EP3603118B1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung und ausgabe eines akustischen mehrkanalsignals - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur erzeugung und ausgabe eines akustischen mehrkanalsignals Download PDF

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EP3603118B1
EP3603118B1 EP18711933.4A EP18711933A EP3603118B1 EP 3603118 B1 EP3603118 B1 EP 3603118B1 EP 18711933 A EP18711933 A EP 18711933A EP 3603118 B1 EP3603118 B1 EP 3603118B1
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EP
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output
signal
dependent
acoustic
channel
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Ask Industries GmbH
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    • 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

  • the invention relates to a method and a device for generating and outputting an acoustic multi-channel signal.
  • surround signals i.e. 5.1 surround signals
  • acoustic output channels of an acoustic output device that are specially distributed in a room.
  • Known principles use simple matrix multiplications of the left and right signal components of a stereo signal to generate corresponding surround signals.
  • a spatial hearing sensation is typically created here by adding various reverb effects.
  • the invention in contrast, has the object of specifying a novel or improved principle for generating and outputting a multi-channel signal from a stereo signal, which in particular creates a possibility of generating a spatial hearing sensation ("3D surround") without the need to add reverberation effects.
  • the method described here is used to generate and output an acoustic multi-channel signal, which is typically a surround signal, starting from a stereo signal.
  • the aim of the method is in particular to generate a multi-channel signal that is output via an acoustic output device comprising more than two output channels (loudspeakers), which enables a listener to experience a spatial auditory sensation ("3D effect", "3D surround”).
  • a stereo signal is provided.
  • the stereo signal can be provided in various ways.
  • the stereo signal can be provided via a sound carrier, i.e. a CD, a data carrier, i.e. a hard disk, or a data network, i.e. the Internet.
  • the stereo signal can be, for example, a piece of music, a piece of text, etc.
  • the stereo signal provided is divided into several signal components dependent on the direction of perception ("signal components").
  • the stereo signal is examined using suitable examination devices or algorithms with regard to individual signal components which, if the stereo signal were actually output via an output device comprising two output channels, i.e. a left and a right output channel, correspond or would correspond to an output direction or position perceived by a listener positioned in a defined position relative to the output device outputting the respective stereo signal.
  • a corresponding defined position of a listener relative to an output device outputting the stereo signal can, for example, be the tip of the stereo triangle in which the listener forms an equilateral triangle with the output channels or loudspeakers.
  • a corresponding signal component is a center signal component, which corresponds to an output direction or position perceived by a listener in the middle at actual output of the stereo signal via an output device comprising two output channels.
  • a corresponding signal component can also be a left signal component and a right signal component, which would correspond to an output direction or position perceived by a listener (more) to the left or (more) to the right (compared to a center) if the stereo signal were actually output via an output device comprising two output channels.
  • the division of the stereo signal carried out by means of suitable division devices or algorithms can provide a large number of perception-direction-dependent signal components; thus, a stereo signal can in principle be divided into all perception-direction-dependent signal components of the respective stereo signal.
  • the number of perception-direction-dependent signal components actually obtained is selected with regard to the number of output channels of the output device via which the multi-channel signal to be generated or generated according to the method is to be output.
  • an acoustic multi-channel signal or surround signal is generated by mixing each of the perception-direction-dependent signal components obtained after the described division of the stereo signal into corresponding perception-direction-dependent signal components onto a specific output channel of an output device comprising more than two output channels.
  • Each perception-direction-dependent signal component obtained from the division of the stereo signal into corresponding perception-direction-dependent signal components is then mixed to a specific output channel of an output device comprising more than two output channels, e.g. a 5.1 surround output device.
  • the output device is installed in a motor vehicle.
  • the signal components dependent on the direction of perception are assigned to certain output channels of the output device in accordance with a specific assignment rule.
  • the assignment rule takes into account the output direction or position of the respective signal component dependent on the direction of perception perceived by a listener of the stereo signal, corresponding to a respective signal component dependent on the direction of perception.
  • a center signal component is assigned to a center output channel of the output device and output via this.
  • a left signal component is assigned to a left output channel (left output channel) of the output device and output via this
  • a right signal component is assigned to a right output channel (right output channel) of the output device and output via this.
  • the multi-channel signal or the signal components dependent on the direction of perception are finally output via the respective output channels of the output device.
  • This enables a listener to experience a spatial auditory sensation ("3D effect") without the absolute necessity of adding reverberation effects.
  • the division of the provided stereo signal into several direction-dependent signal components is carried out by means of a source separation device.
  • a corresponding source separation device can be implemented, for example, by a source separation algorithm.
  • a suitable method for source separation or a suitable source separation algorithm is described, for example, in the German patent EN 10 2012 025 016 B3 described, to the disclosure content of which express reference is made.
  • the signal components dependent on the direction of perception are assigned certain amplification factors or coefficients or attenuation factors or coefficients to the respective output channels of the output device. By selecting appropriate amplification or attenuation factors, it is possible, for example, to determine which signal component is mixed in which ratio to a respective output channel. By amplifying or attenuating individual, several or all signal components through appropriate factorization of individual, several or all signal components - in general, this can also be understood as a weighting of signal components dependent on the direction of perception - the spatial hearing perception can be specifically influenced, ie in particular amplified.
  • the method it is possible for individual, several or all of the signal components dependent on the direction of perception to be mixed with a specific reverb effect or convolution reverb.
  • This also allows the spatial auditory perception to be specifically influenced, i.e. in particular amplified.
  • the properties of the respective reverb effect i.e. in particular the transfer function of the reverb coefficients, a much larger listening room than the one actually present can be simulated.
  • the actual creation of a spatial auditory perception does not occur through the addition of reverb effects; the method described here enables a listener to have a spatial auditory perception ("3D effect") without the absolute necessity of adding reverb effects.
  • the stereo signal is divided into at least a center signal component, a left signal component perceived to the left of the center signal component, and a right signal component perceived to the right of the center signal component.
  • the acoustic stereo signal provided is divided into at least one center signal component, one to the left of the center signal component perceived inner left signal portion, an outer left signal portion perceived to the left of the inner left signal portion, an inner right signal portion perceived to the right of the center signal portion and an outer signal portion perceived to the right of the inner right signal portion.
  • the present invention relates to a device for generating and outputting an acoustic multi-channel signal according to independent claim 4.
  • Fig.1 shows a schematic diagram of a device 1 according to an embodiment.
  • the device 1 which is installed in a motor vehicle (not shown), for example, is designed to generate and output an acoustic multi-channel signal.
  • the device 1 comprises as functional components a hardware and/or software-implemented distribution device 2, a hardware and/or software-implemented mixing device 3 and an acoustic output device 4 comprising more than two acoustic output channels 4.1 - 4.12 (loudspeakers).
  • the splitting device 2 is designed to split a provided acoustic stereo signal S, i.e. e.g. a piece of music, into several perception-direction-dependent signal components S.1 - S.5.
  • the splitting device 3 is designed to mix a perception-direction-dependent acoustic signal component S.1 - S.5 onto an output channel 4.1 - 4.12 of the output device 4 and to generate an acoustic multi-channel signal by mixing each perception-direction-dependent signal component S.1 - S.5 onto an output channel 4.1 - 4.12 of the output device 4.
  • the functional interaction of the above-mentioned functional components of the device 1 is described in more detail in connection with the following explanation of the method that can be implemented with the device 1 for carrying out a method for generating and outputting an acoustic multi-channel signal.
  • the device 1 is therefore designed to carry out a method for generating and outputting an acoustic multi-channel signal, which is typically a surround signal.
  • the aim of the method is in particular to generate an acoustic output device 4 comprising more than two output channels 4.1 - 4.12. Multi-channel signal, which allows a listener a spatial hearing sensation ("3D effect” or "3D surround”).
  • the output device 4 can be installed in a motor vehicle (not shown).
  • a stereo signal S is provided.
  • the stereo signal S can be provided in various ways.
  • the stereo signal S can be provided via a sound carrier, i.e. e.g. a CD, a data carrier, i.e. e.g. a hard disk storage device, or a data network, i.e. e.g. the Internet.
  • the provided stereo signal S is divided by means of the division device 2 into several signal components S.1 - S.5 dependent on the direction of perception.
  • the stereo signal S is examined using suitable examination algorithms that can be assigned or are assigned by means of the division device 2 with regard to individual signal components S.1 - S.5, which correspond or would correspond to an output direction or position perceived by a listener when the stereo signal S is actually output via an output device comprising two output channels, i.e. a left and a right output channel.
  • the division of the stereo signal S into several direction-dependent signal components is carried out by means of a source separation device (not shown) implemented in hardware and/or software and associated with the division device 2.
  • a corresponding source separation device can be implemented, for example, by a source separation algorithm.
  • the stereo signal S is divided into five signal components S.1 - S.5, namely a center signal component S.3, an inner left signal component S.2 perceived to the left of the center signal component S.3, an outer left signal component S.1 perceived to the left of the inner left signal component S.2, an inner right signal component S.4 perceived to the right of the center signal component S.3 and a to the right of the inner right signal portion S.4 perceived outer signal portion S.5.
  • a center output channel 4.3 a rear left output channel 4.2, a front left output channel 4.1, a rear right output channel 4.4 and a front right output channel 4.5.
  • a corresponding output device is in Fig.1 shown.
  • the fundamentally predeterminable or predetermined number of the actually received perception direction-dependent signal components S.1 - S.5 is selected with regard to the number of output channels 4.1 - 4.5 of the output device 4.
  • an acoustic multi-channel signal is generated by mixing the perception direction-dependent signal components S.1 - S.5 to a specific output channel 4.1 - 4.5 of the output device 4.
  • Each perception direction-dependent signal component S.1 - S.5 obtained from the division of the stereo signal S into corresponding perception direction-dependent signal components S.1 - S.5 is then mixed to a specific output channel S.1 - S.5 of the output device 4, i.e., for example, a 5.1 surround output device.
  • the perception direction-dependent signal components S.1 - S.5 are assigned to specific output channels 4.1 - 4.5 of the output device 4 in accordance with a specific assignment rule.
  • the assignment rule takes into account the output direction or position of the respective perception direction-dependent signal component S.1 - S.5 corresponding to a respective perception direction-dependent signal component S.1 - S.5 perceived by a listener of the stereo signal S. S.5.
  • a center signal component S.3 is assigned to a center output channel 4.3 of the output device 4 and output via this.
  • the signal components S.1 - S.5 dependent on the direction of perception are mixed with specific amplification factors or coefficients or attenuation factors or coefficients onto the output channels 4.1 - 4.5 of the output device 4.
  • specific amplification factors or coefficients or attenuation factors or coefficients onto the output channels 4.1 - 4.5 of the output device 4.
  • the multi-channel signal or the signal components S.1 - S.5 dependent on the direction of perception are finally output via the respective output channels 4.1 - 4.5 of the output device 4.
  • This enables a listener to experience a spatial auditory sensation ("3D effect") without the mandatory need to add reverberation effects.
  • Fig.2 shows a schematic diagram of a device 1 according to a further embodiment. Fig.2 It is apparent from the exemplary embodiment shown that the number of signal components S.1 - S.5 dependent on the direction of perception does not necessarily have to correspond to the number of output channels 4.1 - 4.12 of the output device 4.
  • the output device 4 shown in the embodiment shown comprises, in addition to the typical output channels 4.1 - 4.6 of a 5.1 surround output device, namely a center output channel 4.3, a rear left output channel 4.2, a front left output channel 4.1, a rear right output channel 4.4, a front right output channel 4.5 and a subwoofer output channel 4.6, additional output channels 4.7 - 4.12 (3D loudspeakers), particularly arranged on the ceiling, which increase the spatial hearing sensation, namely an additional front left output channel 4.7, an additional front right output channel 4.8, an additional left center output channel 4.9, an additional right center output channel 4.10, an additional rear left output channel 4.11 and an additional rear right output channel 4.12.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung und Ausgabe eines akustischen Mehrkanalsignals.
  • Es ist bekannt, akustische Signale mehrerer Schallquellen aufzunehmen, um ein Stereosignal zu erzeugen, durch welches für einen Hörer in einer natürlichen Hörsituation ein räumlicher akustischer Eindruck entstehen soll. Zur Erzeugung von Stereosignalen können bekanntermaßen z. B. Pegel- oder Laufzeitdifferenzen ausgenutzt werden.
  • Um entsprechende Stereosignale durch Erzeugung eines Mehrkanalsignals im Hinblick auf ein räumliches Hörempfinden weiter aufwerten zu können, ist es bekannt, diese auf Surround-Signale, d. h. z. B. 5.1 Surround-Signale, aufzumischen und über in einem Raum besonders verteilt angeordnete akustische Ausgabekanäle einer akustischen Ausgabeeinrichtung auszugeben. Bekannte Prinzipien nutzen bei der Erzeugung entsprechender Surround-Signale einfache Matrixmultiplikationen des linken und rechten Signalanteils eines Stereosignals. Typischerweise wird ein räumliches Hörempfinden hierbei durch Hinzufügung diverser Halleffekte erzeugt.
  • Das Dokument Kraft et al.: "Stereo signal separation and upmixing by mid-side decomposition in the frequency-domain" offenbart ein Prinzip zur Erzeugung und Ausgabe eines akustischen Mehrkanalsignals.
  • Die Erfindung stellt sich demgegenüber die Aufgabe, ein neuartiges bzw. verbessertes Prinzip zur Erzeugung und Ausgabe eines Mehrkanalsignals ausgehend von einem Stereosignal anzugeben, welches insbesondere eine Möglichkeit schafft, ein räumliches Hörempfinden ("3D-Surround") ohne die Notwendigkeit der Hinzufügung von Halleffekten zu erzeugen.
  • Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen.
  • Das hierin beschriebene Verfahren dient der Erzeugung und Ausgabe eines akustischen Mehrkanalsignals, bei welchem es sich typischerweise um ein Surround-Signal handelt, ausgehend von einem Stereosignal. Zielsetzung des Verfahrens ist dabei insbesondere die Erzeugung eines über eine mehr als zwei Ausgabekanäle (Lautsprecher) umfassende akustische Ausgabeeinrichtung auszugebenden Mehrkanalsignals, welches einem Hörer ein räumliches Hörempfinden ("3D-Effekt", "3D-Surround") ermöglicht.
  • In einem ersten Schritt des Verfahrens wird ein Stereosignal bereitgestellt. Die Bereitstellung des Stereosignals kann über verschiedene Arten erfolgen. Beispielsweise kann das Stereosignal über einen Tonträger, d. h. z. B. eine CD, einen Datenträger, d. h. z. B. einen Festplattenspeicher, oder ein Datennetzwerk, d. h. z. B. das Internet, bereitgestellt werden. Bei dem Stereosignal kann es sich z. B. um ein Musikstück, ein Textstück, etc. handeln.
  • In einem zweiten Schritt des Verfahrens wird das bereitgestellte Stereosignal in mehrere wahrnehmungsrichtungsabhängige Signalanteile ("Signalanteile") aufgeteilt. Das Stereosignal wird hierzu über geeignete Untersuchungseinrichtungen bzw. -algorithmen im Hinblick auf einzelne Signalanteile untersucht, welche bei tatsächlicher Ausgabe des Stereosignals über eine zwei Ausgabekanäle, d. h. einen linken und einen rechten Ausgabekanal, umfassende Ausgabeeinrichtung einer von einem in einer definierten Position relativ zu der das jeweilige Stereosignal ausgebenden Ausgabeeinrichtung positionierten Hörer wahrgenommenen Ausgaberichtung bzw. -position entsprechen bzw. entsprechen würden. Bei einer entsprechenden definierten Position eines Hörers relativ zu einer das Stereosignal ausgebenden Ausgabeeinrichtung kann es sich z. B. um die Spitze des Stereodreiecks, bei welchem der Hörer mit den Ausgabekanälen bzw. Lautsprechern ein gleichseitiges Dreieck bildet, handeln.
  • Ein entsprechender Signalanteil ist ein Center-Signalanteil sein, welcher einer von einem Hörer mittig wahrgenommenen Ausgaberichtung bzw. -position bei tatsächlicher Ausgabe des Stereosignals über eine zwei Ausgabekanäle umfassende Ausgabeeinrichtung entsprechen würde. Ein entsprechender Signalanteil ist auch ein Links-Signalanteil und ein Rechts-Signalanteil sein, welcher einer von einem Hörer bei tatsächlicher Ausgabe des Stereosignals über eine zwei Ausgabekanäle umfassende Ausgabeeinrichtung (mehr) links oder (mehr) rechts (im Vergleich zu einem Center) wahrgenommenen Ausgaberichtung bzw. -position entsprechen würde.
  • Die vermittels geeigneter Aufteilungseinrichtungen bzw. -algorithmen durchgeführte Aufteilung des Stereosignals kann eine Vielzahl an wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteilen liefern; mithin kann ein Stereosignal grundsätzlich in alle wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile des jeweiligen Stereosignals aufgeteilt werden. Die Anzahl der tatsächlich erhaltenen wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile wird im Hinblick auf die Anzahl der Ausgabekanäle der Ausgabeeinrichtung gewählt, über welche das verfahrensgemäß zu erzeugende bzw. erzeugte Mehrkanalsignal auszugeben ist. In einem dritten Schritt des Verfahrens wird ein akustisches Mehrkanalsignal bzw. Surround-Signal durch Abmischen jedes der nach der beschriebenen Aufteilung des Stereosignals in entsprechende wahrnehmungsrichtungsabhängige Signalanteile erhaltenen wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteils auf einen bestimmten Ausgabekanal einer mehr als zwei Ausgabekanäle umfassenden Ausgabeeinrichtung erzeugt. Jedes aus der Aufteilung des Stereosignals in entsprechende wahrnehmungsrichtungsabhängige Signalanteile erhaltene wahrnehmungsrichtungsabhängige Signalanteil wird sonach auf einen bestimmten Ausgabekanal einer mehr als zwei Ausgabekanäle umfassenden Ausgabeeinrichtung, d. h. z. B. einer 5.1-Surround-Ausgabeeinrichtung, abgemischt. Die Ausgabeeinrichtung ist in einem Kraftfahrzeug installiert.
  • Im Rahmen der Abmischung der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile erfolgt eine einer bestimmten Zuordnungsvorschrift folgende Zuordnung der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile zu bestimmten Ausgabekanälen der Ausgabeeinrichtung. Die Zuordnungsvorschrift berücksichtigt bei der Zuordnung der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile zu bestimmten Ausgabekanälen der Ausgabeeinrichtung die einem jeweiligen wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteil entsprechende von einem Hörer des Stereosignals wahrgenommene Ausgaberichtung bzw. -position des jeweiligen wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteils. Konkret wird ein Center-Signalanteil einem Center-Ausgabekanal der Ausgabeeinrichtung zugeordnet und über diesen ausgegeben. Analoges gilt alle anderen Signalanteile; mithin wird ein Links-Signalanteil einem linken Ausgabekanal (Links-Ausgabekanal) der Ausgabeeinrichtung zugeordnet und über diesen ausgegeben werden und ein Rechts-Signalanteil einem rechten Ausgabekanal (Rechts-Ausgabekanal) der Ausgabeeinrichtung zugeordnet und über diesen ausgegeben.
  • In einem vierten Schritt des Verfahrens erfolgt schließlich die Ausgabe des Mehrkanalsignals bzw. der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile über jeweilige Ausgabekanäle der Ausgabeeinrichtung. Hierdurch wird einem Hörer ein räumliches Hörempfinden ("3D-Effekt") ohne die zwingende Notwendigkeit der Hinzufügung von Halleffekten ermöglicht.
  • Die Aufteilung des bereitgestellten Stereosignals in mehrere richtungsabhängige Signalanteile wird vermittels einer Quelltrennungseinrichtung durchgeführt. Eine entsprechende Quelltrennungseinrichtung kann z. B. durch einen Quelltrennungsalgorithmus implementiert sein. Ein geeignetes Verfahren zur Quelltrennung bzw. ein geeigneter Quelltrennungsalgorithmus ist z. B. in dem deutschen Patent DE 10 2012 025 016 B3 beschrieben, auf dessen Offenbarungsgehalt ausdrücklich Bezug genommen wird.
  • Die wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile werden mit bestimmten Stärkungsfaktoren bzw. -koeffizienten oder Schwächungsfaktoren bzw. - koeffizienten auf jeweilige Ausgabekanäle der Ausgabeeinrichtung abgemischt. Über die Auswahl entsprechender Stärkungs- bzw. Schwächungsfaktoren kann z. B. festgelegt werden, welcher Signalanteil in welchem Verhältnis auf einen jeweiligen Ausgabekanal gemischt wird. Durch eine durch eine entsprechende Faktorisierung einzelner, mehrerer oder sämtlicher Signalanteile erhaltene Verstärkung bzw. Abschwächung einzelner, mehrerer oder sämtlicher Signalanteile - im Allgemeinen kann hierunter auch eine Gewichtung von wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteilen verstanden werden - kann das räumliche Hörempfinden gezielt beeinflusst, d. h. insbesondere verstärkt, werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, dass einzelne, mehrere oder sämtliche wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile mit einem bestimmten Halleffekt bzw. Faltungshall abgemischt werden. Auch derart kann das räumliche Hörempfinden gezielt beeinflusst, d. h. insbesondere verstärkt, werden. Je nach Eigenschaften des jeweiligen Halleffekts, d. h. insbesondere der Übertragungsfunktion der Hallkoeffizienten, kann ein weit größerer Hörraum als ein tatsächlich Vorhandener simuliert werden. Wie weiter oben erwähnt, erfolgt die eigentliche Erzeugung eines räumlichen Hörempfindens jedoch nicht durch die Hinzufügung von Halleffekten; das hierin beschriebene Verfahren ermöglicht einem Hörer ein räumliches Hörempfinden ("3D-Effekt") ohne die zwingende Notwendigkeit der Hinzufügung von Halleffekten.
  • Im Rahmen des Verfahrens wird das Stereosignal in wenigstens einen Center-Signalanteil, einen links des Center-Signalanteils wahrgenommenen linken Signalanteil und einen rechts des Center-Signalanteils wahrgenommenen rechten Signalanteil aufgeteilt.
  • Denkbar ist es auch, dass das bereitgestellte akustische Stereosignal in wenigstens ein Center-Signalanteil, einen links des Center-Signalanteils wahrgenommenen inneren linken Signalanteil, einen links des inneren linken Signalanteil wahrgenommenen äußeren linken Signalanteil, einen rechts des Center-Signalanteils wahrgenommenen inneren rechten Signalanteil und einen rechts des inneren rechten Signalanteils wahrgenommenen äußeren Signalanteil aufgeteilt wird. Dies gilt insbesondere für die Ausgabe des auszugebenden Mehrkanalsignals über eine einen Center-Ausgabekanal, einen hinteren linken Ausgabekanal, einen vorderen linken Ausgabekanal, einen hinteren rechten Ausgabekanal und einen vorderen rechten Ausgabekanal umfassende Ausgabeeinrichtung, d. h. z. B. eine Surround-Ausgabeeinrichtung.
  • Neben dem Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Erzeugung und Ausgabe eines akustischen Mehrkanalsignals gemäß dem unabhängigen Anspruch 4.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Fig. 1, 2
    je eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die z. B. in einem Kraftfahrzeug (nicht gezeigt) installierte Vorrichtung 1 ist zur Erzeugung und Ausgabe eines akustischen Mehrkanalsignals eingerichtet.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst als Funktionskomponenten eine hard- und/oder softwaremäßig implementierte Aufteilungseinrichtung 2, eine hard- und/oder softwaremäßig implementierte Abmischungseinrichtung 3 und eine mehr als zwei akustische Ausgabekanäle 4.1 - 4.12 (Lautsprecher) umfassende akustische Ausgabeeinrichtung 4.
  • Die Aufteilungseinrichtung 2 ist zur Aufteilung eines bereitgestellten akustischen Stereosignals S, d. h. z. B. eines Musikstücks, in mehrere wahrnehmungsrichtungsabhängige Signalanteile S.1 - S.5 eingerichtet. Die Aufteilungseinrichtung 3 ist zur Abmischung eines wahrnehmungsrichtungsabhängigen akustischen Signalanteils S.1 - S.5 auf einen Ausgabekanal 4.1 - 4.12 der Ausgabeeinrichtung 4 und zur Erzeugung eines akustischen Mehrkanalsignals durch Abmischung jedes wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteils S.1 - S.5 auf einen Ausgabekanal 4.1 - 4.12 der Ausgabeeinrichtung 4 eingerichtet. Das funktionelle Zusammenwirken der genannten Funktionskomponenten der Vorrichtung 1 wird im Zusammenhang mit der nachfolgenden Erläuterung des mit der Vorrichtung 1 implementierbaren Verfahrens zur Durchführung eines Verfahrens zur Erzeugung und Ausgabe eines akustischen Mehrkanalsignals näher beschrieben.
  • Die Vorrichtung 1 ist also zur Durchführung eines Verfahrens zur Erzeugung und Ausgabe eines akustischen Mehrkanalsignals, hierbei handelt es sich typischerweise um ein Surround-Signal, eingerichtet. Zielsetzung des Verfahrens ist insbesondere die Erzeugung eines über eine mehr als zwei Ausgabekanäle 4.1 - 4.12 umfassende akustische Ausgabeeinrichtung 4 auszugebenden Mehrkanalsignals, welches einem Hörer ein räumliches Hörempfinden ("3D-Effekt" bzw. "3D-Surround") ermöglicht. Die Ausgabeeinrichtung 4 kann in einem Kraftfahrzeug (nicht gezeigt) installiert sein.
  • In einem ersten Schritt des Verfahrens wird ein Stereosignal S bereitgestellt. Die Bereitstellung des Stereosignals S kann über verschiedene Arten erfolgen. Beispielsweise kann das Stereosignal S über einen Tonträger, d. h. z. B. eine CD, einen Datenträger, d. h. z. B. einen Festplattenspeicher, oder ein Datennetzwerk, d. h. z. B. das Internet, bereitgestellt werden.
  • In einem zweiten Schritt des Verfahrens wird das bereitgestellte Stereosignal S vermittels der Aufteilungseinrichtung 2 in mehrere wahrnehmungsrichtungsabhängige Signalanteile S.1 - S.5 aufgeteilt. Das Stereosignal S wird hierzu über vermittels der Aufteilungseinrichtung 2 zuordenbare bzw. zugeordnete geeignete Untersuchungsalgorithmen im Hinblick auf einzelne Signalanteile S.1 - S.5 untersucht, welche bei tatsächlicher Ausgabe des Stereosignals S über eine zwei Ausgabekanäle, d. h. einen linken und einen rechten Ausgabekanal, umfassende Ausgabeeinrichtung einer von einem Hörer wahrgenommenen Ausgaberichtung bzw. -position entsprechen bzw. entsprechen würden.
  • Die Aufteilung des Stereosignals S in mehrere richtungsabhängige Signalanteile wird vermittels einer der Aufteilungseinrichtung 2 zugehörigen hard- und/oder softwaremäßig implementierten Quelltrennungseinrichtung (nicht gezeigt) durchgeführt. Eine entsprechende Quelltrennungseinrichtung kann z. B. durch einen Quelltrennungsalgorithmus implementiert sein.
  • In den in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispielen wird das Stereosignal S beispielhaft in fünf Signalanteile S.1 - S.5 aufgeteilt, nämlich einen Center-Signalanteil S.3, einen links des Center-Signalanteils S.3 wahrgenommenen inneren linken Signalanteil S.2, einen links des inneren linken Signalanteils S.2 wahrgenommenen äußeren linken Signalanteil S.1, einen rechts des Center-Signalanteils S.3 wahrgenommenen inneren rechten Signalanteil S.4 und einen rechts des inneren rechten Signalanteils S.4 wahrgenommenen äußeren Signalanteil S.5 aufgeteilt. Dies gilt, wie sich im Weiteren ergibt, insbesondere für die Ausgabe des wahrgenommenen Mehrkanalsignals über eine fünf Ausgabekanäle 4.1 - 4.5, d. h. z. B. einen Center-Ausgabekanal 4.3, einen hinteren linken Ausgabekanal 4.2, einen vorderen linken Ausgabekanal 4.1, einen hinteren rechten Ausgabekanal 4.4 und einen vorderen rechten Ausgabekanal 4.5 umfassende Ausgabeeinrichtung 4. Eine entsprechende Ausgabeeinrichtung ist in Fig. 1 dargestellt. In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die grundsätzlich vorgebbare bzw. vorgegebene Anzahl der tatsächlich erhaltenen wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile S.1 - S.5 im Hinblick auf die Anzahl der Ausgabekanäle 4.1 - 4.5 der Ausgabeeinrichtung 4 gewählt.
  • In einem dritten Schritt des Verfahrens wird ein akustisches Mehrkanalsignal durch Abmischen der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile S.1 - S.5 auf einen bestimmten Ausgabekanal 4.1 - 4.5 der Ausgabeeinrichtung 4 erzeugt. Jedes aus der Aufteilung des Stereosignals S in entsprechende wahrnehmungsrichtungsabhängige Signalanteile S.1 - S.5 erhaltene wahrnehmungsrichtungsabhängige Signalanteil S.1 - S.5 wird sonach auf einen bestimmten Ausgabekanal S.1 - S.5 der Ausgabeeinrichtung 4, d. h. z. B. einer 5.1-Surround-Ausgabeeinrichtung, abgemischt.
  • Im Rahmen der Abmischung der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile S.1 - S.5 erfolgt eine einer bestimmten Zuordnungsvorschrift folgende Zuordnung der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile S.1 - S.5 zu bestimmten Ausgabekanälen 4.1 - 4.5 der Ausgabeeinrichtung 4. Die Zuordnungsvorschrift berücksichtigt bei der Zuordnung der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile S.1 - S.5 zu bestimmten Ausgabekanälen 4.1 - 4.5 der Ausgabeeinrichtung 4 die einem jeweiligen wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteil S.1 - S.5 entsprechende von einem Hörer des Stereosignals S wahrgenommene Ausgaberichtung bzw. - position des jeweiligen wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteils S.1 - S.5. Mithin wird ein Center-Signalanteil S.3 einem Center-Ausgabekanal 4.3 der Ausgabeeinrichtung 4 zugeordnet und über diesen ausgegeben.
  • Die wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile S.1 - S.5 werden mit bestimmten Stärkungsfaktoren bzw. -koeffizienten oder Schwächungsfaktoren bzw. -koeffizienten auf die Ausgabekanäle 4.1 - 4.5 der Ausgabeeinrichtung 4 abgemischt. Über die Auswahl entsprechender Stärkungs- bzw. Schwächungsfaktoren kann z. B. festgelegt werden, welcher wahrnehmungsrichtungsabhängige Signalanteil S.1 - S.5 in welchem Verhältnis auf einen jeweiligen Ausgabekanal 4.1 - 4.5 gemischt wird.
  • In Fig. 1 ist durch die strichliert, weil optional, dargestellten Halleffekteinrichtungen 5 - hierbei kann es sich z. B. um FIR-Filtereinrichtungen handeln - angedeutet, dass einzelne, mehrere oder sämtliche wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile S.1 - S.5 mit einem bestimmten Halleffekt bzw. Faltungshall abgemischt werden können.
  • In einem vierten Schritt des Verfahrens erfolgt schließlich die Ausgabe des Mehrkanalsignals bzw. der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile S.1 - S.5 über jeweilige Ausgabekanäle 4.1 - 4.5 der Ausgabeeinrichtung 4. Hierdurch wird einem Hörer ein räumliches Hörempfinden ("3D-Effekt") ohne die zwingende Notwendigkeit der Hinzufügung von Halleffekten ermöglicht.
  • Fig. 2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Anhand des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiels ist ersichtlich, dass die Anzahl der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile S.1 - S.5 nicht zwingend der Anzahl der Ausgabekanäle 4.1 - 4.12 der Ausgabeeinrichtung 4 entsprechen müssen.
  • Die in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel gezeigte Ausgabeeinrichtung 4 umfasst neben den typischen Ausgabekanälen 4.1 - 4.6 einer 5.1-Surround-Ausgabeeinrichtung, nämlich einem Center-Ausgabekanal 4.3, einem hinteren linken Ausgabekanal 4.2, einem vorderen linken Ausgabekanal 4.1, einem hinteren rechten Ausgabekanal 4.4, einem vorderen rechten Ausgabekanal 4.5 und einem Subwoofer-Ausgabekanal 4.6, zusätzliche, insbesondere deckenseitig angeordnete, Ausgabekanäle 4.7 - 4.12 (3D-Lautsprecher), welche das räumliche Hörempfinden steigern, nämlich einen zusätzlichen vorderen linken Ausgabekanal 4.7, einen zusätzlichen vorderen rechten Ausgabekanal 4.8, einen zusätzlichen linken Center-Ausgabekanal 4.9, einen zusätzlichen rechten Center-Ausgabekanal 4.10, einen zusätzlichen hinteren linken Ausgabekanal 4.11 und einen zusätzlichen hinteren rechten Ausgabekanal 4.12.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Erzeugung und Ausgabe eines akustischen Mehrkanalsignals in einem Kraftfahrzeug, umfassend die Schritte:
    - Bereitstellung eines Stereosignals (S),
    - Aufteilung des bereitgestellten Stereosignals (S) in mehrere wahrnehmungsrichtungsabhängige akustische Signalanteile (S.1 - S.5), wobei das Stereosignal (S) über Untersuchungseinrichtungen bzw. - algorithmen im Hinblick auf einzelne Signalanteile untersucht wird, welche bei tatsächlicher Ausgabe des Stereosignals (S) über eine einen linken und einen rechten Ausgabekanal umfassende Ausgabeeinrichtung einer von einem in einer definierten Position relativ zu der das jeweilige Stereosignal (S) ausgebenden Ausgabeeinrichtung positionierten Hörer wahrgenommenen Ausgaberichtung bzw. -position entsprechen; wobei das bereitgestellte Stereosignal (S) in wenigstens einen Center-Signalanteil (S.3), einen links des Center-Signalanteils (S.3) wahrgenommenen linken Signalanteil und einen rechts des Center-Signalanteils (S.3) wahrgenommenen rechten Signalanteil aufgeteilt wird; und wobei
    die Aufteilung des bereitgestellten Stereosignals in mehrere wahrnehmungsrichtungsabhängige akustische Signalanteile (S.1 - S.5) vermittels einer Quelltrennungseinrichtung durchgeführt wird;
    - Erzeugung eines akustischen Mehrkanalsignals durch Abmischung jedes wahrnehmungsrichtungsabhängigen akustischen Signalanteils (S.1 - S.5) auf einen Ausgabekanal (4.1 - 4.12) einer mehr als zwei akustische Ausgabekanäle (4.1 - 4.12) umfassenden, in einem Kraftfahrzeug (4) installierten akustischen Ausgabeeinrichtung (4),
    - Ausgabe des erzeugten Mehrkanalsignals über jeweilige akustische Ausgabekanäle (4.1 - 4.12) der akustischen Ausgabeeinrichtung (4), wobei die Anzahl der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile (S.1 - S.5) im Hinblick auf die Anzahl der Ausgabekanäle (4.1 - 4.12) der Ausgabeeinrichtung (4) gewählt wird, über welche das Mehrkanalsignal ausgegeben wird,
    wobei im Rahmen der Abmischung der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile (S.1 - S.5) eine einer bestimmten Zuordnungsvorschrift folgende Zuordnung der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile (S.1 - S.5) zu bestimmten Ausgabekanälen (4.1 - 4.12) der Ausgabeeinrichtung (4) erfolgt, wobei die Zuordnungsvorschrift bei der Zuordnung der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile (S.1 - S.5) zu bestimmten Ausgabekanälen (4.1 - 4.12) der Ausgabeeinrichtung (4) die einem jeweiligen wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteil (S.1 - S.5) entsprechende von einem Hörer des Stereosignals wahrgenommene Ausgaberichtung bzw. -position des jeweiligen wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteils (S.1 - S.5) berücksichtigt,
    wobei ein Center-Signalanteil einem Center-Ausgabekanal der Ausgabeeinrichtung (4) zugeordnet und über diesen ausgegeben wird, ein Links-Signalanteil einem linken Ausgabekanal der Ausgabeeinrichtung (4) zugeordnet und über diesen ausgegeben wird und ein Rechts-Signalanteil einem rechten Ausgabekanal der Ausgabeeinrichtung (4) zugeordnet und über diesen ausgegeben wird,
    wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile (S.1 - S.5) mit bestimmten Stärkungs- oder Schwächungsfaktoren auf jeweilige Ausgabekanäle (4.1 - 4.12) der akustischen Ausgabeeinrichtung (4) gemischt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein wahrnehmungsrichtungsabhängiger Signalanteil (S.1 - S.5) mit einem bestimmten Halleffekt abgemischt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bereitgestellte Stereosignal (S) in wenigstens ein Center-Signalanteil (S.3), einen links des Center-Signalanteils (S.3) wahrgenommenen inneren linken Signalanteil (S.2), einen links des inneren linken Signalanteils (S.2) wahrgenommenen äußeren linken Signalanteil (S.1), einen rechts des Center-Signalanteils (S.3) wahrgenommenen inneren rechten Signalanteil (S.4) und einen rechts des inneren rechten Signalanteils (S.4) wahrgenommenen äußeren Signalanteil (S.5) aufgeteilt wird.
  4. Vorrichtung (1) zur Erzeugung und Ausgabe eines akustischen Mehrkanalsignals, umfassend:
    - eine Aufteilungseinrichtung (2), welche zur Aufteilung eines bereitgestellten Stereosignals (S) in mehrere wahrnehmungsrichtungsabhängige Signalanteile (S.1 - S.5) eingerichtet ist, wobei die Aufteilungseinrichtung (2) eingerichtet ist, das Stereosignal über geeignete Untersuchungseinrichtungen bzw. -algorithmen im Hinblick auf einzelne Signalanteile zu untersuchen, welche bei tatsächlicher Ausgabe des Stereosignals (S) über eine einen linken und einen rechten Ausgabekanal umfassende Ausgabeeinrichtung einer von einem in einer definierten Position relativ zu der das jeweilige Stereosignal ausgebenden Ausgabeeinrichtung positionierten Hörer wahrgenommenen Ausgaberichtung bzw. -position entsprechen; wobei die Aufteilungseinrichtung (2) eine Quelltrennungseinrichtung umfasst, welche zur Aufteilung des bereitgestellten Stereosignals in mehrere wahrnehmungsrichtungsabhängige akustische Signalanteile (S.1 - S.5) eingerichtet ist, wobei die Quelltrennungseinrichtung eingerichtet ist, das bereitgestellte Stereosignal (S) in wenigstens einen Center-Signalanteil (S.3), einen links des Center-Signalanteils (S.3) wahrgenommenen linken Signalanteil und einen rechts des Center-Signalanteils (S.3) wahrgenommenen rechten Signalanteil aufzuteilen;
    - eine Abmischungseinrichtung (3), welche zur Abmischung eines wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteils (S.1 - S.5) auf einen akustischen Ausgabekanal (4.1 - 4.12) einer mehr als zwei akustische Ausgabekanäle (4.1 - 4.12) umfassenden akustischen Ausgabeeinrichtung (4) und zur Erzeugung eines akustischen Mehrkanalsignals durch Abmischung jedes wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteils (S.1 - S.5) auf einen akustischen Ausgabekanal (4.1 - 4.12) einer mehr als zwei akustische Ausgabekanäle (4.1 - 4.12) umfassenden, in einem Kraftfahrzeug (4) installierten akustischen Ausgabeeinrichtung (4) eingerichtet ist,
    - eine mehr als zwei akustische Ausgabekanäle (4.1 - 4.12) umfassende, in einem Kraftfahrzeug (4) installierte akustische Ausgabeeinrichtung (4), welche zur Ausgabe des Mehrkanalsignals über jeweilige akustische Ausgabekanäle (4.1 - 4.12) eingerichtet ist,
    wobei die Anzahl der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile (S.1 - S.5) im Hinblick auf die Anzahl der Ausgabekanäle (4.1 - 4.12) der Ausgabeeinrichtung (4) gewählt ist, über welche das Mehrkanalsignal ausgegeben wird,
    wobei im Rahmen der Abmischung der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile (S.1 - S.5) eine einer bestimmten Zuordnungsvorschrift folgende Zuordnung der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile (S.1 - S.5) zu bestimmten Ausgabekanälen (4.1 - 4.12) der Ausgabeeinrichtung (4) erfolgt, wobei die Zuordnungsvorschrift bei der Zuordnung der wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile (S.1 - S.5) zu bestimmten Ausgabekanälen (4.1 - 4.12) der Ausgabeeinrichtung (4) die einem jeweiligen wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteil (S.1 - S.5) entsprechende von einem Hörer des Stereosignals wahrgenommene Ausgaberichtung bzw. -position des jeweiligen wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteils (S.1 - S.5) berücksichtigt,
    wobei ein Center-Signalanteil einem Center-Ausgabekanal der Ausgabeeinrichtung (4) zugeordnet und über diesen ausgegeben wird, ein Links-Signalanteil einem linken Ausgabekanal der Ausgabeeinrichtung zugeordnet und über diesen ausgegeben wird und ein Rechts-Signalanteil einem rechten Ausgabekanal der Ausgabeeinrichtung zugeordnet und über diesen ausgegeben wird, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die wahrnehmungsrichtungsabhängigen Signalanteile (S.1 - S.5) mit bestimmten Stärkungs- oder Schwächungsfaktoren auf jeweilige Ausgabekanäle (4.1 - 4.12) der akustischen Ausgabeeinrichtung (4) gemischt werden.
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