DE1160893B

DE1160893B - Compatible process for the optional monophonic, stereophonic, monophonic or stereo-ambiophonic recording, transmission and playback on 2 channels

Info

Publication number: DE1160893B
Application number: DEB59268A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Lothar Keibs
Original assignee: Deutsche Post Rundfunk und Fernsehtechnisches Zentralamt
Current assignee: Deutsche Post Rundfunk und Fernsehtechnisches Zentralamt
Priority date: 1960-09-08
Filing date: 1960-09-08
Publication date: 1964-01-09

Description

Kompatibles Verfahren zur wahlweisen monofonen, stereofonen, mono@ambiofonen oder stereo-ambiofonen Aufnahme, Übertragung und Wiedergabe auf 2 Kanälen Die Eriindung betrifft ein elektroakustisches Übertragungsverfahren zur wahlweisen monotonen, stereofonen, mono-ambiofonen. oder stereo-ambiofonen Wiedergabe, z. B. für Rundfunk und Tonträger.Compatible method for the optional monophonic, stereophonic, mono @ ambiophone or stereo-ambiophonic recording, transmission and playback on 2 channels The invention relates to an electroacoustic transmission method for the optional monotonic, stereophones, mono-ambiophones. or stereo-ambiophonic playback, e.g. B. for broadcasting and phonograms.

Das Problem einer illusionsfördernden Übertragung kann dahingehend differenziert werden, daß man zwischen zwei Problemen unterscheidet, und zwar zwischen der Übertragung der vom Schallereignis herrührenden direkten Schallinformationen und der Übertragung der von Raumeigenschaften abhängigen Informationen. aus dem indirekten Schallfeld, die dem Hörer die akustische Atmosphäre vermitteln und bei ihm den Eindruck hervorrufen., daß er sich selbst im Ursprungsraum befindet (Ambiofonie). Allgemein ist für die Erzielung einer möglichst naturgetreuen Wiedergabe die Übertragung von drei Informationen erforderlich, und zwar erstens von Toninformationen, wie es bei der üblichen monofonen Eirkanaltechnik geschieht, zweitens von aus dem räumlich verteilten Schallereignis herrührenden. Richtungsinformationen, wie es bei der stereofonen Übertragungstechnik mit Hilfe eines zweiten Kanals geschehen kann, und drittens von Rauminformationen aus dein indirekten Schallfeld am Ort des Beobachters, wie dieses auf dem zweiten Kanal geschehen kann, wenn der erste Kanal jedoch nur die monotone Toninformation überträgt.The problem of an illusion-promoting transference can go to this differentiated that one differentiates between two problems, namely between the transmission of the direct sound information resulting from the sound event and the transmission of information that is dependent on spatial properties. from the indirect sound field, which convey the acoustic atmosphere to the listener and with give him the impression that he himself is in the original space (ambiophony). In general, in order to achieve a reproduction that is as true to nature as possible, transmission of three pieces of information, first of all sound information, such as it happens with the usual monophonic egg canal technique, secondly from the spatial distributed sound event. Directional information, as is the case with stereophonic Transmission technology can be done with the help of a second channel, and third of spatial information from your indirect sound field at the observer's location, such as this can happen on the second channel, but if the first channel is only the transmits monotonous sound information.

Als bekannt werden alle Verfahren vorausgesetzt, die stereofone Informationen als A/B-, X1Y- oder M/S-Signale in zwei Kanälen aufnehmen, übertragen und wiedergeben.It is assumed that all procedures are known which contain stereophonic information record, transmit and play back as A / B, X1Y or M / S signals in two channels.

Unter der Bezeichnung A/B-Technik soll im folgenden eine stereofone Methode, bei der zwei oder mehr getrennte Mikrofone mit einer Entfernung gleich der des menschlichen Ohres verwendet werden (wie bei dem sogenannten »künstlichen Kopf«, der für akustische Versuche und Messungen verwendet wird) oder größer (diese werden als räumlich verteilte Mikröfone bezeichnet). Die Richtcharakteristik und die Entfernungen der Mikrofone (sowohl von der Schallquelle als voneinander) können Unterschiede in der Laufzeit und/oder der Intensität erzeugen, die in starkem Maße in ihrer Größe schwanken können. Für besondere Situationen kann einsdrittes Mikrofon mit zwei Seitenmikrofonen kombiniert werden, das sein Schallmaterial in die Ausgänge der letzteren einspeist. Bei der A/B-Technik, die mit zwei Kanälen arbeitet, liefert diese Methode die Schallinformation in Form eines »A«-Signals und eines »B«-Signals.In the following, the term A / B technology is used to describe a stereophonic Method in which two or more separate microphones with a distance equal that of the human ear can be used (as in the case of the so-called »artificial Head «, which is used for acoustic experiments and measurements) or larger (this are called spatially distributed microphones). The directional characteristic and the distances of the microphones (both from the sound source and from each other) Differences in the running time and / or the intensity produce that to a large extent can vary in size. A third microphone can be used for special situations can be combined with two side microphones, the sound material in the outputs the latter feeds. In A / B technology, which works with two channels, delivers this method the sound information in the form of an "A" signal and a "B" signal.

Diese Methode ist nicht immer kompatibel. Eine stereofone Schalltechnik kann als kompatibel bezeichnet werden, wenn eine perfekte und vollkommene monofone Schallwiedergabe sowohl vom technischen als auch künstlerischen Standpunkt aus durch elektrische Addition der Toninformationsanteile erhalten werden kann. Man verlangt, daß die so erhaltene monofone Wiedergabe gleichwertig, auf jeden Fall nicht schlechter ist als der Effekt, der bei optimalen Bedingungen mit monofoner Technik erreichbar ist. Die A/B-Technik ist im allgemeinen nicht vollständig kompatibel, da Phasen- und Laufzeitdifferenzen vorübergehende Schallauslöschungen hervorrufen, wenn die »A«- und »B«-Signale kombiniert werden - ein Effekt, der bei monotoner Übertragung niemals vor- _ handen ist.This method is not always compatible. A stereophonic sound technology can be described as compatible if a perfect and perfect monophonic Sound reproduction from both a technical and an artistic point of view electrical addition of the sound information components can be obtained. One demands that the monophonic reproduction obtained in this way is equivalent, in any case not worse is considered to be the effect that can be achieved with monophonic technology under optimal conditions is. The A / B technology is generally not completely compatible, as phase and transit time differences cause temporary sound cancellations if the "A" and "B" signals are combined - an effect that occurs in monotonous transmission is never present.

Unter der Bezeichnung X/ Y-Technik ist andererseits eine stereofone Methode mit Koinzidenzmikrofonen zu verstehen, deren Systeme gleiche Richtcharakteristiken besitzen. Es können beispielsweise Richtmikrofone mit Kardioidcharakteristiken (zuweilen als nierenförmig bezeichnet) oder Kosinusmikrofone (auch Achtermikrofone genannt) verwendet werden; Kugel-oder sphärische Mikrofone sind dafür nicht geeignet. Unter Koinzidenzmikrofonen versteht man ein Paar Mikrofone, die so eng zusammengebaut sind, daß Wegdifferenzen von einer gegebenen Schallquelle praktisch vernachlässigbar sind. Bei solchen Mikrofonarten sind nur Intensitätsdifferenzen entsprechend ihren spezifischen Charakteristiken vorherrschend.On the other hand, under the designation X / Y technology is a stereophonic Understanding the method with coincidence microphones whose systems have the same directional characteristics own. For example, directional microphones with cardioid characteristics (sometimes referred to as kidney-shaped) or cosine microphones (also called figure-of-eight microphones) be used; Spherical or spherical microphones are not suitable for this. Under Coincidence microphones are understood to be a pair of microphones that are so tightly packed together are that path differences from a given sound source are practically negligible are. With such types of microphone there are only intensity differences corresponding to theirs specific characteristics predominate.

Die X/Y-Technik wird deshalb auch als Intensitätsstereofonie bezeichnet. Die Signalanteile werden »X«-oder »Y«-Signale genannt, die mittels Differentialwandler addiert oder subtrahiert werden. Auf diese Weise ergibt X -E- Y ein »M«- oder Mittensignal, während X - Y ein »S«- oder Seitensignal ergibt.The X / Y technique is therefore also known as intensity stereophony. The signal components are called "X" or "Y" signals, which are added or subtracted using differential converters. In this way, X -E- Y gives an "M" or center signal, while X - Y gives an "S" or side signal.

Hieraus folgt, daß das »M«-Signal in technischer Hinsicht das Äquivalent einer kompletten und fehlerlosen monotonen Toninformation ist. Die »X«- und »Y«-Tonanteile können. entsprechend der herkömmlichen. L/R- oder Links-Rechts-Technik über zwei getrennte Lautsprecher wiedergegeben werden. Es ist jedoch auch möglich, die NI/S-Toninformationen zur Speisung eines Kugellautsprechers oder eines nach vorn strahlenden. Halbraumstrahlers (für das »M«-Sign.a1) in Kombination mit einem Gradientlautsprecher mit achtförmiger Richtcharakteristik (für das »S«-Signal) zu benutzen.It follows that the "M" signal is technically equivalent a complete and flawless monotonous sound information. the "X" and "Y" tone components can be used. according to the conventional. L / R or left-right technique can be reproduced via two separate loudspeakers. However, it is also possible the NI / S sound information for feeding a spherical loudspeaker or one after radiant in front. Half-space radiator (for the »M« sign.a1) in combination with a Gradient loudspeaker with figure-eight directional characteristic (for the "S" signal) closed use.

Der Ausdruck M/S-Technik bezeichnet eine stereofone Aufnahmemethode, die ebenfalls mit Koinzidenzmikrofonen arbeitet; man kann sie auch als »Mitten-Seiten«-Technik bezeichnen. In diesem Fall kann entweder ein Kugel-, ein Kardioid- oder ein Kosinusmikrofon für das »M«-(Mitten-) Signal verwendet werden, während ein weiteres Kosinusmikrofon, das im rechten Winkel zum ersteren angeordnet ist, den »S«-(Seiten-) Tonanteil aufnimmt. Bei dieser Technik werden die »M«- und »S«-Signale ohne elektrische Umwandlung erhalten. Das »M«-Signal entspricht einer kompletten monofonen Toninformation, folglich ist die M/S-Technik als völlig kompatibel zu betrachten.The term M / S technique describes a stereophonic recording method, which also works with coincidence microphones; it can also be used as a "center-side" technique describe. In this case either an omnidirectional, cardioid or cosine microphone can be used can be used for the »M« (middle) signal, while another cosine microphone, which is arranged at right angles to the former, which picks up the "S" (side) sound component. With this technique, the "M" and "S" signals are obtained without electrical conversion. The "M" signal corresponds to complete monophonic sound information, hence is to consider the M / S technology as completely compatible.

Das Tonmaterial kann hierbei ebenfalls mittels eines nach vorn wirksamen Halbraumstrahlers (»M«) und eines zur Seite wirksamen Gradientlautsprechers (»S«) wiedergegeben werden, oder wenn mittels Differentialwandler daraus X/Y-Informationen gebildet werden, können diese in der Links-Rechts-Technik (AIR) über -zwei seitlich angeordnete Lautsprecher abgestrahlt werden.The clay material can also act forward by means of a Half-space radiator (»M«) and a gradient loudspeaker acting on the side (»S«) can be reproduced, or if X / Y information is obtained from it by means of a differential converter can be formed using the left-right technique (AIR) on two sides arranged speakers are radiated.

Kurz zusammengefaßt ist also A/B = Technik der distanzierten Mikrofone, X/ Y und M/S = Technik der Koinzidenzmikrofoneörtlich so eng wie möglich vereinigte Mikrofone.In short, A / B = technology of distant microphones, X / Y and M / S = technology of coincidence microphones locally as closely united as possible.

Die XI Y-Informationen lassen sich mittels Differentialübertrager in M/S-Informationen umwandeln., und umgekehrt. Demgemäß sind beide Aufnahmetechniken kompatibel, da die Summe X -i- Y immer eine technisch vollwertige Einkanalinformation ergibt.The XI Y information can be converted into M / S information using differential transformers, and vice versa. Accordingly, both recording techniques are compatible, since the sum X -i Y always results in technically complete single-channel information.

In vereinfachter Abwandlung davon werden Anordnungen mit pseudostereofoner Wirkung verwendet, bei denen zusätzlich zu einem Mittenlautsprecher, der ein monofones Signal ausstrahlt, zwei Seitenlautsprecher verwendet werden., die ein aus dem monofonen Signal abgeleitetes zeitlich verzögertes Sekundärsignal konphas oder gegenphasig abstrahlen.In a simplified modification of this, arrangements with pseudostereophones Effect used where in addition to a center speaker, which is a monophonic Signal emits, two side speakers are used. One from the monophonic Signal derived time-delayed secondary signal in phase or out of phase radiate.

Bekannt sind weiterhin Verfahren, bei denen zur Erzielung einer pseudostereofonen Wirkung eine aus einem monofonen Signal abgeleitete, zeitlich verzögerte Sekundärinformation dem gleichphasig über zwei Lautsprecher abgestrahlten Monosignal gegenphasig hinzugefügt werden (Lauridsen-Effekt). Diese Maßnahme gibt eine primitive Räumlichkeitswirkung, weil durch die einmalige zeitliche Wiederholung des primären Direktsignals willkürlich nur eine einzige Raumreflexion künstlich nachgeahmt wird, die aber niemals die Eigenschaften des abzubildenden Raumes zu charakterisieren gestattet.Methods are also known in which to achieve a pseudostereophonic Effect a time-delayed secondary information derived from a monophonic signal added in phase opposition to the mono signal emitted in phase via two loudspeakers (Lauridsen effect). This measure gives a primitive spatial effect, because due to the one-time temporal repetition of the primary direct signal, it is arbitrary only a single room reflection is artificially imitated, but never the properties to characterize the space to be depicted.

Zur Nachahmung von Raumreflexionen ist das Verfahren des Stereonachhalls nach Vermeulen bekannt, bei dem aus dem Primärsignal des direkten Schalles durch künstliche Verzögerung desselben durch bekannte Einrichtungen, z. B. zeitlich gegenüber dem Primärsignal verschieden verzögerte Zusatzinformationen abgeleitet und durch verschiedenartig im Wiedergaberaum verteilte Zusatzlautsprecher mit verschiedenen Laufzeiten und Pegelverhältnissen abgestrahlt werden. Hierdurch können im Wiedergaberaum diffuse Schallfelder imitiert werden.. Dieses Verfahren wurde in jüngerer Zeit als Ambiofonie bezeichnet.The method of stereo reverberation is used to imitate room reflections known according to Vermeulen, in which the primary signal of the direct sound passes through artificial delay of the same by known devices, e.g. B. chronologically opposite the primary signal differently delayed additional information derived and through Additional loudspeakers distributed in different ways in the playback room with different Transit times and level ratios are emitted. This allows in the playback room diffuse sound fields are mimicked .. This procedure was more recently called Called ambiophony.

Mitunter wird auch ein Wiedergabekopf auf den Aufnahmekopf rückgekoppelt, wodurch im Wiedergaberaum ein künstlicher Nachhall simuliert wird. Dieses Verfahren wird im allgemeinen angewendet, um eine eventuell unbefriedigende Hörsamkeit eines Raumes, in dem ein Originalschallereignis oder auch eine Lautsprecherwiedergabe stattfindet, in bezug auf Diffusität und Nachhall zu verbessern. Wahre Informationen über den Aufnahmeraum, in dem das Originalereignis stattfindet bzw. stattgefunden hat (im Falle einer Aufzeichnung), werden hierbei jedoch nicht vermittelt. Das Ergebnis eines solchen Verfahrens ist im wesentlichen der Willkür des Operateurs anheimgestellt, der mittels einer Magnettonapparatur aus den im weitgehend direkten Schallfeld gewonnenen üblichen Mikrofonsignalen synthetisch in bezug auf Pegelverhältnisse und Laufzeitverzögerungen zusätzliche Informationen erzeugt, die mit dem indirekten Schallfeld im Ursprungsraum jedoch nichts gemeinsam haben.Sometimes a playback head is also fed back to the recording head, which simulates artificial reverberation in the playback room. This method is generally applied to a possibly unsatisfactory audibility of a Room in which an original sound event or a loudspeaker reproduction takes place to improve in terms of diffusion and reverberation. True information about the recording room in which the original event takes place or took place has (in the case of a recording), are not conveyed here. The result such a procedure is essentially left to the discretion of the surgeon, which is obtained by means of a magnetic sound device from the largely direct sound field conventional microphone signals synthetic in terms of level ratios and propagation delays additional information generated with the indirect sound field in the original room but have nothing in common.

Es sind auch Verfahren bekannt, derartige Informationen auf einem Tonträger in richtiger Dosierung auf mehreren Spulen aufzuzeichnen, um sie in fertiger Konfektionierung im Wiedergaberaum abzuspielen. Hierbei wird von der Variierung der gegenseitigen Intensität, Verzögerung und Klangfarbe einzelner Übertragungskanäle bzw. aufgezeichneter Spuren Gebrauch gemacht.There are also known methods of such information on a Record sound carriers in the correct dosage on several reels in order to prepare them Play the assembly in the playback room. This depends on the variation the mutual intensity, delay and timbre of individual transmission channels or recorded traces.

Gelegentlich werden auch zur Gestaltung der angestrebten Effekte im Aufnahme- oder auch im Wiedergabevorgang zur Verhallung einzelner zu übertragender, aufzuzeichnender bzw. aufgezeichneter Spuren zusätzlich mehrdimensionale Nachhalleinrichtungen eingeschaltet, deren Informationen in bezug auf Intensität, Laufzeit und Klangfarbe relativ zu den übrigen Übertragungskanälen bzw. Aufzeichnungsspuren ebenfalls variierbar sind.Occasionally, the desired effects are also used in the Recording or playback process to reverberate individual to be transmitted, to be recorded or recorded tracks additional multi-dimensional reverberation devices switched on, their information regarding intensity, duration and timbre Can also be varied relative to the other transmission channels or recording tracks are.

Bekannt ist weiterhin das von Buttenberg angegebene Verfahren, neben dem üblichen monofonen Primärsignal auf einem zweiten Kanal natürliche Rauminformationen zu übertragen. Hierbei muß jedoch auf die Übertragung von Stereosignalen verzichtet werden. Außerdem hat das Verfahren bei einem Abstand von maximal 12 m zwischen dem die Toninformation übertragenden Primärmikrofon und dem Raummikrofon seine praktische Grenze. Dieses Gebiet, das Laufzeitunterschieden bis zu etwa 35 Millisekunden entspricht, enthält aber insbesondere in großen Räumen keine energiereichen Reflexionen (s. F i g. 2), so daß die Verhältnisse an einem guten Platz im Saal mit diesem Verfahren nicht abgebildet werden können. Im Gegensatz zu dem angegebenen Verfahren vermittelt das ambiofone Verfahren entsprechend der Erfindung außer dem direkten Schall Komponenten, welche von den natürlichen energiereichen Rückwürfen des Originalraumes herrühren.The procedure given by Buttenberg is also known, alongside the usual monophonic primary signal on a second channel, natural spatial information transferred to. In this case, however, the transmission of stereo signals must be dispensed with will. In addition, the method has a maximum distance of 12 m between the the sound information transmitting primary microphone and the room microphone its practical Border. This area, which corresponds to runtime differences of up to about 35 milliseconds, but does not contain any high-energy reflections, especially in large rooms (s. F i g. 2) so that the circumstances are in a good place in the hall with this procedure cannot be shown. Conveyed contrary to the specified procedure the ambiophone method according to the invention in addition to the direct sound components, which result from the natural high-energy discards of the original room.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine 2-Kanal-Tonaufnahme-, übertragungs- und -wiedergabemethode, die gleichwohl für »stereo- und monofone« sowie »ambiofone«, insbesondere »stereo-ambiofone« und »mono-ambiofone« Effekte geeignet ist, zu schaffen. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Methode der oben beschriebenen Art zu liefern, die xompatibel ist, d. h. von welcher auch eine künstlerisch und akustisch fehlerlose »monofone« Wiedergabe erhalten wird.The object of the present invention is to provide a 2-channel sound recording, transmission and playback method, which is nevertheless suitable for »stereo and monophonic« as well as "ambiofone", especially "stereo-ambiofone" and "mono-ambiofone" effects is suitable to create. It is also an object of the invention to provide a method of the type described above to deliver the x is compatible, i.e. H. of which an artistically and acoustically flawless "monophonic" reproduction is obtained.

Diese Aufgabe löst ein Verfahren, nach dem erfindungsgemäß auf der Aufnahmeseite dem monofonen »M«-Signal bzw. dem resultierenden Stereo-»M«- und -»S-«-Signalen vorzugsweise aus dem indirekten Schallfeld des Ursprungsraumes gewonnene Stereoinformationen M, und S, in Phase und Amplitude regelbar zugeführt werden bzw. den resultierenden A/B- bzw. X/Y-Informationen in Phase und Amplitude regelbar entsprechende Stereorauminformationen X, und Yr hinzugefügt werden. Die direkten Stereosignale werden in bestimmter Weise zeitlich gegenüber den Raumsignalen nach bekannten Verzögerungsverfahren verzögert in dem Maße, wie es der beabsichtigten Einbeziehung des Beobachters in den Ursprungsraum in einem bestimmten Abstand zum Schallereignis entspricht.This object is achieved by a method, according to the invention, on the recording side of the monophonic "M" signal or the resulting stereo "M" and "S" signals, preferably obtained from the indirect sound field of the original room stereo information M and S , are supplied in a controllable manner in phase and amplitude or corresponding stereo space information X and Yr are added to the resulting A / B or X / Y information in a controllable manner in phase and amplitude. The direct stereo signals are delayed in a certain way with respect to the room signals according to known delay methods to the extent that it corresponds to the intended inclusion of the observer in the original room at a certain distance from the sound event.

Sind X und Y bzw. M und S die eigentlichen Stereosignale, so entstehen die resultierenden Signale X = X -I- X, und Y = Y -f- Y, bzw.If X and Y or M and S are the actual stereo signals, the resulting signals X = X -I- X, and Y = Y -f- Y, or

M=M+Mr und S=S+S, Es wird hierbei vora..xsgesetzt, daß die Informationen in der X/Y-Technik jeweils in die entsprechenden Informationen in der M/S-Technik durch die Verwendung von Differentialübertragern umgewandeltwerden können. _ _ _ _ Die beiden Informationen X und Y bzw. M und S können in der bekannten 2-Kanal-Technik übertragen und mittels einer üblichen Links-Rechts-Lautsprecheranordnung bzw. mittels eines nach vorn arbeitenden Halbraumstrahlers und eines dazu quergestellten Gradientenlautsprechers wiedergegeben werden.M = M + Mr and S = S + S, It is assumed here that the information in the X / Y technique in the corresponding information in the M / S technique can be converted through the use of differential transformers. _ _ _ _ The two pieces of information X and Y or M and S can be used in the familiar 2-channel technology transmitted and by means of a conventional left-right loudspeaker arrangement or by means of a half-space radiator working towards the front and a gradient loudspeaker positioned transversely to it be reproduced.

Verwendet man das primäre Stereomikrofon im weitgehend direkten Schallfeld und das Stereoraummikrofon im weitgehend indirekten Schallfeld, so ist das Verfahren gemäß der Erfindung im Prinzip kompatibel, da ein optimales monofones Signal auch eine gewisse Rauminformation enthalten muß, was durch die Mischung M = M +- Mr gewährleistet ist.If the primary stereo microphone is used in the largely direct sound field and the stereo room microphone is used in the largely indirect sound field, the method according to the invention is in principle compatible, since an optimal monophonic signal must also contain certain spatial information, which is achieved by the mixture M = M + - Mr is guaranteed.

Um sich eine Vorstellung vom zeitlichen Verlauf der Rauminformationen in einem großen Raum zu machen, ist in F i g. 1 und 2 für einen Rechteckraum die Schallenergie der einzelnen Reflexionen, bezogen auf die Energie des direkten Schalles, als Funktion der Laufzeitdifferenz dargestellt, und zwar in F i g. 1 für einen Abstand des Beobachters von 24 m von der Schallquelle, also z. B. im hinteren Parkett, und in F i g. 2 für einen Abstand des Beobachters von 10 m von der Schallquelle, also z. B. im vorderen Parkett. Will man den ersten Fall (Raumpunkt I in F i g. 3) im Wiedergaberaum abbilden, so würde, da durch die elektrische Übertragung die Signale des direkten und des Raumschalles nach ihrem Eintreffen an den jeweiligen Mikrofonorten sofort im Wiedergaberaum zur Abstrahlung kommen, die Information des direkten Schalles gegenüber den Verhältnissen im Ursprungsraum um eine dem Laufweg von 19 m entsprechende Zeit im Wiedergaberaum zu früh ankommen. Man muß also, um einen dem im Raumpunkt I herrschenden Schallfeldzustand entsprechenden subjektiven Eindruck auch im Wiedergaberaum zu erhalten, erfindungsgemäß den direkten Schall um eine den 19 m ,entsprechende Zeit von 55 Millisekunden verzögern. Will man den Zustand des vorderen Parketts (Raumpunkt II, d = 10 m) übertragen, so würde der direkte Schall um eine einem Laufweg von 5 m entsprechende Zeit zu früh ankommen. Der direkte Schall müßte also um 14,5 Millisekunden gegenüber einem im Raumpunkt 1I aufgenommenen Raumsignal verzögert werden, wenn man entsprechend verfahren wollte. Bei dieser Maßnahme ergibt sich jedoch der Nachteil, daß bei dem durch die Verzögerung eintretenden Zusammenfallen der vom Mikrofon Mn und der vom Raummikrofon MR, aufgenommenen direkten Signale sowie der etwa 5 Millisekunden später ebenfalls von vorn eintreffenden vom Fußboden herrührenden ersten Reflexion eine verfälschende Verstärkung des direkten Eindrucks gegenüber dem reflexionsdichten, erst 35 Millisekunden später erfolgenden indirekten Schall eintreten würde. Das ist aber ein Zustand, wie er im Ursprungsraum nicht vorliegt. Um dies zu vermeiden, besteht die beste Methode der Übertragung des Raumsignals darin, daß man erfindungsgemäß grundsätzlich die Rauminformation an dem entfernter liegenden Raumpunkt I, der eine gleichmäßigere Reflexionsdichte aufweist, aufnimmt und diese bei gleichzeitiger Verzögerung des direkten Signals, z. B. um 55 Millisekunden, überträgt, wem. man den Zustand in diesem Raumpunkt I darstellen will. Will man die Verhältnisse des vorderen Parketts (Raumpunkt II) erhalten, so verzögert man den direkten Schall in diesem Fall um etwa 20 Millisekunden und erniedrigt erfindungsgemäß gleichzeitig den Pegel des Raumsignals aus dem entfernter liegenden Raumpunkt I um etwa 8 db gegenüber dem direkten Schall, wie aus dem Vergleich der beiden Figuren zu erkennen ist.In order to get an idea of the temporal progression of the spatial information in a large room, FIG. 1 and 2, for a rectangular room, the sound energy of the individual reflections, based on the energy of the direct sound, is shown as a function of the transit time difference, namely in FIG. 1 for a distance of the observer of 24 m from the sound source, e.g. B. in the rear parquet, and in F i g. 2 for a distance of the observer of 10 m from the sound source, e.g. B. in the front parquet. If the first case (point I in Fig. 3) is to be mapped in the playback room, the information would be emitted in the playback room immediately after arriving at the respective microphone locations due to the electrical transmission of the direct sound arrive too early in the playback room by a time corresponding to the walking distance of 19 m compared to the conditions in the original room. In order to obtain a subjective impression corresponding to the sound field condition prevailing at point I also in the playback room, one must, according to the invention, delay the direct sound by a time of 55 milliseconds corresponding to 19 m. If you want to transfer the state of the front parquet (room point II, d = 10 m), the direct sound would arrive too early by a time corresponding to a distance of 5 m. The direct sound would have to be delayed by 14.5 milliseconds compared to a room signal recorded at room point 1I if one wanted to proceed accordingly. With this measure, however, there is the disadvantage that the coincidence of the direct signals recorded by the microphone Mn and the room microphone MR, as well as the first reflection coming from the floor about 5 milliseconds later, a falsifying amplification of the direct signal, which occurs due to the delay Impression against the reflection-proof, indirect sound, which only takes place 35 milliseconds later, would occur. But this is a state that does not exist in the original space. To avoid this, the best method of transmitting the room signal is that according to the invention, in principle, the spatial information is recorded at the more distant spatial point I, which has a more uniform reflection density, and this is recorded while delaying the direct signal, e.g. B. by 55 milliseconds, transmits whom. one wants to represent the state in this spatial point I. If you want to maintain the conditions of the front parquet (room point II), you delay the direct sound in this case by about 20 milliseconds and according to the invention at the same time lower the level of the room signal from the more distant room point I by about 8 db compared to the direct sound, such as can be seen from the comparison of the two figures.

Durch diese Maßnahme tritt dann beim Hörer ein Zusammenfallen von am Primärmikrofon und am Raummikrofon eintreffenden direkten Schallen nicht mehr ein, und es können daher die obengenannten verfälschten subjektiven Wirkungen nicht mehr ausgelöst werden. Der am Raumpunkt I eintreffende direkte Schall kann in diesem Fall als in den unmittelbar darauffolgenden indirekten Schall mit einbezogen und damit als Bestandteil desselben betrachtet werden.This measure then causes the listener to collapse Direct sounds arriving at the primary microphone and the room microphone no longer occur one, and therefore the above-mentioned falsified subjective effects cannot be triggered more. The direct sound arriving at point I in space can in this Case as included in the immediately following indirect sound and thus be regarded as part of it.

Außer den beiden als Beispiele beschriebenenGrenzfällen können erfindungsgemäß beliebige dazwischenliegende Raumzustände abgebildet werden, wobei der Zuordnung zwischen den Pegeldifferenzen und den abzubildenden Laufzeitdifferenzen entsprechend den Kurven in den F i g. 1 und 2 Rechnung getragen werden muß.In addition to the two borderline cases described as examples, according to the invention any intermediate spatial conditions can be mapped, with the assignment between the level differences and the transit time differences to be mapped accordingly the curves in FIGS. 1 and 2 must be taken into account.

Beträgt in dem vorgegebenen Raumbeispiel die Entfernung des ausreichend diffusen Schall empfangenden Raummikrofons MR, vom Primärmikrofon l [m] und will man einen zwischen den Raumpunkten des Primär- und des Raummikrofons herrschenden Schallfeldzustand übertragen, was im vorliegenden Fall bedeutet, daß der Raumschall im Wiedergaberaum um eine zwischen 0 und 35 Millisekunden liegende Zeit d t später gegenüber der primären Information abgestrahlt werden muß, so ist letztere um eine Zeit [ms] gegenüber dem Raumschall zu verzögern, wobei der Pegel des Raumschalles (MR.,) gegenüber dem Pegel der Primärinformation nach dem Kurvenverlauf in F i g. 2 um einen der abzubildenden Laufzeitdifferenz d t entsprechenden Betrag verringert werden muß.In the given room example, if the distance between the room microphone MR, which receives sufficiently diffuse sound, is l [m] from the primary microphone and if one wants to transmit a sound field condition between the room points of the primary and room microphone, which in the present case means that the room sound in the playback room is around a time d t between 0 and 35 milliseconds later has to be emitted compared to the primary information, the latter is by a time [ms] compared to the room sound, the level of the room sound (MR.,) compared to the level of the primary information according to the curve in FIG. 2 must be reduced by an amount corresponding to the delay time difference d t to be mapped.

Durch diese Maßnahmen kann nach der Erfindung der im Wiedergaberaum empfundene scheinbare Abstand des Hörers zum Schallgeschehen beliebigvariiert werden.By these measures, according to the invention, in the playback room perceived apparent distance of the listener to the sound will.

Der wirksame Raumwinkel des Raummikrofons und damit die Basisbreite des Raumstereosignals kann in bekannter Weise nach dem Prinzip des Basisreglers verändert werden. Der zu übertragende Schwerpunkt der Rauminformationen kann. in bekannter Weise nach dem Prinzip des Richtungsreglers auf einem Kreisbogen um das Raummikrofon herum verändert werden.The effective solid angle of the room microphone and thus the base width the room stereo signal can in a known manner according to the principle of the basic controller to be changed. The focus of the spatial information to be transmitted can. in known way according to the principle of the direction controller on an arc around the Room microphone can be changed around.

Da nach aus der Literatur bekannten Untersuchungen der Hauptanteil der Raumreflexionen aus der Umgebung der vorderen linken und rechten Raumkante kommt, liegt es entsprechend der Erfindung nahe, zur Erfassung der wesentlichsten Anteile zwei nach diesen Raumkanten ausgerichtete Nierentaq so puazqgm °apanm uautoals mnuU uaiaqng uap ui mikrofone zu verwenden. Bildet man erfindungsgemäß aus den Informationen Xr und Y, ein »SU-Signal S, = X, - Y, und verzichtet man auf die Übertragung eventuell in der Raumlängsachse noch von vorn einfallender Komponenten, so folgt M =Mund S = S + S, = S -I- (X, - Y') bzw. Dieses Verfahren ist dann erfindungsgemäß mit dem Verfahren der bisher üblichen monofonen Übertragungstechnik kompatibel insofern, als dann die elektrische Summe von X und Y das übliche monofone Signal M = X + Y ergibt.Since, according to studies known from the literature, the main part of the room reflections comes from the area around the front left and right edge of the room, according to the invention it makes sense to record the most important parts of two kidney teeth aligned to these room edges so puazqgm ° apanm uautoals mnuU uaiaqng uap ui mikrofone to use. If, according to the invention, a »SU signal S, = X, - Y is formed from the information Xr and Y, and if the transmission of any components still incident from the front in the longitudinal axis of the room is dispensed with, then M = mouth S = S + S, = S -I- (X, - Y ') or According to the invention, this method is then compatible with the method of the previously common monophonic transmission technology insofar as the electrical sum of X and Y then results in the conventional monophonic signal M = X + Y.

In vereinfachter Weise kann dann erfindungsgemäß für grobe Annäherungen auch ein zu den Seitenwänden orientiertes Achtermikrofon verwendet werden, dessen Information als Sr-Signal dem primären Stereo-»SU-Signal hinzugefügt wird. Das Verfahren bleibt hierbei streng kompatibel mit der bisher üblichen monofonen Technik.According to the invention, it can then be used in a simplified manner for rough approximations an eighth microphone oriented towards the side walls can also be used Information is added as an Sr signal to the primary stereo »SU signal. The procedure remains strictly compatible with the conventional monophonic technology.

In vereinfachter Weise kann auch ein Kugelmikrofon verwendet werden, dessen Information erfindungsgemäß gegenphasig den primären X/Y-Informationen hinzugefügt wird. Das Verfahren bleibt hierbei ebenfalls streng kompatibel mit der bisher üblichen monofonen Technik.In a simplified way, an omnidirectional microphone can also be used, its information is added according to the invention in phase opposition to the primary X / Y information will. The procedure here also remains strictly compatible with the previously used one monophonic technology.

Beträgt die Phasenverschiebung zwischen den den Stereoinformationen hinzugefügten Rauminformationen z, so empfindet man den Raumeindruck symmetrisch von rechts und links. Beträgt die Phasenverschiebung so ergibt sich ein Schwerpunkt des Raumschalls rechts bzw. links. Diese Erkenntnis führt erfindungsgemäß dazu, diesen Effekt zur bewußten örtlichen Verschiebung des Raumschallschwerpunktes zu benutzen, was z. B. bei der technischen Gestaltung von Hörspielen von Nutzen sein kann. Es wird dafür zweckmäßig sein, die Verschiebung kontinuierlich regelbar auszulegen. Da die beschriebene Erscheinung mit wachsendem Verhältnis der Intensität des Raumschalles- zu der des Primärschalles zunimmt, wird die subjektive Auswirkung der durch die Phasenregelung erzielbaren Schwerpunktverschiebung am größten bei der Figur der vom Schallereignis entfernter liegenden Raumzustände sein. Zur Erzielung bestimmter Effekte können auch durch künstliche Verhallung (mittels Hallraum, Hauplatte, Magnettonmaschine usw.) gewonnene Raumsignale verwendet werden.If the phase shift between the spatial information added to the stereo information is z, the spatial impression is felt symmetrically from the right and left. Is the phase shift this results in a center of gravity of the room sound on the right or left. This knowledge leads according to the invention to use this effect for the deliberate local shift of the center of gravity of the room sound, which z. B. can be useful in the technical design of radio plays. For this purpose, it will be expedient to make the shift continuously adjustable. Since the described phenomenon increases with the increasing ratio of the intensity of the room sound to that of the primary sound, the subjective effect of the shift in the center of gravity that can be achieved by the phase control will be greatest in the figure of the room conditions further away from the sound event. To achieve certain effects, room signals obtained by artificial reverberation (using a reverberation room, main plate, magnetic sound machine, etc.) can also be used.

Will man nur monofon-ambiofon übertragen, so kann in bekannter Weise ein Kanal die monofone Toninformation und der zweite Kanal die Rauminformation führen, wobei es jedoch für die richtige Einbeziehung des Hörers in den Ursprungsraum in entsprechendem Abstand zur Schallquelle ebenfalls erforderlich ist, erfindungsgemäß die oben beschriebenen Anordnungs- und Verzögerungsmaßnahmen anzuwenden.If you only want to transmit monophonic-ambiophone, you can do this in a known manner one channel carries the monophonic sound information and the second channel carries the spatial information, however, it is necessary for the listener to be properly included in the original space corresponding distance to the sound source is also required according to the invention apply the order and delay measures described above.

Für diesen Fall ist es auch erfindungsgemäß möglich, durch Summen- und Differenzbildung aus dem monofonen Tonsignal M und dem Raumsignal R die Informationen X=M+R Y=M-R zu gewinnen, diese auf zwei Kanälen zu übertragen und in. der bekannten Links-Rechts-Technik zur Abstrahlung zu bringen. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß bei monofon-ambiofoner Sendung die Abhörtechnik beim Hörer die gleiche bleiben kann wie bei der Stereoempfangstechnik, was nicht ohne weiteres gewährleistet ist, wenn, wie oben erläutert, ein Kanal das »M<- und der andere Kanal das »RV-Signal führt.In this case it is also possible according to the invention to use summation and forming the difference from the monophonic sound signal M and the room signal R the information X = M + R Y = M-R to win, to transmit this on two channels and in. The known Bring left-right technology to emit. This measure has the advantage that in the case of monophonic-ambiophonic broadcasts, the listening technique remains the same for the listener can, as with stereo reception technology, which is not easily guaranteed, if, as explained above, one channel is the "M" and the other channel is the "RV" signal leads.

Claims

Claims: 1. Compatible process for the optional monophonic, stereophonic, monophonic or stereo-ambiophonic recording, transmission and playback, in which in a known manner on the recording side either simple monophonic "M" signals or resulting from several individual pieces of stereo information by means of suitable control and mixing technology AIB, X1 Y or M / S signals are formed, transmitted in 2-channel technology or recorded on sound carriers and on the playback side as L and R information via a left-right loudspeaker arrangement or as MIS information, for example be emitted via a combination of a spherical or a half-space radiator and a gradient loudspeaker positioned transversely thereto, characterized in that on the recording side the monophonic »MV signal or the resulting stereo» M «and» SV signals are preferably derived from the indirect sound field of the original space obtained stereo information M, and Sr adjustable in phase and amplitude are added or that the resulting A / B or X / Y information in phase and amplitude controllable corresponding stereo room information X, and Y, are added and that the direct stereo signals are delayed in a certain way with respect to the room signals according to known delay methods to the extent that it corresponds to the intended inclusion of the observer in the original room at a certain distance from the sound event.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the regulation of the level ratio of the stereo primary information to the stereo information depending on the delay time between stereo signal and The room signal follows a law that applies to the size of the room.

3. Procedure according to claim 1, characterized in that two independent, after the front Cardioid microphones oriented towards the edges of the room are used, their difference signal as "S" signal is added to the normal stereo "S" signal.

4. The method according to claim 1, characterized in that only an »S« signal is used as the room signal, which is formed by a figure eight microphone oriented towards the side walls.

5. Method according to claim 1, characterized in that in a simplified manner a Omnidirectional microphone is used whose information is out of phase with the X / Y information will be added.

6. The method according to claim 1, characterized in that the phase shift between the X / Y stereo information to be added spatial information between is designed to be controllable.

7. The method according to claim 1, characterized in that in the case of mono-ambiophonic transmission, the information M + R and M - R are transmitted on two channels and reproduced in the left-right technique. B. The method according to claim 1, characterized in that instead of natural spatial information, spatial information obtained by artificial reverberation of the primary signal is used to achieve certain effects. Considered publications: German Patent Specifications No. 860 959, 861 467; U.S. Patent Nos. 2,137,032, 2,819,342; Electronics World magazine, August 1960, p. 82.