CH708800A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Verarbeitung von Klangsignalen. - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Klangsignalen. Ein oder mehrere Klangsignale werden mittels Verzögerungselementen (2), Filtern (3), Matrixmultiplikationen (4), sowie einer mehrkanaligen, weitere Matrixmultiplikationen (5) enthaltenden Rückkopplungsschleife (6) so verarbeitet, dass das akustische Verhalten mehrerer, miteinander verbundener Räume simuliert wird.

Description

Beschreibung
[0001 ] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung und Erzeugung von Klangsignalen gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Verarbeiten und Erzeugen von Klangsignalen gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 27.
[0002] Bei vielen Produkten der Unterhaltungsbranche spielt die Simulation von akustischen Umgebungen eine wichtige Rolle, beispielsweise in 3D-Videospielen oder in der Musikproduktion («Reverb-Effekt»). Aktuelle Verfahren haben den Nachteil, nur eine grobe Näherung des akustischen Verhaltens einer Umgebung zu simulieren (z.B. bei der Verwendung von «Reverb-Zones» in Videospielen), extrem rechenaufwendig zu sein (z.B. akustisches Ray-Tracing, oder WaveguideMesh-Modelle), oder unflexibel zu sein (wie z.B. «Convolution Reverb» aufgrund der Notwendigkeit, Raumimpulsantworten für alle gewünschten Klangquellen- und Mikrofonpositionen zuerst messen zu müssen).
[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Anwendung von künstlichen Raumimpulsantworten («Artificial Reverberation») dahingehend weiterzuentwickeln, dass komplexe akustische Umgebungen wie z.B. mehrere über Türen verbundene Räume, eine Kathedrale, oder Höhlensysteme realistisch, flexibel (z.B. die Positionierung der Klangquellen betreffend) und effizient simuliert werden können.
[0004] Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
[0005] Das erfindungsgemässe Verfahren besteht aus mindestens 2 Gruppen von Kanälen, welche jeweils mindestens ein Verzögerungselement sowie einen Filter enthalten und von deren Signalen innerhalb jeder Gruppe mittels einer Matrixmultiplikation neue Linearkombinationen gebildet werden. Die verwendete Matrix ist dabei vorteilhafterweise unitär, d.h. sie repräsentiert eine orthonormale Basis eines Vektorraums, woraus sich ergibt, dass sich durch die Matrixmultiplikation die Gesamtenergie der Signale nicht verändert. Zwischen den einzelnen Kanalgruppen werden einzelne Signale - wiederum mittels Matrixmultiplikationen - linear kombiniert, was es erlaubt, die Übertragung von Schall von Raum zu Raum zu simulieren, angenommen die einzelnen Gruppen repräsentieren verschiedene Räume.
[0006] Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit einem (bezüglich Stromverbrauch bzw. Rechenaufwand und Speicherbedarf) effizienten System, dessen Komplexität im Rahmen herkömmlicher Hallprozessoren («Reverberators») liegt, mehrere Räume bzw. mehrere Teile eines zusammenhängenden Raums (wie z.B. Haupt-, Seiten- und Querschiffe einer Kathedrale) simuliert werden können. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Qualität des produzierten Nachhalls (insbesondere bzgl. «Mode Density» des Spektrums) vergleichbar ist mit der eines Hallprozessors, der mit der gleichen Komplexität nur einen einzelnen Raum simuliert.
[0007] Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen: Mittels Filtern vor oder nach der Kombination von Signalen aus verschiedenen Gruppen gemäss einem der Ansprüche 2 bis 4 lässt sich auch die Dämpfung bestimmter Frequenzen bei der Übertragung von Schall von einem Raum zum anderen simulieren. Dieser Effekt ist besonders notwendig wenn z.B. die Übertragung von Schall durch eine Wand oder eine geschlossene Tür simuliert werden soll.
[0008] Durch die Verwendung von 2D-Rotationsmatrizen ([cos(x), sin(x); -sin(x), cos(x)] in Octave-/Matlab-Notation) als Basis für die Kombination von Signalen aus verschiedenen Gruppen gemäss Anspruch 24, sowie der Regelbarkeit des Rotationswinkels gemäss Anspruch 25, lässt sich die Übertragung von Schall von einem Raum zum anderen stufenlos regeln, was z.B. die Simulation des Öffnens und Schliessens von Türen ermöglicht.
[0009] Insbesondere in Bereichen, wo die Rechenleistung bzw. der zulässige Stromverbrauch beschränkt sind (z.B. bei batteriebetriebenen Geräten) bietet das erfindungsgemässe Verfahren bisher unerreichte Möglichkeiten für die Simulation komplexer akustischer Umgebungen, wie z.B. ganzer Häuser mit vielen Räumen.
[0010] Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, welche in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer Einheit, die eine Matrix multiplikativ anwendet.
Fig. 2: ein Signalflussdiagramm einer multiplikativen Anwendung einer Matrix.
Fig. 3: ein Signalflussdiagramm einer optimierten multiplikativen Anwendung einer Hadamard-Matrix.
Fig. 4: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung.
Fig. 5: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung.
Fig. 6: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung.
Fig. 7: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung.
Fig. 8: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung.
2 Fig. 9: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung.
Fig. 10: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 1 1 : ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 12: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 13: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 14: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 15: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 16: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 17: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 18: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 19: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 20: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 21 : ein Signalflussdiagramm eines dünnbesetzten FIR-Filters.
Fig. 22: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 23: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 24: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 25: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 26: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 27: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung. Fig. 28: schematisch den Aufbau einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung.
[0011 ] Fig. 1 zeigt eine symbolische Darstellung einer Einheit, die eine Matrix M multiplikativ auf die Eingangssignale inj(t) anwendet und die Ausganssignale outj(t) erzeugt. Dabei werden die Eingangssignale zu jedem Zeitpunkt so verarbeitet als ob sie die Elemente eines Spaltenvektors seien, der von Links mit einer quadratischen Matrix multipliziert wird. In weiteren Abbildungen dieser Patentschrift wird diese Darstellung verwendet, welche effektiv ein Symbol für das Signalflussdiagramm in Fig. 2 ist.
[0012] Fig. 2 zeigt ein Signalflussdiagramm einer multiplikativen Anwendung einer Matrix. Aus diesem Signalflussdiagramm geht hervor, dass die Eingangssignale zu jedem Zeitpunkt so verarbeitet werden, als ob sie die Elemente eines Spaltenvektors seien, der von Links mit einer quadratischen Matrix multipliziert wird.
[0013] Fig. 3 zeigt ein Signalflussdiagramm einer nicht-optimierten (A) sowie einer optimierten (B) multiplikativen Anwendung einer Hadamard-Matrix. Hadamard-Matrizen zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen Scheitelfaktor («Crest Factor») von 1 besitzen und, bis auf einen konstanten Faktor, unitär sind. Dadurch, sowie durch die Verfügbarkeit der optimierten, an der Fast-Fourier-Transformation angelehnten Implementierung (dargestellt in B), sind sie besonders geeignet für die Verwendung in Hallgeräten und entsprechenden Algorithmen. Ähnliche Optimierungen existieren auch für Householder-Matrizen sowie für Matrizen, welche sich als Produkt mehrerer dünnbesetzter Matrizen darstellen lassen. Alle diese Matrizen sind potentiell geeignet für die Verwendung in Hallgeräten.
[0014] Fig. 4 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung mit dem Zweck eines oder mehrere Klangsignale (1 ) so zu verarbeiten, dass die Ausgangssignale (7) ähnlich klingen wie die Signale, die von Mikrophonen in einer komplexen akustischen Umgebung aufgenommen werden, wenn die unverarbeiteten Klangsignale in dieser Umgebung (beispielsweise über einen elektroakustischen Wandler) abgeben werden. Dabei werden die Klangsignale (1) mit Verzögerungselementen (2) verzögert, mit Filtern (3) gefiltert, und auf die Ausgangssignale mehrerer Filter (3) wird eine Matrix (4) multiplikativ angewendet. Die daraus resultierenden Signale werden mittels einer mehrkanaligen Rückkopplungsschleife (6), innerhalb derer mindestens eine weitere Matrix (5) multiplikativ angewendet wird, zu den Eingängen der Verzögerungselementen (2) zurückgeführt.
3 [0015] Fig. 5: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der zusätzlich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Eingangssignale der multiplikativen Anwendung der Matrix (5) in der Rückkopplungsschleife (6) mit Filtern (8) bearbeitet werden.
[0016] Fig. 6: ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der zusätzlich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Ausgangssignale der multiplikativen Anwendung der Matrix (5) in der Rückkopplungsschleife (6) mit Filtern (8) bearbeitet werden.
[0017] Fig. 7 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der im Vergleich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Anwendung der Matrix (5) durch die Summe von zwei parallelen multiplikativen Anwendungen von Matrizen (5a) und (5b) ersetzt wird, wobei bei der Anwendung von (5a) gefilterte Eingangssignale verwendet werden.
[0018] Fig. 8 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der im Vergleich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Filter (3) durch Multiplikationen (9) ersetzt wurden.
[0019] Fig. 9 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der im Vergleich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Reihenfolge der Verzögerungselemente (2), der Filter (3) sowie der Matrixmultiplikation (4) geändert wurde.
[0020] Fig. 10 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der im Vergleich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Reihenfolge der Verzögerungselemente (2), der Filter (3) sowie der Matrixmultiplikation (4) geändert wurde.
[0021 ] Fig. 1 1 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der im Vergleich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Reihenfolge der Verzögerungselemente (2), der Filter (3) sowie der Matrixmultiplikation (4) geändert wurde.
[0022] Fig. 12 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der im Vergleich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Reihenfolge der Verzögerungselemente (2), der Filter (3) sowie der Matrixmultiplikation (4) geändert wurde.
[0023] Fig. 13 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der im Vergleich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Reihenfolge der Verzögerungselemente (2), der Filter (3) sowie der Matrixmultiplikation (4) geändert wurde.
[0024] Fig. 14 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der im Vergleich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Matrixmultiplikation (4) durch eine Matrixmultiplikation (10) vor den Filtern (2), sowie eine Matrixmultiplikation (1 1 ) nach den Filtern (2) ersetzt wurde.
[0025] Fig. 15 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der im Vergleich zur in Fig. 14 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Reihenfolge der Verzögerungselemente (2), der Filter (3) sowie der Matrixmultiplikationen (10), (1 1) geändert wurde.
[0026] Fig. 16 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der im Vergleich zur in Fig. 14 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Reihenfolge der Verzögerungselemente (2), der Filter (3) sowie der Matrixmultiplikationen (10), (1 1) geändert wurde.
[0027] Fig. 17 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der im Vergleich zur in Fig. 14 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Reihenfolge der Verzögerungselemente (2), der Filter (3) sowie der Matrixmultiplikationen (10), (1 1) geändert wurde.
[0028] Fig. 18 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der im Vergleich zur in Fig. 14 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Reihenfolge der Verzögerungselemente (2), der Filter (3) sowie der Matrixmultiplikationen (10), (1 1) geändert wurde.
[0029] Fig. 19 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der im Vergleich zur in Fig. 14 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Reihenfolge der Verzögerungselemente (2), der Filter (3) sowie der Matrixmultiplikationen (10), (1 1) geändert wurde.
[0030] Fig. 20 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der im Vergleich zu den in Fig. 5 und Fig. 9. dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtungen die Filter (3) der einzelnen Kanäle und die Filter (8) vor der Anwendung der Matrix Cj(5) teilweise zu neuen Filtern (12) kombiniert wurden. Dies kann eine Effizienzsteigerung bedeuten.
[0031 ] Fig. 21 zeigt ein Signalflussdiagramm eines dünnbesetzten FIR-Filters («sparse FIR Filter») bestehend aus Verzögerungselementen (13) sowie Multiplikationselementen (14), wobei die Anzahl Multiplikationselemente kleiner ist als die Anzahl Verzögerungselemente plus eins. Dünnbesetzte FIR-Filter sind sehr effizient, insbesondere wenn die überwiegende Mehrheit der Koeffizienten Null ist, da nur die von Null verschiedenen Koeffizienten als Multiplikationen und Additionen implementiert werden müssen. Die Filter in den hier beschriebenen Klangsignalverarbeitungsvorrichtungen können im
4

Claims (8)

  1. Prinzip als dünnbesetzte FIR-Filter bzw. Reihenschaltung mehrerer dünnbesetzter FIR-Filter und/oder nicht dünnbesetzter Filter implementiert werden. [0032] Fig. 22 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der zusätzlich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung eine zweite, gleich aufgebaute Klangsignalverarbeitungsvorrichtung (15) betrieben wird, und die Ausgangssignale des Gesamtsystems (7) als Summe der Ausgangssignale der beiden Klangsignalverarbeitungsvorrichtungen berechnet wird. [0033] Fig. 23 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der zusätzlich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung eine zweite, gleich aufgebaute Klangsignalverarbeitungsvorrichtung (15) betrieben wird, und die Ausgangssignale (16) der ersten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung als Eingänge für die zweite Klangsignalverarbeitungsvorrichtung (15) benutzt werden. Die Ausgangssignale des Gesamtsystems (7) werden von der zweiten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung abgegriffen. [0034] Fig. 24 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der zusätzlich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Ausgangssignale mehrerer Verzögerungselemente (17), welche von den Eingängen (1 ) gespeist werden, zu den Ausgangssignalen (7) addiert werden. Diese Verzögerungen können zur Simulation von Reflektionen im Raum genutzt werden. Dabei können auch mehr als eine Verzögerung pro Eingang und Ausgang sowie Multiplikationselemente oder Filter benutzt werden (beispielsweise zur Simulation von Reflektionen von verschiedenen Wänden mit unterschiedlichen Laufzeiten, sowie von Mehrfachreflektionen mit abnehmenden Amplituden). [0035] Fig. 25 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung bei der zusätzlich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung sowohl die Ausgangssignale einer zweiten, gleich aufgebauten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung (15), als auch die Ausgangssignale mehrerer Verzögerungselemente (17), welche von den Eingängen (1 ) gespeist werden, zu den Ausgangssignalen (7) addiert werden. [0036] Fig. 26 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung, bei der im Vergleich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Ausgangssignale (18) nach den Verzögerungselementen (2) bzw. nach den Filtern (3) abgegriffen werden. [0037] Fig. 27 zeigt ein Signalflussdiagramm einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung, bei der im Vergleich zur in Fig. 4 dargestellten Klangsignalverarbeitungsvorrichtung die Eingangssignale mit Multiplikationselementen (19) auf die Eingänge von verschiedenen Verzögerungselementen verteilt werden. [0038] Fig. 28 zeigt schematisch den Aufbau einer Klangsignalverarbeitungsvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt ein Datenverarbeitungssystem mit einem Mikroprozessor oder einem digitalen Signalprozessor (20), Speicher (28) und Schnittstellen (22), welche alle über einen gemeinsamen Datenbus (21 ) Informationen austauschen. An die Audio-Ausgänge (24) können beispielsweise Kopfhörer (25) oder Lautsprecher (26) angeschlossen werden. Patentansprüche 1. Verfahren zur Verarbeitung von einem oder mehreren Klangsignalen Sk(t), umfassend die Schritte: - Wahl von mindestens
  2. 2 quadratischen Matrizen (4) (genannt Mj, i in {1 ,...,NM}, NM>2) mit Njx NjElementen; - Wahl von einer oder mehreren quadratischen Matrizen (5) (genannt Cj, j in {1 ,...,NC}, Nc>1 ); - Wahl von NjVerzögerungszeiten dj,mfür jede Matrix Mj(4) (i in (1 NM}, m in (1 Nj}); - Wahl von NjFiltern hjim(3) für jede Matrix Mj(4) (i in {1 ,...,NM}, m in {1 ,...,Nj}); - Verarbeitung der Klangsignale sk(t) (1) durch Verzögerung mittels eines Verzögerungselements (2) mit der Verzögerungszeit dj,m, Filterung mittels eines Filters hj,m(3), multiplikative Anwendung der Matrizen Mj(4) auf die Ausgangssignale der Filter hj,m, sowie einer Rückkopplungsschleife (6), in der die Matrizen Cj(5) auf einzelne Kanäle multiplikativ angewendet werden. - Ausgabe oder Speicherung eines oder mehrerer Ausganssignale (7) aus der Rückkopplungsschleife. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangssignale der multiplikativen Anwendung der Matrizen Cj(5) mit Filtern (8) bearbeitet werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale der multiplikativen Anwendung der Matrizen Cj(5) mit Filtern (8) bearbeitet werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die multiplikative Anwendung der Matrizen Cj(5) durch die Summe von zwei parallelen multiplikativen Anwendungen von Matrizen Cj<'>(5a) und Cj<">(5b) ersetzt wird, wobei bei der Anwendung von Cj<'>(5a) mit Filtern (8) bearbeitete Eingangssignale verwendet werden.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filter hj,m(3) durch Multiplikationen (9) mit konstanten Faktoren ersetzt werden.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge der Anwendungen der Verzögerungen dj,m(2), Filter hjim(3) und der Matrizen Mj(4) der Reihenfolge Verzögerung-Matrix-Filter entspricht. 5
  7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge der Anwendungen der Verzögerungen dj,m(2), Filter hj,m(3) und der Matrizen Mj(4) der Reihenfolge Matrix-Verzögerung-Filter entspricht. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge der Anwendungen der Verzögerungen dj,m(2), Filter hj,m(3) und der Matrizen Mj(4) der Reihenfolge Matrix-Filter-Verzögerung entspricht. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge der Anwendungen der Verzögerungen dj,m(2), Filter hjim(3) und der Matrizen Mj(4) der Reihenfolge Filter-Matrix-Verzögerung entspricht. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge der Anwendungen der Verzögerungen dj,m(2), Filter hjim(3) und der Matrizen Mj(4) der Reihenfolge Filter-Verzögerung-Matrix entspricht. 1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix Mj(4) durch zwei Matrizen Mj<'>(10) und Mj<">(11 ) ersetzt wird, und die Reihenfolge der Anwendungen der Verzögerungen dj,m(2), Filter hjim(3) und der Matrizen Mj<'>(10) und Mj<">(11 ) der Reihenfolge Verzögerung-Matrix Mj<'>-Filter-Matrix Mj<">entspricht. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix Mj(4) durch zwei Matrizen (10) und (11 ) ersetzt wird, und die Reihenfolge der Anwendungen der Verzögerungen dj,m(2), Filter hj,m(3) und der Matrizen (10) und (11 ) der Reihenfolge Matrix<'>-Verzögerung-Matrix<">-Filter entspricht. 13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix Mj(4) durch zwei Matrizen Mj<'>(10) und Mj<">(11 ) ersetzt wird, und die Reihenfolge der Anwendungen der Verzögerungen dj,m(2), Filter hj,m(3) und der Matrizen Mj<'>(10) und Mj<">(11 ) der Reihenfolge Matrix Mj<'>-Verzögerung-Filter-Matrix Mj<">entspricht. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix Mj(4) durch zwei Matrizen (10) und (11 ) ersetzt wird, und die Reihenfolge der Anwendungen der Verzögerungen dj,m(2), Filter hj,m(3) und der Matrizen (10) und (11 ) der Reihenfolge Filter-Matrix<'>-Verzögerung-Matrix entspricht. 15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix Mj(4) durch zwei Matrizen Mj<'>(10) und Mj<">(11 ) ersetzt wird, und die Reihenfolge der Anwendungen der Verzögerungen dj,m(2), Filter hjim(3) und der Matrizen Mj<'>(10) und Mj<">(11 ) der Reihenfolge Matrix Mj<'>-Filter-Matrix Mj<">-Verzögerung entspricht. 16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix Mj(4) durch zwei Matrizen (10) und (11 ) ersetzt wird, und die Reihenfolge der Anwendungen der Verzögerungen dj,m(2), Filter hjim(3) und der Matrizen (10) und (11 ) der Reihenfolge Matrix<'>-Filter-Verzögerung-Matrix entspricht. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 6, 7, oder 12, sowie nach einem der Ansprüche 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Filter hj,m(3) sowie ein Filter (8) zur Bearbeitung der Eingangssignale der Matrizen Cj(5) bzw. oder zu einem einzigen Filter (12) kombiniert werden. 18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne oder alle verwendeten Filter als dünnbesetzte FIR Filter oder Reihenschaltung von mehreren dünnbesetzten und/oder regulären FIR Filtern implementiert sind, wobei dünnbesetzt (»sparse») in diesem Zusammenhang bedeutet, dass die Anzahl der von Null verschiedenen Koeffizienten kleiner ist als die Ordnung des Filters plus eins. 19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne oder alle verwendeten Filter als II R-Filter implementiert sind. 20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu dem im vorhergehenden Anspruch beschriebenen System noch ein zweites System (15) zur Raumsimulation betrieben wird, und die Ausgangssignale beider Systeme addiert werden, wobei das zweite System gleich wie das erste aufgebaut sein kann (aber mit anderen Parametern), oder eine Anzahl von Verzögerungselementen (17) enthalten kann, oder eine Kombination von beidem sein kann, und wobei das Ausgangssignal (16) des ersten Systems als Eingangs-Signal des zweiten Systems verwendet werden kann. 21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alternative Ausgangssignale (18) nach den Verzögerungselementen (2) oder nach Filtern (3) bzw.
  8. (8) abgegriffen werden. 22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangssignale (1) mittels Multiplikations-Elementen (19) auf mehrere Kanäle verteilt werden. 23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Matrizen Mj(4) HadamardMatrizen gewählt werden und diese optimiert implementiert werden. 24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Matrizen Cj(5) 2D-Rotationsmatrizen oder Kronecker-Produkte von jeweils einer 2D-Rotationsmatrix sowie einer Einheitsmatrix gewählt werden. 6 25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationswinkel der 2D-Rotationsmatrizen einstellbar sind. 26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Matrizen Cj(5) HadamardMatrizen oder Kronecker-Produkte von jeweils einer Hadamard-Matrix sowie einer Einheitsmatrix gewählt werden. 27. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Rechner (20), Software (27) welche, wenn auf dem Rechner betrieben, den Rechner dazu veranlasst, alle Schritte dieses Verfahrens durchzuführen, sowie Ein- und Ausgabemittel (22), mit welchen zumindest ein elektroakustischer Wandler zur Eingabe von Klangsignalen (23) und ein elektroakustischer Wandler zur akustischen Ausgabe des Ausgangssignals (24) signalübertragend verbindbar ist. 7
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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