NL1031240C2

NL1031240C2 - Werkwijze en inrichting voor genereren van stereogeluid voor hoofdtelefoons met twee kanalen.

Info

Publication number: NL1031240C2
Application number: NL1031240A
Authority: NL
Inventors: In-Gyu Chun
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-07-11
Also published as: CN1829393A; CN1829393B; NL1031240A1; US20060198527A1; KR100608025B1

Description

P76423NL00

Titel: WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR GENEREREN VAN

STEREOGELUID VOOR HOOFDTELEFOONS MET TWEE KANALEN

VERWIJZING NAAR VERWANTE AANVRAGEN [ 0001 ] Deze aanvrage claimt voorrang van de Koreaanse Octrooiaanvraag nr. 2005-17667, die op 3 maart 2005 werd ingediend, bij het Koreaanse Bureau van het Intellectuele eigendom, waarvan de beschrijving hierin in al 5 zijn onderdelen door verwijzing wordt opgenomen.

ACHTERGROND VAN UITVINDING

1. Gebied van de uitvinding [ 0002 ] Het huidige algemene vindingrijke concept heeft betrekking op een 10 genereersysteem voor stereogeluid, en meer in het bijzonder, op een werkwijze en een inrichting om een stereogeluid te produceren voor hoofdtelefoons met twee kanalen van een audiosignaal met meerdere kanalen dat van een opnamemiddel wordt gereproduceerd, zoals een DVD.

15 2. Beschrijving van de verwante techniek [ 0003 ] Onlangs, zijn de technieken gerealiseerd die een luisteraar toestaan om naar driedimensionele geluiden te luisteren met gebruik van hoofdtelefoons zonder 5.1 kanaalspeakers.

[ 0004 ] Een thuistheater systeem voert geluiden uit met behulp van vijf 20 speakers. Nochtans, bereiken niet alle geluiden direct de oren van de luisteraar. Enkele geluiden bereiken de oren van de luisteraar na te zijn gereflecteerd door muren of meubilair in een ruimte. Wanneer de geluidssignalen de oren van de luisteraar bereiken, ontvangen de hersenen van de luisteraar elk van geluidssignalen en bemerkt deze als 25 stereogeluiden.

1031240 2 [ 0005 ] Om een stereogeluid te realiseren met behulp van slechts algemene hoofdtelefoons, is een stereogeluid producerend systeem ontwikkeld, gebaseerd op een processor die audio-informatie codeert.

[ 0006 ] Een technologie met betrekking tot een conventioneel stereogeluid 5 reproducerend systeem wordt beschreven in WO 99/49574 (PCT/AU99/00002, ingediend 6 januari 1999, getiteld het AUDIO SIGNAAL VERWERKINGS WERKWIJZE EN INRICHTING).

[ 0007 ] In de technologie met betrekking tot het conventionele stereogeluid reproducerend systeem, wordt een meerkanaals-audiosignaal omlaag 10 gemixt naar een 2-kanaals audiosignaal met een op het hoofd betrekking hebbende overdrachtfunctie (HRTF).

[ 0008 ] Fig. 1 is een blokdiagram dat een conventioneel stereogeluid reproducerend systeem illustreert.

[ 0009 ] Verwijzend naar fig. 1, wordt een 5.1 kanaals audiosignaal 15 ingevoerd in een conventioneel stereogeluid reproducerend systeem 1. Het 5.1 kanaals audiosignaal omvat een linker-voorkanaal, een rechter-voorzijdekanaal, een centrum-voorzijde kanaal, een linker-omringendkanaal, een rechter-omringendkanaal, en een kanaal met lage frequentie 13. De linker en rechter impulsresponsfuncties worden toegepast 20 op elk van de kanalen. Een linker-voorzijde impulsresponsfunctie 4 voor het linkeroor wordt geconvolueerd met een linker-voorsignaal 3 dat uit linker-voorkanaal 2 komt. Deze convolutieoperatie wordt aangeduid door verwijzingscijfer 6. De linker-voorzijde impulsresponsfunctie 4, dat een ideale piekuitvoer van een linker-voorkanaalspreker is, die bij een ideale 25 positie gevestigd is, gebruikt een HRTF als impulsreeponse dat door het linkeroor moet worden ontvangen. Een outputsignaal 7 wordt gemengd voor een linkerkanaalsignaal 10 voor hoofdtelefoons. Op dezelfde manier is een de linker-voorzijde impulsresponsfunctie 5 voor het rechteroor geconvolueerd met linker-voorsignaal 3 van linker-voorkanaal 2. Deze 30 convolutieoperatie wordt aangeduid door verwijzingscijfer 8. Een 3 uitvoersignaal 9 wordt gemengd voor een rechterkanaalsignaal 11 voor hoofdtelefoons. Daarom vereist systeem 1 van fig. 1 twaalf convolutieoperaties voor 5.1 kanaals audiosignaal. Dienovereenkomstig, zelfs als het 5.1 kanaals als 2-kanaals audiosignaal wordt gereproduceerd, 5 door het omlaagmixen met gebruik van een combinatie van de gemeten HRTFs, kan hetzelfde omringingseffect worden verkregen als wanneer het 5.1 kanaals audiosignaal wordt gereproduceerd als meerkanaale-signaal.

[ 0010 ] Nochtans, de niet-geïndividualiseerde HRTF (b.v., linker-voorzijde impulsresponsfunctie 4) die op het systeem wordt toegepast dat in fig. 1 10 wordt geïllustreerd, heeft een frequentierespons verschil in een hoge ftequentieband van een geïndividualiseerde HRTF. Een HRTF kan namelijk in een vrije ruimte als overdrachtfunctie worden gedefinieerd van een geluidsbron naar een menselijk trommelvlies. Een frequentiecomponent van een geluidssignaal in één oor dat door een HRTF wordt vertegenwoordigd en 15 een niveauverschil tussen de oren (ILD) zijn zeer gevoelig voor een oorvorm van de luisteraar in een hoge frequentieband van meer dan ongeveer 5 KHz aangezien de menselijke oren unieke vormen en diverse frequentiekenmerken hebben die resonanties veroorzaken.

[ 0011 ] Een HRTF vertegenwoordigt verscheidene pieken en dalen, vooral 20 in een hoge frequentieband. Aangezien de pieken en de dalen hoofdzakelijk wegens de resonantie in het menselijke oor worden gevormd, zijn de plaatsen van de pieken en de dalen verschillend tussen verschillende mensen, wat is toe te schrijven aan hun verschillende oorvormen. Dienovereenkomstig is de HRTF verschillend tussen verschillende mensen. 25 [ 0012 ] Zoals hierboven beschreven, heeft het conventionele stereogeluid reproducerend systeem dat in fig. 1 wordt geïllustreerd, problemen van vervorming van timbre en onjuiste lokalisatie van geluid, wat komt door een verschil tussen niet-geïndividualiseerde HRTF en geïndividualiseerde HRTF. Bovendien heeft het conventionele stereogeluid reproducerend 30 systeem dat in fig. 1 wordt geïllustreerd, een probleem van een verhoging 4 van de hoeveelheid berekeningen, wat is toe te schrijven aan de uitvoering van de convolutie tussen elk signaal en niet-geïndividualiseerde HRTF.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING 5 [ 0013 ] Het huidige algemene vindingrijke concept verstrekt een werkwijze en een inrichting om een stereogeluid voor hoofdtelefoons met twee kanalen te produceren door het aanbrengen van een stereo-effect en een virtueel ruimte-effect op elk kanaalsignaal.

[ 0014 ] Verdere aspecten en voordelen van het huidige algemene 10 vindingrijke concëpt zullen voor een deel in de beschrijving worden uiteengezet die volgt en, voor een deel, duidelijk zal zijn uit de beschrijving, of die door toepassing van het algemene vindingrijke concept kunnen worden geleerd.

[ 0015 ] De voorgaande en/of andere aspecten en toepassing van het huidige 15 algemene vindingrijke concept kunnen worden bereikt door een werkwijze om een stereogeluid te produceren voor hoofdtelefoons met twee kanalen, van een aantal van kanaalsignalen, welke werkwijze omvat het genereren van directe geluiden en weerspiegelde geluiden door één van het aantal van kanaalsignalen te vertragen, door gebruik van een aantal van verschillende 20 vertragingscoëfficiënten die overeenkomen met de directe en weerspiegelde geluiden, het vermenigvuldigen van de vertraagde geluiden met vooraf bepaalde verschillende versterkingewaarden die overeenkomen met de vertraagde geluiden, het verdelen van de vermenigvuldigde geluiden in linker- en rechterkanaalgeluiden door het aanbrengen van een tijdverschil 25 tussen twee oren van een luisteraar op elk van de vermenigvuldigde geluiden, het laagdoorlaat-filteren van de verdeelde linker- en rechterkanaalgeluiden door het aanbrengen van een niveauverschil tussen de twee oren op elk van linker- en rechterkanaalgeluiden, en het respectievelijk samenvoegen van het laagdoorlaat-gefilterde linkerkanaal en 30 de laagdoorlaat-gefilterde geluiden van de rechterkanaalgeluiden.

5 [ 0016 ] De werkwijze kan verder omvatten het produceren van een kanaalsignaal met lage frequentie, het genereren van een compensatiesignaal om verschillen in intensiteit en vertragingstijden te compenseren tussen het lage frequentie-kanaalsignaal en de signalen van 5 het aantal van kanalen, en het toevoegen van het compensatiesignaal aan de linker- en rechterkanaalgeluiden. De werkwijze kan niet omvatten het gebruiken van een op hoofd betrekking hebbende overdrachtfunctie.

[ 0017 ] De voorgaande en/of andere aspecten en de toepasbaarheid van het huidige algemene vindingrijke concept kunnen ook worden bereikt door het 10 verstrekken van een hoofdtelefoon stereogeluid producerende inrichting met een stereogeluid-filtereenheid, voor het uitvoeren van linker- en rechterkanaalgeluiden door het aanbrengen van een drukverschil tussen twee oren van een luisteraar, een vertragingstijd in een virtuele ruimte, en een intensiteit van een geluidsbron in elk kanaalsignaal, en een 15 opteleenheid om respectievelijk de linkeruitvoer van de stereogeluid- filtereenheid en de rechteruitvoer van de stereogeluid-filtereenheid samen toe te voegen.

[0018 ] De voorgaande en/of andere aspecten en de toepasbaarheid van het huidige algemene vindingrijke concept kunnen ook worden bereikt door een 20 werkwijze te verstrekken om stereogeluid te produceren voor tweekanaals-hoofdtelefoons, met inbegrip van het berekenen van een tijdverschil tussen de oren voor elk van een direct geluid en een aantal weerspiegelde geluiden, en het berekenen van een niveauverschil tussen de oren voor elk van het directe geluid en het aantal weerspiegelde geluiden. De werkwijze kan 25 verder de toewijzing van verschillende vertragingscoëfficiënten omvatten aan elk van het directe geluid en de weerspiegelde geluiden die corresponderen met het tussen de oren tijdverschil van elk van het directe geluid en de weerspiegelde geluiden, en het toewijzen van verschillende versterkingswaarden aan elk van het directe geluid en de weerspiegelde 6 geluiden die corresponderen met het niveauverschil tussen de oren van elk van het directe geluid en de weerspiegelde geluiden.

[ 0019 ] De voorgaande en/of andere aspecten en de toepasbaarheid van het huidige algemene vindingrijke concept kunnen ook worden bereikt door een 5 stereogeluid producerende inrichting te verstrekken, met inbegrip van een genereereenheid om een direct geluid en weerspiegelde geluiden te produceren door één van het aantal kanaalsignalen te vertragen met gebruik van een aantal verschillende vertragingscoëfficiënten die corresponderen met de directe en weerspiegelde geluiden, een 10 multiplicatoreenheid voor het vermenigvuldigen van de geproduceerde geluiden met vooraf bepaalde verschillende versterkingswaarden die corresponderen met de geproduceerde geluiden, een verdelereenheid voor het verdelen van de vermenigvuldigde geluiden in linker- en rechterkanaalgeluiden door een tijdverschil aan te brengen tussen twee 15 oren van een luisteraar op elk van de vermenigvuldigde geluiden, een fïltereenheid voor het laagdoorlaat-filteren van de verdeelde linker- en rechterkanaalgeluiden door een niveauverschil tussen de twee oren op elk van de linker- en rechterkanaalgeluiden aan te brengen, en een optellereenheid om respectievelijk de laagdoorlaat-gefilterde linker- en 20 rechterkanaalgeluiden samen te voegen.

[0020 ] De voorgaande en/of andere aspecten en de toepasbaarheid van het huidige algemene vindingrijke concept kunnen ook worden bereikt door een stereogeluid producerende inrichting te verstrekken, met inbegrip van een stereogeluid-filtereenheid voor vertraging van minstens één signaal van een 25 aantal van kanaalsignalen met gebruik van een aantal verschillende tijdvertragingscoëfficiënten die in een virtuele ruimte eerder werden gemeten, waarbij de stereogeluid-filtereenheid een aantal virtualizerfilters omvat, en een signaalcompensatie fïltereenheid voor het produceren van een compensatiesignaal om verschillen in intensiteit en vertragingstijden tussen 30 een signaal van een lage frequentiekanaal en het aantal kanaalsignalen te 7 compenseren. De virtualizerfilters kunnen wezenlijk-gelijkaardige structuren hebben met verschillende tijdvertragingscoëfficiënten. De inrichting kan verder een filtereenheid omvatten om het aantal kanaalsignalen van de stereogeluid-fidtereenheid laagdoorlaat te filteren. De 5 inrichting kan verder minstens één opteleenheid omvatten om het aantal kanaalsignalen en het compensatiesignaal samen te voegen. De inrichting kan verder minstens één versterker omvatten om de samengevoegde signalen van minstens één optéleenheid te versterken en de versterkte signalen in te voeren in minstens één tweekanaals-hoofdtelefoon. De 10 stereogeluid-filtereenheid kan een timingseenheid omvatten om een tijdverschil tussen de oren voor elk van het aantal kanaalsignalen te berekenen en om verschillende tijdvertragingscoëfficiënten toe te wijzen aan het aantal kanaalsignalen op basis van tijdverschillen tussen de oren.

15 KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

[ 0021 ] Deze en/of andere aspecten en voordelen van het huidige algemene vindingrijke concept zullen duidelijk worden en gemakkelijker worden gewaardeerd door de volgende beschrijving van de uitvoeringsvormen, in samenhang genomen met de begeleidende tekeningen waarbij: 20 [ 0022 ] fig. 1 een blokdiagram is dat een conventioneel stereogeluid reproducerend systeem illustreert; [ 0023 ] fig. 2 een conceptueel diagram is dat een werkwijze illustreert om een stereogeluid te produceren voor hoofdtelefoons met twee kanalen, volgens een uitvoeringsvorm van het huidige algemene vindingrijke concept; 25 [ 0024 ] fig. 3 een conceptueel diagram is dat een werkwijze illustreert voor genereren van een weerspiegeld geluid in een virtuele ruimte; [ 0025 ] fig. 4 een conceptueel diagram is dat een tijdverschil van geluid illustreert dat naar twee oren van een luisteraar reist; 8 [ 0026 ] fig. 5 een blokdiagram ie dat een hoofdtelefoon stereogeluid producerende inrichting illustreert, volgens een uitvoeringsvorm van het huidige algemene vindingrijke concept; en [ 0027 ] fig. 6 een gedetailleerd diagram is dat een virtueel filter illustreert 5 voor een stereogeluid-filtereenheid van fig. 5.

UITVOERIGE BESCHRIJVING VAN DE VOORKEURS UITVOERINGSVORMEN

[0028 ] Verwijzing zal nu in detail naar de uitvoeringsvormen van het 10 huidige algemene vindingrijke concept gemaakt worden, waarbij voorbeelden in de begeleidende tekeningen geïllustreerd zijn, waarin steeds dezelfde cijfers naar soortgelijke elementen verwijzen. De uitvoeringsvormen worden hieronder beschreven om het huidige algemene vindingrijke concept te verklaren onder verwijzing naar de figuren.

15 [ 0029 ] Fig. 2 is een conceptueel diagram dat een werkwijze illustreert om stereogeluiden voor hoofdtelefoons met twee kanalen te produceren, volgens een uitvoeringsvorm van het huidige algemene vindingrijke concept.

[ 0030 ] Verwijzend naar fig. 2, worden de meerkanaals virtuele speakers met L, C, R, Ls, en Rs in een virtuele ruimte geschikt op basis van 20 standaard speaker locaties die audio met meerdere kanalen reproduceren. Bijvoorbeeld, wanneer 5.1 kanaals virtuele speakers worden geschikt, worden de uitvoer van linkerkanaalsignalen van 5.1 kanaals virtuele speakers samengevoegd voor een linkerstel van hoofdtelefoons, en de uitvoer van rechterkanaaleignalen van de 5.1 virtuele speakers worden 25 samengevoegd voor een rechterstel van hoofdtelefoons.

[ 0031 ] Fig. 3 is een conceptueel diagram dat de productie van een weerspiegeld geluid in een virtuele ruimte illustreert, en fig. 4 is een conceptueel diagram dat een tijdverschil van geluid illustreert dat naar twee oren van een luisteraar reist.

9 [ 0032 ] Wanneer een virtuele speaker in een virtuele ruimte is geplaatst met een vooraf bepaalde vorm en vooraf bepaalde grenzen, en een luisteraar op een optimale plaats wordt geplaatst, wordt een direct geluid rechtstreeks overgebracht van de virtuele speaker naar de luisteraar, en de 5 weerspiegelde geluiden die van virtuele muren van de virtuele ruimte worden weerspiegeld worden ook overgebracht naar de luisteraar. Het directe geluid en de weerspiegelde geluiden hebben verschillende vertragingstijden, hoeveelheden geluidsdruk, en invalshoeken op de respectieve oren van de luisteraar.

10 [ 0033 ] Wanneer een stereogeluid niet wordt gereproduceerd of niet correct wordt gereproduceerd in een stereogeluid producerend hoofdtelefoon systeem, komt een zogenaamd "m-hoofdlokalisatie" fenomeen gemakkelijk voor, een fenomeen waarbij een geluidsbeeld in het hoofd gelokaliseerd is. Door de weerspiegelde geluiden die in de virtuele ruimte worden 15 geproduceerd aan de geluiden die in hoofdtelefoons worden gereproduceerd toe te voegen, kan het "in-hoofdlokalisatie" fenomeen worden verwijderd en kan het geluidsbeeld op een gewenste plaats buiten het hoofd van de luisteraar worden gëlokaliseerd (b.v., voordat het geluid over gaat naar de oren van de luisteraar).

20 [ 0034 ] De weerspiegelde geluiden kunnen worden geproduceerd met gebruik van een eenvoudig structureel model van een ruimte. Fig. 3 illustreert spiegelbeeld bronnen van een geluidsbron 320 in een bepaalde virtuele ruimte 350. Een spiegelbeeld bron 310 is een virtuele bron die wordt verkregen door geluidsbron 320 die is weerspiegeld van een muur die 25 een symmetrievlak vormt. Een vertragingstijd van het weerspiegelde geluid dat bij het oor van een luisteraar 330 aankomt vanuit geluidsbron 320, en weerspiegeld van de virtuele muur, kan wórden vervangen door een vertragingstijd van een direct geluid dat rechtstreeks aankomt bij het oor van luisteraar 330 vanuit geluidsbron 320. Een intensiteit van het 30 weerspiegelde geluid kan worden berekend op basis van een intensiteit van 10 spiegelbeeld bron 310, afhankelijk van het akoestische absorptievermogen van de muur. Oorspronkelijk, worden de virtuele bronnen naast geluidsbron 320 als een oneindig aantal geluidsbronnen geregenereerd toe te schrijven aan de geluiden die door muren van virtuele ruimte 350 worden 5 weerspiegeld. Een geschikt eindig aantal virtuele bronnen wordt geselecteerd van het oneindige aantal virtuele bronnen. De vertragingstijd en de intensiteit van elk van de geselecteerde virtuele bronnen worden berekend. Een tijdverschil tussen de oren (ITD) en een niveauverschil tussen de oren (ILD) worden berekend voor elk van de geselecteerde virtuele 10 bronnen volgens de invalshoek van elk van de geselecteerde virtuele bronnen met betrekking tot luisteraar 330. De berekende parameters ITD en ILD variëren al naar gelang de vorm en de grenzen van de virtuele ruimte en de plaatsen van luisteraar 330 en geluidsbron 320. Aldus, is het noodzakelijk virtuele ruimte 350 behoorlijk om te ontwerpen om effectief 15 weerspiegelde geluiden te produceren.

[0035 ] In een werkwijze om een hoofdtelefoon stereogeluid volgens een uitvoeringsvorm van het huidige algemene vindingrijke concept te produceren, worden de vertragingstijden van directe geluiden en weerspiegelde geluiden gemeten, die zijn genomen om een luisteraar van 20 virtuele speakers in een virtuele ruimte te bereiken. De vertragingscoëfficiënten mo tot mn corresponderen met de vertragingstijden afhankelijk van de grootte van de virtuele ruimte. Aangenomen dat het aantal weerspiegelde geluiden n is, zijn de vertragingscoëfficiënten mo tot mn verschillend van het directe geluid en de n weerspiegelde geluiden. De 25 versterkingswaarden go tot gn die overeenkomen met de intensiteit van de geluiden, worden gemeten voor het directe geluid en de n weerspiegelde geluiden. De ITD- en de ILD waarden worden gemeten, die mogelijk maken om relatieve plaatsen van geluidsbronnen en geluidsdrukverschillen tussen de geluidssignalen waar te nemen die op de twee oren van de luisteraar 30 invallen. Dat wil zeggen, een ITD is een tijdverschil tussen de 11 geluidssignalen naar de twee oren van de luisteraar uit een geluidsbron zoals die in fig. 4 wordt geïllustreerd, dat wegens een wegverschil optreedt. De ITD kan door Vergelijking 1 worden vertegenwoordigd: /TD = r(0+sin 0)/Co (1) 5 waar r een afstand van het oor het dichtst bij de geluidsbron tot het midden van het hoofd van de luisteraar is, en Co een geluidssnelheid van ongeveer 344 m/s in lucht is.

[ 0036 ] De ITD kan effectief in een lage frequentieband van ongeveer 700 Hz of minder worden waargenomen. Met de veronderstelling dat er n

10 geluiden zijn, zijn de linker ITD waarden itdu), itdu.....itdLn en rechter ITD

waarden itdRo, itdRi..., itdRn verschillend van elkaar. Bijvoorbeeld, wanneer de virtuele speaker rechts van een luisteraar is geplaatst, is de itdLo waarde van het directe geluid groter dan de waarde itdno, aangezien de afstand van de virtuele speaker aan het linkeroor van de luisteraar groter is dan de 15 afstand van de virtuele speaker aan het rechteroor van de luisteraar.

[ 0037 ] Een ILD is een amplitudeverschil, een intensiteitsverschil, of een niveauverschil tussen de geluidssignalen die naar de twee oren van de luisteraar worden overgebracht. ILD komt hoofdzakelijk voor wegens een geluidsdispersie-effect dat in het hoofd en de oren van de luisteraar 20 optreedt. De ILD kan door Vergelijking 2 worden vertegenwoordigd: ILD = 20 log10( | HRTFr | / \ HRTFL |) (2) [ 0038 ] De ILD kan effectief in een hoge frequentieband (b.v., meer dan ongeveer 5 KHz) worden waargenomen. ILD hangt van de vorm van het hoofd of de oren van de luisteraar af, en verschilt zo tussen mensen. Het 25 dispersie-effect dat door het hoofd van de luisteraar wordt veroorzaakt, verschijnt als piek in een spectrum waarin de amplitude van een hoge toon wordt bijgewerkt als resultaat van laagdoorlaat-fïltering van geluidsdruk in het oor afgewend van de geluidsbron, en het dispersie-effect dat door de oren van de luisteraar wordt veroorzaakt verschijnt als pieken en dalen in een 12 hoge frequentieband wegens de frequentiekenmerken in de oren die resonanties veroorzaken, bijvoorbeeld, zoals in een HRTF. Aangezien de ILD tussen luisteraars die dóór de verschillende vormen van bun oren % worden veroorzaakt kleiner is dan TIJ) die door de verschillende vormen van 5 hun hoofden wordt veroorzaakt, hangt de ILD die alleen door laagdoorlaat-filtering wordt verkregen minder van de luisteraar af.

[ 0039 ] Met de veronderstelling dat er n geluiden zijn, zijn linker ILD waarden ildLo, ildLi..., ildLn en rechter ILD waarden ildRo, ilditi-..., ildRn verschillend van elkaar. Bijvoorbeeld, wanneer de virtuele speaker rechts 10 van een luisteraar wordt geplaatst, is een hoge toon van de ildu) waarde van het directe geluid meer bijgewerkt dan dat van de ildRo waarde, aangezien de afstand van de virtuele speaker tot het linkeroor van de luisteraar groter is dan de afstand van de virtuele speaker tot het rechteroor van de luisteraar.

15 [ 0040 ] Fig. 5 is een blokdiagram dat een hoofdtelefoon stereogeluid producerende inrichting illustreert volgens een uitvoeringsvorm van het huidige algemene vindingrijke concept.

[ 0041 ] Verwijzend naar Fig. 5, omvat de stereogeluid producerende inrichting voor een hoofdtelefoon een stereogeluid-filtereenheid 500, een 20 signaalcompensatie filtereenheid 560, een linkerkanaalopteller 570 en een rechterkanaalopteller 580. Stereogeluid-filtereenheid 500 omvat een linksvoor-virtueel filter (lf) 510, een centrumvoor-virtueel filter (cf) 520, een rechtsvoor-virtueel filter (rf) 530, een linkeromringings-virtueel filter (ls) 540 en een rechteromringings-virtueel filter (rs) 550.

25 [ 0042 ] Een 5.1 kanaals audiosignaal kan in het stereogeluid voor hoofdtelefoóns producerende apparaat worden ingevoerd. Het 5.1 kanaals audiosignaal kan een LF kanaal omvatten, een RF kanaal, een CF kanaal, een LS kanaal, een RS kanaal en een lage frequentie-effect (LFE) kanaal.

Alternatief, kan een verschillend audiosignaal met meerdere kanalen, zoals 30 een 7.1 audiosignaal worden ingevoerd.

13 [ 0043 ] De stereogeluid-filtereenheid 500 produceert een stereogeluid voor hoofdtelefoons met twee kanalen, door aanbrengen van vertragingscoëfficiënten mo tot mn die in een virtuele ruimte worden verkregen, versterkingswaarden go tot waarden gn, en ITD en ILD waarden 5 die corresponderen met geluidsdrukverschillen tussen geluiden die invallen op de twee oren van een luisteraar. Voor de stereogeluid-filtereenheid 500, variëren de filtercoëfficiënten met de plaats van virtuele speakers en een type en omstandigheden van de virtuele ruimte. Stereogeluid-filtereenheid 500 omvat LF virtueel filter 510, CF virtueel filter 520, RF virtueel filter 10 530, LS virtueel filter 540, en de RS virtueel filter 550, die respectievelijk stereogeluiden van audiosignalen van het LF kanaal, het RF kanaal, het CF kanaal, het LS kanaal, en het RS kanaal verwerken. Filters 510 door 550 hebben identieke structuren maar verschillende vertragingscoëfficiënten.

[ 0044 ] De signaalcompensatie filtereenheid 560 compenseert verschillen 15 in niveau en tijdvertragingen tussen een signaal van het LFE kanaal en signalen van de andere kanalen. Namelijk aangezien het signaal van hét kanaal LF£ een signaal dat eén golflengte langer heeft dan de breedte van het hoofd van de luisteraar is, gaat het signaal van het LFE kanaal niet door stereogeluid-filtereenheid 500 en moet met de niveaus en 20 tijdvertragingen van de signalen van de andere kanalen worden aangepast.

[ 0045 ] Linkerkanaalopteller 570 voegt de linkerkanaalsignalen LL, CL, RL, LsL en RsL die zijn uitgevoerd uit stereogeluid-filtereenheid 500 toe aan een linkerkanaalsignaal dat is uitgevoerd van de signaalcompensatie filtereenheid 560.

25 [ 0046 ] Rechterkanaalopteller 580 voegt rechterkanaalsignalen LR, CR, RR, LsR en RsR die zijn uitgevoerd uit stereogeluid-filtereenheid 500 toe aan een rechterkanaalsignaal dat is uitgevoerd van de signaalcompensatie filtereenheid 560.

14 [ 0047 ] Tot slot passeren de linker· en rechterkanaalsignalen die zijn uitgevoerd van linker- en rechterkanaaloptellers 570 en 580 door een versterker en worden ingevoerd in de hoofdtelefoons met twee kanalen.

[ 0048 ] Fig. 6 is een gedetailleerd diagram dat een virtueel filter illustreert 5 voor een kanaal van de stereogeluid-filtereenheid 500 die is geïllustreerd in fig. 5.

[ 0049 ] Onder verwijzing naar fig. 6, omvat het virtueel filter een vertragingsfiltereenheid 610, een multiplicatoreenheid 620, een ITD filtereenheid 630, een ILD filtereenheid 640, een linkerkanaalopteller 650, 10 en een rechterkanaalopteller 660.

[ 0050 ] De vertragingsfiltereenheid 610 produceert directe geluiden en weerspiegelde geluiden door een signaal van één van een aantal van kanalen te vertragen met gebruik van een aantal verschillende vertragingscoëfïiciënten mo tot mn die eerder in een virtuele ruimte worden 15 gemeten.

[ 0051 ] Multiplicatoreenheid 620 vermenigvuldigt de geluiden die door vertragingsfilter eenheid 610 zijn vertraagd, door vooraf bepaalde verschillende versterkingswaarden go tot gn die eerder in de virtuele ruimte werden gemeten.

20 [ 0052 ] ITD filtereenheid 630 verdeelt de geluiden die zijn vermenigvuldigd door multiplicatoreenheid 620 in linker- en rechterkanaalgeluiden Lo, Ro..., Ln, Rn, door eerder gemeten tijdverschillen tussen de twee oren van de luisteraar toe te passen op de vermenigvuldigde geluiden.

25 [ 0053 ] ILD filtereenheid 640 voert laagdoorlaat-filtering uit op de Imker en rechterkanaalgeluiden die door ITD filtereenheid 630 worden verdeeld, door eerder gemeten niveauverschillen tussen de twee oren van de luisteraar toe te passen op de linker- en rechterkanaalgeluiden.

[ 0054 ] Linkerkanaalopteller 650 voegt de linkerkanaalgeluiden samen die 30 door ILD filtereenheid 640 passeren.

15 [ 0055 ] Rechterkanaalopteller 660 voegt de rechterkanaalgeluiden samen die door ILD filtereenheid 640 passeren.

[ 0056 ] Zoals hierboven beschreven, volgens uitvoeringsvormen van het huidige algemene vindingrijke concept, door een hoofdtelefoon stereogeluid 5 te produceren met gebruik van slechts tijdvertragingen en laagdoorlaat-filteren zonder een HRTF te gebruiken, is er bijna geen vervorming in een toon, en wordt een hoeveelheid audioverwerkingsberekeningen verminderd. Bovendien kan kwaliteitsgeluid worden gereproduceerd zo goed als die door een thuistheater worden ontvangen, met gebruik van slechts hoofdtelefoons 10 met twee kanalen van een DVD of een PC zonder een 5.1 kanaalspeaker systeem. Wanneer het huidige algemene vindingrijke concept wordt toegepast op een thuistheater systeem, is het mogelijk om naar een stereogeluid te luisteren dat van een 5.1 kanaals-gecodeerd opneemmiddel wordt gereproduceerd met slechts een tweekanaals-hoofdtelefoon, ongeacht 15 de plaats van een luisteraar. Bovendien kunnen individuele mensen met verschillend gevormd hoofden en/óf oren hetzelfde stereogeluid waarnemen zelfs wanneer zij het geluid ontvangen door him tweekanaals-hoofdtelefoon. [ 0057 ] Hoewel enkele uitvoeringsvormen van het huidige algemene vindingrijke concept zijn getoond en beschreven, zal door de deskundigen 20 worden begrepen dat wijzigingen in deze uitvoeringsvormen worden aangebracht zonder af te wijken van de principes en de geest van het algemene vindingrijke concept, waarvan het werkingsgebied in de hiernavolgende conclusies en him equivalenten wordt bepaald.

16

Verklaring van de Figuren Figuur 1, 5 5 LF = Links voor CF = Centrum voor RF = Rechts voor 10 LS = Links omgeving RS = Rechts omgeving 15 Figuur 4 FC = Voorcentrum SRC = Bron 20

Figuur 6 IS = Invoereignaal 25

1 031 24 Q

Claims

1. Een werkwijze om een stereogeluid voor tweekanaals-hoofdtelefoons te produceren van een aantal kanaalsignalen, welke werkwijze omvat: produceren van een direct geluid en weerspiegelde geluiden door 5 vertragen van één van het aantal kanaalsignalen met gebruik van een aantal verschillende vertragingscoëfficiënten die corresponderen met de directe en weerspiegelde geluiden; vermenigvuldigen van de vertraagde geluiden met vooraf bepaalde verschillende versterkingswaarden die corresponderen met de vertraagde 10 geluiden; verdelen van de vermenigvuldigde geluiden in linker- en rechterkanaalgeluiden door een tijdverschil toe te passen tussen twee oren van een luisteraar op elk van de vermenigvuldigde geluiden; laagdoorlaat-filteren van de verdeelde linker- en 15 rechterkanaalgeluiden door toepassen van een niveauverschil tussen de twee oren op elk van de linker- en rechterkanaalgeluiden; en samenvoegen van respectievelijk de laagdoorlaat-gefilterde linkerkanaalgeluiden en de laagdoorlaat-gefilterde geluiden van de rechterkanaalgeluiden.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin het aantal verschillende vertragingscoëfficiënten varieert naar gelang een grootte van een virtuele ruimte.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de verschillende versterkingswaarden variëren naar gelang een akoestisch 25 absorptievermogen van een virtuele ruimte.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin het tijdverschil tussen de twee oren van de luisteraar varieert die is aangebracht op elk van de linker- 1 031 240 en rechterkanalen afhankelijk van invalshoeken van de geluiden aan de oren.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin het niveauverschil tussen de twee oren dat op elk van de linker- en rechterkanaalgeluiden is aangebracht 5 varieert afhankelijk van invalshoeken van de geluiden op de oren.

6. Een inrichting voor het genereren van stereogeluid voor een hoofdtelefoon, omvattende: een stereogeluid-filtereenheid om linker- en rechterkanaalgeluiden uit te voeren door een geluidsdrukverschil tussen twee oren van een 10 luisteraar aan te brengen, een vertragingstijd in een virtuele ruimte, en een intensiteit van een geluidsbron in elk kanaalsignaal; en een optellereenheid om respectievelijk de linkerkanaalgeluiden uitgevoerd uit de stereogeluid-filtereenheid en de rechterkanaalgeluiden uitgevoerd uit de stereogeluid-filtereenheid samen te voegen.

7. Inrichting volgens conclusie 6, waarin de stereogeluid-filtereenheid verschillende uitvoerniveaus en de verschillende tijdvertragingskenmerken verschaft volgens een inputsignaal en een grootte van de virtuele ruimte.

8. Inrichting volgens conclusie 6, verder omvattende een versterkings- en vertragingsfiltereenheid om verschillen in niveau en 20 tijdvertragingen tussen een signaal van een lage frequentie-effect kanaal en signalen van andere kanalen te compenseren.

9. Inrichting volgens conclusie 6, waarin de stereogeluid-filtereenheid omvat: een vertragingsfiltereenheid om een direct geluid en een aantal 25 weerspiegelde geluiden te produceren door vertragen van een signaal van minstens één van een aantal kanalen door gebruik van een aantal verschillende vertragingscoëfficiënten, die corresponderen met de directe en weerspiegelde geluiden, die in een virtuele ruimte worden gemeten; een multiplicatoreenheid voor vermenigvuldigen van het directe 30 geluid en het aantal weerspiegelde geluiden die door de vertragingsfiltereenheid met vooraf bepaalde verschillende versterkingen worden geproduceerd, die corresponderen met de geproduceerde geluiden, die in de virtuele ruimte worden gemeten; een ITD filtereenheid om de geluiden die met de 5 multiplicatoreenheid worden vermenigvuldigd in de linker- en rechterkanaalgeluiden te verdelen door een tijdverschil aan te brengen tussen twee oren van een luisteraar bij elk van de vermenigvuldigde geluiden; een ILD filtereenheid voor laagdoorlaat-filteren van de linker- en 10 rechterkanaalgeluiden die door de ITD filtereenheid worden verdeeld door een op niveauverschil aan te brengen tussen de twee oren bij elk van de linker- en rechterkanaalgeluiden; een linkerkanaalópteller eenheid om de linkerkanaalgeluiden samen te voegen die door de ILD filtereenheid laagdoorlaat worden 15 gefilterd; en een rechterkanaalopteller eenheid om de rechterkanaalgeluiden samen te voegen die door de ILD filtereenheid laagdoorlaat worden gefilterd.

10. Werkwijze volgens conclusie 1 verder omvattende: 20. produceren van een kanaalsignaal met lage frequentie; produceren van een compensatiesignaal om verschillen in intensiteit en vertragingstijden te compenseren tussen het kanaalsignaal en de signalen met lage frequentie van het aantal kanalen; en toevoegen van het compensatiesignaal aan de linker- en 25 rechterkanaalgeluiden.

11. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de werkwijze niet omvat het gebruiken van een op hoofd betrekking hebbende overdrachtfunctie.

12. Werkwijze om stereogeluid te produceren voor hoofdtelefoons met twee kanalen, omvattende: berekenen van een tijdverschil tussen de oren voor elk van een direct geluid en een aantal weerspiegelde geluiden; en berekenen van een niveauverschil tussen de oren voor elk van het directe geluid en het aantal weerspiegelde geluiden.

13. Werkwijze volgens conclusie 12 verder omvattende: toewijzen van verschillende vertragingscoëfficiënten aan elk van het directe geluid en de weerspiegelde geluiden die beantwoorden aan het tijdverschil tussen de oren van elk van het directe geluid en de weerspiegelde geluiden; en 10 toewijzen van verschillende versterkingswaarden aan elk van het directe geluid en de weerspiegelde geluiden die corresponderen met het niveauverschil tussen de oren van elk van het directe geluid en de weerspiegelde geluiden.

14. Een stereogeluid producerende inrichting, omvattende: 15. een genereereenheid om een direct geluid en weerspiegelde geluiden te produceren door vertragen van één van het aantal kanaalsignalen door gebruik van een aantal verschillende vertragingscoëfficiënten die corresponderen met de directe en weerspiegelde geluiden; 20. een multiplicatoreenheid om de geproduceerde geluiden met vooraf bepaalde verschillende versterkingswaarden te vermenigvuldigen die corresponderen met de geproduceerde geluiden; een verdelereenheid om de vermenigvuldigde geluiden in linker- en rechterkanaalgeluiden te verdelen door een tijdverschil tussen twee oren 25 van een luisteraar op elk van de vermenigvuldigde geluiden aan te brengen; een filtereenheid voor laagdoorlaat-filteren van de verdeelde linker- en het rechterkanaalgeluiden door een niveauverschil aan te brengen tussen de twee oren bij elk van de linker- en rechterkanaalgeluiden; en een optellereenheid om respectievelijk linker laagdoorlaat-gefilterde en rechterkanaalgeluiden samen te voegen.

15. Een stereogeluid producerende inrichting, omvattende: een stereogeluid-filtereenheid om minstens één signaal te 5 vertragen van een aantal kanaalsignalen die een aantal verschillende tijdvertragingscoëfficiënten gebruiken die eerder in een virtuele ruimte werden gemeten, waarbij de stereogeluid-filtereenheid een aantal virtualizerfilters omvat; en een signaalcompensatie filtereenheid om een compensatiesignaal te 10 produceren om verschillen in intensiteit en vertragingstijden tussen een signaal van een kanaal met lage frequentie en het aantal kanaalsignalen te compenseren.

16. Inrichting volgens conclusie 15, waarin de virtualizerfilters wezenlijk gelijkaardige structuren hebben met verschillende 15 tijdvertragingscoëfficiënten,

17. Inrichting volgens conclusie 15, verder omvattende een filtereenheid voor laagdoorlaat-filteren van het aantal kanaalsignalen van de stereogeluid-filtereenheid.

18. Inrichting volgens conclusie 17, verder omvattende minstens één 20 opteleenheid om het aantal kanaalsignalen samen te voegen en het compensatiesignaal.

19. Inrichting volgens conclusie 18, verder omvattende: minstens één versterker om de samengevoegde signalen van de minstens één opteleenheid te versterken en de versterkte signalen in te voeren in 25 minstens één hoofdtelefoon met twee kanalen.

20. Inrichting volgens conclusie 15, waarin de stereogeluid-filtereenheid een timingseenheid omvat om een tijdverschil tussen de oren voor elk van het aantal van kanaalsignalen te berekenen en om verschillende tijdvertragingcoëfficiënten toe te wijzen aan het aantal 30 kanaalsignalen, op basis van tijdverschillen tussen de oren. 1031240