. die Betrachtung charakteristischer Merkmale wie etwa der Minima oder Maxima für die gewonnenen pseudostereophonen Signale, dies für deren erfindungsgemässe beschleunigte Evaluierung.

[0160] Von besonderem Interesse (etwa für die Wiedergabe stereophoner Signale in Automobilen) ist die nachträgliche Einschränkung oder Erweiterung der Abbildungsbreite des gewonnenen Stereosignals anhand der gezielten Variation des Korrelationsgrades r des resultierenden Stereosignals bzw. der Dämpfungen λ oder auch �? (für die Bildung des resultierenden Stereosignals). Die zuvor eruierten Parameter f (bzw. n), welche die Richtcharakteristik des zu stereophonisierenden Signals beschreiben, der manuell oder messtechnisch zu ermittelnde Winkel ϕ, den Hauptachse und Schallquelle einschliessen, der fiktiven linken Öffnungswinkel α und der fiktive rechte Öffnungswinkel β können dabei beibehalten werden, und es ist sinnvollerweise nur noch eine abschliessende Amplitudenkorrektur etwa gemäss dem Logikelement 120 der Fig. 1Bnotwendig, sofern diese Einschränkung oder Erweiterung der Abbildungsbreite manuell erfolgt.

[0161] Soll diese automatisiert werden, zeigen psychoakustische Versuchsreihen, dass eine konstante Abbildungsbreite im Wesentlichen vom Kriterium

sowie vom Kriterium

abhängt (wobei S* und ε. bzw. U* und κ beispielsweise für Telefonsignale anders festzulegen sind als für Musikaufnahmen). Zu bestimmen sind demnach nur noch vom Korrelationsgrad r des resultierenden Stereosignals bzw. von den Dämpfungen λ, oder auch �? (für die Bildung des resultierenden Stereosignals) bzw. gegebenenfalls von einem mit dem Logikelement 120 der Fig. 1B identischen Logikelement abhängige geeignete Funktionswerte x(t), y(t) gemäss einem iterativen, auf Rückkopplung basierenden Funktionsprinzip.

[0162] Die Anordnung der FIG. 1B, 2B, 3aB bis 5aB, 6aB, 6bB lässt sich demnach im Sinne einer Anordnung etwa der in FIG. 7B, 8B und/oder 9B dargestellten Form erweitern. FIG. 7B zeigt dabei ein weiteres Beispiel einer Schaltung zur Normierung stereophoner oder pseudostereophoner Signale, die, sofern der FIG. 6bB nachgeschaltet, aktiviert wird, sobald der Parameter z als Eingangssignal vorliegt. Der Anfangswert des Verstärkungsfaktors λ entspricht dabei dem Endwert des Verstärkungsfaktors λ der FIG. 1B bei Übergabe des Parameters z, und die Eingangssignale der FIG. 1B werden zum Zeitpunkt dieser Übergabe unmittelbar als Eingangssignale an die FIG. 7B übergeben.

[0163] Die Schaltungen gemäss FIG. 7Bbis 9B können im Übrigen auch autonom in sonstigen Schaltkreisen oder Algorithmen Anwendung finden.

[0164] In der vorliegenden Anordnung werden in der MS-Matrix 110 anhand eines Logikelements 110a (das zugleich, sobald der Parameter z als Eingangssignal vorliegt, diese MS-Matrix aktiviert) der linke und der rechte Kanal vertauscht sofern der Parameter z gleich 1 ist, andernfalls unterbleibt eine solche Vertauschung.

[0165] Die resultierenden Ausgangssignale L und R der MS-Matrix 110 werden nunmehr einheitlich um den Faktor �?* so verstärkt (Verstärker 118, 119), dass das Maximum beider Signale einen Pegel von exakt 0 dB aufweist (Normierung am Einheitskreis der komplexen Zahlenebene). Dies wird beispielsweise durch Nachschaltung eines Logikelements 120 erreicht, das über die Rückkopplungen 121 und 122 und Variation bzw. Korrektur des Verstärkungsfaktors �?* der Verstärker 118 und 119 eine Aussteuerung des Maximalwerts von L und R auf 0 dB bewirkt.

[0166] In einem weiteren Schritt werden nunmehr die resultierenden Signale x(t) (123) und y(t) (124) einer Matrix gemäss FIG. 8B zugeführt, in der nach jeweiliger Verstärkung um den Faktor 1/√2 (Verstärker 229, 230) diese in je einen gleichlautenden Real- und Imaginärteil zerlegt werden, wobei der aus dem mittels 229 verstärkten Signal x(t) gebildete Realteil noch den Verstärker 231 mit dem Verstärkungsfaktor -1 durchläuft. Es ergeben sich somit die bereits in Zusammenhang mit Fig. 2Berwähnten komplexen Transferfunktionen f* [x(t)] und g* [y(t)]. Die jeweiligen Real- bzw. Imaginärteile werden nunmehr summiert und ergeben somit den Real- bzw. Imaginärteil der Summe der Transferfunktionen f* [x(t)] + g* [y(t)].

[0167] Es ist nunmehr eine Anordnung beispielsweise gemäss dem Logikelement 640 der FIG. 9Bnachzuschalten, die für einen vom Benutzer in Bezug auf die Abbildungsbreite des zu erzielenden Stereosignals geeignet gewählten Grenzwert S* bzw. eine geeignet gewählte Abweichung e, beide definiert durch die Ungleichung (9B), prüft, ob die Bedingung

erfüllt ist. Trifft dies nicht zu, wird über eine Rückkopplung 641 ein neuer optimierter Wert für den Korrelationsgrad r bzw. für die Dämpfungen λ oder auch �? (für die Bildung des resultierenden Stereosignals) bestimmt, und werden die bisherigen soeben beschriebenen Schritte, wie in FIG. 7Bbis 9Bdargestellt, solange durchlaufen, bis obige Bedingung (9B) erfüllt ist.

[0168] Die Ausgangssignale für das Logikelement 640 werden nunmehr an eine Anordnung etwa gemäss dem Logikelement 642 der FIG. 9B übergeben. Diese betrachtet abschliessend das Relief der Funktion f*[x(t)] + g*[y(t)] im Sinne einer Optimierung der Funktionswerte hinsichtlich der Abbildungsbreite des zu erzielenden Stereosignals, wobei der Benutzer den Grenzwert U* sowie die Abweichung k, beide definiert durch die Ungleichung (10B), in Bezug auf die Abbildungsbreite des zu erzielenden Stereosignals geeignet wählen kann. Insgesamt muss die Bedingung

erfüllt sein. Trifft dies nicht zu, wird über eine Rückkopplung 643 ein neuer optimierter Wert für den Korrelationsgrad r bzw. für die Dämpfungen λ oder auch p (für die Bildung des resultierenden Stereosignals) bestimmt, und werden die bisherigen soeben beschriebenen Schritte, wie in FIG. 7B bis 9B dargestellt, solange durchlaufen, bis das Relief der Funktion f*[x(t)] + g*[y(t)] die angestrebte Optimierung der Funktionswerte hinsichtlich der Abbildungsbreite unter Berücksichtigung des Grenzwertes U* bzw. der Abweichung κ, beide durch den Benutzer geeignet gewählt, erfüllt.

[0169] Die Signale x(t) (123) und y(t) (124) entsprechen somit hinsichtlich der Abbildungsbreite -bestimmt durch den Korrelationsgrad r bzw. die Dämpfungen λ oder auch �? (für die Bildung des resultierenden Stereosignals) - den Vorgaben des Benutzers und stellen die Ausgangssignale L** und R** der eben beschriebenen Anordnung dar.

[0170] Die eben beschriebene Anordnung oder Teile dieser Anordnung lassen sich als Encoder für ein auf ein Monosignal zuzüglich der Parameter ϕ, f (bzw. dem vereinfachenden Parameter n), α, β, λ bzw. �? beschränktes vollwertiges Stereosignal verwenden.

[0171] Ein bereits existentes Stereosignal kann hinsichtlich r bzw. a bzw. R* bzw. A bzw. der Abbildungsrichtung (bzw. nachstehend beschriebenen Parametern S* bzw. ε oder U* bzw. κ) evaluiert und anschliessend in Hinblick auf eine Vorrichtung oder ein Verfahren gemäss EP2 124 486 oder EP1 850 639 ebenfalls neu als Monosignal anhand der Parameter ϕ, f (bzw. n), α, β, λ bzw. �? codiert werden.

[0172] Ebenso lässt sich die eben beschriebene, eventuell durch nachstehende Elemente ergänzte Anordnung als Decoder für Monosignale einsetzen. Sind ϕ, f (bzw. n), α, β, λ bzw. �? bzw. die Abbildungsrichtung (beispielsweise ausgedrückt durch den Parameter z, der den Wert 0 oder 1 annehmen kann) bekannt, reduziert sich ein solcher Decoder auf eine Anordnung gemäss EP2 124 486 oder EP1 850 639.

[0173] Insgesamt lassen sich solche Encoder oder Decoder überall dort einsetzen, wo Audiosignale aufgezeichnet, gewandelt, übertragen oder wiedergegeben werden. Sie stellen eine- ausgezeichnete Alternative zu mehrkanaligen stereophonen Techniken dar.

[0174] Konkrete Anwendungsbereiche sind die Telekommunikation (Freisprecheinrichtungen), globale Netzwerke, Computersysteme, Sende- und Übertragungseinrichtungen, insbesondere Satellitenübertragungseinrichtungen, professionelle Audiotechnik, Fernsehen, Film und Rundfunk sowie elektronische Konsumgüter.

[0175] Die Erfindung ist auch von besonderer Bedeutung im Zusammenhang mit der Gewinnung stabiler FM-Stereosignale unter ungünstigen Empfangsbedingungen (etwa in Automobilen). Hierbei lässt sich eine stabile Stereophonie unter reiner Zuhilfenahme des Mainchannel-Signals (L + R) als Eingangssignal, das die Summe des linken und rechten Kanals des ursprünglichen Stereosignals darstellt, erzielen. Das vollständig oder unvollständige Sub-channel-Signal (L - R), das das Ergebnis der Subtraktion des rechten von linken Kanal des ursprünglichen Stereosignals darstellt, kann dabei mit verwendet werden, um ein verwertbares S-Signal zu bilden bzw. um die Parameter f (bzw. n), welche die Richtcharakteristik des zu stereophonisierenden Signals beschreiben, den manuell oder messtechnisch zu ermittelnden Winkel ϕ, den Hauptachse und Schallquelle einschliessen, den fiktiven linken Öffnungswinkel α, den fiktiven rechten Öffnungswinkel β, die Dämpfungen λ oder auch �? für die Bildung des resultierenden Stereosignals oder daraus resultierend den Verstärkungsfaktor �?* der FIG. 1B für die Normierung des aus der MS-Matrizierung oder aus einer sonstigen erfindungsgemässen Anordnung resultierenden linken und rechten Kanals am Einheitskreis (1 entspricht dabei zum Beispiel dem vermittels �?* normierten maximalen Pegel von 0 dB, wobei x(t) das aus dieser Normierung resultierende linke Ausgangssignal und y(t) das aus dieser Normierung resultierende rechte Ausgangssignal darstellt) oder den Korrelationsgrad r des resultierenden Stereosignals oder den Verstärkungsfaktor a für die Definition des zulässigen Wertebereichs für die Summe der Transferfunktionen der resultierenden Ausgangssignale (beispielsweise die komplexen Transferfunktionen

und

wobei etwa für 0 £ a < 1 gilt

oder den Grenzwert R* oder die Abweichung Δ zur Festlegung bzw. Maximierung des absoluten Betrags der Funktionswerte der Summe dieser Transferfunktionen (wobei für diese Festlegung bzw. Maximierung und das Zeitintervall [-T, T] bzw. die Gesamtzahl möglicher Ausgangssignale xj(t), yjt) beispielsweise gilt

oder die Abbildungsrichtung der reproduzierten Schallquellen, etwa durch Bestimmung der zugehörigen Quadranten für die Funktionswerte der oben genannten Transferfunktionen (2) und (3) für das ursprüngliche Stereosignal (die etwa durch anschliessende Vertauschung des resultierenden linken bzw. rechten Kanals optimiert werden kann, siehe oben), oder den Grenzwert S* oder die Abweichung e (für die beispielsweise gelten muss, dass (9B) 0 ≤ 0 S* - ε ≤ max |Re {f*[x(t)] + g*[y(t) }| ≤ S* + ε ≤ 1 oder den Grenzwert U* oder die Abweichung κ (für die beispielsweise gelten muss, dass

sämtliche zur Bestimmung der Abbildungsbreite des zu erzielenden Stereosignals, zu bestimmen bzw. zu optimieren. Das Resultat ist in jedem Falle eine in Hinblick auf das FM-Signal konstante stereophone Abbildung.

[0176] Auch hier lassen sich zusätzlich zum Stand der Technik gehörende Kompressionsalgorithmen, Datenreduktionsverfahren bzw. die Betrachtung charakteristischer Merkmale wie etwa der Minima und Maxima für die beschleunigte Evaluierung bestehender oder gewonnener Signale oder Signalanteile einsetzen.

[0177] In jeder Ausführungsform und bei jeder Figur beziehungsweise jedem Element können die dargelegten Schaltungen, Umsetzer, Anordnungen oder Logikelemente etwa durch äquivalente Softwareprogramme und programmierte Prozessoren bzw. DSP- oder FPGA-Lösungen realisiert werden.

[0178] Zu verwendeten Symbolen: ϕ (Phi)<sep>Aufnahmewinkel α (Alpha)<sep>linker fiktiver Öffnungswinkel β (Beta)<sep>rechter fiktiver Öffnungswinkel λ<sep>Dämpfung für das linke Eingangssignal �?<sep>Dämpfung für das rechte Eingangssignal Mittels der Dämpfungen λ und �? lässt sich der der Korrelationsgrad des Stereosignals anpassen. ψ<sep>Polarwinkel f<sep>Polarabstand, der die Richtcharakteristik des M-Signals beschreibt Pα, Pβ<sep>Verstärkungsfaktor für α bzw. β Lα, Lβ<sep>Verzögerungszeit für α bzw. β Sα<sep>simulierter linker Signalanteil des S-Signals Sβ<sep>simulierter rechter Signalanteil des S-Signals x(t)<sep>linkes Ausgangssignal y(t)<sep>rechtes Ausgangssignal f*[x(t)]<sep>komplexe Transferfunktion g*[y(t)]<sep>komplexe Transferfunktion a<sep>Verstärkungsfaktor für die Definition des zulässigen Wertebereichs für die Summe der Transferfunktionen der resultierenden Ausgangssignale x(t), y(t) r<sep>Korrelationsgrad, abgeleitet aus der Kurzzeit-Kreuzkorrelation R*<sep>Grenzwert für die Lautheit der resultierenden Ausgangssignale x(t), y(t) Δ<sep>Abweichung S*<sep>1. Grenzwert für die Abbildungsbreite der resultierenden Ausgangssignale x(t), y(t) ε<sep>Abweichung U*<sep>2. Grenzwert für die Abbildungsbreite der resultierenden Ausgangssignale x(t), y(t) κ<sep>Abweichung

[0179] Die praktisch-gewerbliche Anwendung der eben erschlossenen algebraischen Invarianten erstreckt sich auf nahezu die gesamte Signalverarbeitung. Insbesondere ist die stochastische Betrachtung von Audiosignalen von Interesse, wie sie etwa im Digital Audio Broadcasting (DAB) üblich ist; bislang wurden dort zur Simulation Gaussscher Prozesse etwa Methodiken wie das sogenannte Tapped Delay Line Modell oder Monte Carlo Methoden (farbiges komplexes Gaussrauschen in zwei Dimensionen) herangezogen, siehe Literaturnachweis. Eine Übertragung dort angewandter Funktionsprinzipien auf die Stabilisierung von Optimierungsprozessen, wie in CH01776/09 bzw. PCT/EP2010/055 877 beschrieben, wäre zwar denkbar, aber in der Praxis wenig effizient.

[0180] Anhand vorliegender algebraischer Invarianten lässt sich jedoch, Teil des Erfindungsgegenstands, eine Gewichtung wie folgt definieren:

[0181] Hierzu wird eine erste Optimierung gemäss CH01776/09 bzw. PCT/EP2010/055 877, FIG. 1B, 2B, 3aB bis 5aBauf einem Signalabschnitt der Länge tj durchgeführt. Die Ausgänge von FIG. 5aBwerden beispielsweise einem Modul 6001 gemäss FIG. 6Czugeführt, und werden die Invarianten (errichtet in den Schnittpunkten 5n der Summe der komplexen Transferfunktionen f[x(t1)] = [x(t1)/√2] * (-1 + i) und mit der - die Achse von x1, u1des dargestellten algebraischen Modells fällt hier mit der reellen Achse zusammen, die Achse x2, u2mit der imaginären Achse - im 1. oder auch 3. Quadranten der komplexen Zahlenebene gelegenen Halbebene, die durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannt wird, hinsichtlich ihrer statistischen Verteilung betrachtet. Sämtliche ξh1 von der Gesamtzahl k1 werden in einem in einem für sämtliche weiteren beschriebenen Funktionsabläufe gültigen Speicher («Stack») abgelegt; ebenso wird der Mittelwert

errechnet. Dieser wird gemeinsam mit der anhand der genannten ersten Optimierung bestimmten Parametrisierung λ1, f1 (bzw. n1), α1, β1 in einem weiteren, für sämtliche, weiteren beschriebenen Funktionsabläufe gültigen Dictionary abgelegt.

[0182] Gemäss dem Funktionsbefehl 6004 wird nunmehr in einem zweiten Schritt eine zweite Optimierung gemäss CH01776/09 bzw. PCT/EP2010/055 877, FIG. 1B, 2B, 3aB bis 5aBauf einem Signalabschnitt t2, der gleiche Länge wie t1 aufweist, durchgeführt. Die Ausgänge von FIG. 5aBwerden wiederum dem Modul 6001 zugeführt, und werden die Invarianten (errichtet in den Schnittpunkten ξh2der Summe der komplexen Transferfunktionen f*[x(t2)] = und * (1 + i) mit der - die Achse von x1, u1 des dargestellten algebraischen Modells fällt hier mit der reellen Achse zusammen, die Achse x2, u2 mit der imaginären Achse - im 1. oder auch 3. Quadranten der komplexen Zahlenebene gelegenen Halbebene, die durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannt wird, hinsichtlich ihrer statistischen Verteilung betrachtet.

[0183] Sämtliche ξh2 von der Gesamtzahl k2werden den ξh1 im -für sämtliche weiteren beschriebenen Funktionsabläufe gültigen - Speicher («Stack») hinzugefügt; ebenso wird der Mittelwert

errechnet. Dieser wird wiederum gemeinsam mit der anhand der genannten zweiten Optimierung bestimmten Parametrisierung ϕ2, f2 (bzw. n2), α2, β2 dem ersten Mittelwert ξ°1 sowie dessen Parametrisierung ϕ1, f1 (bzw. n1), α1, β1im - für sämtliche weiteren beschriebenen Funktionsabläufe gültigen - Dictionary hinzugefügt. Da der Speicher («Stack») nunmehr mehr als einen Mittelwert enthält, wird nunmehr das Modul 6002 aktiviert.

[0184] Dieses berechnet den Mittelwert ξ*2 aller im Stack gespeicherten Schnittpunkte ξh1, ξh2:

und wählt aus dem Dictionary jenen der Mittelwerte ξ°1, ξ°2 mit dessen zugehöriger Parametrisierung aus, der ξ*2 am nächsten liegt. Trifft dies für beide Mittelwerte ξ°1, ξ°2 zu, wird ξ°1 bzw. die Parametrisierung ϕ1, f1 (bzw. n1), α1, β1 aus dem Dictionary ausgewählt. Der aus dem Dictionary ausgewählte Mittelwert wird anschliessend gemeinsam mit ξ*2 an das Modul 6003 übergeben. Dieses prüft, ob der vom Modul 6002 gewählte Mittelwert innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*2, ξ*2+ σ], liegt, wobei σ > 0 die beliebig von Benutzer wählbare Standardabweichung der fiktiv in ξ*2 als Nullpunkt errichteten Gaussverteilung f<->(z2*) = (1 / (√(2π) * ))*e <-><1></2*(((z><2><*-ξ><2)><^2)/σ^><2><)>darstellt.

[0185] Liegt der vom Modul 6002 gewählte Mittelwert innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*2,ξ*2 + σ], wird die vom Modul 6002 ausgewählte Parametrisierung gemäss 6010 in der Anordung FIG. 7Abzw. FIG. 1B (welche den Verstärker 717 und die MS-Matrix, die beide nur einmal zu durchlaufen sind, der Anschaulichkeit willen nochmals abbildet) bzw. die Ausgänge 6006 und 6007 der FIG. 1B aktiviert, ebenso die Ausgänge 6008 und 6009 der FIG. 2B. Der Ausgang 6006 mündet in den Eingang 6006 der FIG. 6C, der Ausgang 6007 mündet in den Eingang 6007 der FIG. 6C, der Ausgang 6008 mündet in den Eingang 6008 der FIG. 6C, und der Ausgang 6009 mündet in den Eingang 6009 der FIG. 6C. 6006 stellt unmittelbar das Ausgangssignal x(t) des Moduls 6003 dar, 6007 stellt unmittelbar das Ausgangssignal y(t) des Moduls 6003 dar, 6008 stellt unmittelbar das Ausgangssignal Re f*[x(t)] + g*[y(t)] des Moduls 6003 dar, 6009 stellt unmittelbar das Ausgangssignal Im f*[x(t)] + g*[y(t)] des Moduls 6003 dar. Diese Signale sind in der weiter oben dargestellten Signalverarbeitung so zu behandeln, als stellten diese die Ausgangssignale der FIG. 5aBdar, die mit der FIG. 6Cim vorliegenden Anwendungsbeispiel eine untrennbare Einheit bildet.

[0186] Liegt der vom Modul 6002 gewählte Mittelwert ausserhalb des Intervalls [-σ + ξ*2, ξ *2 + σ] wird in einem m-ten Schritt eine m-te Optimierung gemäss CH01776/09 bzw. PCT/EP2010/055 877, FIG. 1B, 2B, 3aB bis 5aB auf einem Signalabschnitt tm, der gleiche Länge wie tx aufweist, durchgeführt. Die Ausgänge von FIG. 5aBwerden wiederum dem Modul 6001 zugeführt, und werden die Invarianten (errichtet in den Schnittpunkten ξhmder Summe der komplexen Transferfunktionen und mit der - die Achse von x1, u1 des dargestellten algebraischen Modells fällt hier mit der reellen Achse zusammen, die Achse x2, u2 mit der imaginären Achse - im 1. oder auch 3. Quadranten der komplexen Zahlenebene gelegenen Halbebene, die durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannt wird, hinsichtlich ihrer statistischen Verteilung betrachtet. Sämtliche ξhm von der Gesamtzahl km werden den ξh1, ξh2 ..., im - für sämtliche weiteren beschriebenen Funktionsabläufe gültigen - Speicher («Stack») hinzugefügt; ebenso wird der Mittelwert

errechnet. Dieser wird wiederum gemeinsam mit der anhand der genannten m-ten Optimierung bestimmten Parametrisierung ϕm, fm (bzw. nm), αm, βm, den Mittelwerten ξ°1, ξ°1, ..., ξ°m-1 und deren zugehörigen Parametrisierungen ϕ1, f1(bzw. n1), α1, β1; ϕ2, f2 (bzw. n2), α2, β2; , ϕm-i fm-1 (bzw. nm-1), αm-i, βm-1 im - für sämtliche weiteren beschriebenen Funktionsabläufe gültigen - Dictionary hinzugefügt. Da der Speicher («Stack») nunmehr mehr als einen Mittelwert enthält, wird das Modul 6002 aktiviert.

[0187] Dieses berechnet den Mittelwert t,*m aller im Stack gespeicherten Schnittpunkte ξh1, ξh2, ..., ξhm:

und wählt aus dem Dictionary jenen der Mittelwerte ξ °1, ξ°2, ... ξ°m mit dessen zugehöriger Parametrisierung von ϕ, f (bzw. n), α, β aus, der ξ *m am nächsten liegt. Bei gleichem Mittelwert für verschiedene Parämetrisierungen wird jene Parametrisierung ausgewählt, die am häufigsten im Dictionary vorkommt. Treten mehrere Parämetrisierungen in gleicher Häufigkeit auf, wird jene gewählt, die im dem Dictionary die breiteste Streuung zeigt, d.h. für die die Differenz d-c maximal wird, wobei d die letzte, c die erste Indexnummer des jeweils durchlaufenen Optimierungsschritts darstellt. Trifft auch dies für mehrere Parämetrisierungen zu, wird die zuerst auftretende ausgewählt. Liegen zwei Mittelwerte aus ξ°1, ξ°2, ..., ξ°mnächst , wird sofern im m - 1-ten Schritt einer der beiden Mittelwerte bzw. dessen zugehörige Parametrisierung aus dem Dictionary ausgewählt wurde, ebendieser bzw. seine zugehörige Parametrisierung beibehalten. Der aus dem Dictionary ausgewählte Mittelwert wird anschliessend gemeinsam mit ξ*man das Modul 6003 übergeben. Dieses prüft, ob der vom Modul 6002 gewählte Mittelwert innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*m, ξ*m + σ ], liegt, wobei σ>0 die - zu Beginn des gesamten hier dargestellten Prozesses beliebig von Benutzer wählbare - Standardabweichung der fiktiv in ξ *m als Nullpunkt errichteten Gaussverteilung f<->(zm*) = (1 / (√(2π) * σ))*e<-1/2*(((z><m*- ξ *m)^><2)/><σ^2)> darstellt.

[0188] Liegt der vom Modul 6002 gewählte Mittelwert innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*m, + σ], wird die vom Modul 6002 ausgewählte Parametrisierung gemäss 6010 in der Anordung FIG. 7A bzw. FIG. 1B bzw. die Ausgänge 6006 und 6007 der FIG. 1Baktiviert, ebenso die Ausgänge 6008 und 6009 der FIG. 2B sowie die zugehörigen Ein- und Ausgänge der FIG. 6C. 6006 stellt somit wiederum unmittelbar das Ausgangssignal x(t) des Moduls 6003 dar, 6007 stellt unmittelbar das Ausgangssignal y(t) des Moduls 6003 dar, 6008 stellt unmittelbar das Ausgangssignal Re f*[x(t)] + g*[y(t)] des Moduls 6003 dar, 6009 stellt unmittelbar das Ausgangssignal Im f*[x(t)] + g*[y(t)] des Moduls 6003 dar. Diese Signale sind wiederum in der weiter oben dargestellten Signalverarbeitung so zu behandeln, als stellten diese die Ausgangssignale der FIG. 5aB dar, die mit der FIG. 6Cim vorliegenden Anwendungsbeispiel eine untrennbare Einheit bildet.

[0189] Liegt der vom Modul 6002 gewählte Mittelwert ausserhalb des Intervalls [-σ + ξ*2, ξ*2 + σ] wird in einem m + 1-ten Schritt eine m + 1-te Optimierung in gleicher Form, wie für den-m-ten Schritt und die m-te Optimierung dargestellt,, durchgeführt. Der Vorgang wird solange fortgesetzt, bis ein Element des Dictionary obige Anforderungen erfüllt oder eine Höchstzahl zulässiger Optimierungsschritte erreicht ist.

[0190] Das Konvergenzverhalten der soeben etablierten Gewichtsfunktion zeigt FIG. 5C für drei Optimierungsschritte: 5001 stellt hierbei den ersten ξ°1 Mittelwert 5002 den zweiten Mittelwert ξ°2, 5003 die erste fiktiv in ξ*2 als Nullpunkt errichtete Gaussverteilung f(z2*) = (1 / (√(2π) * σ))*e<-><1></2><*(((z2*- ξ *2)^2)/σ^2)> <>wobei σ>0 die zu Beginn des gesamten dargestellten Prozesses beliebig von Benutzer wählbare Standardabweichung darstellt, 5004 den dritten Mittelwert ξ°3, der innerhalb der durch σ definierten Wendepunkte der in ξ°3 als Nullpunkt errichtete fiktiven Gaussverteilung 5005 gleicher Standardabweichung verbleibt, und somit das Konvergenzkriterium erfüllt.

[0191] In jedem Falle resultiert eine Parametrisierung ϕ, f (bzw. n), α, β, die im Mittel eine in Bezug auf alle algebraischen Invarianten optimale pseudostereophone Abbildung liefert.

[0192] Mit zunehmender Anzahl gleichlanger Signalabschnitte nähert sich die Verteilung der Schnittpunkte der algebraischen Invarianten auf der jeweils betrachteten Halbebene mit der komplexen Zahlenebene der Gaussschen Verteilung an. Je kleiner die Standardabweichung angewählt wird, desto idealer wird die resultierende Parametrisierung. Nachdem eine nur endliche Zahl von gleichlangen Signalabschnitten zur Verfügung steht, sollte allerdings a nicht zu klein gewählt werden.

[0193] Dennoch ist das Verfahren hinsichtlich seiner Konvergenz für ausreichend lange Signalabschnitte deutlich rascher als erwähnte Simulationsmodelle, da erstmals algebraische Invarianten als gültige «Anhaltspunkte» für eine Gewichtung bereits eruierter Parämetrisierungen zur Verfügung stehen.

Literaturnachweis

[0194] 1. David Hilbert: über die vollen Invariantensysteme. - Mathematische Annalen Bd.42, S. 313-373 (1893).

[0195] 2. Henrik Schulze: Digital Audio Broadcasting. Das Übertragungssystem im Mobilfunkkanal. - Seminarskriptum der Universität-Gesamthochschule Paderborn (2002). www.fh-meschede.de/public/schulze/docs/dab-seminar.pdf

Claims (14)

1. Verfahren zur Evaluierung einer Verknüpfung von zwei oder mehreren Signalen s1(t), s2(t), ..., sm(t) bzw. von deren Transferfunktionen t1(s1(t)), t2(s2(t)), ..., tm(sm(t)) auf der reellen bzw. komplexen Zahlenebene, wobei s1(t) den Funktionswert des ersten Signals zum Zeitpunkt t, s2(t) den Funktionswert des zweiten Signals zum Zeitpunkt t, sm(t) den Funktionswert des m-ten Signals zum Zeitpunkt t darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass für gleichlange Signalabschnitte t1, t2, ..., tp die Invarianten von zwei oder mehreren algebraischen Abbildungen dieser Verknüpfung bestimmt werden.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Summe der Transferfunktionen und oder deren Äquivalent auf der reellen Zahlenebene für Eingangssignale x(t), y(t), wobei x(t) den Funktionswert des ersten Signals zum Zeitpunkt t, y(t) den Funktionswert des zweiten Signals zum Zeitpunkt darstellt, für gleichlange Abschnitte t1, t2, ..., tp die Invarianten von zwei oder mehreren algebraischen Abbildungen dieser Summe bestimmt werden, welche die Abbildung der genannten Summe mittels einer Gleichung der Form Av1<2> + Bv2<2>+ Cv32 + 2Fv2v3 + 2Gv3v1+ 2H1v2 = 0 beinhalten.

3. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Invarianten sich als Linearkombination von Vektoren auf einer Ebene darstellen lassen, die lotrecht zur reellen oder komplexen Zahlenebene liegt, und diese, gegebenenfalls nach Drehung oder entsprechenden algebraischen Umformung, in der Diagonalen des 1. und 3. Quadranten durchschneidet. (FIG. 2C bis 4C)

4. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittpunkte dieser Invarianten mit der reellen oder komplexen Zahlenebene, auf der die betrachtete Verknüpfung der Signale liegt, bestimmt werden.

5. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass s1(t), s2(t), ..., sm(t) bzw. x(t), y(t) Audiosignale darstellen.

6. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der bestimmten Invarianten oder der Schnittpunkte dieser Invarianten mit der reellen oder komplexen Zahlenebene, auf der die betrachtete Verknüpfung der Signale liegt, oder auch anhand einer Auswahl von diesen Invarianten oder Schnittpunkten eine Gewichtsfunktion definiert wird.

7. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass - die Schnittpunkte der Summe der komplexen Transferfunktionen und des paarweisen Eingangssignals x(t1), y(t1), abgebildet auf der komplexen oder reellen Zahlenebene, mit der im 1. Quadranten der komplexen oder reellen Zahlenebene gelegenen Halbebene, die durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannt wird, wobei im Folgenden die Abszissenachse der reellen Zahlenebene mit der reellen Achse der komplexen Zahlebene identisch ist, und die Ordinatenachse der reellen Zahlenebene mit der imaginären Achse der komplexen Zahlenebene, bestimmt werden, und anschliessend deren Mittelwert

errechnet wird; - die Schnittpunkte ^2 der Summe der komplexen Transferfunktionen und des paarweisen Eingangssignals x(t2), y(t2), abgebildet auf der komplexen oder reellen Zahlenebene, mit der im 1. Quadranten der komplexen oder reellen Zahlenebene gelegenen Halbebene, die durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannt wird, wobei im Folgenden die Abszissenachse der reellen Zahlenebene mit der reellen Achse der komplexen Zahlebene identisch ist, und die Ordinatenachse der reellen Zahlenebene mit der imaginären Achse der komplexen Zahlenebene, bestimmt werden und anschliessend deren Mittelwert

sowie der Mittelwert ξ*2 aller Schnittpunkte ξh1, ξh2

errechnet werden, und, sofern der ξ*2 nächstgelegene Mittelwert ξ°qgleich 1 oder 2, sodann innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*2, ξ*2 + σ ], wobei et die vom Benutzer beliebig festlegbare fiktive Standardabweichung σ > 0 darstellt, unter Wahl des ξ°q zugeordneten Eingangssignals x(t2), y(t2) bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals der gesamte Prozess angehalten wird, ansonsten, sofern beide Mittelwerte ξ°1, ξ°2 gleiche Distanz zu ξ*2aufweisen, ξ°1 ausgewählt wird, und, sofern ξ°1innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*2, ξ*2+ σ] liegt, unter Wahl des ξ°1 zugeordneten Eingangssignals x(t1), y(t1) bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals der gesamte Prozess angehalten wird, ansonsten - in einem m-ten Schritt die Schnittpunkte ξhm der Summe der komplexen Transferfunktionen und des paarweisen Eingangssignals x(tm), y(tm), abgebildet auf der komplexen oder reellen Zahlenebene, mit der im 1. Quadranten der komplexen oder reellen Zahlenebene gelegenen Halbebene, die durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannt wird, wobei im Folgenden die Abszissenachse der reellen Zahlenebene mit der reellen Achse der komplexen Zahlebene identisch ist, und die Ordinatenachse der reellen Zahlenebene mit der imaginären Achse der komplexen Zahlenebene, bestimmt werden und anschliessend deren Mittelwert

sowie der Mittelwert aller Schnittpunkte ξ*h1, ξh2, ..., ξhm

errechnet werden, und, sofern der nächstgelegene Mittelwert ξ°r, gleich 1 oder 2 oder ... oder m, sodann innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*m, ξ*m+ σ] liegt, wobei σ die vom Benutzer beliebig festlegbare fiktive Standardabweichung σ > 0 darstellt, unter Wahl des ξ°r zugeordneten Eingangssignals x(tr), y(tr) bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals der gesamte Prozess angehalten wird, ansonsten bei gleichem Mittelwert verschiedener Eingangssignale x(ts), y(ts), 1 ≤ s ≤ m, jenes Signal ausgewählt wird, welches bislang am häufigsten auftrat, ansonsten, sofern mehrere Signale in gleicher Häufigkeit auftreten, jenes gewählt wird, welches die breiteste Streuung zeigt, d.h. für welches die Differenz d - c maximal wird, wobei d die letzte, c die erste Indexnummer des jeweils durchlaufenen Optimierungsschritts darstellt, ansonsten auch dies für mehrere Signale zutrifft, das zuerst aufgetretene ausgewählt wird, ansonsten, sofern zwei Mittelwerte aus ξ°1, ξ°2, ..., ξ°m nächst liegen, sofern im m - 1-ten Schritt einer der beiden Mittelwerte bzw. dessen zugehöriges Signal bzw. die Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals ausgewählt wurden, ebendiese beibehalten werden, und, sofern so ausgewählter Mittelwert sodann innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*m, ξ*m + σ] liegt, wobei a die vom Benutzer beliebig festlegbare fiktive Standardabweichung σ > 0 darstellt, unter Wahl des diesem Mittelwert zugeordneten Eingangssignals bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals der gesamte Prozess angehalten wird, ansonsten - ein m + 1-ter Schritt der gleicher Form, wie für den m-ten Schritt dargestellt, durchgeführt wird und der Prozess solange fortgesetzt wird, bis ein Mittelwert obige Anforderungen erfüllt oder eine Höchstzahl zulässiger Optimierungsschritte erreicht ist oder dass - die Schnittpunkte der Summe der komplexen Transferfunktionen und des paarweisen Eingangssignals x(t1), y(t1), abgebildet auf der komplexen oder reellen Zahlenebene, mit der im 3. Quadranten der komplexen oder reellen Zahlenebene gelegenen Halbebene, die durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannt wird, wobei im Folgenden die Abszissenachse der reellen Zahlenebene mit der reellen Achse der komplexen Zahlebene identisch ist, und die Ordinatenachse der reellen Zahlenebene mit der imaginären Achse der komplexen Zahlenebene, bestimmt werden, und anschliessend deren Mittelwert

errechnet wird; - die Schnittpunkte ξh2der Summe der komplexen Transferfunktionen und des paarweisen Eingangssignals x(t2), y(t2), abgebildet auf der komplexen oder reellen Zahlenebene, mit der im 3. Quadranten der komplexen oder reellen Zahlenebene gelegenen Halbebene, die durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannt wird, wobei im Folgenden die Abszissenachse der reellen Zahlenebene mit der reellen Achse der komplexen Zahlebene identisch ist, und die Ordinatenachse der reellen Zahlenebene mit der imaginären Achse der komplexen Zahlenebene, bestimmt werden und anschliessend deren Mittelwert

sowie der Mittelwert ξ*2 aller Schnittpunkte ξh1, ξh2

errechnet werden, und, sofern der ξ*2 nächstgelegene Mittelwert ξ°q, q gleich 1 oder 2, sodann innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*2, ξ*2 + σ], wobei a die vom Benutzer beliebig festlegbare fiktive Standardabweichung σ > 0 darstellt, unter Wahl des ξ°q zugeordneten Eingangssignals x(t2), y(t2) bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals der gesamte Prozess angehalten wird, ansonsten, sofern beide Mittelwerte ξ°1, ξ°2 gleiche Distanz zu ξ*2 auf weisen, ausgewählt wird, und, sofern ξ°1 innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*2, ξ*2 + σ ] liegt, unter Wahl des ξ°1 zugeordneten Eingangssignals x(t1), y(t1) bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals der gesamte Prozess angehalten wird, ansonsten - in einem m-ten Schritt die Schnittpunkte ξhm, der Summe der komplexen Transferfunktionen und des paarweisen Eingangssignals x(tm), y(tm), abgebildet auf der komplexen oder reellen Zahlenebene, mit der im 3. Quadranten der komplexen oder reellen Zahlenebene gelegenen Halbebene, die durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannt wird, wobei im Folgenden die Abszissenachse der reellen Zahlenebene mit der reellen Achse der komplexen. Zahlebene identisch ist, und die Ordinatenachse der reellen Zahlenebene mit der imaginären Achse der komplexen Zahlenebene, bestimmt werden und anschliessend deren Mittelwert

sowie der Mittelwert aller Schnittpunkte ξ*m aller Schnittpunkte ξh1, ξh2, ..., ξhm

errechnet werden, und, sofern der ξ*m nächstgelegene Mittelwert ξ°r, r gleich 1 oder 2 oder ... oder m, sodann innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*m, ξ*m+ σ ] liegt, wobei g die vom Benutzer beliebig festlegbare fiktive Standardabweichung σ > 0 darstellt, unter Wahl des ξ°r zugeordneten Eingangssignals x(tr), y(tr) bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals der gesamte Prozess angehalten wird, ansonsten bei gleichem Mittelwert verschiedener Eingangssignale x(ts)f Y(ts), 1 ≤ s ≤ m, jenes Signal ausgewählt wird, welches bislang am häufigsten auftrat, ansonsten, sofern mehrere Signale in gleicher Häufigkeit auftreten, jenes gewählt wird, welches die breiteste Streuung zeigt, d.h. für welches die Differenz d - c maximal wird, wobei d die letzte, c die erste Indexnummer des jeweils durchlaufenen Optimierungsschritts darstellt, ansonsten auch dies für mehrere Signale zutrifft, das zuerst aufgetretene ausgewählt wird, ansonsten, sofern zwei Mittelwerte aus ξ°1, ξ°2, ..., ξ°m nächst ξ*mliegen, sofern im m - 1-ten Schritt einer der beiden Mittelwerte bzw. dessen zugehöriges Signal bzw. die Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals ausgewählt wurden, ebendiese beibehalten werden, und, sofern so ausgewählter Mittelwert sodann innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*m, ξ*m+ σ] liegt, wobei g die vom Benutzer beliebig festlegbare fiktive Standardabweichung σ > 0 darstellt, unter Wahl des diesem Mittelwert zugeordneten Eingangssignals bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals der gesamte Prozess angehalten wird, ansonsten - ein m + 1-ter Schritt der gleicher Form, wie für den m-ten Schritt dargestellt, durchgeführt wird und der Prozess solange fortgesetzt wird, bis ein Mittelwert obige Anforderungen erfüllt oder eine Höchstzahl zulässiger Optimierungsschritte erreicht ist.

8. Vorrichtung mit Mitteln zur Evaluierung einer Verknüpfung von zwei oder mehreren Signalen s1(t), s2(t), sm(t) bzw. von deren Transferfunktionen t1(s1(t)), t2(s2(t)), ..., tm(sm(t))auf der reellen bzw. komplexen Zahlenebene, wobei s1(t) den Funktionswert des ersten Signals zum Zeitpunkt t, s2(t) den Funktionswert des zweiten Signals zum Zeitpunkt t, sm(t) den Funktionswert des m-ten Signals zum Zeitpunkt t darstellt, gekennzeichnet durch Mittel, zur Bestimmung der Invarianten von zwei oder mehreren algebraischen Abbildungen dieser Verknüpfung für gleichlange Signalabschnitte t1, t2, tp.

9. Vorrichtung gemäss Anspruch 8, gekennzeichnet durch Mittel zur Bestimmung der Invarianten von zwei oder mehreren algebraischen Abbildungen der Summe der Transferfunktionen und oder deren Äquivalent auf der reellen Zahlenebene für Eingangssignale x(t), y(t), wobei x(t) den Funktionswert des ersten Signals zum Zeitpunkt t, y(t) den Funktionswert des zweiten Signals zum Zeitpunkt darstellt, für gleichlange Abschnitte t1, t2, ..., tp, wobei eine der algebraischen Abbildungen der genannten Summe sich durch eine Gleichung der Form Av1<2> + Bv2<2> + Cv32 + 2Fv2v3 + 2Gv3V1+ 2Hv1v2 = 0 darstellen lässt.

10. Vorrichtung gemäss Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Invarianten sich als Linearkombination von Vektoren auf einer Ebene darstellen lassen, die lotrecht zur reellen oder komplexen Zahlenebene liegt, und diese, gegebenenfalls nach Drehung oder entsprechenden algebraischen Umformung, in der Diagonalen des 1. und 3. Quadranten durchschneidet. (FIG. 2C bis 4C)

11. Vorrichtung gemäss Anspruch 8 oder 9 oder 10, gekennzeichnet durch Mittel zur Bestimmung der Schnittpunkte dieser Invarianten mit der reellen oder komplexen Zahlenebene, auf der die betrachtete Verknüpfung der Signale liegt.

12. Vorrichtung gemäss Anspruch 8 oder 9 oder 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass s:(t), s2(t), ..., sm(t) bzw. x(t), y(t) Audiosignale darstellen.

13. Vorrichtung gemäss Anspruch 8 oder 9 oder 10 oder 11 oder 12, gekennzeichnet durch Mittel zur Festlegung einer Gewichtsfunktion anhand der bestimmten Invarianten oder der Schnittpunkte dieser Invarianten mit der reellen oder komplexen Zahlenebene, auf der die betrachtete Verknüpfung der Signale liegt, oder auch anhand einer Auswahl von diesen Invarianten oder Schnittpunkten.

14. Vorrichtung gemäss Anspruch 8 oder 9 oder 10 oder 11 oder 12 oder 13, gekennzeichnet durch Mittel - zur Bestimmung der Schnittpunkte ξh1 der Summe der komplexen Transferfunktionen und des paarweisen Eingangssignals x(t1), y(t1), abgebildet auf der komplexen oder reellen Zahlenebene, mit der im 1. Quadranten der komplexen oder reellen Zahlenebene gelegenen Halbebene, die durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannt wird, wobei im Folgenden die Abszissenachse der reellen Zahlenebene mit der reellen Achse der komplexen Zahlebene identisch ist, und die Ordinatenachse der reellen Zahlenebene mit der imaginären Achse der komplexen Zahlenebene, und anschliessend von deren Mittelwert

- zur anschliessenden Bestimmung der Schnittpunkte ξh2der Summe der komplexen Transferfunktionen und des paarweisen Eingangssignals x(t2), y(t2), abgebildet auf der komplexen oder reellen Zahlenebene, mit der im 1. Quadranten der komplexen oder reellen Zahlenebene gelegenen Halbebene, die durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannt wird, wobei im Folgenden die Abszissenachse der reellen Zahlenebene mit der reellen Achse der komplexen Zahlebene identisch ist, und. die Ordinatenachse der reellen Zahlenebene mit der imaginären Achse der komplexen Zahlenebene, und anschliessend von deren Mittelwert

sowie vom Mittelwert ξ*2 aller Schnittpunkte ξh1, ξh2

sowie zur Bestimmung, ob der ξ*2nächstgelegene Mittelwert ξ°q, q gleich 1 oder 2, innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*2, ξ*2+ σ ] liegt, wobei g die vom Benutzer ebenfalls durch ein Mittel beliebig festlegbare fiktive Standardabweichung σ > 0 darstellt, sowie zur Wahl des ξ°qzugeordneten Eingangssignals x(t2), y(t2) bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals und Beenden des gesamten Prozesses im positiven Falle, sowie zur Bestimmung, ob gegebenenfalls zwei Mittelwerte ξ°1, ξ°2 gleiche Distanz zu ξ*2 auf weisen, sowie zur Auswahl von ξ°1 im positiven Falle, sowie zur Bestimmung, ob innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*2, ξ*2+ σ] liegt, sowie zur Wahl des zugeordneten Eingangssignals x(t1), y(t1) bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals und zum Beenden des gesamten Prozesses im positiven Falle, sowie - zur Bestimmung der Schnittpunkte ξhm der Summe der komplexen Transferfunktionen und des paarweisen Eingangssignals x(tm), y(tm), abgebildet auf der komplexen oder reellen Zahlenebene, mit der im 1. Quadranten der komplexen oder reellen Zahlenebene gelegenen Halbebene, die durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannt wird, wobei im Folgenden die Abszissenachse der reellen Zahlenebene mit der reellen Achse der komplexen Zahlebene identisch ist, und die Ordinatenachse der reellen Zahlenebene mit der imaginären Achse der komplexen Zahlenebene, dies für einen m-ten Schritt, und anschliessend von deren, Mittelwert

sowie vom Mittelwert ξ*m aller Schnittpunkte ξh1, ξh2, ..., ξhm

sowie zur Bestimmung, ob der ξ*m nächstgelegene Mittelwert ξ°r, r gleich 1 oder 2 oder ... oder m, innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*m, ξ*m + σ] liegt, wobei g die vom Benutzer ebenfalls durch ein Mittel beliebig festlegbare fiktive Standardabweichung σ > 0 darstellt, sowie zur Wahl des zugeordneten Eingangssignals x(tr), y(tr) bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals und Beenden des gesamten Prozesses im positiven Falle, sowie zur Bestimmung, ob bei gleichem Mittelwert verschiedene Eingangssignale x(ts), y(ts), 1 ≤ s ≤ m, vorliegen, sowie im positiven Falle zur Wahl jenes Signals welches bislang am häufigsten auftrat, sowie zur Bestimmung, ob mehrere Signale in gleicher Häufigkeit auftreten, und im positiven Falle zur Wahl jenes Signals, welches die breiteste Streuung zeigt, d.h. für welches die Differenz d - c maximal wird, wobei d die letzte, c die erste Indexnummer des jeweils durchlaufenen Optimierungsschritts darstellt, sowie zur Bestimmung, ob auch dies für mehrere Signale zutrifft, sowie im positiven Falle zur Wahl des zuerst aufgetretenen, oder zur Bestimmung, ob zwei Mittelwerte aus ξ°1, ξ°2, ..., ξ°m nächst ξ*mliegen, sowie im positiven Falle zur Bestimmung, ob im m - 1-ten Schritt einer der beiden Mittelwerte bzw. dessen zugehöriges Signal bzw. die Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals ausgewählt wurden, und im positiven Falle zur Beibehaltung jenes Signals, sowie zur Bestimmung, ob so ausgewählter Mittelwert sodann innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*m, ξ*m + σ] liegt, wobei a die vom Benutzer ebenfalls durch ein Mittel beliebig festlegbare fiktive Standardabweichung g > 0 darstellt, sowie im positiven Falle zur Wahl des diesem Mittelwert zugeordneten Eingangssignals bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals und zum Beenden des gesamten Prozesses, sowie - zur Durchführung eines m + 1-ten Schritts der gleicher Form, wie für den m-ten Schritt dargestellt, und zur Fortsetzung des Prozesses, sowie zur Bestimmung, ob ein Mittelwert obige Anforderungen erfüllt oder eine Höchstzahl zulässiger Optimierungsschritte erreicht ist, und somit der Prozess beendet werden soll, sowie im positiven Falle zum Beenden des gesamten Prozesses; oder auch Mittel - zur Bestimmung der Schnittpunkte £,hi der Summe der komplexen Transferfunktionen und des paarweisen Eingangssignals x(t1), y(t1), abgebildet auf der komplexen oder reellen Zahlenebene, mit der im 3. Quadranten der komplexen oder reellen Zahlenebene gelegenen Halbebene, die durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannt wird, wobei im Folgenden die Abszissenachse der reellen Zahlenebene mit der reellen Achse der komplexen Zahlebene identisch ist, und die Ordinatenachse der reellen Zahlenebene mit der imaginären Achse der komplexen Zahlenebene, und anschliessend von deren Mittelwert

- zur anschliessenden Bestimmung der Schnittpunkte ξh2der Summe der komplexen Transferfunktionen und des paarweisen Eingangssignals x(t2), y(t2), abgebildet auf der komplexen oder reellen Zahlenebene, mit der im 3. Quadranten der komplexen oder reellen Zahlenebene gelegenen Halbebene, die durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannt wird, wobei im Folgenden die Abszissenachse der reellen. Zahlenebene mit der reellen Achse der komplexen Zahlebene identisch ist, und die Ordinatenachse der reellen Zahlenebene mit der imaginären Achse der komplexen Zahlenebene, und anschliessend von deren Mittelwert

sowie vom Mittelwert ξ*2 aller Schnittpunkte ξh1, ξh2

sowie zur Bestimmung, ob der ξ*2 nächstgelegene Mittelwert ξ°q, q gleich 1 oder 2, innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*2, ξ*2 + σ] liegt, wobei σ die vom Benutzer ebenfalls durch ein Mittel beliebig festlegbare fiktive Standardabweichung σ > 0 darstellt, sowie zur Wahl des ξ°q zugeordneten Eingangssignals x(t2), y(t2) bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals und Beenden des gesamten Prozesses im positiven Falle, sowie zur Bestimmung/Ob gegebenenfalls zwei Mittelwerte ξ°1, ξ°2 gleiche Distanz zu ξ*2 aufweisen, sowie zur Auswahl von ξ°1im positiven Falle, sowie zur Bestimmung, ob innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*2, ξ*2+ σ] liegt, sowie zur Wahl des ξ°1 zugeordneten Eingangssignals x(t1), y(t1) bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals und zum Beenden des gesamten Prozesses im positiven Falle, sowie - zur Bestimmung der Schnittpunkte ξhm der Summe der komplexen Transferfunktionen und des paarweisen Eingangssignals x(tm), y(tm), abgebildet auf der komplexen oder reellen Zahlenebene, mit der im 3. Quadranten der komplexen oder reellen Zahlenebene gelegenen Halbebene, die durch die Vektoren (1, 1, -2) und (1, 1, 1) oder auch (-1, -1, 2) und (1, 1, 1) aufgespannt wird, wobei im Folgenden die Abszissenachse der reellen Zahlenebene mit der reellen Achse der komplexen Zahlebene identisch ist, und die Ordinatenachse der reellen Zahlenebene mit der imaginären Achse der komplexen Zahlenebene, dies für einen m-ten Schritt, und anschliessend von deren Mittelwert

sowie vom Mittelwert ξ*m aller Schnittpunkte ξh1, ξh2, ..., ξhm

sowie zur Bestimmung, ob der ξ*mnächstgelegene Mittelwert ξ°r, r gleich 1 oder 2 oder... oder m, innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*m, ξ*m + σ] liegt, wobei σ die vom Benutzer ebenfalls durch ein Mittel beliebig festlegbare fiktive Standardabweichung σ > 0 darstellt, sowie zur Wahl des zugeordneten Eingangssignals x(tr), y(tr) bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals und Beenden des gesamten Prozesses im positiven Falle, sowie zur Bestimmung, ob bei gleichem Mittelwert verschiedene Eingangssignale x(ts), y(ts), 1 ≤ s ≤ m, vorliegen, sowie im positiven Falle zur Wahl jenes Signals welches bislang am häufigsten auftrat, sowie zur Bestimmung, ob mehrere Signale in gleicher Häufigkeit auftreten, und im positiven Falle zur Wahl jenes Signals, welches die breiteste Streuung zeigt, d.h. für welches die Differenz d - c maximal wird, wobei d die letzte, c die erste Indexnummer des jeweils durchlaufenen Optimierungsschritts darstellt, sowie zur Bestimmung, ob auch dies für mehrere Signale zutrifft, sowie im positiven Falle zur Wahl des zuerst aufgetretenen, oder zur Bestimmung, ob zwei Mittelwerte aus ξ°1, ξ°2, ..., ξ°m nächst liegen, sowie im positiven Falle zur Bestimmung, ob im m - 1-ten Schritt einer der beiden Mittelwerte bzw. dessen zugehöriges Signal bzw. die Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals ausgewählt wurden, und im positiven Falle zur Beibehaltung jenes Signals, sowie zur Bestimmung, ob so ausgewählter Mittelwert sodann innerhalb des Intervalls [-σ + ξ*m, ξ*m+ σ] liegt, wobei σ die vom Benutzer ebenfalls durch ein Mittel beliebig festlegbare fiktive Standardabweichung σ > 0 darstellt, sowie im positiven Falle zur Wahl des diesem Mittelwert zugeordneten Eingangssignals bzw. der Eigenschaften bzw. Parameter dieses Signals und zum Beenden des gesamten Prozesses, sowie - zur Durchführung eines m + 1-ten Schritts der gleicher Form, wie für den m-ten Schritt dargestellt, und zur Fortsetzung des Prozesses, sowie zur Bestimmung, ob ein Mittelwert obige Anforderungen erfüllt oder eine Höchstzahl zulässiger Optimierungsschritte erreicht ist, und somit der Prozess beendet werden soll, sowie im positiven Falle zum Beenden des gesamten Prozesses.