CN1312664A - 环绕声显示面 - Google Patents

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Abstract

一种环绕声显示面,有一个声舞台图像和各立体声声道弯曲的相关性表盘刻度,声舞台图像包括扬声器和一个中央听众。相关性表盘刻度的相关性值是从在一端的+1到在另一端的－1。相关性表盘刻度弯曲,从中心点开始沿显示面表示立体声声道的各扬声器之间的一侧到一个点沿显示面在各扬声器外的另一端毗邻侧。充填区的厚度表示各立体声声道的振幅。楔形在显示面上朝中心听众的高度表示环绕回响式立体音响系统各音响声道的振幅。

Description

环绕声显示面
本发明涉及音频信息的显示面，更具体地说，涉及一种环绕声的显示面，供显示出多声道音响的某些诸如振幅与相位的关系之类的特性。
两信号之间的相关性是衡量两信号以数学式表示时相似程序的量度值。两信号若除振幅分度方面例外在其它方面都相同则其相关性为+1。两信号若不相关，则其相关性为0。-1表示两信号除振幅分度方面例外，其它方面都相同，但极性相反。因此，两信号之间的相关性值可以是+1或-1之间的任何值。
历来都试图用肉眼可以看到多声道音响的特性。带CDR-1616数字音频矩阵的MSD-600高级立体声显示面就是用分立的曲线和条线图显示多声道声音的。此外，领先牌(Leader)5836A环绕声监示器也显示出3-1/3-2型环绕声系统的多声道音响的音响图。MSD多声道“海面浮标”(jellyfish)音响显示器没有相位信息，只有各声道之间的相对振幅。领先牌多声道李沙育等之类的显示面实用，但非常难以理解-提供的声场图不容易理解。
总希望有一个在单一显示面上很快给用户显示出振幅和相位组成部分的环绕声音响图的环绕声显示面。
因此，本发明提供一种给用户很快显示出环绕声系统相位和振幅特性的简单的显示面。显示面包括声舞台图像和听众图像，声舞台图像在显示面适当的位置，采用扬声器图像或符号，听众图像在显示面中心。对于立体声对的各声道，采用可看到或看不到的弯曲的表盘刻度，+1相关性在刻度位于中心的一端，0相关性在刻度拐角的中间，-1相关性在刻度位于大致与听众图像大致成90度的拐角附近的另一端。立体声对各声道之间的相关性量用弯曲相关性表盘刻度相应的标记表示，各标记之间的间距或“宽度”表示各立体声声道之间的相关性。环绕声系统各频率的振幅可用亮度或颜色表示，也可用向听众图像延伸开的楔形表示，楔形的“高度”表示振幅，角的“宽度”表示相位。
结合所附权利要求书和附图阅读下面的详细说明可以清楚理解本发明的上述目的、优点和其它一些新的特点。
图1是本发明简单立体声系统的显示面的示意图。
图2A,2B和2C是本发明简单立体声系统不同相关性值的另一显示面示意图。
图3是本发明简单立体声系统采用环形弧图形的显示面示意图。
图4是本发明简单立体声系统采用环形角图形的显示面示意图。
图5是本发明简单立体声系统采用饼快图形的显示面示意图。
图6是本发明简单立体声系统采用矩形图形的显示面示意图。
图7是本发明五声道环绕声系统的显示面示意图。
图8是本发明五声道环绕声系统的另一显示面示意图。
图9是本发明五声道环绕声系统的又另一显示面示意图。
现在参看图1，图中只用左右声道显示出两声道立体声系统的显示面。“弯曲”的相关性表盘到度12L,12R与显示面两上角各声道扬声器图像10L,10R前面的各声道有关。声像宽度用一对指示符14L,14R之间的间距表示，各相关性表盘刻度都有一个，与声道之间的相位相关性有关。完全相关的L和R声道在“声舞台”用扬声器图像10L,10R标出的中心产生一个点声像，有时叫做幻象中心。随着L和R相关性的减小，标记14L,14R之间的间距扩大，直到0相关性，图形就和两扬声器图像之间的间距一样宽。随着相关性变负，指示符14L,14R之间的图形或间距向外围绕“弯曲部分”延伸到扬声器图像10L,10R之外。
这里，指示符14L、14R之间的部分也可以不是弯曲的相关性表盘刻度12L、12R而是发光或带色的部位，如图2A,2B和2C中所示，这个部位分别表示出0.5,0和-1的相关性值。此外，图形还可以取不同的形状，如图3-6中所示，分别表示(a)-1相关性值的环形弧图形18,(b)正比于-0.5相关性值相关性的环形角图形20,(c)+0.3相关性值的饼块图形22，和(d)-1相关性值的矩形环图形24。
除相位相关性外，图形同样还可以表示声强或声级，这是借助于“楔形”26L,26R,26C,26LS,26RS与各声道有关的亮度或颜色或通过将各楔形转换成如图7中所示五声道系统向内朝显示面中心以头形图像表示的“听众”28倾斜的振幅计进行的。C(中心)声道楔形26C的位置和宽度固定。振幅A通过朝中心处听众28高度的变化表示的。L和R楔形26L,26R的内侧固定，但外侧沿看不到或可看到的相位相关性表盘刻度12L,12R移动，如图中所示表示从+1至-1的相关性。L和R信号的振幅以楔形移向听众的高度表示。这些楔形实质上是一些宽度与各信号之间的相位相关性有关、高度与各信号的振幅有关的水平尺。显示面底部的左环绕和右环绕声道采用同样的方案。
这种方案的变化如图8中所示，其中0相关性状态以集中在左和右45度轴线的楔形26L,26R表示。相关性为正时，楔形沿相关性表盘刻度12L,12R朝中心楔形26C扩大，另一边缘保持固定。相关性为负时，偏离中心的边缘向外移，朝90度轴线扩大，同时朝中心的边缘保持固定。在所有的情况下，振幅以楔形朝听众的高度表示。显示面底部的环绕回响式声道采用同样的方案。
此显示面的另一种方案如图9中所示完全取消了相位信息，只示出了各声道之间的振幅关系。这种图形保持楔形的宽度固定，可以看到各声道的振幅是通过朝中心处的听众扩展楔形的高度显示出来的。这实质上是个圆形条曲线。这里也可以在环绕声道楔形26LS,26RS之间的中心后面给5.1声道音响加上“提高低频”的第六声道的楔形26RS。
图1～9中所示的显示面使用户可以很快看到环绕音响图。图7和图8的显示面在单一显示面上显示了妥善监控系统时关键性的振幅和相位组成部分。这里，即刻就能明显看出倒相、根本不平衡或声道丢失等现象。妥善解释这些显示面也使我们可以看到声场的视在声像。这类显示面补充但并不代替一般还需要详细分析或精确测定的条形图和李沙育图形。
显示面的数据是这样获取的：将各声道的音响进行数字化；进行立体声对各音响声道之间的相关函数运算以求出相关性值；根据图1-9中所要求的显示功能将相关性值转换成图文显示；和定期在适当的显示器上显示图文显示面。图文显示面可以每秒钟60次进行更新从而提供环绕音响节目的瞬时显示面。峰值同样也可以显示出来，例如通过采用楔形内端的弧段。显示面直接从各声道的振幅和L&R与LS&RS之间计算得出的相关性产生。可采用的相关性计算与美国俄勒冈州毕弗顿市德克特罗尼克斯公司出品的764数字音响监示器中使用的相关性计算相同，该计算在该监示器附带的用户手册中有说明。振幅数据的处理方法与电平表的相同，即应用计量表计。相关性数据同样也可以平滑化。
本发明可以推广应用在不同声道任意数量的系统，例如一般的3/1系统(三个前声道L,C,R和一个环绕回响式声道S)，只要固定各后楔形的宽度并用它们两者来表示S声道即可。它们甚至可以连接起来使其成为一个宽楔形。推广可以从简单的立体声系统到7.1声道系统进行。
这样，本发明是这样在单一显示面上显示展示出各声道对间各声道和相位相关性的振幅信息的：显示“声舞台”连同扬声器图像和听众；显示立体声声道各声道可看到或看不到的相关性表盘刻度；并显示振幅朝表示振幅的听众、宽度表示相关性或相位的标记。

Claims (15)

1．一种环绕声显示面，包括：
一个声舞台图像；
一个声舞台图像各立体声声道的相关性表盘刻度；和
多个标记，与表示各立体声声道之间相关性的相关性表盘刻度有关。
2．如权利要求1所述的显示面，其中声舞台图像包括一些位于显示面适当位置、表示音响源的扬声器图像。
3．如权利要求1或2所述的显示面，其中声舞台图像包括一个位于显示面中心的听众图像。
4．如权利要求1所述的显示面，其中相关性表盘刻度包括各立体声声道的弯曲刻度，表示各立体声声道在弯曲刻度两端的+1与-1之间的相关性值。
5．如权利要求4所述的显示面，其中弯曲刻度的+1端沿显示面第一侧在中央就位，-1端沿显示面的第二侧在中央就位，第二侧与第一侧正交，中央部分表示毗邻第一与第二侧之间拐角的0相关性值。
6．如权利要求4所述的显示面，其中第二弯曲刻度表示有关的立体声声道，其+1端沿显示面毗邻第一弯曲刻度的第一侧在中央就位，-1端沿显示面第二侧对面的第三侧在中央就位，中央部分表示毗邻第一与第三侧之间拐角的0相关性值。
7．如权利要求1所述的显示面，其中各标记由各立体声声道的一个指示符组成，指示符的位置沿相关性表盘刻度，表示各立体声声道之间的相关性。
8．如权利要求7所述的显示面，其中各标记占用一个横贯立体声各声道的相关性表盘刻度的充填区，充填区的宽度表示各立体声声道之间的相关性。
9．如权利要求8所述的显示面，其中填充区的厚度表示各立体声声道的振幅。
10．如权利要求1所述的显示面，其中立体声声道的相关性表盘刻度由多个弯曲刻度组成，各弯曲刻度的+1值毗邻另一个在中央沿显示面第一侧的+1值，相应的-1值在中央沿另一边毗邻正交于第一侧的各侧，0值毗邻第一与各毗邻侧之间相应的拐角。
11．如权利要求10所述的显示面，其中各标记占用一个横贯相关性表盘刻度且具一定宽度和厚度的充填区，宽度表示各立体声声道之间的相关性。
12．如权利要求11所述的显示面，其中充填区有两个邻接的部分，第一部分重叠在其中一个相关性表盘刻度上，第二部分重叠在另一个相关性表盘刻度上，两部分的厚度表示有关各立体声声道的振幅。
13．如权利要求1所述的显示面，其中标记由多个截头楔形组成，至少其中一个宽度固定的截头楔形表示中央音响源，其它一些宽度变化着的截头楔形表示立体声声道，变化的宽度表示各立体声声道之间的相关性。
14．如权利要求13所述的显示面，其中表示立体声声道的截头楔形，其第一径向边缘固定在立体声声道的+1值，其第二径向边缘在+1值与-1值之间变化，以改变截头楔形可变的宽度，从而表示各立体声声道之间的相关性。
15．如权利要求13所述的显示面，其中各立体声声道的截头楔形，其最小宽度的圆心角为表示相关性表盘刻度0值的特定圆心角，其第一径向边缘在相关性为负、第二径向边缘变化以改变截头楔形可变的宽度时固定，其第二径向边缘在相关性为正、第一径向边缘变化以改变截头楔形可变的宽度时固定。
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