EP0825800A2 - Method and apparatus for generating multi-audio signals from a mono audio signal - Google Patents

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EP0825800A2
EP0825800A2 EP97113292A EP97113292A EP0825800A2 EP 0825800 A2 EP0825800 A2 EP 0825800A2 EP 97113292 A EP97113292 A EP 97113292A EP 97113292 A EP97113292 A EP 97113292A EP 0825800 A2 EP0825800 A2 EP 0825800A2
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EP
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signal
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mono
output signals
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Jürgen Schmidt
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Deutsche Thomson Brandt GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S5/00—Pseudo-stereo systems, e.g. in which additional channel signals are derived from monophonic signals by means of phase shifting, time delay or reverberation 
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2420/00—Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2420/07—Synergistic effects of band splitting and sub-band processing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H04S7/305—Electronic adaptation of stereophonic audio signals to reverberation of the listening space

Definitions

  • An embodiment of the invention relates to certain filter structures and parameters of the arrangement.

Abstract

The method includes allocating the components of a mono-signal (MS) to multichannel sound signal (OUT 1,2) channels. The mono-signal spectrum is filtered and frequency weighted and an echo is generated such that the channel receive first different signals. Prior to the filtering (P51-N) the mono-signal spectrum is divided into several second, different signals, such as different frequency bands (H1(Z)-HN(Z)). The filtering, weighting and echo generation is carried out separately for each of the second different signals. First different output signals of the multichannel sound signal are formed from the output signals for each second different signal by combination.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Generieren eines Mehrton-Signals aus einem Mono-Signal.The invention relates to a method and a device to generate a multi-tone signal from a mono signal.

Stand der TechnikState of the art

Die Reproduktion von Mono-Audiosignalen führt zu einem unangenehmen Klangbild wegen des Mangels an Räumlichkeit. Deshalb ist es wünschenswert, ein Zweikanal-Signal (virtuelles, künstliches, Pseudo- oder Quasi-Stereo) aus dem einkanaligen Eingangssignal (mono) elektrisch zu erzeugen. Die bekannten Verfahren können als Single-Band-Verfahren bezeichnet werden. Eine Übersicht zu bekannten Verfahren ist in J. Blauert, "Räumliches Hören", Hirtzel Verlag, Stuttgart, 1974, wiedergegeben:

  • LP/HP Filterung (DE-A-973570): Das Mono-Eingangssignal wird durch ein Tiefpaß- und ein Hochpaßfilter aufgespalten. Die entsprechend gefilterten Signale bilden das linke und rechte Ausgangssignal des Pseudo-Stereosystems. Diese spektrale Separation durch eine Filterung resultiert aber in einer ungenügenden räumlichen Darstellung;
  • Aus M.R. Schröder, "An artificial steroephonic effect obtained from a single audio signal", Japanese Audio Engineering society, Volume 6, Seiten 74-79, 1958, ist es bekannt, Nachhall zu benutzen. Das Monosignal wird in einem Hallraum verhallt. Es werden zwei Mikrophone verwendet, um aus diesem Hallraum partiell korrelierte Signale aufzunehmen, die dann die Ausgangssignale bilden. Der Nachteil ist, daß ein Nachhall-Raum erforderlich ist. Ein anderes Ausführungsbeispiel dieser Version ist es, einen elektronischen Nachhall zu verwenden, um zwei unkorrelierte Ausgangssignale zu erzeugen. Wie im ersten Beispiel ist die Komplexität dieser Einrichtung hoch;
  • Aus H. Lauridsen, F. Schlegel, "Stereophonie und richtungsdiffuse Klangwiedergabe", Gravesaner Blätter, Heft 5, Seiten 28-50, 1956 (das Original von Lauridsen ist in norwegischer Sprache verfaßt), und aus M.R. Schröder "Improved quasi-stereophony and 'colorless' artificial reverberation", Japanese Acoustic Society Am., Volume 33, Seiten 1061-1064, 1961, und aus G.R. Schodder, "Vortäuschen eines akustischen Raumeindrucks", Acustica, Volume 6, Seiten 482-488, 1956, ist ein Verfahren bekannt, bei dem komplementäre Kammfilter oder Allpaßfilter zur Generierung von verschiedenartigen Signalteilen verwendet werden. Das Monosignal wird zweimal, entweder in einem Kammfilterpaar oder in einem Allpaßfilterpaar, gefiltert. Diese beiden Pseudostereo-Ausgangssignale werden durch Filter erzeugt, die komplementäre Amplituden-Charakteristik haben, d.h. die Summe der Transferfunktionen ist '1'. Bei der Kammfilterung wird das Eingangssignal verzögert und abgeschwächt. Dieses Signal wird addiert zum und abgezogen vom Original-Eingangssignal, um das linke und das rechte virtuelle Stereoausgangssignal zu erzeugen. Wenn die Kammfilter durch eine zeitdiskrete Schaltung implementiert werden, haben sie die Transferfunktionen H1(z) = 1+a*z(-N) und H2(z) = 1-a*z(-N), wobei N die Verzögerung ausgedrückt in der Anzahl von Abtastwerten ist und 'a' der abschwächende Multiplikations-Faktor. Dieses Verfahren realisiert eine Frequenzaufteilung für die beiden Ausgangskanäle. Weil einige Eingangssignalfrequenzen nur auf der linken Seite erscheinen, während andere nur auf der rechten Seite erscheinen, entsteht ein Eindruck von Räumlichkeit.
The reproduction of mono audio signals leads to an unpleasant sound due to the lack of space. It is therefore desirable to generate a two-channel signal (virtual, artificial, pseudo or quasi-stereo) from the single-channel input signal (mono) electrically. The known methods can be referred to as single-band methods. An overview of known methods is given in J. Blauert, "Spatial Hearing", Hirtzel Verlag, Stuttgart, 1974:
  • LP / HP filtering (DE-A-973570): The mono input signal is split by a low-pass and a high-pass filter. The correspondingly filtered signals form the left and right output signals of the pseudo stereo system. This spectral separation by filtering results in an insufficient spatial representation;
  • From MR Schröder, "An artificial steroephonic effect obtained from a single audio signal", Japanese Audio Engineering society, Volume 6, pages 74-79, 1958, it is known to use reverberation. The mono signal is reverberated in a reverberation room. Two microphones are used to record partially correlated signals from this reverberation room, which then form the output signals. The disadvantage is that a reverberation room is required. Another embodiment of this version is to use electronic reverberation to produce two uncorrelated output signals. As in the first example, the complexity of this facility is high;
  • From H. Lauridsen, F. Schlegel, "Stereophonie und diffuse sound reproduction", Gravesaner Blätter, Issue 5, pages 28-50, 1956 (Lauridsen's original is written in Norwegian), and from MR Schröder "Improved quasi-stereophony and 'colorless' artificial reverberation ", Japanese Acoustic Society Am., Volume 33, pages 1061-1064, 1961, and from GR Schodder," Pretending an acoustic spatial impression ", Acustica, Volume 6, pages 482-488, 1956, is a process is known in which complementary comb filters or all-pass filters are used to generate various types of signal parts. The mono signal is filtered twice, either in a comb filter pair or in an all-pass filter pair. These two pseudostereo output signals are generated by filters that have complementary amplitude characteristics, ie the sum of the transfer functions is '1'. Comb filtering delays and attenuates the input signal. This signal is added to and subtracted from the original input signal to produce the left and right virtual stereo output signals. If the comb filters are implemented by a discrete-time circuit, they have the transfer functions H 1 (z) = 1 + a * z (-N) and H 2nd (z) = 1-a * z (-N) , where N is the delay expressed in number of samples and 'a' is the attenuating multiplication factor. This procedure realizes a frequency division for the two output channels. Because some input signal frequencies appear only on the left side, while others only appear on the right side, there is an impression of spatiality.

Erfindunginvention

Der Nachteil des Lauridsen-Verfahrens ist das Fehlen einer Aufteilung auf die beiden Ausgangssignale in allen Frequenzbändern. Wegen der linearen Abstände der Kammfilter sind einige Frequenzbänder gut separiert, während andere fast in der Mitte des Stereoklangbilds verbleiben. Normalerweise werden niedrige und mittlere Frequenzbänder gut verarbeitet, aber für die hohen Frequenzbänder entsteht durch dieses Verfahren keine Verbesserung.The disadvantage of the Lauridsen process is the lack of one Distribution between the two output signals in all frequency bands. Because of the linear spacing of the comb filters, there are some Frequency bands well separated, while others are almost in remain in the center of the stereo image. Usually low and medium frequency bands are processed well, but for the high frequency bands this method creates no improvement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Generierung von Pseudo-Stereo-Signalen aus einem Monosignal anzugeben. Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.The invention has for its object an improved Method for generating pseudo stereo signals from one Specify mono signal. This task is accomplished by the in Claim 1 specified method solved.

Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 7 angegebene Vorrichtung gelöst.The invention is based on the further object of a device to indicate the application of the method according to the invention. This object is achieved by the specified in claim 7 Device solved.

In der Erfindung kommt ein Multiple-Band-Verfahren zum Einsatz. Die Erfindung verbessert die Qualität der Reproduktion, indem zwei partiell kohärente Signale erzeugt werden. Dabei kann analoge oder digitale Signalverarbeitung verwendet werden. Die zwei partiell kohärenten Signale ergeben den Eindruck von Räumlichkeit.
Bei der Erfindung werden zunächst durch Filterung mehrere (mindestens zwei) verschiedenartige Signale aus dem Mono-Eingangssignal gebildet und dann für jedes dieser verschiedenartigen Signale separat virtuelle Single-Band-Stereosignale generiert. Diese werden anschließend zu zwei Ausgangssignalen kombiniert. Vorzugsweise haben die virtuellen Stereosysteme in jedem Signalpfad unterschiedliche Parameter, um eine maximale Räumlichkeit zu erreichen. A multiple-band method is used in the invention. The invention improves the quality of the reproduction by generating two partially coherent signals. Analog or digital signal processing can be used. The two partially coherent signals give the impression of spatiality.
In the invention, a plurality (at least two) different types of signals are first formed from the mono input signal by filtering, and then virtual single-band stereo signals are generated separately for each of these different types of signals. These are then combined into two output signals. The virtual stereo systems preferably have different parameters in each signal path in order to achieve maximum spatiality.

Die Erfindung beseitigt die Nachteile der bekannten Pseudostereo-Systeme. Die Signalqualität übertrifft deutlich die üblichen LP/HP-Filtermethoden für Single-Band-Pseudostereo-Systeme.
Das oben erwähnte, relativ effiziente Verfahren nach Lauridsen, welches Kammfilter oder Allpaßfilter verwendet, erzeugt nur eine ungenügende Räumlichkeit, weil die lineare Aufteilung der Frequenzcharakteristik des Kammfilters nicht an die logarithmische Frequenzempfindlichkeit des menschlichen Hörsystems angepaßt ist (über ca. 500Hz).
Die Erfindung dagegen erlaubt die Verwendung verschiedenartiger Pseudostereo-Splittingfilter in jedem Frequenzband. Daraus resultiert eine exzellente räumliche Auflösung über die Frequenz betrachtet.The invention overcomes the disadvantages of the known pseudostereo systems. The signal quality clearly exceeds the usual LP / HP filter methods for single-band pseudo-stereo systems.
The relatively efficient Lauridsen method mentioned above, which uses a comb filter or all-pass filter, only creates an insufficient spatiality, because the linear distribution of the frequency characteristics of the comb filter is not adapted to the logarithmic frequency sensitivity of the human hearing system (above approx. 500 Hz).
The invention, on the other hand, allows the use of different types of pseudo-stereo splitting filters in each frequency band. This results in an excellent spatial resolution over the frequency.

Im Prinzip besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, daß zum Generieren eines Mehrton-Signals aus einem Mono-Signal Anteile des Monosignals mittels Filterung und/oder Frequenz-Wichtung des Spektrums des Monosignals und/oder mittels Hallerzeugung aus dem Monosignal den Kanälen des Mehrton-Signals so zugeordnet werden, daß diese Kanäle erste verschiedenartige Signale enthalten, wobei:

  • das Spektrum des Monosignals vor dieser Filterung, Frequenz-Wichtung und/oder Hallerzeugung in mindestens zwei zweite verschiedenartige Signale, z.B. in verschiedene Frequenzbänder, aufgeteilt wird;
  • die Filterung, Frequenz-Wichtung und/oder Hallerzeugung getrennt für jedes dieser zweiten verschiedenartigen Signale erfolgt;
  • aus den so gebildeten Ausgangssignalen für jedes dieser zweiten verschiedenartigen Signale die ersten verschiedenartigen Ausgangssignale des Mehrton-Signals gebildet werden.
In principle, the method according to the invention consists in that to generate a multi-tone signal from a mono signal, portions of the mono signal by filtering and / or frequency-weighting the spectrum of the mono signal and / or by generating Hall from the mono signal, the channels of the multi-tone signal are assigned that these channels contain first different signals, whereby:
  • the spectrum of the mono signal before this filtering, frequency weighting and / or Hall generation is divided into at least two different signals of different types, for example into different frequency bands;
  • the filtering, frequency weighting and / or Hall generation takes place separately for each of these second different signals;
  • the first different types of output signals of the multi-tone signal are formed from the output signals thus formed for each of these second different types of signals.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den zugehörigen abhängigen Ansprüchen. Advantageous further developments of the method according to the invention result from the associated dependent claims.

Im Prinzip dient die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Generieren eines Mehrton-Signals aus einem Mono-Signal, wobei Anteile des Monosignals den Kanälen des Mehrton-Signals so zugeordnet werden, daß diese Kanäle erste verschiedenartige Signale enthalten. Die Vorrichtung enthält:

  • erste Mittel, die aus dem Spektrum des Monosignals mindestens zwei zweite verschiedenartige Signale, z.B. verschiedene Frequenzbänder, generieren;
  • zweite Mittel, die durch Filterung, Frequenzwichtung und/oder Hallerzeugung für jedes dieser zweiten verschiedenartigen Signale mindestens zwei Ausgangssignale erzeugen;
  • dritte Mittel, die aus den so gebildeten Ausgangssignalen für jedes dieser zweiten verschiedenartigen Signale die ersten verschiedenartigen Ausgangssignale des Mehrton-Signals bilden.
In principle, the device according to the invention is used to generate a multi-tone signal from a mono signal, portions of the mono signal being assigned to the channels of the multi-tone signal such that these channels contain first different types of signals. The device contains:
  • first means which generate at least two second signals of different types, for example different frequency bands, from the spectrum of the mono signal;
  • second means which generate at least two output signals for each of these second different signals by filtering, frequency weighting and / or Hall generation;
  • third means which, from the output signals thus formed, form the first different output signals of the multi-tone signal for each of these second different signals.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den zugehörigen abhängigen Ansprüchen.Advantageous further developments of the device according to the invention result from the associated dependent claims.

Zeichnungendrawings

Anhand der Zeichnungen sind Ausführungs-Beispiele der Erfindung beschrieben. Diese zeigen in:

Fig. 1
allgemeines Blockdiagramm für eine erfindungsgemäße Generation von Pseudostereo-Signalen;
Fig. 2
Blockdiagramm für ein Ausführungs-Beispiel mit N=2.
Exemplary embodiments of the invention are described with reference to the drawings. These show in:
Fig. 1
general block diagram for a generation of pseudostereo signals according to the invention;
Fig. 2
Block diagram for an execution example with N = 2.

Ausführungs-BeispieleExecution examples

Fig. 1 zeigt ein Vierstufensystem. Ein solches System kann durch analoge oder zeitdiskrete Techniken realisiert werden. Die erste Stufe besteht aus einem Kompensationsfilter Hc(z) für das Monosignal MS, welches den Signalfilterungseffekt (z.B. Frequenzgangfehler und/oder Phasengangfehler) der Filter in der folgenden Stufe kompensiert. Ohne das Kompensationsfilter Hc(z) ist die Summe Hi(z), i=1, ...,N, ungleich '1'. Ein gedachtes Mono-Ausgangssignal, welches ja per Definition die Hälfte aus der Summe des linken und des rechten Ausgangssignals ist, wäre nicht identisch mit dem Eingangssignal der gesamten Schaltung. Diese erste Stufe ist optional.Fig. 1 shows a four-stage system. Such a system can be implemented using analog or discrete-time techniques. The first stage consists of a compensation filter H c (z) for the mono signal MS, which compensates for the signal filtering effect (eg frequency response errors and / or phase response errors) of the filters in the following stage. Without the compensation filter H c (z) the sum H i (z), i = 1, ..., N, is not equal to '1'. A conceived mono output signal, which by definition is half of the sum of the left and right output signals, would not be identical to the input signal of the entire circuit. This first stage is optional.

Die folgende zweite Stufe besteht aus N aufeinander abgestimmten Filtern H1(z), H2 (z), ..., HN(z), wobei N eine ganze Zahl größer als eins ist und die Eingänge dieser Filter vom Ausgangssignal des Kompensationsfilters Hc(z) gespeist werden. Sehr gute Ergebnisse können schon mit N = 2 erreicht werden. Diese Filter generieren mehrere verschiedenartige Kanäle und können entweder eine solche Charakteristik haben, daß sie das Eingangssignal in mehrere Frequenzbänder aufspalten oder sie können eine Wichtung über der Frequenz herbeiführen, d.h. manche Frequenzbereiche relativ zu anderen abschwächen. Im ersten Fall sind die Filter so entworfen, daß sie die Frequenzbänder so effektiv wie möglich separieren, während im zweiten Fall jedes Filter so entworfen ist, daß nur gewisse Frequenzbänder verstärkt werden aber kein Frequenzband praktisch vollständig ausgefiltert wird.
Beim Entwurf der Filter Hi(z), i=1, ...,N, gibt es z.B. die zwei folgenden Optionen:

  • A) H1(z) Hochpaßfilter, H2(z) ... H(n-1)(z) Bandpaßfilter, HN(z) Tiefpaßfilter, oder eine beliebige andere derartige Reihenfolge. Die Filterkennlinien werden so gewählt, daß sie eine Aufteilung des Frequenzspektrums in solche Frequenzbänder realisieren, die an gewisse - z.B. die logarithmische - Frequenzempfindlichkeiten des Gehörs angepaßt sind;
  • B) Die Blöcke Hi(z) stellen verschiedenartige Frequenz-Wichtungsfilter dar, d.h. sie teilen das gesamte Spektrum nicht in verschiedene Frequenzbereiche auf wie in A), sondern sie haben einen anderen Amplitudengang, d.h. teiweise abgesenkte, aber noch hörbare Amplituden.
    • The following second stage consists of N matched filters H 1 (z), H 2 (z), ..., H N (z), where N is an integer greater than one and the inputs of these filters from the output signal of the compensation filter H c (z) can be fed. Very good results can be achieved with N = 2. These filters generate several different types of channels and can either have such a characteristic that they split the input signal into several frequency bands or they can bring about a weighting over the frequency, ie weaken some frequency ranges relative to others. In the first case the filters are designed to separate the frequency bands as effectively as possible, while in the second case each filter is designed so that only certain frequency bands are amplified but no frequency band is practically completely filtered out.
    When designing the filters H i (z), i = 1, ..., N, there are two options, for example:
  • A) H 1 (z) high pass filter, H 2 (z) ... H (n-1) (z) band pass filter, H N (z) low pass filter, or any other such order. The filter characteristics are selected so that they implement a division of the frequency spectrum into frequency bands that are adapted to certain - for example, the logarithmic - frequency sensitivities of the hearing;
  • B) The blocks H i (z) represent different types of frequency weighting filters, ie they do not divide the entire spectrum into different frequency ranges as in A), but have a different amplitude response, ie partially reduced but still audible amplitudes.

    • Die dritte Stufe besteht aus einigen, den abgestimmten Filtern H1(z), H2 (z), ..., HN(z) jeweils nachgeordneten Single-Band-Systemen PS1, PS2, ..., PSN, die in jedem Frequenzband separat verwendet werden, um künstliche Stereosignale oder um Mehrton-Signale mit mehr als zwei Kanälen zu erzeugen. Jedes der bekannten Single-Band-Verfahren kann hierfür verwendet werden, vorteilhaft ist das oben erwähnte Verfahren nach Lauridsen. Vorteilhaft werden die Parameter zur Generierung der Pseudostereo- oder Mehrton-Signale in jedem der Frequenzbänder verschieden gewählt, wodurch eine deutliche Verbesserung gegenüber Single-Band-Verfahren mit N=1 erreicht wird.The third stage consists of some, the coordinated filters H 1 (z), H 2 (z), ..., H N (z) each sub-band systems PS1, PS2, ..., PSN, which in Each frequency band can be used separately to generate artificial stereo signals or to generate multi-tone signals with more than two channels. Any of the known single-band processes can be used for this purpose, the Lauridsen process mentioned above being advantageous. The parameters for generating the pseudostereo or multi-tone signals are advantageously selected differently in each of the frequency bands, as a result of which a significant improvement over single-band methods with N = 1 is achieved.

    Die Pseudo-Stereo- bzw. Mehrton-Ausgangssignale der Blöcke in der dritten Stufe werden in der vierten Stufe durch den Single-Band-Systemen PS1, PS2, ..., PSN nachgeordnete Kombinierstufen C1 und C2 erzeugt, die das linke OU1 und das rechte OU2 Ausgangssignal oder auch mittels weiterer solcher Kombinierstufen weitere Ausgangssignale formen. Diese Kombination kann additiv und/oder subtraktiv erfolgen, eventuell mit einer zusätzlichen Wichtung.The pseudo-stereo or multi-tone output signals of the blocks in the third stage in the fourth stage by the Single band systems PS1, PS2, ..., PSN downstream combination stages C1 and C2 generates the left OU1 and that right OU2 output signal or by means of other such Combination stages form further output signals. That combination can be additive and / or subtractive, possibly with an additional weight.

    Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bezieht sich auf bestimme Filterstrukturen und Parameter der Anordnung. Dazu soll anhand von Fig. 2 ein zeitdiskretes System mit N = 2 und in der dritten Stufe mit dem Verfahren nach Lauridsen betrachtet werden: H11(z)=1 + k1*z(-N1); H12(z)=1 - k1*z(-N1); H21(z)=1 + k2*z(-N2); H22(z)=1 - k2*z(-N2). An embodiment of the invention relates to certain filter structures and parameters of the arrangement. For this purpose, a time-discrete system with N = 2 and in the third stage with the method according to Lauridsen will be considered with reference to FIG. 2: H 11 (z) = 1 + k1 * z (-N1) ; H 12th (z) = 1 - k1 * z (-N1) ; H 21 (z) = 1 + k2 * z (-N2) ; H 22 (z) = 1 - k2 * z (-N2) .

    Die Werte 'k1' und 'k2' sind abschwächende Multiplikations-Faktoren und haben bei fs = 48kHz Abtastfrequenz beispielsweise einen Wert von

  • k1 = 0,65...0,85;
  • k2 = 0,75...0,95;
  • N1 = 600...1500;
  • N2 = 200...1000.
    • The values 'k1' and 'k2' are attenuating multiplication factors and have a value of, for example, at f s = 48 kHz sampling frequency
  • k1 = 0.65 ... 0.85;
  • k2 = 0.75 ... 0.95;
  • N1 = 600 ... 1500;
  • N2 = 200 ... 1000.

    • Die Frequenzwichtungsfilter sind in diesem Beispiel gegeben durch H1(z)=(1-q)/(1-q*z(-1)), H2(z)=1-q*z(-1) . The frequency weighting filters are given by in this example H 1 (z) = (1-q) / (1-q * z (-1) ), H 2nd (z) = 1-q * z (-1) .

    Das Kompensationsfilter wird dann zu: Hc(z) = 1/[H2(z)-H1(z)]= (1-q*z(-1))/[q*c1*(1-((1+q)/c1)*z(-1)+(c2/c1)*z(-2)), wobei c1 = 1+√(1+q), c2 = 1-√(1-q).
    Der Wert 'q' ist ein abschwächender Multiplikations-Faktor und hat beispielsweise einen Wert von q = 0,6...0,75.
    Das erste Ausgangssignal OU1 wird in einem ersten Subtrahierer S1 durch Subtraktion des Ausgangssignals von H11(z) vom Ausgangssignal von H21(z) erzeugt. Das zweite Ausgangssignal OU2 wird in einem zweiten Subtrahierer S2 durch Subtraktion des Ausgangssignals von H12(z) vom Ausgangssignal von H22(z) erzeugt.
    Vorteilhaft werden die Werte für k1, k2, N1, N2 und q je nach Programm-Material angepaßt, also z.B. unterschiedlich für Musik und Sprache gewählt. Vorteilhaft werden k1 und k2 oder auch andere Werte bei Sprache kleiner gewählt als bei Musik.    The compensation filter then becomes: H c (z) = 1 / [H 2nd (z) -H 1 (z)] = (1-q * z (-1) ) / [q * c1 * (1 - ((1 + q) / c1) * z (-1) + (c2 / c1) * z (-2) ), in which c1 = 1 + √ (1 + q) , c2 = 1-√ (1-q) .
    The value 'q' is a weakening multiplication factor and has, for example, a value of q = 0.6 ... 0.75.
    The first output signal OU1 is generated in a first subtractor S1 by subtracting the output signal from H 11 (z) from the output signal from H 21 (z). The second output signal OU2 is generated in a second subtractor S2 by subtracting the output signal from H 12 (z) from the output signal from H 22 (z).
    The values for k1, k2, N1, N2 and q are advantageously adapted depending on the program material, that is, for example, selected differently for music and speech. K1 and k2 or other values for speech are advantageously chosen to be smaller than for music.

    Die Erfindung liefert insbesondere für Pseudostereo eine gute Qualität und kann z.B. in Stereo-Fernsehgeräten, in Stereo-Hörfunk-Empfängern oder in PC's angewendet werden, um aus einem empfangenen bzw. vorhandenen Monosignal ein Pseudostereo-Signal zu generieren.
    Statt Pseudostereo- bzw. Zweiton-Signalen können auch Mehrton-Signale generiert werden, indem eine entsprechende zusätzliche Anzahl von Kombinierern C1, C2, S1, S2 mit zusätzlichen Kombinationsarten verwendet wird.    The invention provides good quality in particular for pseudostereo and can be used, for example, in stereo television sets, in stereo radio receivers or in PCs in order to generate a pseudostereo signal from a received or existing mono signal.
    Instead of pseudo-stereo or two-tone signals, multi-tone signals can also be generated by using a corresponding additional number of combiners C1, C2, S1, S2 with additional types of combinations.

    Claims (10)

    Verfahren zum Generieren eines Mehrton-Signals (OU1, OU2) aus einem Mono-Signal (MS), bei dem Anteile des Monosignals mittels Filterung und/oder Frequenz-Wichtung des Spektrums des Monosignals und/oder mittels Hallerzeugung aus dem Monosignal den Kanälen des Mehrton-Signals so zugeordnet werden, daß diese Kanäle erste verschiedenartige Signale enthalten, gekennzeichnet durch: das Spektrum des Monosignals wird vor dieser Filterung, Frequenz-Wichtung und/oder Hallerzeugung (PS1, PS2, ..., PSN; H11(z), H12(z), H21(z), H22(z)) in mindestens zwei zweite verschiedenartige Signale, z.B. in verschiedene Frequenzbänder, aufgeteilt (H1(z), H2 (z), ..., HN(z)); die Filterung, Frequenz-Wichtung und/oder Hallerzeugung erfolgt getrennt für jedes dieser zweiten verschiedenartigen Signale; aus den so gebildeten Ausgangssignalen für jedes dieser zweiten verschiedenartigen Signale werden mittels Kombination die ersten verschiedenartigen Ausgangssignale (OU1, OU2) des Mehrton-Signals gebildet (C1, C2, S1, S2). Method for generating a multi-tone signal (OU1, OU2) from a mono signal (MS), in which portions of the mono signal by filtering and / or frequency-weighting the spectrum of the mono signal and / or by generating Hall from the mono signal, the channels of the multi-tone Signals are assigned so that these channels contain first different signals, characterized by: the spectrum of the mono signal is before this filtering, frequency weighting and / or Hall generation (PS1, PS2, ..., PSN; H 11 (z), H 12 (z), H 21 (z), H 22 (z) ) divided into at least two second different types of signals, eg into different frequency bands (H 1 (z), H 2 (z), ..., H N (z)); the filtering, frequency weighting and / or Hall generation takes place separately for each of these second different signals; the first different types of output signals (OU1, OU2) of the multi-tone signal (C1, C2, S1, S2) are formed from the output signals thus formed for each of these second different types of signals. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Mehrton-Signal ein Zweiton-Signal ist.The method of claim 1, wherein the multi-tone signal is on Two-tone signal is. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei für jedes der zweiten verschiedenartigen Signale zwei Ausgangssignale gebildet werden.The method of claim 1 or 2, wherein for each of the second different signals two output signals be formed. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, wobei für die Generierung der Ausgangssignale für die zweiten verschiedenartigen Signale in jedem der Signalpfade (PS1, PS2, ..., PSN; H11(z), H12(z), H21(z), H22(z)) unterschiedliche Parameter verwendet werden. Method according to one or more of claims 1 to 3, wherein for the generation of the output signals for the second different signals in each of the signal paths (PS1, PS2, ..., PSN; H 11 (z), H 12 (z), H 21 (z), H 22 (z)) different parameters can be used. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Monosignal (MS) vor der Aufspaltung in die zweiten verschiedenartigen Signale eine Kompensationsfilterung (Hc(z)) durchläuft, welche an die Charakteristik der nachfolgenden Signalverarbeitungsstufen angepaßt ist.Method according to one or more of claims 1 to 4, wherein the mono signal (MS) undergoes a compensation filtering (H c (z)) before the splitting into the second different types of signals, which filter is adapted to the characteristics of the subsequent signal processing stages. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Ausgangssignale für die zweiten verschiedenartigen Signale nach der Methode von Lauridsen generiert (PS1, PS2, ..., PSN; H11(z), H12(z), H21(z), H22(z)) werden.Method according to one or more of claims 1 to 5, wherein the output signals for the second different signals generated by the Lauridsen method (PS1, PS2, ..., PSN; H 11 (z), H 12 (z), H 21 (z), H 22 (z)). Vorrichtung zum Generieren eines Mehrton-Signals aus einem Mono-Signal, bei der Anteile des Monosignals den Kanälen des Mehrton-Signals so zugeordnet werden, daß diese Kanäle erste verschiedenartige Signale enthalten, versehen mit: ersten Mitteln (H1(z), H2 (z), ..., HN(z)), die aus dem Spektrum des Monosignals mindestens zwei zweite verschiedenartige Signale, z.B. verschiedene Frequenzbänder, generieren; zweiten Mitteln (PS1, PS2, ..., PSN; H11(z), H12(z), H21(z), H22(z)), die durch Filterung, Frequenzwichtung und/oder Hallerzeugung für jedes dieser zweiten verschiedenartigen Signale mindestens zwei Ausgangssignale erzeugen; dritten Mitteln (C1, C2, S1, S2), die aus den so gebildeten Ausgangssignalen für jedes dieser zweiten verschiedenartigen Signale mittels Kombination die ersten verschiedenartigen Ausgangssignale (OU1, OU2) des Mehrton-Signals bilden. Device for generating a multi-tone signal from a mono signal, in which components of the mono signal are assigned to the channels of the multi-tone signal in such a way that these channels contain first different signals, provided with: first means (H 1 (z), H 2 (z), ..., H N (z)), which generate at least two second different types of signals, for example different frequency bands, from the spectrum of the mono signal; second means (PS1, PS2, ..., PSN; H 11 (z), H 12 (z), H 21 (z), H 22 (z)) by filtering, frequency weighting and / or Hall generation for each of these generate second different signals at least two output signals; third means (C1, C2, S1, S2), which form the first different output signals (OU1, OU2) of the multi-tone signal from the output signals thus formed for each of these second different signals by means of a combination. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Mehrton-Signal ein Zweiton-Signal ist. The apparatus of claim 7, wherein the multi-tone signal is on Two-tone signal is. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei für jedes der zweiten verschiedenartigen Signale zwei Ausgangssignale gebildet werden.Apparatus according to claim 7 or 8, wherein for each of the second different signals two output signals be formed. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, wobei die zweiten Mittel (PS1, PS2, ..., PSN; H11(z), H12(z), H21(z), H22(z)) Ausgangssignale nach der Methode von Lauridsen generieren.Device according to one or more of claims 7 to 9, wherein the second means (PS1, PS2, ..., PSN; H 11 (z), H 12 (z), H 21 (z), H 22 (z)) Generate output signals using the Lauridsen method.
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