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Die Erfindung bezieht sich auf ein System zum Ableiten eines
Mittelkanalsignals aus einem Stereo-Signal mit einem Linkskanalsignal und einem
Rechtskanalsignal. Verwendung eines Mittelkanalsignals bei Stereo-Tonwiedergabe hat den
Effekt, daß die Position der wahrgenommenen virtuellen Tonquellen weniger abhängig
ist von der Position, welche der Zuhörer gegenüber dem Linkskanal- und dem
Rechtskanal-Lautsprecher einnimmt. Dies ist insbesondere von Bedeutung in dem Fall, daß
die Wiedergabe von Stereo-Ton-Information mit einer Bildwiedergabe kombiniert
wird, wie beispielsweise bei Fernsehen mit Stereo-Tonwiedergabe. Denn beim
Zuschauen und Zuhören eines wiedergegebenen audiovisuellen Programms ist es von
Bedeutung, daß die Position der wahrgenommenen virtuellen Tonquellen nicht weit
von der Position des Bildschirms entfernt wahrgenommen wird.
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Ein System zum Ableiten eines Mittel-Kanalsignals ist aus dem US-
Patent Nr. 4.024.344 bekannt.
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Bei dem dort beschriebenen System wird bestimmt, ob die NF-Teile des
linken und rechten Kanalsignals korrelierte Signalanteile aufweisen. Bei dieser
Bestimmung werden die NF-Signalanteile in dem linken Kanalsignal mit den NF-
Signalanteilen in dem rechten Kanalsignal multipliziert werden. Der Gleichstromanteil
des Ergebnisses der Multiplikation wird mit der Summe der Gleichstromanteile der
gleichgerichteten Kanalsignale verglichen.
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Je nach dem Ergebnis des Vergleichs wird ein größerer oder kleinerer
Teil der Summe der NF-Anteile in dem linken und rechten Kanalsignal als
Mittelkanalsignal verwendet.
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Der Nachteil des bekannten Systems ist, daß in dem Mittelkanalsignal
das linke und rechte Kanalsignal beide gleich stark vertreten sind. Dies bedeutet, daß
Signalanteile in dem linken und rechten Kanalsignal, die gegenphasig sind,
verschwinden in dem auf diese Weise erhaltenen Kanalsignal. Dies ist insbesondere
nachteilig falls die gegenphasigen Anteile von der stärkeren Schallquelle in dem Stereosignal
herrühren. Das Verschwinden der gegenphasigen Anteile bei der Addition des linken
und rechten Kanalsignals mit gleichen Gewichtungsfaktor ist eine der Ursachen,
wodurch ein auf diese Weise erhaltenes Mittelkanalsignal als gedämpft klingend vom
Hörer erfahren wird.
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Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein System zu
schaffen, mit dem ein Mittelkanalsignal erhalten wird, wobei die obengenannten
Nachteile vermieden werden.
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Nach der Erfindung wird dies erreicht durch ein System der eingangs
beschriebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es mit Mitteln zum Ableiten
eines Maßes für eine Richtung eines Richtungsvektors, der in einem Zustandsraum, in
dem Kombinationen von Signalwerten des linken und rechten Kanalsignals zu
bestimmten Zeitpunkten dargestellt werden, indikativ ist für die Richtung, die von den
Signalwerten, herrührend von der stärkeren Signalquelle, in dem Zustandsraum
festgelegt werden, mit Mitteln zum Bestimmen einer durch Gewichtungsfaktoren
bestimmten gewichteten Summe des linken und rechten Kanalsignal und mit Mitteln
versehen ist zum Einstellen der Gwichtungsfaktoren in Abhängigkeit des abgeleiteten
Maßes, und wobei die bestimmte gewichtete Summe das Mittelkanalsignal bildet.
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Bei dem erfindungsgemäßen System ist das Maß, in dem das linke und
das Rechte Kanalsignal zu dem Mittelkanalsignal beitragen, abhängig von der
Richtung der Stärkeren Schallquelle. Die detektierte Richtung ist abhängig von dem
Phasenunterschied zwischen dem linken und dem rechten Kanalsignal. Durch eine richtige
Wahl der Gewichtungsfaktoren kann dann auch erreicht werden, daß die
Verschwindung vorherrschender Anteile in dem abgeleiteten Mittelkanalsignal durch die
entgegengesetzte Phase verringert wird.
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Die Bestimmung des Maßes für die Richtung der stärkeren Schallquelle
kann verschiedenartig durchgeführt werden, beispielsweise auf Basis von
Schätzungstechniken, womit auf Basis der Kombinationen der Signalwerte die vorrherrschende
Richtung in dem Zustandsraum bestimmt wird. Eine ertwaige Schätzungstechnik ist
die sog. "Kleinstquadratschätzung", womit die Richtung einer Linie durch den
Ursprung des Zustandsraumes derart gewählt wird, daß die Summe der Quadrate der
Ab
stände der Linie von den durch die Kombinationen festgelegten Punkte in dem
Zustandsraum minimal ist. Andere Verfahren eignen sich aber auch durchaus.
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Eine wegen der relativ einfachen Verwirklichbarkeit interessante
Ermittlung ist, verwirklicht bei einer Ausführungsform des Systems, dadurch
gekennzeichent, daß das System mit Mitteln versehen ist zum Liefern eines ersten und eines
zweiten Vektoranteilsignals, welche die Anteile des genannten Richtungsvektors
vertreten, wobei die Gewichtungsfaktoren abhängig sind von den Anteilen des
Richtungsvektors, mit Mitteln zum aus der Kombination von Signalwerten und dem
Inprodukt Ableiten eines ersten und zweiten Anpassungswertes für die Vektoranteilsignale,
wobei das Verhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Anpassungswert dem
Verhältnis zwischen den Signalwerten des linken und rechten Kanalsignals der
Kombination von Signalwerten entspricht, und wobei die Vorzeichen der ersten und
zweiten Anpassungswerte durch das Vorzeichen des Irrproduktes und die Vorzeichen der
Signalwerte des linken und rechten Signalkanals aus der Kombination von
Signalwerten festgelegt wird, und mit Mitteln zum Anpassen der Signalwerte von
Vektoranteilsignalen durch Hinzufügung der ersten Anpassungswerte zu dem ersten
Vektoranteilsignal und durch Hinzufügung der zweiten Anpassungeswerte zu dem zweiten
Vektoranteilsignal.
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Dadurch, daß die Anpassung des Richtungsvektors von dem Irrprodukt
abhängig gemacht wird, wird erreicht, daß die Richtung der Anpassung immer dem
Richtungsvektor entsprechend ist. Ohne diese Abhängigkeit würde der
Richtungsvektor im Schnitt nicht ändern, weil das linke sowie das rechte Kanalsignal
gleichstromfreie Signale sind.
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Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen System weist
das Kennzeichen auf, daß die Einstellmittel zum Einstellen der Gewichtungsfaktoren
eingerichtet sind, deren Vorzeichen von der Richtung des Richtungsvektors abhängig
ist.
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Die virtuellen Schallquellen in dem Stereobild sind im Allgemeinen
Lagen- sowie frequenzmäßig anders. Es ist daher vorteilhaft, die Spaltung der
korrelierten Signalanteile für verschiedene Frequenzbänder durchzuführen. Auf diese Weise
wird dann erreicht, daß die Abspaltung der korrelierten Anteile für verschiedene
Schallquellen unabhängig voneinander durchgeführt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 ein Beispiel eines zeitdiskreten Stereo-Tonsignals,
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Fig. 2 einen zweidimensionalen Zustandsraum, in dem Kombinationen
zusammengehörender Signalwerte des linken und rechten Kanalsignals dargestellt
sind,
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Fig. 3 und Fig. 9 Ausführungsformen erfindungsgemäßer Systeme,
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Fig. 4, 5 und 6 Zustandsräume, in denen zur Erläuterung der Erfindung
Richtungsvektoren dargestellt sind, und
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Fig. 7 und 8 Ausführungsformen von Richtungsdetektionsschaltungen
zum Gebrauch in dem erfindungsgemäßen System.
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Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines zeitdiskreten Stereosignals, das ein
Rechtskanalsignal R und ein Linkskanalsignal L umfaßt. Das Rechtskanalsignal R
besteht aus einer Reihe von Abtastwerten (R(1), ...R(k), welche die Signalwerte des
Rechtskanalsignals zu äquidistanten Zeitpunkten t1, ..., tk angeben. Das
Linkskanalsignal besteht aus einer Reihen von Abtastwerten L(1), ..., L(k), welche die Signalwerte
des Linkskanalsignals zu äquidistanten Zeitpunkten t1, ...tk angeben. Fig. 2 zeigt einen
Zustandsraum, in dem durch Punkte die Positionen der Kombinationen (R(n), L(n))
der Signalwerte des Linkskanalsignals und des Rechtskanalsignals zu den Zeitpunkten
tn angegeben werden. Das Diagramm umfaßt zwei Achsen, die durch die
Bezugszeichen 20 bzw. 21 bezeichnet sind und die sich in einem Ursprung 23 schneiden. Die
vertikale Lage jedes Punktes bezeichnet den Signalwert des Rechtskanalsignals R,
während die horizontale Lage den Signalwert des Linkskanalsignals L zu demselben
Zeitpunkt bezeichnet. Das Bezugszeichen 24 bezeichnet den Richtungsvektor Wh.
Dieser Richtungsvektor bezeichnet die Durchschnittsrichtung der Vektoren, die durch
den Ursprung 23 und jede der Positionen der Kombinationen (R(n), L(n)) festgelegt
werden. Dieser Richtungsvektor Wh kann als derjenige Vektor betrachtet werden, der
die Richtung der stärkeren Schallquelle in dem Stereosignal angibt. Die Grundgedanke
der Erfindung ist, daß die Richtung des Richtungsvektors dazu benutzt werden kann,
das Ausmaß zu bestimmen, in dem das Linkskanalsignal und das Rechtskanalsignal zu
dem Mittelkanalsignal beitragen. Eine geeignete Wahl der Gewichtungsvektoren ist
diejenige, bei der ein erster Gewichtungsfaktor w1, der den Beitrag des
Linkskanalsignals L zu dem Mittelkanalsignal C angibt, dem Wert sin(θ) entspricht, wobei 9 den
Winkel zwischen der Achse 21 und dem Richtungsvektor Wh bezeichnet, und wobei
ein zweiter Gewichtungsfaktor w2, der den Beitrag des Rechtskanalsignals R zu dem
Mittelkanalsignal C angibt, dem Wert cos(θ) entspricht.
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Bei einer solchen Wahl werden vorherrschende Signalanteile, die in
dem Linkskanalsignal und dem Rechtskanalsignal gegenphassig sind, in dem
Mittelkanalsignal beibehalten, wie nachstehend anhand eines Beispiels erläutert wird.
Wenn nun vorausgesetzt wird, daß das Linkskanalsignal L dem Wert A.sin(fl.t)
entspricht, wobei t die Zeit angibt und f1 eine Frequenz darstellt.
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Der zugeordnete Richtungsvektor ist in Fig. 4 durch das Bezugszeichen 40 bezeichnet.
Die Gewichtungsfaktoren w1 und w2 sind dann -2-1/2 bzw. 2-1/2. das Mittelkanalsignal
beträgt dann 21/2.A.sin(fl.t).
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Falls das Linkskanalsignal und das Rechtskanalsignal gleichphasig sind,
beispielsweise L = R = A.sin(fl.t), dann hat der zugeordnete Richtungsvektor eine
Richtung, wie diese in Fig. 4 durch das Bezugszeichen 41 angegeben ist. In dem Fall sind
die Werte für die Gewichtungsfaktoren beide gleich 2-1/2 Das Mittelkanalsignal ist
dann gleich 21/2.A.sin(fl.t).
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Wie aus dem Obenstehenden hervorgeht, gibt es immer ein Mittelkanalsignal,
ungeachtet der Phase des Linkskanalsignals und des Rechtskanalsignals.
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Es sei jedoch bemerkt, daß auch eine andere Wahl von
Gewichtungsvektoren möglich ist als die obengenannte Wahl. So ist es beispielsweise möglich, nur
das Vorzeichen der Gewichtungsfaktoren und nicht der Absolutwert der
Gewichtungsfaktoren von der Richtung des Richtungsvektors abhängig zu machen. Im Grunde ist
jede Beziehung zwischen dem Richtungsvektor und dem Gewichtungsfaktoren
geeignet, wobei eine Verringerung der Entgegenwirkung der Signalanteile in dem
Mittelkanalsignal, die von dem Linkskanalsignal und dem Rechtskanalsignal herrühren,
geeignet.
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Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines Systems 10, wobei dies
verwirklicht worden ist. Das dargestellte System umfaßt zwei Eingänge 30 und 31 zum
Empfangen des Linkskanalsignals (L) bzw. Rechtskanalsignals (R) eines
Stereosignals. Die Richtungsdetektionsschaltung 32 ist mit ihren Eingängen mit den Eingängen
30 und 31 für den Empfang des Linkskanalsignals (L) bzw. des Rechtskanalsignals (R)
gekoppelt. Ein Signal Vwh, das für diese Richtung indikativ ist, wird einer
Schaltungsanordnung 33 zugeführt, die daraus zwei Signal Vw1 und Vw2 ableitet, die zwei
Gewichtungsfaktoren w1 und w2 darstellen. Das Signal Vw1 wird einem ersten
Eingang eines Multiplizierers 34 zugeführt, während das Signal Vw2 einem ersten
Eingang eines Multiplizierers 35 zugeführt wird. Ein zweiter Eingang des Multiplizierers
34 ist mit dem Eingang 30 für den Empfang des Linkskanalsignals L gekoppelt. An
einem Ausgang des Multiplizierers 34 wird ein Signal verfügbar, das dem
Linkskanalsignal L multipliziert mit dem durch das Signal Vw1 vertretenen Gewichtungsvektor
w1 entspricht. Ein zweiter Eingang des Multiplizierers 35 ist mit dem Eingang 31 für
den Empfang des Rechtskanalsignals R gekoppelt. An einem Ausgang des
Multiplizierers 35 wird ein Signal verfügbar, das dem Rechtskanalsignal R multipliziert mit dem
durch das Signal Vw2 vertretenen Gewichtungsvektor w2 entspricht. Die
Ausgangssignale der Multiplizierer 34 und 35 werden mit Hilfe einer Addierschaltung 36 zu
dem Mittelkanalsignal C kombiniert, das der β-fachen Summe der Ausgangssignale
der Multiplizierer 34 und 35 entspricht. Um dafür zu sorgen, daß der
Gesamtsignalinhalt durch die Hinzufügung eines Mittelkanalsignals nicht nennenswert beeinflußt
wird, werden die Signale an den Ausgängen der Multiplizierer 34 und 35 mit Hilfe von
Subtrahierschaltungen 37 und 38 von dem Linkskanalsignal L bzw. dem
Rechtskanalsignal R subtrahiert. An dem dem Ausgang der Subtrahierschaltung 37 wird ein
angepaßtes Linkskanalsignal L' verfügbar, das besteht aus dem ursprünglichen
Linkskanalsignal L verringert um einen Teil (α) des ursprünglichen Linkskanalsignals, der zur
Erzeugung des Mittelkanalsignals C verwendet worden ist. An dem Ausgang der
Subtrahierschaltung 38 wird ein angepaßtes Rechtskanalsignal R' verfügbar, das besteht
aus dem ursprünglichen Rechtskanalsignal R verringert um einen Teil (α) des
ursprünglichen Rechtskanalsignals R, der zur Erzeugung des Mittelkanalsignals C
verwendet worden ist. Bei dem in Fig. 3 dargestellten System werden ein angepaßtes
Linkskanalsignal L', ein angepaßtes Rechtskanalsignal R' und ein Mittelkanalsignal C
abgeleitet. Es sei bemerkt, daß die Erfindung sich nicht auf die Ableitung eines
Mittelkanalsignals in Kombination mit einem Linkskanalsignal und einem Rechtskanalsignal
beschränkt. Es ist auch möglich, ausschließlich ein Mittelkanalsignal abzuleiten. In
dem Fall wird ein Monosignal erhalten, das weniger flach klingt als das Monosignal,
das durch Addition des Linkskanalsignal und des Rechtskanalsignals erhalten wird.
Weiterhin sei bemerkt, daß durch Einstellung der Werte α und β die Signale L', C und
R' eingestellt werden können. Eine etwaige Wahl ist α = β = 1', wofür gilt, daß
L + R = L' + R' + C'.
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Es ist auch möglich, α und β derart zu wählen, daß die eingehende Leistung Pin = L² +
R² der ausgehenden Leistung Pout = (L')² + (R')² + C². Es dürfte einleuchten, daß viele
andere Kriterien zum Wählen der Werte von α und β möglich sind.
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Die Richtung des Richtungsvektors Wh kann verschiedenartig ermittelt werden. Das
prinzip einer ersten Möglichkeit wird nachstehend näher erläutert unter Hinweis auf
Fig. 5. In dieser Figur ist deutlichkeitshalber die Anzahl Kombinationen (R(n), L(n))
der Signalwerte des Linkskanalsignals und des Rechtskanalsignals gering gehalten.
Die Punkte, die diese Kombinationen angeben, sind durch die Bezugszeichen 50, 51,
52 und 53 bezeichnet. Der Vektor Wh kann dadurch gefunden werden, daß diejenige
Linie durch den Ursprung bestimmt wird, wodurch das Quadrat der Summe der
Abstände der Punkte 50, .. 53 von dem Vektor Wh minimal ist. Dazu sind mehrere
Algorithmen bekannt. Diese Algorithmen werden daher nicht weiter detailliert beschrieben.
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Eine andere Art und Weise zur Bestimmung der Richtung des Vektors
Wh, die wegen der einfachen Verwirklichbarkeit besonders interessant ist, wird
nachher näher erklärt unter Hinweis auf Fig. 6.
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Es wird vorausgesetzt, daß zu dem Zeitpunkt t1 der Richtungsvektor Wh0 ist. Die
Kombination (R(1), L(1)) der Signalwerte des Rechtskanalsignals und des
Linkskanalsignals ist durch den punkt 60 bezeichnet. Je nach dem Vorzeichen des Inproduktes
des Richtungsvektors Wh0 und eines Vektors 63, der durch den Ursprung 23 und den
Punkt 60 festgelegt wird, wird der Richtungsvektor Wh0 mit einem Anpassungsvektor
Va1 mit einer Richtung, die der Richtung des durch den Punkt 60 festgelegten Vektors
62 entspricht, oder mit einem Anpassungsvektor mit einer Richtung, die der durch den
Punkt 60 festgelegten Vektor entgegengesetzt ist, angepaßt. (Das Inprodukt I von zwei
Vektoren (x1, x2) und (x3, x4) ist hier definiert als I = x1.x3 + x2.x4.) Das Inprodukt
des durch den Punkt 60 festgelegten Vektors und des Richtungsvektors Wh0 ist
positiv, so daß der Richtungsvektor Wh0 mit einem Anpassungsvektor 61 angepaßt wird,
dessen Richtung dem durch den Punkt 60 festgelegten Vektor 62 entspricht. Die Länge
des Anpassungsvektors 61 entspricht vorzugsweise der Länge des Vektors 62. Dies ist
aber nicht notwendig, es ist auch möglich dem Anpassungsvektor eine Länge
zuzuordnen, die von der Länge des Vektors 62 abweicht. Es ist beispielsweise möglich, dem
Anpassungsvektor eine vorbestimmte Einheitslänge zuzuordnen. Wesentlich ist nur,
daß die Richtung des Anpassungsvektors durch das Vorzeichen des genannten
Inproduktes festgelegt wird. Der mit Hilfe des Anpassungsvektors 61 angepaßte
Richtungsvektor ist als Wh1 bezeichnet. Sobald eine folgende Kombination (R, L) von
Signalwerten verfügbar wird, wird der Richtungsvektor abermals angepaßt. Wenn nun
vorausgesetzt wird, daß die folgende Kombination (R, L), die zu dem Zeitpunkt t2
verfügbar wird, durch den Punkt 63 festgelegt wird. Der Vektor, der durch den Punkt 63
festgelegt wird, ist durch das Bezugszeichen 65 bezeichnet. Das Irrprodukt des Vektors
65 und des Richtungsvektors Wh1 ist negativ. Das bedeutet, daß der
Anpassungsvektor, durch 64 bezeichnet, eine Richtung hat, die der Richtung des Vektors 65
entgegengesetzt ist. Der angepaßte Richtungsvektor, der nach Anpassung mit dem
Anpassungsvektor 64 erhalten wird, ist als Wh2 bezeichnet. Jeweils, wenn eine folgende
Kombination (R, L)) verfügbar wird, wird der Richtungsvektor auf die oben
beschriebene Art und Weise angepaßt. Der Richtungsvektor wird dann auch eine Richtung
annehmen, die der mittleren Richtung der durch die aufeinanderfolgenden
Kombinationen (R, L) und der zugeordneten Irrprodukte festgelegten Anpassungsvektoren
entspricht. Dadurch, daß bei der oben beschriebenen Anpassung des Richtungsvektors der
Anpassungsvektor immer einen Anteil hat in Richtung des Richtungsvektors, wird die
Länge des Richtungsvektors nach jeder Anpassung größer werden. Außerdem ändert
sich der Inhalt des Stereosignals und damit die Richtung der stärkeren Signalquelle
ständig. Es wird daher bevorzugt, die Anpassung derart durchzuführen, daß nur eine
beschränkte Anzahl Kombinationen (R, L) aus der jüngsten Vergangenheit den
Richtungsvektor festlegen. Dies läßt sich dadurch verwirklichen, daß jeweils der
Richtungsvektor auf Basis einer beschränkten Anzahl Kombinationen (R, L) durchgeführt wird,
die in einem Zeitfenster liegen, das der Bestimmung unmittelbar vorhergeht. Es hat
sich herausgestellt, daß zur Bestimmung des Richtungsvektors ein Zeitfenster mit
ei
ner Länge in der Größenordnung einiger Zehn Millisekunden ausreicht.
Es ist auch möglich, die Bestimmung des Richtungsvektors derart durchzuführen, daß
das Ausmaß, in dem eine Kombination (R, L) beiträgt, abnimmt, je nachdem diese
Kombination weiter in der Vergangenheit liegt.
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Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Richtungsdetektionsschaltung
32. Die Richtungsdetektionsschaltung 32 umfaßt einen Eingang 70 für den Empfang
der aufeinanderfolgenden Kombinationen (R, L) der Signalwerte des Linkskanalsignals
und des Rechtskanalsignals. Die Kombinationen am Eingang 70 werden einer
Schaltungsanordnung 71 zugeführt. Weiterhin werden der Schaltungsanordnung 71 ein
erstes Vektoranteilsignal Wh1 und ein zweites Vektoranteilsignal Wh2 zugeführt,
welche die Anteile des Richtungsvektors vertreten, die sich parallel zu den Achsen 20 und
21 in dem Zustandsraum erstrecken. Die Schaltungsanordnung 71 berechnet daraus auf
üblich Weise ein Signal Sip, das dem Wert Rechtskanalsignal Wh1 +
Linkskanalsignal Wh2 entspricht. Das Signal Sip vertritt das Inprodukt aus dem Richtungsvektor und
dem durch die Kombination (R, L) festgelegten Vektor. Eine
Vorzeichendetektionsschaltung 72 detaktiert das Vorzeichen des Irrproduktes auf Basis des Signals Sip. Ein
Signal Vt, das dieses Vorzeichen vertritt, wird durch die
Vorzeichendetektionsschaltung 72 einem ersten Eingang der Schaltungsanordnung 73 zugeführt. Ein zweiter
Eingang der Schaltungsanordnung 72 ist mit dem Eingang 70 für den Empfang der
Kombinationen (R, L) verbunden.
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Die Schaltungsanordnung 73 ist eingerichtet zum aus der Kombination
von Signalwerten und dem Vorziechen des Inproduktes Ableiten eines ersten und eines
zweiten Anpasungswertes für die Vektoranteilsignale, wobei das Verhältnis zwischen
dem ersten und dem zweiten Anpassungswert dem Verhältnis zwischen den
Signalwerten des Linkskanalsignals und Rechtskanalsignals der Kombination von
Signalwerten entspricht und wobei die Vorzeichen der ersten und zweiten Anpassungswerte
durch das Vorzeichen des Inproduktes und die Vorzeichen der Signalwerte des
Linkskanalsignals und des Rechtskanalsignals aus der Kombination von Signalwerten
festgelegt werden.
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Dies kann beispielsweise mit zwei Multiplizierer verwirklicht werden,
welche die Signalwerte des Linkskanalsignals und des Rechtskanalsignals aus der
Kombination (R, L) mit dem Ausgangssignal Vt der Schaltungsanordnung 72
multiplizieren. Signale, die den ersten und den zweiten Anpassungswert vertreten, können den
Ausgängen dieser Multiplizierern entnommen werden. Signale, welche die ersten und
zweiten Anpassungswerte vertreten, werden einem Eingang eines Schieberegisters 75
zugeführt. Nach jeder Bestimmung der Kombination erster und zweiter
Anpassungswerte werden diese neuen Anpassungswerte in den Schieberegister 75 eingeschoben.
Die Speicherkapazität des Schieberegisters reicht dazu, den Richtungsvektor auf
zuverlässige Weise zu bestimmen. Das Schieberegister 75 ist mit Parallelausgängen zum
Liefern von Signalen versehen, welche die gespeicherten ersten und zweiten
Anpassungswerte vertreten. Die Ausgänge des Schieberegisters sind für die Zufuhr der
ersten und der zweiten Anpassungswerte an die Eingänge einer Summierungsschaltung
76 angeschlossen. Die Summierungsschaltung ist eine Schaltungsanordnung einer
üblichen Art, welche die Summe aller ersten Anpassungswerte bestimmt, die ihren
Eingängen angeboten werden und welche die Summe aller zweiten Anpasungswerte
bestimmt, die ihren Eingängen angeboten werden. Ein Signal, das indikativ ist für eine
bestimmte Summe erster Signalwerte, wird als erstes Vektoranteilsignal Wh1
ausgeliefert. Ein Signal, das indikativ ist für die Summe zweiter Anpassungswerte, wird als
zweites Vektoranteilsignal Wh2 ausgeliefert.
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Die Schaltungsanordnung 33 leitet daraus auf übliche Art und Weise
die Signale Vw1 und Vw2 ab, welche die Gewichtungsfaktoren w1 und w2 vertreten.
Wie obenstehend bereits beschrieben, sind sin(9) und cos(6) geeignete Werte für die
Gewichtungsfaktoren. Der Wert dieser Cosinus- und Sinusfunktion kann auf übliche
Weise aus den Signalen Wh1 und Wh2 bestimmt werden.
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Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform der
Richtungsdetektionsschaltung 32.
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Die Richtungsdetektionsschaltung umfaßt Eingänge 80 für den
Empfang von Signalwerten des Linkskanalsignals (L) und des Rechtskanalsignals (R). Die
Signale R und L bilden zusammen ein Kombinationssignal. V(R, L). Das
Kombinationssignal an dem Eingang 80 wird einer Schaltungsanordnung 81 zugeführt. Weiterhin
werden der Schaltungsanordnung 81 ein erstes Vektoranteilsignal Wh1' und ein
zweites Vektoranteilsignal Wh2' zugeführt, welche die Anteile des Richtungsvektors
vertreten, die sich parallel zu den Achsen 20 und 21 in dem Zustandsraum erstrecken.
Die Schaltungsanordnung 80 berechnet daraus auf übliche Weise ein Signal Sip', das
dem Wert R. Wh1' + L. Wh2' entspricht. Das Signal Sip' vertritt das Inprodukt aus dem
Richtungsvektor und dem durch das Kombinationssignal (V(R, L)) festgelegten
Vektor. Eine Vorzeichendetektionsschaltung 82 detektiert das Vorzeichen des Inproduktes
auf Basis des Signals Sip'. Ein Signal Vt', das dieses Vorzeichen vertritt, wird durch die
Vorzeichendetektionsschaltung 82 einem ersten Eingang einer Schaltungsanordnung
83 zugeführt. Ein zweiter Eingang der Schaltungsanordnung 82 ist mit dem Eingang
80 für den Empfang des Kombinationssignals V(R, L) verbunden.
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Die Schaltungsanordnung 83 berechnet auf ähnliche Weise wie die
Schaltungsanordnung 73 die ersten und zweiten Anpassungswerte.
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Dies kann beispielsweise mit zwei Multiplizierer 84 und 85 verwirklicht
werden, welche die Signalwerte des Linkskanalsignals und des Rechtskanalsignals aus
dem Kombinationssignal V(R, L) mit dem Ausgangssignal Vt' der
Schaltungsanordnung 82 multiplizieren. Signale, welche die ersten und zweiten Anpassungswerte
vertreten, können den Ausgängen dieser Multiplizierer entnommen werden. Ein Signal,
das den ersten Anpasungswert vertritt, wird einer Integrationsschaltung 86 zugeführt.
Ein Signal, das den zweiten Anpasungswert vertritt, wird einer Integrationsschaltung
87 zugeführt. Die Integrationsschaltungen 86 und 87 sind identisch. Sie können
beispielsweise einen Operationsverstärker 88 umfassen, dessen Ausgang über einen
Kondensator 89 zu dem invertierenden Eingang zurückgekoppelt ist. Parallel zu dem
Kondensator 89 ist ein Widerstand 90 vorgesehen. Der invertierende Eingang des
Operationsverstärkers 88 in der Integrationsschaltung 86 ist über einen Widerstand 91 mit
dem Ausgang des Multiplizierers 84 gekoppelt. Auf ähnliche Weise ist der
invertierende Eingang des Operationsverstärkers der Integrationsschaltung 87 mit dem
Ausgang des Multiplizierers 87 gekoppelt. Die Integrationsschaltung 86 integriert das
Ausgangssignal des Multiplizierers 85. Dieses Signal vertritt die ersten
Anpassungswerte. An dem Ausgang des Operationsverstärkers 88 der Intergrationsschaltung 86 ist
also ein Signal vorhanden, welches das Vektoranteilsignal Wh1 vertritt. Der
Kondensator 89 ist durch einen Widerstand 90 überbrückt. Dies bedeutet, daß der Einfluß, den
das Ausgangssignal des Multiplizierers auf die Größe des Vektoranteilsignals Wh1 hat,
abnimmt, je nachdem dieses Signal weiter in der Vergangenheit aufgetreten ist. Dies
bedeutet, daß das Signal Wh1 insbesondere durch die ersten Anpassungswerte, die in
der jüngsten Vergangenheit bestimmt worden sind, bestimmt wird. Die Bestimmung
des Vektoranteilsignals Wh2 durch die Integrationsschaltung entspricht der Ableitung
des Signals Wh1 durch die Integrationsschaltung 86. Die Schaltungsanordnung 33
leitet aus den Signalen Wh1 und Wh2 wieder die Signale Vw1 und Vw2 ab.
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Die virtuellen Schallquellen in dem Stereobild sind im Allgemeinen
lagen- sowie frequenzmäßig verschieden. Es ist daher vorteilhaft, die Ableitung der
korrelierten Signalanteile für verschiedene Frequenzbänder durchzuführen. Auf diese
Weise wird dann erreicht, daß die Ableitung der korrelierten Anteile für verschiedene
Schallquellen unabhängig voneinander durchgeführt wird. Eine Ausführungsform des
Systems, wobei dies verwirklicht worden ist, ist in Fig. 9 dargestellt. Das dargestellte
System umfaßt eine erste Filterbank 100 einer üblichen Art, die das Linkskanalsignal
in eine Anzahl Teilsignale La, ....1n aufteilt, deren Frequenzspektren in verschiedenen
Frequenzbändern liegen. Auf ähnliche Weise wird das Rechtskanalsignal R mit Hilfe
einer Filterbank 101 in eine Anzahl Teilsignale Ra, .....Rn aufgeteilt. Je Frequenzband
werden ein Mittelteilsignal und ein angepaßtes Linksteilsignal und Rechtsteilsignal
mittels der in Fig. 3 dargestellten Anordnung 10 abgeleitet. Eine
Kombinationsschaltung 102 stellt aus den Teilsignalen das angepaßte Linkskanalsignal L', das angepaßte
Rechtskanalsignal R' und das Mittelkanalsignal zusammen.