CN1045360C - 影像矩阵三维立体声录还音装置 - Google Patents
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影像矩阵三维立体录还音装置，属于立体声系统技术领域。其包括立体声编码器、立体声解码器、编码器和解码器中还分别包括两个A降噪器和一个B降噪器。编码器中还包括两个衰减器，一个移相器，两个加法器。解码器中还包括两个衰减器，四个整流滤波器、两个定向逻辑控制器和一个定向逻辑处理器及延时电路。本发明三维立体声录还音装置各声道分离度约40dB，通道失真小于0.5%，信噪比大于50dB。
Description
本发明涉及一种影像矩阵三维立体声录还音装置。属于立体声系统(HO4S)技术领域。
目前国外英国杜比(Dolby)制片，放映系统和美国奥切尔(ULTRA)放映系统外，还未见到更好的在电影和录像带制作时，将左(L)、中(C)、右(R)、环境(S)四个方向的三维立体声编码为左右两组声道记录在载体上(因影片和录像带上只有两声道位置，且动态范围小)，放映影片或录像带时，将从载体上接收的两组合声道先经降噪，再经解码还原成左(L)、中(C)、右(R)、环境(S)四路三维立体声。国外杜比、奥切尔系统复杂价格较贵，例如中国专利申请86102314.5杜比实验室许可公司申请的可变矩阵译码器(审定号CN1013822B)分类号H04S3/02。对现有的双声道电影放映机和录放像机改装时费用昂贵，无法迅速推广。
本发明的目的是降低电影、录像三维立体声的制作与影院、录像厅的三维立体声放映设备费用，有利于推广使用，并且达到声像同步定位。
本发明的目的是采用下述技术方案达到的。
一种影像矩阵三维立体声录还音装置，包括立体声编码器和立体声解码器，其特征在于，上述编码器和解码器共用两个A降噪器和一个B降噪器，用转换开关来控制其用作编码器或解码器中的降噪器；
上述编码器中还包括：
用于衰减中间声道信号(c)的第一衰减器；
用于衰减环境声信号(s)的第二衰减器；第二衰减器输出端与转换开关处于录编处的上述B降噪器输入端连接；
转换开关处于录编处的B降噪器输出端与移相器输入端连接；移相器输出两路信号相位差为180°；
用于将左声道信号(L)、中间声道信号(C)经第一衰减器后的一部分信号和从移相器输出的环境声的一相信号相加的第一加法器；
用于将右声道信号(R)、中间声道信号(C)经第一衰减器后的一部分信号和从移相器输出的环境声的另一相信号相加的第二加法器；
第一加法器输出端与转换开关处于录编处的第一A降噪器输入端连接；
第二加法器输出端与转换开关处于录编处的第二A降噪器输入端连接；
转换开关处录编处的第一、二A降噪器输出信号分别记录在影片或录像带上；
上述解码器在影片、录像带放映时，接收到的左(LT)、右(RT)两组合声道信号分别传送至转换开关处于还解处的第一A降噪器和第二A降噪器的输入端；
转换开关处于还解处的第一A降噪器的输出端与第一整流滤波器输入端、第三衰减器，第四衰减器，定向逻辑处理器连接；
转换开关处于还解处的第二A降噪器的输出端与第三衰减器，第四衰减器，第三整流滤波器的输入端，定向逻辑处理器连接；
第一整流滤波器和第三整流滤波器的输出端与第一定向逻辑控制器连接；第一定向逻辑控制器与定向逻辑处理器连接；
第三衰减器与第三加法器输入端连接；
第三加法器输出端与第二整流滤波器，定向逻辑处理器连接；上述第二整流滤波器的输出端与第二定向逻辑控制器连接；
上述第四衰减器与差动放大器连接；差动放大器的输出端与第四整流滤波器输入端，定向逻辑处理器连接；
上述第四整流滤波器输出端与第二定向逻辑控制器连接；上述第二定向逻辑控制器与上述定向逻辑处理器连接，定向逻辑处理器输出左声道信号(L)，中间声道信号(C)，右声道信号(R)，另一路信号经延时器至转换开关处于还解处的B降噪器的输入端，B降噪器的输出端输出环境声信号(S)。
图1影像4-2-4矩阵三维立体声录还音装置的总方框图；
图2本发明的4-2立体声编码器；
图3本发明的2-4立体声解码器；
图4本发明的A降噪器；
图5本发明的B降噪器；
图6本发明的延时器。
下面通过实施例结合附图对本发明作详细说明。一种影像矩阵三维立体声录还音装置，包括立体声编码器和立体声解码器，其特征在于，上述编码器和解码器共用两个A降噪器和一个B降噪器，用转换开关来控制其用作编码器或解码器中的降噪器；
上述编码器中还包括：
用于衰减中间声道信号(c)的第一衰减器；
用于衰减环境声信号(s)的第二衰减器；第二衰减器输出端与转换开关处于录编处的上述B降噪器输入端连接；
转换开关处于录编处的B降器输出端与移相器输入端连接；移相器输出两路信号相位差为180°；
用于将左声道信号(L)、中间声道信号(C)经第一衰减器后的一部分信号和从移相器输出的环境声的一相信号相加的第一加法器；
用于将右声道信号(R)、中间声道信号(C)经第一衰减器后的一部分信号和从移相器输出的环境声的另一相信号相加的第二加法器；
第一加法器输出端与转换开关处于录编处的第一A降噪器输入端连接；
第二加法器输出端与转换开关处于录编处的第二A降噪器输入端连接；
转换开关处录编处的第一、二A降噪器输出信号分别记录在影片或录像带上；
上述解码器在影片、录像带放映时，接收到的左(LT)、右(RT)两组合声道信号分别传送至转换开关处于还解处的第一A降噪器和第二A降噪器的输入端；
转换开关处于还解处的第一A降噪器的输出端与第一整流滤波器输入端、第三衰减器，第四衰减器，定向逻辑处理器连接；
转换开关处于还解处的第二A降噪器的输出端与第三衰减器，第四衰减器，第三整流滤波器的输入端，定向逻辑处理器连接；
第一整流滤波器和第三整流滤波器的输出端与第一定向逻辑控制器连接；第一定向逻辑控制器与定向逻辑处理器连接；
第三衰减器与第三加法器输入端连接；
第三加法器输出端与第二整流滤波器，定向逻辑处理器连接；上述第二整流滤波器的输出端与第二定向逻辑控制器连接；
上述第四衰减器与差动放大器连接；差动放大器的输出端与第四整流滤波器输入端，定向逻辑处理器连接；
上述第四整流滤波器输出端与第二定向逻辑控制器连接；上述第二定向逻辑控制器与上述定向逻辑处理器连接，
定向逻辑处理器输出左声道信号(L)，中间声道信号(C)，右声道信号(R)，另一路信号经延时器至转换开关处于还解处的B降噪器的输入端，B降噪器的输出端输出环境声信号(S)。
影片、录像带制作过程中，将4路立体声左(L)、右(R)、中(C)、环境(S)信号输入4-2立体声编码器编码为2路的组合声道，即左(L)、右(R)两声道信号不经处理就直接分别输入编码器的第一、第二加法器；中间声道(C)经第一衰减器适当衰减后分成两路同相信号分别输入到第一加法器和第二加法器；环境声信号(S)，经第二衰减器适当衰减后输入B降噪器，进行压缩，再经移相器分成两路相位差为180°的信号，再分别输入第一加法器和第二加法器，第一、第二加法器输出即为左LT右RT两组合声道信号，表达式为(1)、(2)。
LT=L’=L+KC+KJS (1)
RT=R’=R+KC+KJS (2)
即原声场中左、中、右环境四个方向全部声音信号无损失的包含在左右组合声道中，第一加法器和第二加法器输出信号分别输入到各自的转换开关位于录编处的A降噪器，进行压缩记录在影片或录像带上(见图1)。
图3所示2、4立体声解码器是在影片、录像带放映过程中，接收到的左LT、右RT两组合声道信号，经各自相匹配的A降噪器扩展声音的动态范围后，(图4)在还解位置，组合声道中LT信号经扩展，输入LF347运算放大器直接输入定向逻辑处理器(压控或开关电路)，组合声道中LT信号和RT信号还分别适当衰减后，再在第三加法器中相加，其输出信号为未经定向逻辑处理的中间声信号C’表达式为(3)：
LT+RT=C’=C+KL+KR (3)
组合声道中LT信号和RT信号分别适当衰减后，经差动放大器放大，其输出信号为未经定向逻辑处理的环境声信号S’，表达式为：
LT-RT=S’=JS+KL-KR (4)
如式中的K为0.707，则各通道除本通道信号外，并串入相邻两通道信号，串音信号只比本通道信号低3dB，即各通道信号的分离度只有3dB，这种立体声的声像定位将是模糊的，因此采用定向逻辑控制器和定向逻辑处理器，使各通道传输本通道信号时不会串入相邻通道，使分离度可达30至40dB以上，可使立体声的声像定位达到非常高的质量。定逻辑控制器和定向逻辑处理器，可根据上述要求设计出压控或开关电路。
图4的A降噪器，为改善影片、录像带声音的动态范围，将声音信号分别为80HZ以下、80至3000HZ、3000HZ以上、9000HZ以上4个频段，录音时对低电平信号进行压缩，还音时进行扩展(压扩互补)，可改善噪声10至15dB，图4中的集成电路可采用LT347，其二极管及电阻电容值，可根据分割为上述4个频段的要求，按图4中公开的电路具体设计。A降噪器还包括一个还解、录编转换开关。
图5的B降噪器，是为改善电路噪声和突出环境声，录音时随信号电平降低而扩大压缩频带，还解时随电平的降低而扩大降噪频带使信号在-40dB时约由300HZ至20000HZ之间降噪10dB。图4中集成电路可采用LT347。其二极管及电阻电容值，可根据分割为上述4个频段的要求，按图4中公开的电路具体设计。A降噪器还包括一个还解、录编转换开关。
图5的B降噪器是为改善电路噪声和突出环境声，录音时随信号电平降低而扩大压缩频带，还解时随电平的降低而扩大降噪频带使信号在-40dB时约由300HZ至20000HZ之间降噪10dB。图5中集成电路可采用LF347。
电阻、电容、二极管可按上述要求来确定。B降噪器还包括一个还解、录编转换开关。
本发明由采用A和B降噪器，因此降低了噪声，而扩大了声音动态范围。
图6的延时器中的集成电路可采用LF347,mn3207、mn3102。
A降噪器、B降噪器，移相器，加法器，延时器等都由集成电路组成。
用本发明的4-2立体声编码器编码后，可实现4个方向(三维)的声音信号记录在影片，录像带上，假使电视台有两个声音通道进行调频发射的话，则编码后的声带经放映机，放像机、电视机接收到的两组合声通道经本发明的装置可再现现场的左、中、右、环境4个方向的三维立体声，实现声像同步定位的立体感。本发明装置经编码解码、降噪压扩等部件后，各声道分离度约40dB，通道失真小于0.5％，信噪比大于50dB，频宽20至20000HZ+0-3dB,30至15000HZ+0-1dB，因此可保证优质声音还原。
当还原的LT和RT信号并在一起时，则可与普通单声道的系统兼容。
Claims (3)
1、一种影像矩阵三维立体声录还音装置，包括立体声编码器和立体声解码器，其特征在于，上述编码器和解码器共用两个A降噪器和一个B降噪器，用转换开关来控制其用作编码器或解码器中的降噪器；
上述编码器中还包括：
用于衰减中间声道信号(c)的第一衰减器；
用于衰减环境声信号(s)的第二衰减器；第二衰减器输出端与转换开关处于录编处的上述B降噪器输入端连接；
转换开关处于录编处的B降噪器输出端与移相器输入端连接；移相器输出两路信号相位差为180°；
用于将左声道信号(L)、中间声道信号(C)经第一衰减器后的一部分信号和从移相器输出的环境声的一相信号相加的第一加法器；
用于将右声道信号(R)、中间声道信号(C)经第一衰减器后的一部分信号和从移相器输出的环境声的另一相信号相加的第二加法器；
第一加法器输出端与转换开关处于录编处的第一A降噪器输入端连接；
第二加法器输出端与转换开关处于录编处的第二A降噪器输入端连接；
转换开关处录编处的第一、二A降噪器输出信号分别记录在影片或录像带上；
上述解码器在影片、录像带放映时，接收到的左(LT)、右(RT)两组合声道信号分别传送至转换开关处于还解处的第一A降噪器和第二A降噪器的输入端；
转换开关处于还解处的第一A降噪器的输出端与第一整流滤波器输入端、第三衰减器，第四衰减器，定向逻辑处理器连接；
转换开关处于还解处的第二A降噪器的输出端与第三衰减器，第四衰减器，第三整流滤波器的输入端，定向逻辑处理器连接；
第一整流滤波器和第三整流滤波器的输出端与第一定向逻辑控制器连接；第一定向逻辑控制器与定向逻辑处理器连接；
第三衰减器与第三加法器输入端连接；
第三加法器输出端与第二整流滤波器，定向逻辑处理器连接；上述第二整流滤波器的输出端与第二定向逻辑控制器连接；
上述第四衰减器与差动放大器连接；差动放大器的输出端与第四整流滤波器输入端，定向逻辑处理器连接；
上述第四整流滤波器输出端与第二定向逻辑控制器连接；上述第二定向逻辑控制器与上述定向逻辑处理器连接，
定向逻辑处理器输出左声道信号(L)，中间声道信号(C)，右声道信号(R)，另一路信号经延时器至转换开关处于还解处的B降噪器的输入端，B降噪器的输出端输出环境声信号(S)。
2、根据权利要求1的影像矩阵三维立体声录还音装置，其特征在于，第一A降噪器和第二A降噪器的声音信号分为80HZ以下、80至3000HZ、3000HZ以上、9000HZ以上4个频段。
3、根据权利要求1的影像矩阵三维立体声录还音装置，其特征在于第一、二A降噪器，B降噪器，移相器，加法器，延时器都是由集成电路组成。
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| CN (1) | CN1045360C (zh) |
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1994
- 1994-08-23 CN CN94109252A patent/CN1045360C/zh not_active Expired - Fee Related
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