WO2015173422A1 - Verfahren und vorrichtung zur residualfreien erzeugung eines upmix aus einem downmix - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur residualfreien erzeugung eines upmix aus einem downmix Download PDF

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WO2015173422A1
WO2015173422A1 PCT/EP2015/060812 EP2015060812W WO2015173422A1 WO 2015173422 A1 WO2015173422 A1 WO 2015173422A1 EP 2015060812 W EP2015060812 W EP 2015060812W WO 2015173422 A1 WO2015173422 A1 WO 2015173422A1
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signal
channel
downmix
correlated
channels
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PCT/EP2015/060812
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Clemens Par
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Stormingswiss Sàrl
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/008—Multichannel audio signal coding or decoding using interchannel correlation to reduce redundancy, e.g. joint-stereo, intensity-coding or matrixing
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
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    • G10L19/02—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using spectral analysis, e.g. transform vocoders or subband vocoders
    • G10L19/022—Blocking, i.e. grouping of samples in time; Choice of analysis windows; Overlap factoring

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the residual-free generation of an upmix from a downmix.
  • window function Fourier transformation multiplied by a window function.
  • Different windows have different properties. On the one hand, there are windows that have a very high frequency resolution, but only a very poor amplitude resolution, as is the case for the rectangular window, for example.
  • window functions like the flat-top window which has a very bad frequency resolution, but has a very good amplitude resolution. In general, however, will be Used window functions, on the one hand have an acceptable frequency and on the other hand an acceptable amplitude resolution, such as the Hamming window. In audio processing, very often the Hamming window is used, which is necessary for both good frequency and good amplitude resolution.
  • each window function generates an error in the signal transformed back in time, the residual already mentioned.
  • the channel number of an audio or video multichannel signal is reduced by means of a downmix.
  • the linear combination of channels for the downmix is performed in the Fourier space, for example to correct the comb filter by phase-shifted signal components in the signals to be summed (WO11057922).
  • Hamming window functions are usually used which have the problems described above. Thus, additional information is lost in the downmix that can not be recovered in the upmix. On the other hand, you could avoid this problem if you created the downmix only in the period. However, this does not allow to precisely solve other problems such as the above-described comb filter.
  • the use of different window functions for different channels makes it possible to transfer some channels with a high frequency resolution and other channels with a high amplitude information. As a result of the summation of the channels, different information is maintained. This is particularly, but not exclusively, advantageous for channels with similar, in particular harmonic, signal components.
  • the flat-top window has proven to be particularly favorable for the second window function. However, other combinations of window functions are possible. The reversal of this principle of operation is also possible: the flat-top window is thus used for the first window function, and for the second window function another window function, for example a Hamming window, which offers an acceptable amplitude and frequency resolution.)
  • the object is achieved by an upmixing or coding device with a correlation comparison device, which receives by correlation comparison a correlated signal, a first individual signal and a second individual signal from the two channels of the downmix.
  • a correlation comparison device which receives by correlation comparison a correlated signal, a first individual signal and a second individual signal from the two channels of the downmix.
  • the correlation comparison separates the common signal components and the individual signal components. Thereafter, by skilfully summing and subtracting the signals of the downmix with the common and individual signal components, the high frequency resolution information and the high amplitude resolution information are divided, and the poorly resolved information is removed by skillful subtraction.
  • phase jumps can be completely corrected by skillful multiplication in the Fourier space of these isolated correlated components and by skillful multiplication as well as addition or subtraction over the period.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a downmixing device in the frequency domain
  • FIG. Figure 2 shows a first embodiment of an upmix or coding device
  • FIG. 3 shows a second embodiment of an upmixing or coding device
  • FIG. 4 shows a downmix device according to the prior art
  • FIG. 5 shows an embodiment of the correlation comparison
  • FIG. 6 shows an embodiment for an eight-channel upmix signal
  • Fig. 7 shows an embodiment for an upmix or coding device for a downmix signal with four channels and an upmix signal with eight channels;
  • Fig. 8 shows an embodiment of an upmix or coding device for a downmix signal with four channels and an upmix signal with eight channels;
  • Fig. 9 shows an embodiment for an upmix or coding device for a downmix signal with four channels and an upmix signal with eight channels;
  • FIG. 10 shows an exemplary embodiment for calculating the level / loudness of the channels of the
  • Upmix signal / multichannel signal to adapt the Level / Loudness of the channels of the upmix signal to the level / loudness of the channels of the multichannel signal
  • FIG. 11 shows an exemplary embodiment for calculating the level / loudness of the channels of the
  • FIG. 12 shows an embodiment of an upmixing or coding device according to FIG. 2 with correction of the spectral discolorations and audible phase jumps.
  • FIG. 13 shows a first embodiment of an upmixing or coding device according to FIG. 3 with correction of the spectral discolorations and audible phase jumps.
  • FIG. 14 shows a second embodiment of an upmixing or coding device according to FIG. 3 with correction of the spectral discolorations and audible phase jumps.
  • Fig. 15 shows a first embodiment of an upmixing or coding device for a downmix signal with four channels and an upmix signal with eight channels with correction of the spectral discolorations and audible phase jumps.
  • FIG. 16 shows a second embodiment of an upmix or coding device for a downmix signal with four channels and an upmix signal with eight channels with correction of the spectral discolorations and audible phase jumps.
  • FIG. 17 shows an embodiment for an element 170.1, 170.2, 170.3 and 170.4 of FIG. 15.
  • FIG. 18 shows an embodiment for an element 180.1, 180.2, 180.3 and 180.1 of FIG. 16.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a downmixing device 10.
  • the downmix device has a
  • the Fourier transform device 11 has one for each channel L 0 (t), Ro (t) and C 0 (t)
  • Each Fourier unit 11. L, 11. R, 11. C is designed to divide the input signal into preferably equal-length signal windows.
  • the window length has 2 n , for example 512, 1024, 2048, 4096, which is particularly well suited for Fourier transformation.
  • the signal windows overlap in time. In an alternative embodiment, the signal windows are not overlapping in time.
  • Each signal window is in the Fourier unit with a window function multiplied, which has the same length as the signal window.
  • a first window function is used in the Fourier unit 11.L and 11.R, while in the Fourier unit 11.C a second window function is used.
  • a Hamming window is used for the first window function.
  • other window functions could be used for the first window function that provide acceptable amplitude and frequency resolution, eg a Hann window.
  • a flat top window is used for the second window function.
  • other window functions could be used which have a high amplitude resolution but a low frequency resolution.
  • a flat-top window or another window function can be used, which has a high amplitude resolution but a low frequency resolution
  • a Hamming window or another window function that provides acceptable amplitude and frequency resolution.
  • the invention works particularly well with the described window functions, however, one could also use other different window functions that have different frequency-amplitude resolutions.
  • the Fourier units 11. L, 11. R and 11. C respectively output the respective Fourier-transformed channel L 0 (k), Ro (k) and C 0 (k).
  • the center channel C 0 (k), each multiplied by 0.5 (-6dB), is added to the side channels L 0 (k) and Ro (k).
  • the invention is not limited to this factor. Even a direct sum or any other linear combination would be possible.
  • the amplifier 14 is located somewhere between the signal input and the summer in the downmixer 12 in the center channel C 0 (t) or Fourier-transformed center channel C 0 (k) arranged.
  • An adaptive method with time-variable amplifier 14 is also possible, for example in order to temporally optimize the frequency resolution for the Fourier-transformed center channel C 0 (k).
  • the downmixer 12 has a first downmixer 12 L and a second downmixer 12 R.
  • the first downmixer 12 L mixes the Fourier-transformed first side channel L 0 (k) with the multiplied by 0.5 Fourier-transformed center channel C 0 (k) and outputs the Fourier-transformed first channel L D (k) of the downmix signal.
  • the second downmixer 12. R mixes the Fourier-transformed second side channel R 0 (k) with the 0.5 multiplied Fourier-transformed center channel C 0 (k) and outputs the Fourier-transformed second channel Stud (k) of the downmix signal.
  • the first downmixer 12 L mixes the Fourier-transformed first side channel L 0 (k) with the multiplied by 0.5 Fourier-transformed center channel C 0 (k) and outputs the Fourier-transformed first channel L D (k) of the downmix signal.
  • the second downmixer 12. R mixes the Fourier-transformed second side channel R 0 (k) with the
  • the first downmixer performs the function
  • R D (k) R 0 (k) + 0.5 * C 0 (k)
  • a phase correction is additionally performed in the first downmixer 12.L and the second downmixer 12.R, which avoids or reduces a comb filter.
  • the amplitude of the complex number L D (k) or R D (k) is adjusted so that applies
  • R D (k) 2 R 0 (k) 2 + 0.5 2 * C 0 (k) 2
  • the inverse Fourier transformation device 13 has for each channel L D (k) and R u (k) each an inverse Fourier transform unit 13. L, 13. R, which is in each case suitable, an inverse Fourier transform (IFT) of the input signal L D (k) or R ü (k) and output (or process) the channels L D (t) or R u (t) of the downmix signal.
  • IFT inverse Fourier transform
  • This is preferably an Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT), in particular an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT).
  • Each signal window of L D (k) and R u (k) is multiplied in the inverse Fourier units 13. L and 13. R with the Fourier-transformed first window function (NB in the above-described reversal of the principle of operation: with the second window function) already in the Fourier units 11. L and 11. R (NB in the above-described reversal of the principle of action: in the Fourier unit 11. C).
  • FIG. 2 shows a first embodiment of the upmixing or coding device 20.
  • the upmixing or coding device 20 has a Fourier transformation device 21, a correlation comparison device 22, a Correction device 29 and a fourth
  • the Fourier transform device 21 comprises a first and a second Fourier transform unit 21. L and 21. R.
  • the Fourier transformation device 21 is designed to transform a first channel L D (t) and a second channel R u (t) of a downmix signal into Fourier space.
  • the channels L D (t) and R u (t) are also subdivided into signal windows and then the respective signal windows are transformed into Fourier space.
  • each signal window is multiplied by a window function.
  • the first (NB in the above-described reversal of the principle of effect: second) window function from the Fourier transformation device 11 is used as a window function.
  • the Fourier transform device 21 outputs the
  • the channels L D (k) and R u (k) of the downmix signal are supplied to the correlation comparison device 22.
  • the correlation comparison device 22 is embodied, the correlated signal components of the channels L D (k) and R u (k) of the downmix signal, the signal components specific to only the first channel L D (k) and the signal components specific to only the second channel R ü (k) to extract.
  • the correlation comparison device 22 is formed from the correlated signal components, the correlated signal C K (k), from the first channel L D (k) specific signal components, the first individual signal L K (k) and from the second channel R D (k ) specific signal components to form the second individual signal R K W ZU.
  • a method for determining the correlated and specific signal components of channels L D (k) and R u (k) will be described later with FIG. 5. However, any other method for determining the correlated and specific proportions is possible.
  • the correction device 29 has a first one
  • Signal processing device 24 a third signal processing device 25.
  • the first signal processing device 23 receives the first channel L D (k) of the downmix signal, the correlated signal
  • Signal processing device 23 is configured to form the following formed first signal S L (k):
  • the second signal processing device 24 receives the second channel R ü (k) of the downmix signal, the correlated signal C K (k) and the second individual signal RKW.
  • the third signal processing device 25 receives the first channel L D (k) and the second channel R ü (k) of the downmix signal, the correlated signal C K (k), the first individual signal L K (k) and the second individual signal R K (k).
  • the third signal processing device 25 is configured to form the following formed third signal S c (k):
  • the fourth signal processing device 28 includes the inverse Fourier transform device 26 and the fifth signal processing device 27.
  • the inverse Fourier transformation device 26 is embodied, the first signal S L (k), the second signal S R (k), the third signal S c (k), the correlated signal C K (k), the first individual signal L K ( k) and the second individual signal R K W by applying an inverse
  • the inverse Fourier transform device 26 comprises a first inverse Fourier transform unit 26 SL, a second inverse Fourier transform unit 26 SR, a third inverse Fourier transform unit 26 SC, a fourth inverse Fourier transform unit 26 LK, a fifth inverse Fourier transform unit 26 RK, a sixth inverse Fourier transform unit 26 CK on.
  • the first inverse Fourier transform unit 26 is a first inverse Fourier transform unit 26 SL, a second inverse Fourier transform unit 26 SR, a third inverse Fourier transform unit 26 SC, a fourth inverse Fourier transform unit 26 LK, a fifth inverse Fourier transform unit 26 RK, a sixth inverse Fourier transform unit 26 CK on.
  • the first inverse Fourier transform unit 26 is a first inverse Fourier transform unit 26 SL, a second inverse Fourier transform unit 26 SR, a third inverse Fourier transform unit 26 SC, a fourth inverse Fourier transform unit 26 LK, a fifth inverse Fourier transform unit 26 RK,
  • SL is designed to Fourier-transform the first signal S L (k) inversely into the first signal S L (t).
  • SR is designed to Fourier-transform the second signal S R (k) inversely into the second signal S R (t).
  • SC is configured to Fourier-transform the third signal S c (k) inversely into the third signal S c (t).
  • LK is designed to Fourier-transform the first individual signal L K (k) inversely into the first individual signal L K (t) during the time period.
  • RK is designed the second individual signal Ric (k) inversely transforms into the second individual signal Ric (t) in the period to Fourier ⁇ .
  • CK is designed to Fourier transform the correlated signal C K (k) inversely into the correlated signal C K (t) in the time domain.
  • the fifth signal processing device 27 receives the following Fourier transformed signals: the first signal S L (t), the second signal S R (t), the third signal S c (t), the correlated signal C K (t), the first one individual signal L K (t) and the second individual signal R K (t).
  • the fifth signal processing device 27 processes these signals into three output signals as follows:
  • Cu (t) (S c (t) + R K (t) + L K (t)) * 0.3548.
  • gain 0.3548 other gains or gains 0.3 or 0.35 can also be used.
  • gains for all signals depending on the original level or the loudness of the corresponding channels of the multi-channel signal as will be described in detail later.
  • These three output signals are used as three channels of an upmix signal or further processed into three channels of an upmix signal.
  • linear arithmetic operations after the correlation comparison can be performed both in the period and in the Fourier space; thus, further equivalent embodiments are possible. They form part of the invention.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the upmixing or coding device 40.
  • the upmixing or coding device 40 has a Fourier transform device 4 1, a correlation comparison device 4 2, a
  • Correlation comparison device 4 2 correspond to the Fourier transform device 2 1 and the
  • Correlation comparison device 2 2 of the first embodiment Correlation comparison device 2 2 of the first embodiment.
  • the correction device 4 9 has a first
  • the first signal processing device 4 3 receives the first channel L D (k) of the downmix signal, the correlated signal
  • the first signal processing device 4 3 is configured to form the first signal L 0 (k) formed as follows:
  • the second signal processing device 4 4 receives the second channel R u (k) of the downmix signal, the correlated signal C K (k) and the second individual signal RK W.
  • the second signal processing device 4 4 is configured to form the second signal Ru (k) formed as follows:
  • R u (k) 2 * R k (k) -R D (k) + 2 * C K (k)
  • the third signal processing device 4 5 receives the first channel L D (k) and the second channel R u (k) of the downmix signal, the correlated signal C K (k), the first one individual signal L K (k) and the second individual signal R K (k).
  • the third signal processing device 45 is configured to form the following formed third signal Cu (k):
  • Cu (k) 2 * (L k (k) + R k (k)) -L D (k) -R D (k) + 4 * C K (k).
  • the fourth signal processing device 48 has the inverse Fourier transformation device 46.
  • the inverse Fourier transformation device 46 is designed to transform the first individual signal L 0 (k), the second individual signal Ru (k) and the correlated signal Cu (k) into the period by applying inverse Fourier transformation.
  • the fourth signal processing device 48 may also include a fifth signal processing device that multiplies Cu (k) or Cu (t) by a gain of 0.3548 (or 0.3 or 0.35 or other gain). Also, for all signals, gains may be used in response to the original level or loudness of the corresponding channels of the multi-channel signal, as will be described in detail later. These three output signals are used as three channels of an upmix signal or further processed into three channels of an upmix signal.
  • Coding device 40 has the same advantage as the first embodiment that by clever adding and subtracting of the different signals, a higher frequency and amplitude resolution is achieved for the downmix signals generated with the different window functions.
  • the second embodiment of the upmix or coding device 40 has the same advantage as the first embodiment, that it is the phase jumps caused by the Fourier transforms and / or the
  • Correlation comparison device 42 arise, equally eliminated.
  • this embodiment 40 can also be used for downmix signals that were not generated by a downmixing device 10 having different window functions. This could e.g. the downmix device 10, using two identical window functions instead of two different window functions. Alternatively, this embodiment is also suitable for a downmix that was created in the time domain.
  • Fig. 4 shows an embodiment of the prior art of a downmixing device in the time domain.
  • K 0.5 (-6dB)
  • the embodiment is not limited to this factor. Even a direct sum or any other linear combination would be possible.
  • a so-called phase alignment can also be performed in which, depending on the frequency, the phase of at least one of the input signals L 0 (t), Ro (t) and C 0 (t) is shifted in the time domain.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment for a correlation comparison of two signals Li 'and R ⁇ ', in which respectively identical signal components x (t) and y (t) are determined for which the short-term cross-correlation [x ⁇ t) y ⁇ t) dt * 1 -
  • time-invariant (stationary) signals is a mathematically accurate solution, and in time-variant (non-stationary) signals has a specific residual behavior (where a residual the difference between the original, non-stationary signal section and its Fourier transform represents).
  • Li '(k) is based on this maximum, the result of this subtraction as an imaginary part for Li (k), otherwise, if the imaginary part of Ri' (k) underlies this maximum, the result of this subtraction as an imaginary part for R ⁇ (k).
  • Ci (fc) ⁇ Ci (m) e N
  • the spectral components are preferably calculated only up to the Nyquist frequency, and the remaining spectral components are determined by mirroring the already calculated values at the Nyquist frequency, using only the complex conjugate components instead of the calculated components.
  • the imaginary parts must be deleted.
  • the embodiments of the upmixing or coding apparatus 20 and 40 only show the mode of operation for the non-residue determination of an upmix signal with three channels from a downmix signal with two channels. However, it is also possible that only one or only two of the three channels Cu (t) or Cu (k), L 0 (t) or L 0 (k) and Ru (t) or Ru (k) are determined (see eg Fig. 7 to 9). Accordingly will / will even one or two of them
  • the embodiments of the upmixing or coding device 20 and 40 only show the function for non-residue determination for a multi-channel signal / upmix signal with three channels and a downmix signal with two channels. However, this embodiment can also be used for multi-channel signals / upmix signals with higher channel number.
  • 6 shows an exemplary embodiment of a downmix signal with four channels, eg FL D , FR D , BR D and BL D. From this, an upmix signal with the eight channels FL 0 , FCu, FRu, SiRu, BRu, BCu, BL 0 and SiLu is to be determined.
  • FIG. 7 shows a possible embodiment of an upmixing or coding device 80 for determining the upmix signal by applying the four upmixing or coding devices 81.1, 81.2, 81.3 and 81.4 to the four adjacent signal pairs FL D -FR D , FR D -BR D , BR D -BL D and BL D -FL D.
  • the four upmixing or coding devices 81.1, 81.2, 81.3 and 81.4 may, for example, be designed as shown in FIG. 2 or 3. However, any other embodiment that falls within the scope of the invention is possible.
  • the channels FL 0 , BL 0 and SiLu of the upmix signal from the application of the upmixing or coding devices 81. 1 to the signal pair BL D- FL D are determined.
  • the channel FCu of the upmix signal is determined from the application of the upmix or coding devices 81.2 to the signal pair FL D -FR D.
  • the channels FR 0 and SiRu of the upmix signal are determined from the application of the upmix or coding devices 81.3 to the signal pair FR D -BR D.
  • the channels BR 0 and BCu of the upmix signal are determined from the application of the upmixing or coding devices 81.4 to the signal pair BR D -BL D. Since the corner signals or side signals FL 0 , FR 0 , BR 0 and BL 0 each determine from the two adjacent signal pairs leave, the corner signal must always be determined only by one of the two possible signal pairs.
  • each upmix or coding device 81.1, 81.2, 81.3 and 81.4 must determine the corresponding center channel FCu, SiRu, BCu, or SiLu, which is determined from the input signal pair.
  • the distribution which determines the upmix or coding devices 81.1, 81.2, 81.3 and 81.4, the side signals, is arbitrary. Thus, only two output signals or only the central channel between the signal pair can be calculated here by the upmixing or coding device 20 or 40 if one or both of the side channels of the signal pair is determined by both adjacent signal pairs or by an adjacent signal pair.
  • FIG. 8 shows another possible embodiment of an upmixing or coding device 90 for determining the upmix signal by applying the four upmixing or coding devices 91.1, 91.2, 91.3 and 91.4 to the four adjacent signal pairs BL D -FL D , FL D -FR D , FR D -BR D and BR D -BL D.
  • the four upmix or coding devices 91.1, 91.2, 91.3 and 91.4 here correspond to the four upmixing or coding devices 81.1, 81.2, 81.3 and 81.4.
  • the corrected from the four upmix or encoders 91.1, 91.2, 91.3 and 91.4 issued central channels K FC, BC SiR K K K SiL and by a second factor B to produce the proper relationship to the side channels.
  • FCu A * B * FC K ,
  • FRU FR K - B * FC K
  • SiRu A * B * SiR K ,
  • gains can also be predefined for the side channels FL K , FR K , BR K or BL K output by an upmixing or coding device 91.1, 91.2, 91.3 or 91.4 and / or or or after the subtractors 95.1, 95.2, 95.3 and 95.4, or also immediate gains for the central channels FC K , SiR K , BC K and SiL K output from the four upmix or coding devices 91.1, 91.2, 91.3 and 91.4 immediately before the subtractors 95.1, 95.2, 95.3 and 95.4.
  • Gains can be omitted in whole or in part or multiples of the specified signals are formed. All of these embodiments should be considered part of the invention.
  • the correction of the side channels depends on which side channels were calculated with which channel pairs. It is particularly the correction of the center channels in the upmixing or coding device 20, 40, 81.1 to 81.4 or 91.1 to 91.4 that these signal components of the side channels R D and L D of the downmix signal and the side channels R K and L K of the correlation comparison for the correction of the center channel C K of the correlation comparison.
  • the output Cu of the upmixing or coding device 20 or 40, or the outputs FC K , SiR K , BC K and SiL K of the upmixing or coding device 81.1 to 81.4 or 91.1 to 91.4 thus also contain signal components of the corner channels. This has the effect that the center channels have common parts, and it comes by so-called crosstalk, for example, no clean formation of phantom sound sources. Therefore, in another possible embodiment of an upmix or
  • Encoding device 100 proposed to free the center channels of the common signal portions with adjacent center channels.
  • the four upmixing or coding devices 101.1, 101.2, 101.3 and 101.4 here correspond to the four upmixing or coding devices 91.1, 91.2, 91.3 and 91.4.
  • the gains 103.1, 103.2, 103.3 and 103.4 and the gains 104.1, 104.2, 104.3 and 104.4 correspond to the gains 93.1, 93.2, 93.3 and 93.4 and the gains 94.1, 94.2, 94.3 and 94.4.
  • the subtractors 105.1, 105.2, 105.3 and 105.4 correspond to the subtractors 95.1, 95.2, 95.3 and 95.4.
  • a correlation comparison 102.1, 102.2, 102.3 or 102.4 is now carried out for each adjacent pair of center channels in order to find out the correlated components Ki, K 2 , K 3 or K 4 .
  • the corresponding center channels FC K , SiR K , SiL K or BC K are corrected by the corresponding correlated components Ki, K 2 , K 3 or K 4 .
  • the correlation devices 102.1, 102.2, 102.3 or 102.4 correspond to the correlation devices 22 or 42, wherein only the correlated proportion is spent.
  • the correlation devices 102.1, 102.2, 102.3 or 102.4 can determine the correlated component directly in the frequency domain without further FT and IFT, as described with FIG. 5.
  • the center channels are corrected as follows:
  • BC ⁇ BC K - K 2 ,
  • FC ' FC K - K 4 .
  • a first correlated signal Ki of an adjacent pair FC K -SiR K of the center channels is determined directly from the center channels FC K and SiR K output from the upmix or coding devices 101.2 and 101.3.
  • the further specific correlated signals K 2 , K 3 and K 4 are preferably obtained by a center channel output by the upmixing or coding devices 101.1, 101.2, 101.3 and 101.4 and by one of the already correlated signals Ki, K 2 , K 3 or K 4 corrected center channels.
  • the order and signal pair that is started are irrelevant. However, according to the above considerations, it is advantageous if only the correlated signal from adjacent center channels is calculated.
  • the channels of the upmix signal result in this embodiment
  • SiLu A * B * (SiL K - K 3 ),
  • FCu A * B * (FC K - K 4)
  • Fru FR K - B * (FC K - K 4)
  • SiRu A * B * (SiR K - Ki),
  • BCu A * B * (BC K - K 2 ).
  • the resulting channels of an upmix signal e.g. by the upmix or
  • Coding device (s) 20, 40, 80, 90 or 100 certain channels, are adapted by Gain or a gain that depends on the level or the loudness of the original multi-channel signal or the sum of its amplitude spectrum / depends.
  • Gain or a gain that depends on the level or the loudness of the original multi-channel signal or the sum of its amplitude spectrum / depends.
  • methods are described in order to adapt the level / loudness or the sum of the amplitude spectrum of the upmix signal to the original multi-channel signal.
  • the following methods can also be applied to other upmix signals or multi-channel signals.
  • This original level or the original cloudness or the sum of the original amplitude spectrum for example, mitübertrag with the downmix signal.
  • a problem remains, however, that in Fig. 2 and Fig.
  • FIG. 12 represents a variant embodiment of FIG. 2:
  • the Fourier transform device 21 comprises a first and a second Fourier transform unit 21. L and 21. R.
  • the Fourier transformation device 21 is designed to transform a first channel L D (t) and a second channel R u (t) of a downmix signal into Fourier space.
  • the channels L D (t) and R u (t) are also subdivided into signal windows and then the respective signal windows are transformed into Fourier space.
  • each signal window is multiplied by a window function.
  • the first (NB in the above-described reversal of the principle of effect: second) window function from the Fourier transformation device 11 is used as a window function.
  • the Fourier transform device 21 outputs the
  • the channels L D (t) and R u (t) are newly used to calculate the individual signal components.
  • the channels L D (k) and R u (k) of the downmix signal are supplied to the correlation comparison device 22.
  • Correlation comparison device 22 is designed to correlate the signal components of the channels L D (k) and R u (k) of the downmix signal, which are specific only to the first channel L D (k) Signal components and the only the second channel R ü (k) specific signal components to extract.
  • Correlation comparison device 22 is embodied, from the correlated signal components, the correlated signal C K (k), from the signal components specific to the first channel L D (k), the first individual signal L K (k) and from the second channel R D (k) specific signal components to form the second individual signal R K W ZU.
  • the correlated signal C K (k) from the signal components specific to the first channel L D (k), the first individual signal L K (k) and from the second channel R D (k) specific signal components to form the second individual signal R K W ZU.
  • the correction device 129 has a signal processing device 25 and a
  • Correction device 139 on. It further transfers the correlated signal C K (k) multiplied by a factor C in the Fourier space, the factor C corresponding, for example, to a decrease of -9 dB, the first individual signal L K (k) and the second individual signal R K W It also supplies the correlated signal C K (k), the first individual signal L K (k) and the second individual signal R K W to the correction device 139.
  • the signal processing device 25 receives the first channel L D (k) and the second channel R ü (k) of the downmix signal, the correlated signal C K (k), the first individual signal L K (k) and the second individual signal R K W ,
  • the third signal processing device 25 is configured to form the following formed third signal S c (k):
  • Fourier transformation device 126 passed.
  • the correction device 139 determines the correlated component K2 of all output signals of the correlation comparison device 22. For example, a correlation comparison 112.1 is performed for the correlated signal C K (k) and the first individual signal L K (k) to find out the correlated component Ki, and then for Ki and the second individual signal Ric (k) performs a correlation comparison 112.2 to find out the correlated fraction K2. Alternative signal combinations and correlation comparisons to determine K2 are possible. Subsequently, K2 is multiplied by a factor C in the Fourier space, wherein the factor C corresponds, for example, to a reduction of -9 dB. The result C * K 2 (k) is then passed to the inverse Fourier transformation device 126.
  • the fourth signal processing device 128 includes the inverse Fourier transform device 126 and the signal processing device 127.
  • the inverse Fourier transformation device 126 is formed, the signal S c (k), the correlated signal C * C K (k), the first individual signal L K (k), the second individual signal Ric (k) and the output signal of the correction device C * Transform K 2 (k) into the period by applying an inverse Fourier transform.
  • the corresponding signal window is multiplied by a window function.
  • the inverse Fourier transformation device 126 has a first inverse Fourier transformation unit 126.
  • SC a second inverse Fourier transformation unit 125. CK, a third inverse Fourier transformation unit 126. LK, a fourth inverse Fourier transformation unit 126. RK and a fifth inverse Fourier transformation unit 126. CKK.
  • the first inverse Fourier transform unit 126. SC is designed to Fourier-transform the first signal S c (k) inversely into the first signal S c (t).
  • the second inverse Fourier transform unit 126. CK is adapted to transform the second individual signal K C (k) inverse in the second individual signal C K (t) over the period to Fourier ⁇ .
  • LK is formed, the third individual signal L K (k) inverted in the third individual signal L K (t) over the period to Fourier transform ⁇ .
  • the fourth inverse Fourier transform unit 126. RK is formed, the fourth individual signal RKW inversely in the fourth individual signal RK (t) over the period to Fourier transform ⁇ .
  • the fifth inverse Fourier transform unit 126. CKK is configured to Fourier-transform the fifth signal C * K2 (k) inversely into the fifth individual signal (C * K 2 (k)) (t) over time.
  • the fifth signal processing device 127 receives the following signals in the period: the first signal S c (t), the correlated signal (C * C K (k)) (t), the first individual signal L K (t), the second individual signal RK (t) and the output signal (C * K 2 (k)) (t) of the correction device 139.
  • the signal processing device 127 processes the signals just described into three output signals as follows, wherein K describes another factor which ideally equals gain 14 of FIG. 1 or gain 54 of FIG. 4:
  • linear arithmetic operations after the correlation comparison can be performed both in the period and in the Fourier space; thus, further equivalent embodiments are possible. They form part of the invention.
  • FIG. 13 simultaneously solves both of these problems and represents a variant embodiment of FIG. 3:
  • the Fourier transformation device 41 comprises a first and a second Fourier transformation unit 21. L and 21. R.
  • the Fourier transformation device 41 is designed to transform a first channel L D (t) and a second channel R u (t) of a downmix signal into the Fourier space.
  • the channels L D (t) and R u (t) are also subdivided into signal windows and then the respective signal windows are transformed into Fourier space.
  • each signal window is multiplied by a window function.
  • the first (NB in the above-described reversal of the principle of effect: second) window function from the Fourier transformation device 11 is used as a window function.
  • the Fourier transform device 41 outputs the
  • the channels L D (t) and R u (t) are newly used to calculate the individual signal components.
  • the channels L D (k) and R u (k) of the downmix signal are supplied to the correlation comparison device 42.
  • Correlation comparison device 42 is designed to determine the correlated signal components of the channels L D (k) and R u (k) of the downmix signal, the signal components specific to only the first channel L D (k) and those specific to only the second channel R ü (k) Extract signal components.
  • Correlation comparison device 42 is configured, from the correlated signal components, the correlated signal C K (k), from the signal components specific to the first channel L D (k), the first individual signal L K (k) and from the second channel R D (k) specific signal components form the second individual signal RK WZU.
  • a method of determining the correlated and specific signal portions of channels L D (k) and R D (k) see Figure 5. However, any other method for determining the correlated and specific proportions is possible.
  • the correction device 149 has a
  • the signal processing device 45 receives the first channel L D (k) and the second channel Hin (k) of the downmix signal, the correlated signal C K (k), the first individual signal L K (k) and the second individual signal RK W.
  • the third signal processing device 45 is configured to form the following formed third signal S c (k):
  • Cu (k) 2 * (L k (k) + R k (k)) -L D (k) -R D (k) + 4 * C K (k).
  • the third signal Cu '(k) is multiplied by a factor C in the Fourier space, the factor C, for example, one Lowering by -9dB corresponds to the inverse
  • Fourier transformation device 146 passed.
  • the correction device 139 determines the correlated component K2 of all output signals of the correlation comparison device 42. For example, a correlation comparison 122.1 is performed for the correlated signal C K (k) and the first individual signal L K (k) to find out the correlated component Ki, and then for Ki and the second individual signal Ric (k) performs a correlation comparison 122.2 to find out the correlated fraction K2. Alternative signal combinations and correlation comparisons to determine K2 are possible.
  • K2 is multiplied by a factor C in the Fourier space, wherein the factor C corresponds, for example, to a reduction of -9 dB.
  • the result C * K 2 (k) is then transferred to the inverse Fourier transformation device 146.
  • the fourth signal processing device 148 includes the inverse Fourier transform device 146 and the fifth signal processing device 147.
  • the inverse Fourier transform device 146 is configured to have the first corrected output of the signal processing device 45, C * C'u (k), the second correlated signal C * C K (k) and the third corrected output of the correcting device 139, C * K 2 (k ) to transform into the period by applying an inverse Fourier transform. For each of the three inverse Fourier transforms, the corresponding signal window is multiplied by a window function. Preferably, with the first (NB in the above-described reversal of the principle of action: second) window function.
  • the inverse Fourier transform device 146 comprises a first inverse Fourier transform unit 146.
  • the first inverse Fourier transform unit 146. CU is configured to Fourier-transform the first signal C * C'u (k) inversely into the first signal (C * Cu '(k)) (t).
  • the second inverse Fourier transform unit 146. CK is designed to Fourier-transform the second signal C * C K (k) inversely into the second signal (C * C K (k)) (t) during the time period.
  • the CKK is configured to Fourier-transform the third signal C * K2 (k) inversely into the third signal (C * K 2 (k)) (t) during the time period.
  • the fifth signal processing device 147 receives the following signals in the time period: the correlated signal (C * Cu '(k)) (t), the correlated signal (C * C K (k)) (t) and the output signal (C * K 2 (k)) (t) of the correction device 139.
  • Correlation comparison device 42 for the determination of correlated fractions according to 1439.1 and 1439.2 as
  • Embodiment shows the Figure 14, in which the Upmix- or coding 1440 a
  • Signal processing device 158 has.
  • Correlation comparison device 42 correspond to Fourier transform device 41 and FIG.
  • the correction device 159 has a first signal processing device 43, a second signal processing device 44 and a third one
  • Signal processing device 45 on. These correspond to the first signal processing device 43, the second signal processing device 44 and the third
  • the correction device 159 has a fourth correction device 1439.1 and a fifth
  • the correction device 159 multiplies the output signal of the signal processing device 45 by a factor C im Fourier space, where the factor C corresponds, for example, to a decrease of -9 dB, on the one hand gives the result of the inverse Fourier transformer 156, and on the other hand multiplies it by a factor K which ideally equals the gain 14 of FIG. 1 or the gain 54 of FIG. 4 is.
  • the result is added to the output signal of the signal processing device 43 and then transferred to the correction device 1439.1.
  • the correction device 1439.1 performs a correlation comparison on the input signals to find out the correlated component Ki '. Subsequently, this correlated component Ki 'is multiplied by a factor C in Fourier space, wherein the factor C corresponds, for example, to a reduction of -9 dB. The resulting signal becomes the inverse
  • the correction device 1439.2 performs a correlation comparison on the input signals in order to find out the correlated component K 2 '. Subsequently, this correlated component K 2 'is multiplied by a factor C in the Fourier space, wherein the factor C corresponds, for example, to a reduction by -9 dB. The resulting signal is also supplied to the inverse Fourier transform device 156.
  • the fourth signal processing device 158 includes the inverse Fourier transform device 156 and the fifth signal processing device 157.
  • the inverse Fourier transformation device 156 is formed, the first corrected output signal of the signal processing device 45, C * C'u (k), the second output signal of the correction device 1439.1, C * Ki '(k), and the third output signal of the correction device 1439.2, C * K 2 '(k) to transform into the period by applying an inverse Fourier transform.
  • the corresponding signal window is multiplied by a window function.
  • the first (NB in the above-described reversal of the principle of action: second) window function Preferably, with the first (NB in the above-described reversal of the principle of action: second) window function.
  • the inverse Fourier transformation device 156 has a first inverse Fourier transformation unit 156. CU, a second inverse Fourier transformation unit 156. CK1 and a third inverse Fourier transformation unit 156. CK2.
  • the first inverse Fourier transform unit 156. CU is configured to Fourier-transform the first signal C * C'u (k) inversely into the first signal (C * Cu '(k)) (t).
  • the second inverse Fourier transform unit 156. CK1 is configured to Fourier-transform the second signal C * Ki '(k) inversely into the second signal (C * Ki' (k)) (t) over time.
  • the third inverse Fourier transform unit 156. CK2 is designed to Fourier-transform the third signal C * K 2 '(k) inversely into the third signal (C * K 2 ' (k)) (t) over time.
  • the fifth signal processing device 157 receives the following signals in the time period: the correlated signal (C * Cu '(k)) (t), the correlated signal (C * Ki' (k)) (t) and the output signal (C * K 2 '(k)) (t) of the correction device 159.
  • Signal processing device 157 processes the signals just described into three output signals as follows, where K describes another factor, ideally equal to gain 14 of FIG. 1 or gain 54 of FIG. 4, and L another factor, where the factor L corresponds to a reduction of -6dB, for example:
  • Lu (t) L * ((1-C) * L D (t) -C * (C * Ki '(k)) (t))
  • an upmixing or coding device 1500 of FIG. 15 is proposed, which on the one hand the center channels of their common Signal component freed, and on the other hand eliminates these audible phase jumps.
  • Fig. 15 determines the upmix signal by applying the four upmix or coding devices 170.1, 170.2, 170.3 and 170.4 to the four adjacent signal pairs BL D -FL D , FL D -FR D , FR D -BR D and BR D -BL D.
  • the Fourier transform device 161 is designed to transform the first input signal FL D , the second input signal FR D , the third input signal BR D and the fourth input signal BL D into the Fourier space by applying a Fourier transformation. For each of the three Fourier transforms, the corresponding signal window is multiplied by a window function. Preferably, with the first (NB in the above-described reversal of the principle of action: second) window function.
  • the Fourier transformation device 161 has a first inverse Fourier transformation unit 161, BL, a second Fourier transformation unit 161, FL, a third Fourier transformation unit 161, FR and a fourth Fourier transformation unit 161, BR.
  • BL is designed to Fourier-transform the first input signal BL D (t) into the first signal BL D (k).
  • the second Fourier transform unit 161. FL is designed to Fourier-transform the second input signal FL D (t) into the second signal FL D (k).
  • FR is configured to Fourier-transform the third input signal FR D (t) into the third signal FR D (k).
  • BR is designed to Fourier-transform the fourth input signal BR D (t) into the fourth signal BR D (k).
  • the input signal of the upmix or coding device 170.1 is the signal pair BL D (k) -FL D (k).
  • the input signal of the upmix or coding device 170.2 is the signal pair FL D (k) -FR D (k).
  • the input signal of the upmix or coding device 170.3 is the signal pair FR D (k) -BR D (k).
  • the input signal of the upmix or coding device 170.4 is the signal pair BR D (k) -BL D (k).
  • the four upmix or coding devices 170.1, 170.2, 170.3 and 170.4 correspond to the upmixing or coding devices 170.1, 170.2, 170.3 and 170.4 shown in FIG. 17, respectively.
  • Fig. 17 shows for the first channel L D (k) and the second channel R D (k) of the downmix signal in the Fourier space a
  • Correlation comparison device 42 see FIG. 3, and a correction device 49 on.
  • the correction device 49 has a signal processing device 45.
  • the signal processing device 45 receives the first channel L D (k) and the second channel R ü (k) of the downmix signal, the correlated signal C K (k), the first individual signal L K (k) and the second individual signal RKW.
  • the output signal Cu '' (k) of the signal processing device 45 is multiplied by a factor C in the Fourier space, the factor C corresponding to a decrease of -9dB, for example, and gives the respective output signal for the upmixing or coding devices 170.1, 170.2, 170.3 and 170.4.
  • the output signal of the upmixing or coding device 170.1 is the signal S S iL (k).
  • the output of the upmix or coding device 170.2 is the signal S F c (k).
  • the Output signal of the upmix or coding device 170.3 is the signal S S iR (k).
  • the output of the upmix or coding device 170.4 is the signal S B c (k).
  • the output signals S S iL (k), S F c (k), S S iR (k) and S B c (k) are supplied to the inverse Fourier transform device 166.
  • the correlation comparison 102.1 is performed for the signal pair S F c (k) -Ssi R (k) to find out the correlated component Ki.
  • a correlation comparison 102.2 is carried out for Ki and S B c (k) in order to find out the correlated fraction K 2 .
  • a correlation comparison 102.3 is carried out for K 2 and S S iL (k) in order to find out the correlated fraction K 3 .
  • a correlation comparison 102.4 is carried out for K 3 and S F c (k) in order to find out the correlated fraction K 4 .
  • Alternative signal combinations and correlation comparisons to determine K 4 are possible.
  • K 4 is multiplied by a factor C in Fourier space, where the factor C corresponds, for example, to a reduction of -9 dB.
  • C * K 4 (k) is passed to the inverse Fourier transform device 166.
  • a correlation comparison 162.1 is performed on the first input signal FL D (k) in the Fourier space and the third input signal BR D (k) in Fourier space in order to find out the correlated component K 5 .
  • a correlation comparison 162.2 is performed on the second input signal FR D (k) in the Fourier space and the fourth input signal BL D (k) in Fourier space in order to find out the correlated component Ke.
  • a correlation comparison 162.3 is performed on K 5 and Ke in order to find out the correlated fraction K 7 .
  • Alternative signal combinations and correlation comparisons to determine K 7 are possible.
  • K 7 is multiplied by a factor C in the Fourier space, the factor C, for example, a reduction of -9dB equivalent.
  • C * 7 (k) is sent to the inverse
  • Fourier transform device 166 passed.
  • the inverse Fourier transformation device 166 is formed, the first correlated signal S S iL (k), the second correlated signal S F c (k), the third correlated signal S si R (k), the fourth correlated signal S B c (k) to transform the fifth output of the correlation comparison 102.4, C * K 4 (k), and the sixth output of the correlation comparison 162.3, C * K 7 (k), into the period by applying an inverse Fourier transform.
  • the corresponding signal window is multiplied by a window function.
  • the inverse Fourier transformation device 166 comprises a first inverse Fourier transformation unit 166.
  • SIL a second inverse Fourier transformation unit 166.
  • FC a third inverse Fourier transformation formation unit 166, SIR, a fourth inverse Fourier transformation unit 166, BC, a fifth inverse Fourier transformation unit 166, K4 and a sixth inverse Fourier transformation unit 166 K7 on.
  • SIL is designed to Fourier-transform the first signal S S iL (k) inversely into the first signal S S iL (t).
  • the second inverse Fourier transformation unit 166 is designed to Fourier-transform the first signal S S iL (k) inversely into the first signal S S iL (t).
  • FC is configured to Fourier-transform the second signal S F c (t) inversely into the second signal S F c (t) during the time period.
  • SIR is designed to Fourier-transform the third signal S S iR (k) inversely into the third signal S S iR (t) during the time period.
  • BC is designed to Fourier-transform the fourth signal S B c (k) inversely into the fourth individual signal S ⁇ c (t) in the time domain.
  • the fifth inverse Fourier transform unit 166 is configured to Fourier-transform the second signal S F c (t) inversely into the second signal S F c (t) during the time period.
  • SIR is designed to Fourier-transform the third signal S S iR (k) inversely into the third signal S S iR (t) during the time period.
  • BC
  • K4 is designed the fifth signal C * K 4 (k) inversely into the fifth signal (C * K 4 (k)) (t) in the period to Fourier transform.
  • K7 is designed to Fourier-transform the sixth signal C * 7 (k) inversely into the sixth signal (C * K 7 (k)) (t) during the time period.
  • FC u (t) S FC (t) - C * ((C * K 4 (k)) (t) - (C * K 7 (k)) (t)))
  • SiR u (t) SsiR (t) -C * ((C * K 4 (k)) (t) - (C * K 7 (k)) (t)))
  • BC u (t) S BC (t) -C * ((C * K 4 (k)) (t) - (C * K 7 (k)) (t)))
  • the individual page signals in the period BL u (t), FL u (t), FR U (t) and BR u (t) by means of the gains 163.1, 163.2, 163.3 and 163.4 with a factor K, ideally equal to the gain 14 of FIG. 1 or the gain 54 of FIG.
  • the resulting channels of the upmix signal BL u (t), SiL u (t), FL u (t), FC u (t), FR u (t) SiR u (t), BR u (t) and BC u (t) can be adjusted by gains which are different from the level or loudness of the original multichannel signal or loudness. depends on the sum of its amplitude spectrum / depends. In the following, below, procedures are described to match the level / loudness or the sum of the amplitude spectrum of the upmix signal to the original multichannel signal. However, the following methods can also be applied to other upmix signals or multi-channel signals. This original level or the original cloudness or the sum of the original amplitude spectrum, for example, mitresstrag with the downmix signal.
  • FIG. 16 determines the upmix signal by applying the four upmix or coding devices 180.1, 180.2, 180.3 and 180.4 to the four adjacent signal pairs BL D -FL D , FL D -FR D , FR D -BR D and BR D -BL D.
  • the Fourier transformation device 161 corresponds to the Fourier transformation device 161 of FIG. 15.
  • the input signal of the upmixing or coding device 180.1 is the signal pair BL D (k) -FL D (k).
  • the input signal of the upmix or coding device 180.2 is the signal pair FL D (k) -FR D (k).
  • the input signal of the upmixing or coding device 180.3 is the signal pair FR D (k) -BR D (k).
  • the input signal of the upmix or coding device 180.4 is the signal pair BR D (k) -BL D (k).
  • the four upmix or coding devices 180.1, 180.2, 180.3 and 180.4 correspond to the upmixing or coding devices 180.1, 180.2, 180.3 and 180.4 shown in FIG. 18, respectively.
  • FIG. 18 shows for the first channel L D (k) and the second channel R ü (k) of the downmix signal in the Fourier space a correlation comparison device 42, see FIG. 3, and FIG.
  • the correction device 49 has a signal processing device 43, a
  • Signal processing device 44 and a signal processing device 45 are identical to Signal processing device 44 and a signal processing device 45.
  • Correlation comparison device 42 is multiplied by a factor C in Fourier space, where the factor C corresponds, for example, to a decrease of -9 dB, and gives the respective first output signal for the upmixing or coding devices 180.1, 180.2, 180.3 and 180.4.
  • the first signal processing device 43 receives the first channel L D (k) of the downmix signal, the correlated signal C K (k) and the first individual signal L K (k).
  • the first signal processing device 43 is designed to form the respective second output signal 2 * L k (k) -L D (k) + 2 * C K (k) for the upmixing or coding devices 180.1, 180.2, 180.3 and 180.4.
  • the second signal processing device 44 receives the second channel R ü (k) of the downmix signal, the correlated signal C K (k) and the second individual signal RKW.
  • the second signal processing device 44 is formed, the respective third output signal 2 * R k (k) -R D (k) + 2 * C K (k) for the Upmix or coding devices 180.1, 180.2, 180.3 and 180.4 to form.
  • the third signal processing device 45 receives the first channel L D (k) and the second channel R ü (k) of the downmix signal, the correlated signal C K (k), the first individual signal L K (k) and the second individual signal R K (k).
  • the third signal processing device 45 is configured to form the following signal Cu "(k):
  • the output signal Cu '' (k) of the signal processing device 45 is multiplied by a factor C in the Fourier space, the factor C, for example, a decrease by -9dB corresponds, and gives the respective fourth output signal for the Upmix- or coding 180.1, 180.2, 180.3 and 180.4.
  • the first output signal of the upmixing or coding device 180.1 of FIG. 16 is the signal Sil / (k).
  • the second output signal of the upmixing or coding device 180.1 is the signal SBL (k).
  • the third output signal of the upmixing or coding device 180.1 is the signal S S iL (k).
  • the fourth output signal of the upmixing or coding device 180.1 is the signal S F L (k).
  • the first output of the upmix or encoder 180.2 is the signal FC (k).
  • the second output signal of the upmixing or coding device 180.2 is the signal S F L (k).
  • the third output of the upmix or encoder 180.2 is the signal S F c (k).
  • the fourth output of the upmix or encoder 180.2 is the signal S F R (k).
  • the first output signal of the upmixing or coding device 180.3 is the signal SiR '(k).
  • the second output of the upmix or encoder 180.3 is the Signal S FR (k).
  • the third output signal of the upmixing or coding device 180.3 is the signal S S iR (k).
  • the fourth output signal of the upmix or coding device 180.3 is the signal S BR (k).
  • the first output signal of the upmix or coding device 180.4 is the signal BC (k).
  • the second output signal of the upmixing or coding device 180.4 is the signal S BR (k).
  • the third output of the upmix or coding device 180.4 is the signal S B c (k).
  • the fourth output of the upmix or encoder 180.4 is the signal S BL (k).
  • the output signals Sil / (k) S siL (k), FC (k), S FC (k), SiR '(k), Ssi R (k), BC (k) and S B c (k) are applied to the inverse Fourier transform device 1606 passed.
  • the correlation comparison 1602.1 is performed for the signal pair S F c (k) -FC (k) to find the correlated component Ki. Subsequently, for Ki and S FR (k), a correlation comparison 1602.2 is performed in order to find out the correlated fraction K2. K2 is multiplied by gain 173.2 by a factor C in the Fourier space, where the factor C corresponds, for example, to a decrease of -9 dB, and then to the inverse Fourier transformation device 1606. Alternative signal combinations and correlation comparisons to determine K2 are possible.
  • the correlation comparison 1602.3 is performed for the signal pair S BR (k) -S B c (k) to find out the correlated fraction K 3 .
  • a correlation comparison 1602.4 is performed in order to find out the correlated fraction K 4 .
  • K 4 is given by Gain 173.4 multiplied by the same factor C in the Fourier space, and then passed to the inverse Fourier transform device 1606.
  • Alternative signal combinations and correlation comparisons to determine K 4 are possible.
  • the correlation comparison 172.1 is performed for the signal pair S S I L (k) -S BL (k) to find out the correlated component K 5 .
  • Ke is given by gain 173.1 multiplied by the same factor C in Fourier space, and then given to inverse Fourier transform device 1606.
  • Alternative signal combinations and correlation comparisons to determine Ke are possible.
  • the correlation comparison is 172.3 is for the signal pair S S iR (k) - conducted S F R (k) to find out the correlated portion K. 7 Subsequently, for K 7 and S BR (k), a correlation comparison 172.4 is performed to find out the correlated fraction Ks. Ks is multiplied by the gain 173.3 multiplied by the same factor C in the Fourier space, and then passed to the inverse Fourier transform device 1606. Alternative signal combinations and correlation comparisons to determine Ks are possible.
  • the inverse Fourier transform device 1606 is formed, the first correlated signal Sil /, the second correlated signal C * Ke (k), the third correlated signal SsiL (k), the fourth correlated signal FC '(k), the fifth correlated signal C * K 2 (k), the sixth correlated signal S F c (k), the seventh correlated signal SiR '(k), the eighth correlated signal C * Ks (k), the ninth correlated signal SsiR (k) that correlated tenth Signal BC (k), the eleventh correlated signal C * K 4 (k) and the twelfth correlated signal S B c (k) by applying an inverse Fourier transform in the period to transform.
  • the inverse Fourier transform device 1606 comprises a first inverse Fourier transform unit 1606. SiL, a second inverse Fourier transform unit 1606. CK6, a third inverse Fourier transform region unit 1606. SSIL, a fourth inverse Fourier transform unit 1606. FC, a fifth inverse Fourier transform unit 1606. K2, a sixth inverse Fourier transform unit 1606. SFC , an eighth inverse Fourier transform unit 1606. CK8, a ninth inverse Fourier transform unit 1606. SSIR, a tenth inverse Fourier transform unit 1606.
  • the first inverse Fourier transform unit 1606. SIL is designed to Fourier-transform the first signal SiL '(k) inversely into the first signal SiL' (t).
  • the second inverse Fourier transform unit 1606. CK6 is configured to Fourier-transform the second signal (C * Ke) (k) inversely into the second signal ((C * Ke) (k)) (t) during the time period.
  • SSIL is designed to Fourier-transform the third signal S S iL (k) inversely into the third signal S S iL (t) during the time period.
  • the fourth inverse Fourier transform unit 1606. is configured to Fourier transform the fourth signal FC (k) inversely into the fourth signal FC (t) in the time domain.
  • the fifth inverse Fourier transform unit 1606. K2 is designed to Fourier-transform the fifth signal C * K 2 (k) inversely into the fifth signal (C * K 2 (k)) (t) over time.
  • the sixth inverse Fourier transform unit 1606. SFC is designed to Fourier-transform the sixth signal S F c (k) inversely into the sixth signal S F c (t) in the time domain.
  • SIR is configured to Fourier-transform the seventh signal SiR '(k) inversely into the seventh signal SiR' (t).
  • the eighth inverse Fourier transform unit 1606. CK8 is formed, the second signal (C * Ks) (k) inversely into the eighth signal ((C * Ks) (k)) (t) in the period to Fourier transform.
  • the ninth inverse Fourier transform unit 1606. SSIR is configured to Fourier-transform the ninth signal S S iR (k) inversely into the ninth signal S S iR (t) during the time period.
  • the tenth inverse Fourier transform unit 1606. BC is configured to Fourier transform the tenth signal BC (k) inversely into the tenth signal BC (t) during the time period.
  • K4 is configured to Fourier-transform the eleventh signal C * K 4 (k) inversely into the eleventh signal (C * K 4 (k)) (t) in the time period.
  • SBC is configured to Fourier-transform the twelfth signal S B c (k) inversely into the twelfth signal S B c (t) in the time period.
  • SiL u (t) C * Sil / (t) + SsiL (t) -C * ((C * K 6 (k)) (t)
  • FC u (t) C * FC (t) + S FC (t) -C * ((C * K 2 (k)) (t) S iRu (t) C * SiR '(t) + S siR (t) -C * ((C * K 8 (k)) (t)
  • the individual page output signals BL u (t), FL u (t), FR u (t) and BR u (t) in the period by means of the gains 163.1, 163.2, 163.3 and 163.4 with a factor K, ideally equal to the gain 14 of FIG. 1 or the gain 54 of FIG. 4, and the subtractors 167.1, 167.2, 167.3 and 167.4 on the basis of the first input signal in the period BL D (t), based on the second input signal in the period FL D (t) of the third input signal in the period FR D (t) and based on the fourth input signal in the period BR D (t) as follows:
  • BR u (t) BR D (t) -K * (SiR u (t) + BC u (t))
  • the resulting channels of the upmix signal BL u (t), SiL u (t), FL u (t), FC u (t), FR u (t) SiR u (t), BR u (t) and BC u (t ) can be adjusted by gains, which depend on the level or the loudness of the original multi-channel signal or on the sum of its amplitude spectrum.
  • gains depend on the level or the loudness of the original multi-channel signal or on the sum of its amplitude spectrum.
  • methods are described in order to adapt the level / loudness or the sum of the amplitude spectrum of the upmix signal to the original multi-channel signal.
  • the following methods can also be applied to other upmix signals or multi-channel signals. This original level or the original cloudness or the sum of the original amplitude spectrum, for example, mitübertrag with the downmix signal.
  • FIG. 10 shows a method / apparatus for calculating a loudness or the sum of the amplitude spectrum of a multi-channel upmix signal / multi-channel signal according to ITU-R recommendation BS.1770-3.
  • a K-filter 61 is applied to each signal window of each channel to be processed.
  • the sum of the squares of the data points of the signal window is formed in the unit 62, which corresponds to the power of the channel in the signal window (derived from the power spectrum).
  • the sum of the amplitude spectrum of the signal window in the period or in the Fourier space in the unit 62 can be formed for this purpose.
  • the power / sum of the amplitude spectrum of each channel is weighted with a corresponding gain 63 before being summed up in 64.
  • the units 65 and 66 are further processing of the output of the sum 64. Details can be found in the said recommendation, which is inserted here by reference. If the original loudness or sum of the original amplitude spectrum is calculated based on the multichannel signal, all the channels of the upmix signal can be compared with the sum of the original amplitude spectra (also derived from the original loudness) and the sum of the amplitude spectra (also derived from the loudness) of the upmix signal are corrected.
  • the channels of the multi-channel signal / upmix signal are divided into two groups. For example, in side channels and in center channels. Side channels are, for example, FL, FR, BL, BR, TpFL, TpFR, TpBL, TpBR, BtFR, BtFL, FRc, FLc or their subcombinations.
  • Central channels are, for example, FC, BC, SiR, SiL, TpFC, TpBC, TpSiR, TpSiL, TpC, BtFC or their subcombinations.
  • the side channels in Fig. 11 should be referred to as Sl, S2, etc.
  • the center channels in Fig. 11 shall be referred to as Cl, C2, etc.
  • For the first group (side channels) a common loudness / a common sum of the amplitude spectra is calculated and for the second group (middle channels) an individual loudness / an individual sum of the amplitude spectrum is calculated for each channel. This is done both for the original multi-channel signal with the side channels SOI, S02, S03, ...
  • the periodic distances usually correspond to the length of a signal to be processed, the window length for the calculations may only include the beginning (for example, a look-ahead of about 900ms), a longer section or the entire signal length.
  • the upmix signal and the individual loudness Gcui / G C u2, G C u3 / ⁇ or the individual sum the amplitude spectra A C ui, A C u2, A C u3, ⁇ the center channels CU1, CU2, CU3, ... of the upmix signal are calculated in the upmix or coding device in the periodic intervals.
  • the corresponding signal segments / signal window of the side channels SU1, SU2, SU3, ... of the Upmixsignals are then / A su multiplied by the factor A.
  • the corresponding Signal sections / signal windows of the center channels CU1, CU2, CU3, of the upmix signal are respectively multiplied by the associated individual factor A CO i / A C ui, A C0 2 / A C u2, A C0 3 / A C u3.
  • the correction of the level / loudness / amplitude spectra is not limited to the exemplary embodiments illustrated here.
  • the claims of this correction (e.g., 46 to 49) may also be applied to other upmix signals and encoding and / or upmixing devices, and is not limited to the upmix signals and coding and / or upmixing devices of the dependent claims.
  • the invention is not limited to the described embodiments. Although the invention has been described in the context of audio signals, it is not limited to these. The invention can be applied to all correlated multichannel signals. An example is a downmix of three color channels of a video signal in two color channels and the subsequent restoration by the method described in the embodiments.
  • the left channel became the first channel and the right channel the second channel of the downmix signal.
  • the first channel of the downmix signal according to the claims may also be the left channel of the downmix signal and the second channel of the downmix signal according to the claims may also be the right channel of the downmix signal. Consequently, the first and the second individual signal and the first and the second signal may also have a side-reversed meaning.
  • the apparatus for determining a first, second and / or third channel of the multi-channel signal refers to all of the operations performed after the correlation comparisons 22 and 42 with respect to the embodiments of FIGS. 2, 3, 12, 13, 14, 15 and 16 ,
  • this device includes units 28 (48, 128, 148, 158) and 29 (49, 129, 149, 159), the functions of units 28 (48, 128 , 148, 158) and 29 (49, 129, 149, 159) can also be shifted among each other.
  • this device includes the units 48 and 49, wherein the functions of the units 48 and 49 can also be shifted among each other.
  • the correction device and the
  • Signal processing device in the embodiments 15 to 18 are not explicitly drawn.
  • the functions necessary for determining the residual signal or correction signal should count as belonging to the correction device.
  • the functions necessary for determining the channels of the multi-channel signal should belong to the signal processing device.
  • the inverse Fourier transform device in the embodiments may be arranged both in the correction device and in the signal processing device, or both or outside thereof.

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Abstract

Zur Vermeidung von Residualen in Fourier-transformierten Signalen werden in der Downmixvorrichtung für unterschiedliche Kanäle unterschiedliche Fensterfunktionen verwendet. In der Upmix- oder Kodiervorrichtung werden die Kanäle des Downmix durch Korrelationsvergleich in zwei individuelle Signale und ein korreliertes Signal aufgeteilt, und die drei Kanäle des Upmixsignals durch geschickte Kombination der zwei Kanäle des Downmix und der beiden individuellen Signale und des korrelierten Signals erhalten.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur residualfreien Erzeugung eines
Upmix aus einem Downmix
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur residualfreien Erzeugung eines Upmix aus einem Downmix.
Um Audiosignale zu verarbeiten, werden diese im Stand der Technik oft in den Frequenzraum überführt. Ein unendlich langes Signal kann theoretisch in den Fourierraum und wieder zurücktransformiert werden, ohne einen Verlust zu erleiden. Tatsächlich sind aber alle Signale endlich. Meistens werden Signale sogar in kürzere Fenster unterteilt, um die Fouriertransformation und die nachfolgende Signalverarbeitung für diese kürzeren Fenster durchzuführen. Mathematisch wird somit das unendlich lange Signal mit einem Rechteck-Signal multipliziert. Da die Multiplikation zweier Signale im Fourierraum aber zu einer Faltung der jeweils Fouriertransformierten Signale führt, wird ein Fouriertransformiertes endliches Signal mit einem Fourier- transformierten Rechteck gefaltet. Dies führt zu einer Verfälschung des Amplitudenspektrums mit einer Verstärkung der Amplitudenbeträge gewisser Frequenzen und einer Abschwächung anderer Frequenzen (Das Amplitudenspektrum ist als das Spektrum der Absolutwerte der Amplituden im Frequenzraum oder im Zeitraum definiert) . Dieser Fehler wird als Residual bezeichnet. Um dieses für die jeweilige Anwendung zu reduzieren, werden Signalfenster vor deren
Fouriertransformation mit einer Fensterfunktion multipliziert. Verschiedene Fenster haben verschiedene Eigenschaften. Es gibt einerseits Fenster, die eine sehr hohe Frequenzauflösung haben, aber nur eine sehr schlechte Amplitudenauflösung, wie das zum Beispiel für das Rechtecksfenster der Fall ist. Anderseits gibt es Fensterfunktionen wie das Flat-top-Fenster, das eine sehr schlechte Frequenzauflösung hat, aber dafür eine sehr gute Amplitudenauflösung hat. In der Regel werden aber Fensterfunktionen verwendet, die einerseits eine akzeptable Frequenz- und andererseits eine akzeptable Amplitudenauflösung haben, wie z.B. das Hamming-Fenster . In der Audioverarbeitung wird sehr häufig das Hamming-Fenster verwendet, das sowohl für eine gute Frequenz- als auch eine gute Amplitudenauflösung notwendig ist. Allerdings erzeugt jede Fensterfunktion einen Fehler in dem in den Zeitraum zurücktransformierten Signal, das bereits genannte Residual. Zur Datenreduktion oder für andere Gründe wird die Kanalzahl eines Audio- oder Videomultikanalsignals mittels eines Downmix reduziert. In manchen Fällen wird die Linearkombination von Kanälen für den Downmix im Fourierraum durchgeführt, z.B. um den Kammfilter durch phasenverschobene Signalanteile in den zu summierenden Signalen zu korrigieren (WO11057922) . Für die Fouriertransformation werden in der Regel Hamming- Fensterfunktionen verwendet, die die oben beschriebenen Probleme aufweisen. Somit gehen in dem Downmix zusätzliche Informationen verloren, die somit in dem Upmix nicht mehr wiederhergestellt werden können. Andererseits könnte man dieses Problem vermeiden, wenn man den Downmix nur im Zeitraum erstellt. Allerdings erlaubt dies nicht, andere Probleme, wie z.B. den oben beschriebenen Kammfilter, präzise zu beheben. Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Downmixen und zum Upmixen bzw. Kodieren zu schaffen, welche einen für den Upmix optimierten Downmix schafft und die genannten Residuale vermeidet. Dies ist dadurch gelöst, dass die für die Fouriertransformation verwendeten Fenster eines ersten Kanals (L0(t)) und eines zweiten Kanals (R0(t)) eines Multikanalsignals für den Downmix vor der
Fouriertransformation jeweils mit einer ersten Fensterfunktion zur Unterdrückung des Leck-Effekts multipliziert werden, und die für die Fouriertransformation verwendeten Fenster eines dritten Kanals (C0(t)) des Multikanalsignals für den Downmix vor der Fouriertransformation mit einer zweiten Fensterfunktion zur Unterdrückung des Leck-Effekts multipliziert werden.
Die Verwendung von unterschiedlichen Fensterfunktionen für verschiedene Kanäle erlaubt es, manche Kanäle mit einer hohen Frequenzauflösung und andere Kanäle mit einer hohen Amplitudeninformation zu transferieren. Durch die Summation der Kanäle werden somit unterschiedliche Informationen aufrechterhalten. Dies ist insbesondere, aber nicht ausschliesslich, vorteilhaft für Kanäle mit ähnlichen, insbesondere harmonischen Signalanteilen. Das Flat-top-Fenster hat sich für die zweite Fensterfunktion als besonders günstig erwiesen. Allerdings sind auch andere Kombinationen von Fensterfunktionen möglich. (N.B. Die Umkehrung dieses Wirkungsprinzips ist ebenfalls möglich: Das Flat-top-Fenster wird demnach für die erste Fensterfunktion verwendet, und für die zweite Fensterfunktion eine andere Fensterfunktion, beispielsweise ein Hamming-Fenster, die eine akzeptable Amplituden und Frequenzauflösung bietet.)
Gleichzeitig ist die Aufgabe durch eine Upmix- oder Kodiervorrichtung mit einer Korrelationsvergleichsvorrichtung gelöst, die durch Korrelationsvergleich ein korreliertes Signal, ein erstes individuelles Signal und ein zweites individuelles Signal aus den zwei Kanälen des Downmix erhält. Durch geschickte Kombination der zwei Kanäle des Downmixsignals und des korrelierten Signals, des ersten individuellen Signals und des zweites individuelles Signals werden die durch die Fouriertransformationen erzeugten Residuale ausgelöscht, und die durch die verschiedenen Fensterfunktionen im Downmixer erhaltenen Informationen geschickt auf die drei Kanäle des durch den Upmix erhaltenen Multikanalsignals aufgeteilt.
Durch den Korrelationsvergleich werden die gemeinsamen Signalanteile und die jeweils individuellen Signalanteile getrennt. Danach werden durch geschicktes Summieren und Subtrahieren der Signale des Downmix mit den gemeinsamen und individuellen Signalanteilen die Informationen mit hoher Frequenzauflösung und die Informationen mit hoher Amplitudenauflösung aufgeteilt, und die schlecht auflösenden Informationen durch geschickte Subtraktion entfernt.
Ein Problem bleibt allerdings, dass das geschickte Summieren und Subtrahieren der Signale des Downmix mit den gemeinsamen und individuellen Signalanteilen neuerlich zu korrelierten Anteilen in den drei Kanälen des durch den Upmix erhaltenen Multikanalsignals führt und insbesondere zu deutlich hörbaren spektralen Verfärbungen. Diese korrelierten Anteile lassen sich durch Korrelationsvergleiche der gemeinsamen Signalanteile und/oder der individuellen Signalanteile isolieren und anschliessend korrigieren.
Diese Korrekturen führen allerdings, sofern nicht unterschiedliche Fensterfunktionen verwendet werden, neuerlich zu einem Leck-Effekt und somit bei Signalen mit stark harmonischen Signalanteilen zu hörbaren Phasensprüngen. Diese Phasensprünge lassen sich ihrerseits wiederum durch geschickte Multiplikation im Fourierraum dieser isolierten korrelierten Anteile und durch geschickte Multiplikation sowie Addition oder Subtraktion im Zeitraum vollständig korrigieren.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beispielhaft beschrieben, wobei auf folgende Zeichnungen Bezug genommen wird: • FIG. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Downmixvorrichtung im Frequenzbereich;
• FIG. 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Upmix- oder Kodiervorrichtung;
• Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Upmix- oder Kodiervorrichtung;
• Fig. 4 zeigt eine Downmixvorrichtung nach dem Stand der Technik;
• Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform des KorrelationsVergleichs ;
• Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform für eine Upmixsignal mit acht Kanälen;
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform für eine Upmix- oder Kodiervorrichtung für eine Downmixsignal mit vier Kanälen und ein Upmixsignal mit acht Kanälen;
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform für eine Upmix- oder Kodiervorrichtung für eine Downmixsignal mit vier Kanälen und ein Upmixsignal mit acht Kanälen;
Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform für eine Upmix- oder Kodiervorrichtung für eine Downmixsignal mit vier Kanälen und ein Upmixsignal mit acht Kanälen;
Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Berechnung der Pegel/Loudness der Kanäle des
Upmixsignals/Multikanalsignals zur Anpassung der Pegel/Loudness der Kanäle des Upmixsignals an die Pegel/Loudness der Kanäle des Multikanalsignals ; und
Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Berechnung der Pegel/Loudness der Kanäle des
Upmixsignals/Multikanalsignals zur Anpassung der
Pegel/Loudness der Kanäle des Upmixsignals an die Pegel/Loudness der Kanäle des Multikanalsignals.
Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform einer Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Fig. 2 mit Korrektur der spektralen Verfärbungen und hörbaren Phasensprünge.
Fig. 13 zeigt eine erste Ausführungsform einer Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Fig. 3 mit Korrektur der spektralen Verfärbungen und hörbaren Phasensprünge.
Fig. 14 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Fig. 3 mit Korrektur der spektralen Verfärbungen und hörbaren Phasensprünge.
Fig. 15 zeigt eine erste Ausführungsform für eine Upmix- oder Kodiervorrichtung für eine Downmixsignal mit vier Kanälen und ein Upmixsignal mit acht Kanälen mit Korrektur der spektralen Verfärbungen und hörbaren Phasensprünge .
Fig. 16 zeigt eine zweite Ausführungsform für eine Upmix- oder Kodiervorrichtung für eine Downmixsignal mit vier Kanälen und ein Upmixsignal mit acht Kanälen mit Korrektur der spektralen Verfärbungen und hörbaren Phasensprünge . • Fig. 17 zeigt eine Ausführungsform für ein Element 170.1, 170.2, 170.3 und 170.4 der Fig. 15.
• Fig. 18 zeigt eine Ausführungsform für ein Element 180.1, 180.2, 180.3 und 180.1 der Fig. 16.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Downmixvorrichtung 10. Die Downmixvorrichtung weist eine
Fouriertransformationsvorrichtung 11, einen Downmixer 12, eine inverse Fouriertransformationsvorrichtung 13 und einen Verstärker 14 auf.
Drei Kanäle R0(t), L0(t) und C0(t) eines Audiomultikanalsignals werden der Fouriertransformationsvorrichtung 11 zugeführt, wobei der Mittenkanal C0(t) idealerweise für eine Lautsprecheranordnung bestimmt ist, die zwischen den den Seitenkanälen Ro(t) und L0(t) zugeordneten
Lautsprecheranordnungen liegt (von dieser Regel kann allerdings - bei guten Ergebnissen - abgewichen werden) . Die Fouriertransformationsvorrichtung 11 weist für jeden Kanal L0(t), Ro(t) und C0(t) jeweils eine
Fouriertransformationseinheit 11. L, 11. R, 11. C auf, die jeweils geeignet ist, eine Fouriertransformation (FT) des Eingangssignals L0(t), R0(t) oder C0(t) durchzuführen. Dies ist vorzugsweise eine diskrete Fouriertransformation (DFT) , insbesondere eine Fast Fourier Transform (FFT) . Jede Fouriereinheit 11. L, 11. R, 11. C ist ausgebildet, das Eingangssignal in vorzugsweise gleichlange Signalfenster zu unterteilen. In einem Ausführungsbeispiel weist die Fensterlänge 2n auf, z.B. 512, 1024, 2048, 4096, die besonders gut für die Fouriertransformation geeignet ist. In einem Ausführungsbeispiel überlappen sich die Signalfenster zeitlich. In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Signalfenster zeitlich nicht überlappend. Jedes Signalfenster wird in der Fouriereinheit mit einer Fensterfunktion multipliziert, die die gleiche Länge wie das Signalfenster hat. Dabei wird in der Fouriereinheit 11. L und 11. R eine erste Fensterfunktion verwendet, während in der Fouriereinheit 11. C eine zweite Fensterfunktion verwendet wird. In einem Ausführungsbeispiel wird für die erste Fensterfunktion ein Hamming-Fenster verwendet. Alternativ könnten für die erste Fensterfunktion andere Fensterfunktionen verwendet werden, die eine akzeptable Amplituden und Frequenzauflösung bieten, z.B. ein Hann-Fenster. In einem Ausführungsbeispiel wird ein Flat- top-Fenster für die zweite Fensterfunktion verwendet. Alternativ könnten auch andere Fensterfunktionen verwendet werden, die eine hohe Amplitudenauflösung haben, aber eine niedrige Frequenzauflösung. (N.B. Ebenso lässt sich dieses Wirkungsprinzip umkehren: Demnach kann für die erste Fensterfunktion beispielsweise ein Flat-Top-Fenster oder auch eine andere Fensterfunktion verwendet werden, die eine hohe Amplitudenauflösung hat aber eine niedrige Frequenzauflösung, und für die zweite Fensterfunktion ein Hamming-Fenster oder auch eine andere Fensterfunktion, die eine akzeptable Amplituden- und Frequenzauflösung bietet.) Die Erfindung funktioniert besonders gut mit den beschriebenen Fensterfunktionen, allerdings könnte man auch andere unterschiedliche Fensterfunktionen verwenden, die unterschiedliche Frequenz-Amplituden-Auflösungen aufweisen. Die Fouriereinheiten 11. L, 11. R und 11. C geben jeweils den entsprechend Fourier-transformierten Kanal L0(k), Ro(k) und C0(k) aus.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der Mittenkanal C0(k), jeweils mit 0.5 (-6dB) multipliziert, auf die Seitenkanäle L0(k) und Ro(k) aufsummiert. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diesen Faktor beschränkt. Auch eine direkte Summe oder jede andere Linearkombination wäre möglich. Dazu ist der Verstärker 14 irgendwo zwischen dem Signaleingang und dem Summierer in dem Downmixer 12 in dem Mittenkanal C0(t) oder dem Fourier-transformierten Mittenkanal C0(k) angeordnet. Auch ein adaptives Verfahren bei zeitlich variablem Verstärker 14 ist möglich, beispielsweise, um die Frequenzauflösung für den Fourier-transformierten Mittenkanal C0(k) zeitlich zu optimieren .
Der Downmixer 12 weist einen ersten Downmixer 12. L und einen zweiten Downmixer 12. R auf. Der erste Downmixer 12. L mischt dabei den Fourier-transformierten ersten Seitenkanal L0(k) mit dem mit 0.5 multiplizierten Fourier-transformierten Mittenkanal C0(k) und gibt den Fourier-transformierten ersten Kanal LD(k) des Downmixsignals aus. Der zweite Downmixer 12. R mischt dabei den Fourier-transformierten zweiten Seitenkanal R0(k) mit dem mit 0.5 multiplizierten Fourier-transformierten Mittenkanal C0(k) und gibt den Fourier-transformierten zweiten Kanal Rü(k) des Downmixsignals aus. In einem
Ausführungsbeispiel führt der erste Downmixer die Funktion
LD(k)= L0(k) + 0.5 * C0(k) aus und der zweite Downmixer die Funktion
RD(k)= R0(k) + 0.5 * C0(k)
In einem anderen Ausführungsbeispiel wird zusätzlich eine Phasenkorrektur in dem ersten Downmixer 12. L und dem zweiten Downmixer 12. R durchgeführt, die einen Kammfilter vermeidet oder reduziert. Dazu wird die Amplitude der komplexen Zahl LD(k) bzw. RD(k) so angepasst, dass gilt
RD(k)2= R0(k)2 + 0.52 * C0(k)2
bzw .
LD(k)2= L0(k)2 + 0.52 * C0(k)2. So kann ein Kammfilter unterdrückt werden. Auch der Downmixer arbeitet weiter auf den von der
Fouriertransformationsvorrichtung erzeugten Signalfenstern. Alternativ Hesse sich eine solche Korrektur auch nur auf dem Fourier-transformierten Mittenkanal Co(k) vor dem Downmix mit L0(k) bzw. mit Ro(k) ausführen (Verfahren von Kunow), siehe auch WO11057922. Die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 13 weist für jeden Kanal LD(k) und Rü(k) jeweils eine inverse Fouriertransformationseinheit 13. L, 13. R auf, die jeweils geeignet ist, eine inverse Fouriertransformation (IFT) des Eingangssignals LD(k) oder Rü(k) durchzuführen und die Kanäle LD(t) oder Rü(t) des Downmixsignals auszugeben (oder weiterzuverarbeiten) . Dies ist vorzugsweise eine inverse diskrete Fouriertransformation (IDFT), insbesondere eine Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) . Jedes Signalfenster von LD(k) und Rü(k) wird in den inversen Fouriereinheiten 13. L und 13. R mit der Fourier-transformierten ersten Fensterfunktion (N.B. bei oben beschriebener Umkehrung des Wirkungsprinzips: mit der zweiten Fensterfunktion) multipliziert, die bereits in den Fouriereinheiten 11. L und 11. R (N.B. bei oben beschriebener Umkehrung des Wirkungsprinzips: in der Fouriereinheit 11. C) verwendet wurde. Dieses mit der Fourier¬ transformierten ersten (N.B. bei oben beschriebener Umkehrung des Wirkungsprinzips: zweiten) Fensterfunktion multiplizierte Signalfenster wird mittels einer inversen
Fouriertransformation zurück in den Zeitraum transformiert.
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Upmix- oder Kodiervorrichtung 20. Die Upmix- oder Kodiervorrichtung 20 weist eine Fouriertransformationsvorrichtung 21, eine Korrelationsvergleichsvorrichtung 22, eine Korrekturvorrichtung 29 und eine vierte
Signalverarbeitungsvorrichtung 28 auf.
Die Fouriertransformationsvorrichtung 21 weist eine erste und eine zweite Fouriertransformationseinheit 21. L und 21. R auf. Die Fouriertransformationsvorrichtung 21 ist ausgebildet, einen ersten Kanal LD(t) und einen zweiten Kanal Rü(t) eines Downmixsignals in den Fourierraum zu transformieren. Analog zu der Fouriertransformationsvorrichtung 11 werden auch die Kanäle LD(t) und Rü(t) in Signalfenster unterteilt und danach die jeweiligen Signalfenster in den Fourierraum transformiert. Vorzugsweise wird vor der Transformation jedes Signalfenster mit einer Fensterfunktion multipliziert. Vorzugsweise wird als Fensterfunktion auch die erste (N.B. bei oben beschriebener Umkehrung des Wirkungsprinzips: zweiten) Fensterfunktion aus der Fouriertransformationsvorrichtung 11 verwendet. Die Fouriertransformationsvorrichtung 21 gibt die
Fouriertransformierten Kanäle LD(k) und Rü(k) des Downmixsignals aus. Im Folgenden wird nicht mehr explizit erwähnt, dass die Kanäle LD(k) und Rü(k) des Downmixsignals Fouriertransformiert sind.
Die Kanäle LD(k) und Rü(k) des Downmixsignals werden der Korrelationsvergleichsvorrichtung 22 zugeführt. Die Korrelationsvergleichsvorrichtung 22 ist ausgebildet, die korrelierten Signalanteile der Kanäle LD(k) und Rü(k) des Downmixsignals, die nur dem ersten Kanal LD(k) spezifischen Signalanteile und die nur dem zweiten Kanal Rü(k) spezifischen Signalanteile zu extrahieren. Die Korrelationsvergleichsvorrichtung 22 ist ausgebildet, aus den korrelierten Signalanteilen das korrelierte Signal CK(k), aus den dem ersten Kanal LD(k) spezifischen Signalanteilen das erste individuelle Signal LK(k) und aus den dem zweiten Kanal RD(k) spezifischen Signalanteilen das zweite individuelle Signal RKW ZU bilden. Ein Verfahren zur Bestimmung der korrelierten und spezifischen Signalanteile der Kanäle LD(k) und Rü(k) wird später mit Fig. 5 beschrieben. Allerdings ist jedes andere Verfahren zur Bestimmung der korrelierten und spezifischen Anteile möglich.
Die Korrekturvorrichtung 29 weist eine erste
Signalverarbeitungsvorrichtung 23, eine zweite
Signalverarbeitungsvorrichtung 24, eine dritte Signalverarbeitungsvorrichtung 25 auf.
Die erste Signalverarbeitungsvorrichtung 23 empfängt den ersten Kanal LD(k) des Downmixsignals , das korrelierte Signal
CK(k) und das erste individuelle Signal LK(k) . Die erste
Signalverarbeitungsvorrichtung 23 ist ausgebildet, das folgendermassen gebildete erste Signal SL(k) zu bilden:
SL(k)=2*Lk(k)-LD(k)+CK(k) .
Die zweite Signalverarbeitungsvorrichtung 24 empfängt den zweiten Kanal Rü(k) des Downmixsignals, das korrelierte Signal CK(k) und das zweite individuelle Signal RKW . Die zweite Signalverarbeitungsvorrichtung 24 ist ausgebildet, das folgendermassen gebildete zweite Signal SR(k) zu bilden: SR(k)=2* Rk(k) -RD(k)+CK(k) .
Die dritte Signalverarbeitungsvorrichtung 25 empfängt den ersten Kanal LD(k) und den zweiten Kanal Rü(k) des Downmixsignals, das korrelierte Signal CK(k), das erste individuelle Signal LK(k) und das zweite individuelle Signal RK(k) . Die dritte Signalverarbeitungsvorrichtung 25 ist ausgebildet, das folgendermassen gebildete dritte Signal Sc(k) zu bilden:
Sc(k)=Lk(k) -LD(k)+Rk(k) -RD(k)+4*CK(k) Die vierte Signalverarbeitungsvorrichtung 28 weist die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 26 und die fünfte Signalverarbeitungsvorrichtung 27 auf.
Die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 26 ist ausgebildet, das erste Signal SL(k), das zweite Signal SR(k), das dritte Signal Sc(k), das korrelierte Signal CK(k), das erste individuelle Signal LK(k) und das zweite individuelle Signal RKW durch Anwendung einer inversen
Fouriertransformation in den Zeitraum zu transformieren. Für jede der sechs inversen Fouriertransformationen wird das entsprechende Signalfenster mit einer Fensterfunktion multipliziert. Vorzugsweise mit der ersten (N.B. bei oben beschriebener Umkehrung des Wirkungsprinzips: zweiten) Fensterfunktion. Die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 26 weist eine erste inverse Fouriertransformationseinheit 26. SL, eine zweite inverse Fouriertransformationstionseinheit 26. SR, eine dritte inverse Fouriertransformationseinheit 26. SC, eine vierte inverse Fouriertransformationstionseinheit 26. LK, eine fünfte inverse Fouriertransformationseinheit 26. RK, eine sechste inverse Fouriertransformationstionseinheit 26. CK auf. Die erste inverse Fouriertransformationseinheit 26. SL ist ausgebildet, das erste Signal SL(k) invers in das erste Signal SL(t) zu Fourier-transformieren . Die zweite inverse Fouriertransformationseinheit 26. SR ist ausgebildet, das zweite Signal SR(k) invers in das zweite Signal SR(t) zu Fourier-transformieren . Die dritte inverse
Fouriertransformationseinheit 26. SC ist ausgebildet, das dritte Signal Sc(k) invers in das dritte Signal Sc(t) zu Fourier-transformieren . Die vierte inverse
Fouriertransformationseinheit 26. LK ist ausgebildet, das erste individuelle Signal LK(k) invers in das erste individuelle Signal LK(t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die fünfte inverse Fouriertransformationseinheit 26. RK ist ausgebildet, das zweite individuelle Signal Ric(k) invers in das zweite individuelle Signal Ric(t) im Zeitraum zu Fourier¬ transformieren. Die sechste inverse Fouriertransformationseinheit 26. CK ist ausgebildet, das korrelierte Signal CK(k) invers in das korrelierte Signal CK(t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren .
Die fünfte Signalverarbeitungsvorrichtung 27 empfängt die folgenden Fourier-transformierten Signale: das erste Signal SL(t), das zweite Signal SR(t), das dritte Signal Sc(t), das korrelierte Signal CK(t), das erste individuelle Signal LK(t) und das zweite individuelle Signal RK(t) . Die fünfte Signalverarbeitungsvorrichtung 27 verarbeitet diese Signale wie folgt zu drei Ausgabesignalen:
Lu(t) = (SL(t) + CK(t) )
Ru(t) = (SR(t) + CK(t) )
Cu(t) = (Sc(t) + RK(t) + LK(t)) * 0.3548. Anstatt des Gains 0.3548 können auch andere Gains oder die Gains 0.3 oder 0.35 verwendet werden. Anstatt eines festen Gains können auch für alle Signale Gains in Abhängigkeit des Originalpegels oder der Loudness der entsprechenden Kanäle des Multikanalsignals verwendet werden, wie dies später im Detail beschrieben wird. Diese drei Ausgabesignale werden als drei Kanäle eines Upmixsignals verwendet oder weiterverarbeitet zu drei Kanälen eines Upmixsignals.
Die linearen Rechenoperationen nach dem Korrelationsvergleich können sowohl im Zeitraum als auch im Fourierraum durchgeführt werden; somit sind weitere äquivalente Ausführungsformen möglich. Sie bilden einen Teil der Erfindung.
Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Upmix- oder Kodiervorrichtung 40. Die Upmix- oder Kodiervorrichtung 40 weist eine Fouriertransformationsvorrichtung 4 1 , eine KorrelationsVergleichsVorrichtung 4 2 , eine
Korrekturvorrichtung 4 9 und eine vierte
Signalverarbeitungsvorrichtung 4 8 auf.
Die FouriertransformationsVorrichtung 4 1 und die
KorrelationsVergleichsVorrichtung 4 2 entsprechen der FouriertransformationsVorrichtung 2 1 und der
KorrelationsVergleichsVorrichtung 2 2 des ersten Ausführungsbeispiels .
Die Korrekturvorrichtung 4 9 weist eine erste
Signalverarbeitungsvorrichtung 4 3 , eine zweite
Signalverarbeitungsvorrichtung 4 4 und eine dritte Signalverarbeitungsvorrichtung 4 5 auf.
Die erste Signalverarbeitungsvorrichtung 4 3 empfängt den ersten Kanal LD(k) des Downmixsignals , das korrelierte Signal
CK(k) und das erste individuelle Signal LK(k) . Die erste Signalverarbeitungsvorrichtung 4 3 ist ausgebildet, das folgendermassen gebildete erste Signal L0(k) zu bilden:
Lu(k) = 2*Lk(k)-LD(k) + 2*CK(k) . Die zweite Signalverarbeitungsvorrichtung 4 4 empfängt den zweiten Kanal Rü(k) des Downmixsignals, das korrelierte Signal CK(k) und das zweite individuelle Signal RK W . Die zweite Signalverarbeitungsvorrichtung 4 4 ist ausgebildet, das folgendermassen gebildete zweite Signal Ru(k) zu bilden:
Ru(k) = 2*Rk(k)-RD(k) + 2*CK(k)
Die dritte Signalverarbeitungsvorrichtung 4 5 empfängt den ersten Kanal LD(k) und den zweiten Kanal Rü(k) des Downmixsignals, das korrelierte Signal CK(k), das erste individuelle Signal LK(k) und das zweite individuelle Signal RK(k) . Die dritte Signalverarbeitungsvorrichtung 45 ist ausgebildet, das folgendermassen gebildete dritte Signal Cu(k) zu bilden:
Cu(k)=2* (Lk(k)+Rk(k) )-LD(k)-RD(k)+4*CK(k) .
Die vierte Signalverarbeitungsvorrichtung 48 weist die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 46 auf.
Die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 46 ist ausgebildet, das erste individuelle Signal L0(k), das zweite individuelle Signal Ru(k) und das korrelierte Signal Cu(k) durch Anwendung von je einer inversen Fouriertransformation in den Zeitraum zu transformieren.
Optional kann die vierte Signalverarbeitungsvorrichtung 48 auch eine fünfte Signalverarbeitungsvorrichtung enthalten, die Cu(k) oder Cu(t) mit einem Gain 0.3548 (oder 0.3 oder 0.35 oder einem anderen Gain) multipliziert. Auch können für alle Signale wiederum Gains in Abhängigkeit des Originalpegels oder der Loudness der entsprechenden Kanäle des Multikanalsignals verwendet werden, wie dies später im Detail beschrieben wird. Diese drei Ausgabesignale werden als drei Kanäle eines Upmixsignals verwendet oder weiterverarbeitet zu drei Kanälen eines Upmixsignals.
Das zweite Ausführungsbeispiel der Upmix- oder
Kodiervorrichtung 40 hat den gleichen Vorteil wie das erste Ausführungsbeispiel, dass durch geschicktes Addieren und Subtrahieren der verschiedenen Signale eine höhere Frequenz - und Amplitudenauflösung für die mit den unterschiedlichen Fensterfunktionen erstellten Downmixsignale erreicht wird. Das zweite Ausführungsbeispiel der Upmix- oder Kodiervorrichtung 40 hat den gleichen Vorteil wie das erste Ausführungsbeispiel, dass dass es die Phasensprünge, die durch die Fouriertransformationen und/oder die
Korrelationsvergleichsvorrichtung 42 entstehen, gleichermassen eliminiert. Entgegen dem ersten Ausführungsbeispiel kann diese Ausführungsform 40 jedoch auch für Downmixsignale verwendet werden, die nicht durch eine Downmixvorrichtung 10 mit unterschiedlichen Fensterfunktionen erzeugt wurden. Dies könnte z.B. die Downmixvorrichtung 10 sein, wobei anstatt zweier unterschiedlicher Fensterfunktionen, zwei gleiche Fensterfunktionen verwendet werden. Alternativ ist dieses Ausführungsbeispiel auch für einen Downmix geeignet, der im Zeitbereich erstellt wurde.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Stands der Technik einer Downmixvorrichtung im Zeitbereich. In Fig. 4 wird der Mittenkanal C0(t), jeweils mit einem Gain K, z.B. K=0.5 (-6dB) , multipliziert, auf die Seitenkanäle L0(t) und o(t) aufsummiert. Allerdings ist das Ausführungsbeispiel nicht auf diesen Faktor beschränkt. Auch eine direkte Summe oder jede andere Linearkombination wäre möglich. Im Downmixer 52 Hesse sich auch ein sogenanntes Phase Alignment ausführen, bei der, abhängig von der Frequenz, die Phase wenigstens eines der Eingangssignale L0(t), Ro(t) und C0(t) im Zeitbereich verschoben wird. Ebenso ist ein Phase Alignment für die Kanäle LD(t) oder Rü(t) des Downmixsignals im Zeitbereich möglich. Allerdings führt dieses zum Übersprechen von Signalanteilen, sofern anschliessend eine Upmix-oder Kodierungvorrichtung 20 oder 40 zum Einsatz kommt. Dieser Effekt ist demnach zu minimieren .
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Korrelationsvergleich zweier Signale Li ' und R± ' , bei welchen respektive identische Signalanteile x(t) und y(t) bestimmt werden, für welche die Kurzzeit-Kreuzkorrelation [ x{t)y{t)dt * 1 —
den Korrelationsgrad +1 aufweist, vorgeschlagen, der einerseits für zeitinvariante (stationäre) Signale eine mathematisch exakte Lösung darstellt, und bei zeitvarianten (nichtstationären) Signalen ein spezifisches Residualverhalten aufweist (wobei ein Residual die Differenz zwischen dem ursprünglichen, nichtstationären Signalabschnitts und dessen Fourier-Transformation darstellt) .
Betrachtet werden zwei Kanäle Li' , Ri' , 1 < i < n, welche gleichartige Signalanteile Ci* aufweisen, wobei gilt:
Li' = Li* + Ci* = Ii' (t) = Ii* (t) + Ci*(t)
Ri' = Ri* + Ci* = r±' (t) = r± * (t) + Ci*(t)
Für die zeitabhängigen Signale Ii' (t) und ri' (t) werden nunmehr jeweils die Fourier-Reihen bestimmt. Es gilt demnach für die Synthese, k = -1, 0, 1, ...
it' ω = xk eL
k=-oo
Figure imgf000020_0001
und für die Analyse
Figure imgf000020_0002
und in der Praxis für die diskrete Fourier-Transformationen (DFT) , aus der sich unmittelbar die Fast Fourier Transforms (FFT) ableiten lassen, wobei nunmehr k = 0, N - 1:
Figure imgf000021_0001
Die Realteile von Li, Ri und C± lassen sich für stationäre Signale für alle k = 0, N - 1 dann gemäss folgender Regeln wiedergewinnen :
1. Bestimme die Vorzeichen der Realteile von Li' (k) und Ri' (k) .
2. Sind für k die Vorzeichen identisch, bestimme
- die Beträge der Realteile von Li' (k) und R±' (k) ,
- die Minima bzw. Maxima dieser Beträge der Realteile von Li' (k) und R±' (k) .
- Wähle jeweils als Realteil für Ci(k) den diesem Minimum zugrundeliegenden Realteil von Li' (k) oder Ri' (k) .
- Subtrahiere den Realteil von C±(k) von dem dem Maximum zugrundeliegenden Realteil von Li' (k) oder Ri' (k) und wähle, sofern der Realteil von Li' (k) diesem Maximum zugrundeliegt, das Resultat dieser Substraktion als Realteil für Li(k), andernfalls, sofern der Realteil von Ri' (k) diesem Maximum zugrundeliegt, das Resultat dieser Substraktion als Realteil für R± (k) . - Setze den noch nicht bestimmten Realteil von Li(k) oder R±(k) gleich Null.
3. Sind die Vorzeichen der Realteile von Li' (k) und R±' (k) nicht identisch, setze C±(k) gleich Null und setze Li(k)=
Li' (k) und Ri (k) = I (k) .
Die Imaginärteile von Li, Ri und C± lassen sich für stationäre Signale für alle k = 0, N - 1 gemäss folgender Regeln wiedergewinnen:
1. Bestimme die Vorzeichen der Imaginärteile von Li' (k) und Ri' (k) . 2. Sind für k die Vorzeichen identisch, bestimme
- die Beträge der Imaginärteile von Li' (k) und
Ri' (k) ,
- die Minima bzw. Maxima dieser Beträge der Imaginärteile von Li' (k) und R±' (k) .
- Wähle jeweils als Imaginärteil für C±(k) den diesem
Minimum zugrundeliegenden Imaginärteil von Li' (k) oder Ri' (k) .
- Subtrahiere den Imaginärteil von C±(k) von dem dem Maximum zugrundeliegenden Imaginärteil von Li' (k) oder Ri' (k) und wähle, sofern der Imaginärteil von
Li' (k) diesem Maximum zugrundeliegt, das Resultat dieser Substraktion als Imaginärteil für Li(k), andernfalls, sofern der Imaginärteil von Ri' (k) diesem Maximum zugrundeliegt, das Resultat dieser Substraktion als Imaginärteil für R±(k) .
- Setze den noch nicht bestimmten Imaginärteil von Li(k) oder R±(k) gleich Null. 3. Sind die Vorzeichen der Imaginärteile von Li' (k) und
R±' (k) nicht identisch, setze Ci(k) gleich Null und setze Li(k)= Li' (k) und Ri(k)= R±' (k) .
Diese Fallunterscheidung für den Vorzeichenvergleich ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Um abschliessend Li, Ri und C± im Zeitraum zu gewinnen, werden für die Synthese für die zeitabhängigen Signale, k = -1, 0, 1,
,ikü)0t
k=-co
Figure imgf000023_0001
(bzw. in der Praxis für die Analyse mittels diskreten Fourier- Transformationen (DFT) , k = 0, N - 1,
Figure imgf000023_0002
N-l
.2π ,
-i—mk
Ci (fc) = ^ Ci(m) e N
m=0 aus der sich unmittelbar die Fast Fourier Transforms ableiten lassen) für die Synthese die Koeffizienten fk, bestimmt, k = -1, 0, 1, gemäss der Analyse
Figure imgf000023_0003
-T°/2
Figure imgf000024_0001
bzw. für die Synthese gemäss der inversen diskreten Fourier- Transformation (IDFT), aus der sich unmittelbar die Inverse Fast Fourier Transforms (IFFT) ableiten lassen, k = 0, N - 1, w-i
mk
=0
^ W-1
mk
=0
^ W-1
.2π ,
i—mk
e N
0
Zur Berechnung der diskreten individuellen und gemeinsamen Spektralsignale werden die Spektralanteile vorzugsweise nur bis zur Nyquistfrequenz berechnet, und die übrigen Spektralanteile durch Spiegelung der bereits berechneten Werte an der Nyquistfrequenz bestimmt, wobei anstatt der berechneten Anteile nur die komplex konjugierten Anteile verwendet werden. Alternativ müssten nach der inversen Fouriertransformation die Imaginärteile gelöscht werden.
Die Ausführungsbeispiele der Upmix- oder Kodiervorrichtung 20 und 40 zeigen nur die Funktionsweise zur residualfreien Bestimmung eines Upmixsignals mit drei Kanälen aus einem Downmixsignal mit zwei Kanälen. Allerdings ist es auch möglich, dass nur einer oder nur zwei der drei Kanäle Cu(t) oder Cu(k), L0(t) oder L0(k) und Ru(t) oder Ru(k) bestimmt werden (siehe z.B. Fig. 7 bis 9) . Entsprechend wird/werden auch nur eine oder nur zwei der
Signalverarbeitungsvorrichtungen 23/43, 24/44 und 25/45 der Korrekturvorrichtung 29/49 benötigt. Die Ausführungsbeispiele der Upmix- oder Kodiervorrichtung 20 und 40 zeigen nur die Funktionsweise zur residualfreien Bestimmung für ein Multikanalsignal/Upmixsignal mit drei Kanälen und ein Downmixsignal mit zwei Kanälen. Allerdings kann diese Ausführungsform auch für Multikanalsignale/Upmixsignale mit höherer Kanalanzahl verwendet werden. Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Downmixsignals mit vier Kanälen, z.B. FLD, FRD, BRD und BLD. Daraus soll ein Upmixsignal mit den acht Kanälen FL0, FCu, FRu, SiRu, BRu, BCu, BL0 und SiLu bestimmt werden.
Fig. 7 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Upmix- oder Kodiervorrichtung 80 zur Bestimmung des Upmixsignals durch Anwendung der vier Upmix- oder Kodiervorrichtungen 81.1, 81.2, 81.3 und 81.4 auf die vier benachbarten Signalpaare FLD- FRD, FRD-BRD, BRD-BLD und BLD-FLD. Die vier Upmix- oder Kodiervorrichtungen 81.1, 81.2, 81.3 und 81.4 können zum Beispiel wie in Fig. 2 oder 3 ausgeführt sein. Allerdings ist jede andere Ausführungsform, die unter den Schutzbereich der Erfindung fällt, möglich. Hier werden die Kanäle FL0, BL0 und SiLu des Upmixsignals aus der Anwendung der Upmix- oder Kodiervorrichtungen 81.1 auf das Signalpaar BLD-FLD ermittelt. Der Kanal FCu des Upmixsignals wird aus der Anwendung der Upmix- oder Kodiervorrichtungen 81.2 auf das Signalpaar FLD-FRD ermittelt. Die Kanäle FR0 und SiRu des Upmixsignals werden aus der Anwendung der Upmix- oder Kodiervorrichtungen 81.3 auf das Signalpaar FRD-BRD ermittelt. Die Kanäle BR0 und BCu des Upmixsignals werden aus der Anwendung der Upmix- oder Kodiervorrichtungen 81.4 auf das Signalpaar BRD-BLD ermittelt. Da sich die Ecksignale oder Seitensignale FL0, FR0, BR0 und BL0 jeweils aus den zwei benachbarten Signalpaaren bestimmen lassen, muss das Ecksignal immer nur durch eines der beiden möglichen Signalpaare bestimmt werden. Somit muss jede Upmix- oder Kodiervorrichtungen 81.1, 81.2, 81.3 und 81.4 den entsprechenden Mittenkanal FCu, SiRu, BCu, oder SiLu, der aus dem eingegebenen Signalpaar ermittelt wird, bestimmen. Die Verteilung, welches der Upmix- oder Kodiervorrichtungen 81.1, 81.2, 81.3 und 81.4, die Seitensignale bestimmt, ist beliebig. Somit können hier durch die Upmix- oder Kodiervorrichtung 20 oder 40 nur zwei Ausgangssignale oder nur der zentrale Kanal zwischen dem Signalpaar berechnet werden, wenn eines oder beide der Seitenkanäle des Signalpaars durch beide benachbarten Signalpaare oder durch ein benachbartes Signalpaar bestimmt wird. Fig. 8 zeigt ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel einer Upmix- oder Kodiervorrichtung 90 zur Bestimmung des Upmixsignals durch Anwendung der vier Upmix- oder Kodiervorrichtungen 91.1, 91.2, 91.3 und 91.4 auf die vier benachbarten Signalpaare BLD-FLD, FLD-FRD, FRD-BRD und BRD-BLD. Die vier Upmix- oder Kodiervorrichtungen 91.1, 91.2, 91.3 und 91.4 entsprechen hier den vier Upmix- oder Kodiervorrichtungen 81.1, 81.2, 81.3 und 81.4. Zusätzlich werden die aus den vier Upmix- oder Kodiervorrichtungen 91.1, 91.2, 91.3 und 91.4 ausgegebenen Zentralkanäle FCK, SiRK, BCK und SiLK mit einem zweiten Faktor B korrigiert, um das richtige Verhältnis zu den Seitenkanälen herzustellen. In einem Ausführungsbeispiel ist der zweite Faktor B=-15dB= 0.1774. Dies wird durch die Gains 94.1, 94.2, 94.3 und 94.4 erreicht. Da die vier Seitenkanäle FLD, FRD, BRD und BLD des Downmixsignals jeweils die Anteile der zwei benachbarter Mittenkanäle enthalten, bleibt in dem von einer Upmix- oder Kodiervorrichtungen 91.1, 91.2, 91.3 oder 91.4 ausgegebenen Seitenkanal FLK, FRK, BRK oder BLK noch der Anteil des Mittenkanals enthalten, der aus dem Signalpaar ermittelt wird, das nicht für die Bestimmung des entsprechenden Seitenkanals verwendet wird. Deshalb ist es vorteilhaft, die Eckkanäle FLK, FRK, BRK oder BLK durch diesen weiteren Mittenkanal FCK, SiRK, SiLK oder BCK zu korrigieren. Dies wird durch die Subtrahierer 95.1, 95.2, 95.3 und 95.4 erreicht. Zur Bestimmung der resultierenden Mittenkanäle FCu, SiRu, SiLu oder BCu werden nunmehr die Gains 93.1, 93.2, 93.3 und 93.4 mit dem Faktor A angewandt. Somit werden die Kanäle des Upmixsignals aus den korrigierten Signalen FLK, FRK, BRK, BLK, FCK, SiRK, BCK und SiLK wie folgt bestimmt: BLu= BLK - B*BCK,
SiLu= A*B*SiLK,
FLu= FLK - B*FCK,
FCu= A*B*FCK,
FRu= FRK - B*FCK,
SiRu= A*B*SiRK,
Figure imgf000027_0001
BCu= A*B*BCK
Aus dieser Bestimmung lassen sich unmittelbar eine Reihe von äquivalenten Ausführungsvarianten ableiten: So lassen sich etwa Gains auch für die von einer Upmix- oder Kodiervorrichtungen 91.1, 91.2, 91.3 oder 91.4 ausgegebenen Seitenkanäle FLK, FRK, BRK oder BLK vor und/oder nach den Subtrahierern 95.1, 95.2, 95.3 und 95.4 einführen, oder auch unmittelbar Gains für die aus den vier Upmix- oder Kodiervorrichtungen 91.1, 91.2, 91.3 und 91.4 ausgegebenen Zentralkanäle FCK, SiRK, BCK und SiLK unmittelbar vor den Subtrahierern 95.1, 95.2, 95.3 und 95.4. Auch können hier beschriebene Gains ganz oder teilweise entfallen oder Vielfache der angegebenen Signale gebildet werden. Alle diese Ausführungsvarianten sollen als Teil der Erfindung gelten.
Allerdings hängt gerade die Korrektur der Seitenkanäle davon ab, welche Seitenkanäle mit welchen Kanalpaaren berechnet wurden. Besonders an der Korrektur der Mittenkanäle in den Upmix- oder Kodiervorrichtung 20, 40, 81.1 bis 81.4 oder 91.1 bis 91.4 ist, dass diese Signalanteile der Seitenkanäle RD und LD des Downmixsignals und der Seitenkanäle RK und LK des Korrelationsvergleichs für die Korrektur des Mittenkanals CK des Korrelationsvergleichs verwendet werden. Die Ausgabe Cu der Upmix- oder Kodiervorrichtung 20 oder 40, oder die Ausgaben FCK, SiRK, BCK und SiLK der Upmix- oder Kodiervorrichtung 81.1 bis 81.4 oder 91.1 bis 91.4 enthalten somit auch Signalanteile der Eckkanäle. Dies hat den Effekt, dass die Mittenkanäle gemeinsame Anteile haben, und es durch sogenanntes Übersprechen beispielsweise zu keiner sauberen Bildung von Phantomschallquellen kommt. Deshalb wird in einem weiteren möglichen Ausführungsbeispiel einer Upmix- oder
Kodiervorrichtung 100 vorgeschlagen, die Mittenkanäle von den gemeinsamen Signalanteilen mit benachbarten Mittenkanälen zu befreien. Die vier Upmix- oder Kodiervorrichtungen 101.1, 101.2, 101.3 und 101.4 entsprechen hier den vier Upmix- oder Kodiervorrichtungen 91.1, 91.2, 91.3 und 91.4. Die Gains 103.1, 103.2, 103.3 und 103.4 und die Gains 104.1, 104.2, 104.3 und 104.4 entsprechen den Gains 93.1, 93.2, 93.3 und 93.4 und den Gains 94.1, 94.2, 94.3 und 94.4. Die Subtrahierer 105.1, 105.2, 105.3 und 105.4 entsprechen den Subtrahierern 95.1, 95.2, 95.3 und 95.4. Zusätzlich wird nun für jedes benachbarte Paar von Mittenkanälen ein Korrelationsvergleich 102.1, 102.2, 102.3 oder 102.4 durchgeführt, um die korrelierten Anteile Ki , K2 , K3 oder K4 herauszufinden. Die entsprechenden Mittenkanäle FCK, SiRK, SiLK oder BCK werden durch die entsprechenden korrelierten Anteile Ki , K2 , K3 oder K4 korrigiert. Dadurch wird eine saubere Auflösung der Phantomschallquellen erreicht und die Qualität des Upmixsignals weiter erhöht. Die Korrelationsvorrichtungen 102.1, 102.2, 102.3 oder 102.4 entsprechen den Korrelationsvorrichtungen 22 oder 42, wobei nur der korrelierte Anteil ausgegeben wird. Weiterhin wäre es vorteilhaft, die inverse Fouriertransformation 26 oder 46 aus den Upmix- oder Kodiervorrichtungen hinter die Korrektur der Mittenkanäle durch die korrelierten Anteile Ki , K2, K3 oder K4 zu verschieben. Dadurch können die Korrelationsvorrichtungen 102.1, 102.2, 102.3 oder 102.4 den korrelierten Anteil direkt ohne weitere FT und IFT, wie mit Fig. 5 beschrieben, im Frequenzraum bestimmen. Die Mittenkanäle werden wie folgt korrigiert :
SiRx = SiRK - Ki ,
BC λ= BCK - K2 ,
SiL λ= SiLK - K3 und
FC ' = FCK - K4.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein erstes korreliertes Signal Ki eines benachbarten Paares FCK - SiRK der Mittenkanäle direkt aus den von den Upmix- oder Kodiervorrichtungen 101.2 und 101.3 ausgegebenen Mittenkanälen FCK und SiRK bestimmt. Die weiteren bestimmten korrelierten Signale K2 , K3 und K4 werden vorzugsweise durch einen von den Upmix- oder Kodiervorrichtungen 101.1, 101.2, 101.3 und 101.4 ausgegebenen Mittenkanal und durch einen der bereits durch ein korreliertes Signal Ki , K2 , K3 oder K4 korrigierten Mittenkanäle bestimmt. Die Reihenfolge und das Signalpaar, mit dem begonnen wird, sind dabei irrelevant. Allerdings ist es gemäss obigen Überlegungen vorteilhaft, wenn immer nur das korrelierte Signal von benachbarten Mittenkanälen berechnet wird. Somit ergeben sich die Kanäle des Upmixsignals in diesem Ausführungsbeispiel zu
BLu= BLK - B* (BCK - K2) ,
SiLu= A*B* (SiLK - K3 ) ,
FLu= FLK - B* (FCK - K4) ,
FCu= A*B* (FCK - K4) , FRu= FRK - B* (FCK - K4 ) ,
SiRu= A*B* (SiRK - Ki ) ,
BRu= BRK - B*(SiRK- Ki ) , und
BCu= A*B* (BCK - K2) .
Allerdings hängt die Korrektur der Seitenkanäle davon ab, welche Seitenkanäle mit welchen Kanalpaaren berechnet wurden.
Wie zuvor erwähnt können die resultierenden Kanäle eines Upmixsignals , z.B. des durch die Upmix- oder
Kodiervorrichtung (en) 20, 40, 80, 90 oder 100 bestimmten Kanäle, durch Gains bzw. einen Gain angepasst werden, die/der von dem Pegel oder der Loudness des originalen Multikanalsignals bzw. von der Summe von dessen Amplitudenspektrum abhängen/abhängt. Im Folgenden sollen Verfahren beschrieben werden, um die Pegel/Loudness bzw. die Summe des Amplitudenspektrums des Upmixsignals an das originale Multikanalsignal anzupassen. Allerdings können die folgenden Verfahren auch auf andere Upmixsignale oder Multikanalsignale angewandt werden. Dieser Originalpegel oder die Originalloudness bzw. die Summe des originalen Amplitudenspektrums können zum Beispiel mit dem Downmixsignal mitübertragen werden. Ein Problem bleibt allerdings, dass bei Fig. 2 und Fig. 3 das geschickte Summieren und Subtrahieren der Signale des Downmix mit den gemeinsamen und individuellen Signalanteilen aufgrund immer noch vorhandener korrelierter Anteile in den drei Kanälen des durch den Upmix erhaltenen Multikanalsignals zu deutlich hörbaren spektralen Verfärbungen führt. Es ist somit ein Ziel, diese spektralen Verfärbungen durch neuerlichen Korrelationsvergleich soweit wie möglich zu unterdrücken.
Diese Aufgabe löst die Fig. 12, die eine Ausführungsvariante zu Fig. 2 darstellt: Die Upmix- oder Kodiervorrichtung
FouriertransformationsVorrichtung
KorrelationsVergleichsVorrichtung
Korrekturvorrichtung 129
Signalverarbeitungsvorrichtung 128 auf.
Die Fouriertransformationsvorrichtung 21 weist eine erste und eine zweite Fouriertransformationseinheit 21. L und 21. R auf. Die Fouriertransformationsvorrichtung 21 ist ausgebildet, einen ersten Kanal LD(t) und einen zweiten Kanal Rü(t) eines Downmixsignals in den Fourierraum zu transformieren. Analog zu der Fouriertransformationsvorrichtung 11 werden auch die Kanäle LD(t) und Rü(t) in Signalfenster unterteilt und danach die jeweiligen Signalfenster in den Fourierraum transformiert. Vorzugsweise wird vor der Transformation jedes Signalfenster mit einer Fensterfunktion multipliziert. Vorzugsweise wird als Fensterfunktion auch die erste (N.B. bei oben beschriebener Umkehrung des Wirkungsprinzips: zweiten) Fensterfunktion aus der Fouriertransformationsvorrichtung 11 verwendet. Die Fouriertransformationsvorrichtung 21 gibt die
Fouriertransformierten Kanäle LD(k) und Rü(k) des Downmixsignals aus. Im Folgenden wird nicht mehr explizit erwähnt, dass die Kanäle LD(k) und Rü(k) des Downmixsignals Fouriertransformiert sind.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden neu die Kanäle LD(t) und Rü(t) unmittelbar zur Berechnung der individuellen Signalanteile herangezogen.
Die Kanäle LD(k) und Rü(k) des Downmixsignals werden der Korrelationsvergleichsvorrichtung 22 zugeführt. Die
Korrelationsvergleichsvorrichtung 22 ist ausgebildet, die korrelierten Signalanteile der Kanäle LD(k) und Rü(k) des Downmixsignals, die nur dem ersten Kanal LD(k) spezifischen Signalanteile und die nur dem zweiten Kanal Rü(k) spezifischen Signalanteile zu extrahieren. Die
Korrelationsvergleichsvorrichtung 22 ist ausgebildet, aus den korrelierten Signalanteilen das korrelierte Signal CK(k), aus den dem ersten Kanal LD(k) spezifischen Signalanteilen das erste individuelle Signal LK(k) und aus den dem zweiten Kanal RD(k) spezifischen Signalanteilen das zweite individuelle Signal RKW ZU bilden. Für ein Verfahren zur Bestimmung der korrelierten und spezifischen Signalanteile der Kanäle LD(k) und RD(k), siehe Fig. 5. Allerdings ist jedes andere Verfahren zur Bestimmung der korrelierten und spezifischen Anteile möglich .
Die Korrekturvorrichtung 129 weist eine Signalverarbeitungsvorrichtung 25 und eine
Korrekturvorrichtung 139 auf. Sie übergibt im weiteren das korrelierte Signal CK(k), multipliziert mit einem Faktor C im Fourierraum, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht, das erste individuelle Signal LK(k) und das zweite individuelle Signal RKW an die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 126. Sie übergibt im weiteren das korrelierte Signal CK(k), das erste individuelle Signal LK(k) und das zweite individuelle Signal RKW an die Korrekturvorrichtung 139.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 25 empfängt den ersten Kanal LD(k) und den zweiten Kanal Rü(k) des Downmixsignals, das korrelierte Signal CK(k), das erste individuelle Signal LK(k) und das zweite individuelle Signal RKW . Die dritte Signalverarbeitungsvorrichtung 25 ist ausgebildet, das folgendermassen gebildete dritte Signal Sc(k) zu bilden:
Sc(k)=Lk(k) -LD(k)+Rk(k) -RD(k)+4*CK(k) Das dritte Signal Sc(k) wird an die inverse
Fouriertransformationsvorrichtung 126 übergeben.
Die Korrekturvorrichtung 139 bestimmt den korrelierten Anteil K2 aller Ausgangssignale der Korrelationsvergleichsvorrichtung 22. Beispielsweise wird für das korrelierte Signal CK(k) und das erste individuelle Signal LK(k) einen Korrelationsvergleich 112.1 durchgeführt, um den korrelierten Anteil Ki herauszufinden, und anschliessend für Ki und das zweite individuelle Signal Ric(k) ein Korrelationsvergleich 112.2 durchgeführt, um den korrelierten Anteil K2 herauszufinden. Alternative Signalkombinationen und Korrelationsvergleiche zur Bestimmung von K2 sind möglich. Anschliessend wird K2 mit einem Faktor C im Fourierraum multipliziert, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht. Das Resultat C * K2(k) wird anschliessend an die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 126 übergeben.
Die vierte Signalverarbeitungsvorrichtung 128 weist die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 126 und die Signalverarbeitungsvorrichtung 127 auf. Die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 126 ist ausgebildet, das Signal Sc(k), das korrelierte Signal C * CK(k), das erste individuelle Signal LK(k), das zweite individuelle Signal Ric(k) und das Ausgangssignal der Korrekturvorrichtung C * K2(k) durch Anwendung einer inversen Fouriertransformation in den Zeitraum zu transformieren. Für jede der fünf inversen Fouriertransformationen wird das entsprechende Signalfenster mit einer Fensterfunktion multipliziert. Vorzugsweise mit der ersten (N.B. bei oben beschriebener Umkehrung des Wirkungsprinzips: zweiten) Fensterfunktion. Die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 126 weist eine erste inverse Fouriertransformationseinheit 126. SC, eine zweite inverse Fouriertransformationseinheit 125. CK, eine dritte inverse Fouriertransformationstionseinheit 126. LK, eine vierte inverse Fouriertransformationseinheit 126. RK und eine fünfte inverse Fouriertransformationseinheit 126. CKK auf. Die erste inverse Fouriertransformationseinheit 126. SC ist ausgebildet, das erste Signal Sc(k) invers in das erste Signal Sc(t) zu Fourier-transformieren . Die zweite inverse Fouriertransformationseinheit 126. CK ist ausgebildet, das zweite individuelle Signal CK(k) invers in das zweite individuelle Signal CK(t) im Zeitraum zu Fourier¬ transformieren. Die dritte inverse Fouriertransformationseinheit 126. LK ist ausgebildet, das dritte individuelle Signal LK(k) invers in das dritte individuelle Signal LK(t) im Zeitraum zu Fourier¬ transformieren. Die vierte inverse Fouriertransformationseinheit 126. RK ist ausgebildet, das vierte individuelle Signal RKW invers in das vierte individuelle Signal RK(t) im Zeitraum zu Fourier¬ transformieren. Die fünfte inverse Fouriertransformationseinheit 126. CKK ist ausgebildet, das fünfte Signal C * K2(k) invers in das fünfte individuelle Signal (C * K2(k)) (t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren .
Die fünfte Signalverarbeitungsvorrichtung 127 empfängt die folgenden Signale im Zeitraum: das erste Signal Sc(t), das korrelierte Signal (C * CK(k)) (t) , das erste individuelle Signal LK(t), das zweite individuelle Signal RK(t) sowie das Ausgangssignal (C * K2(k)) (t) der Korrekturvorrichtung 139.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 127 verarbeitet die eben beschriebenen Signale wie folgt zu drei Ausgabesignalen, wobei K einen weiteren Faktor beschreibt, der idealerweise gleich dem Gain 14 der Fig. 1 oder dem Gain 54 der Fig. 4 ist:
Lu(t) LD(t) K * Cu(t)
Ru(t) RD(t) K * Cu(t)
Cu(t) C * (Sc(t) + (C * K2 (k) ) (t) + (C * CK(k) ) (t)
+ RK(t) + LK(t) ) ,
Anstatt eines festen Gains können auch für alle Signale Gains in Abhängigkeit des Originalpegels oder der Loudness der entsprechenden Kanäle des Multikanalsignals verwendet werden, wie dies später im Detail beschrieben wird. Diese drei Ausgabesignale werden als drei Kanäle eines Upmixsignals verwendet oder weiterverarbeitet zu drei Kanälen eines Upmixsignals.
Die linearen Rechenoperationen nach dem Korrelationsvergleich können sowohl im Zeitraum als auch im Fourierraum durchgeführt werden; somit sind weitere äquivalente Ausführungsformen möglich. Sie bilden einen Teil der Erfindung.
Für Fig. 3 führt das geschickte Summieren und Subtrahieren der Signale des Downmix mit den gemeinsamen und individuellen Signalanteilen aufgrund immer noch vorhandener korrelierter Anteile in den drei Kanälen des durch den Upmix erhaltenen Multikanalsignals ebenfalls zu spektralen Verfärbungen. Werden nunmehr diese spektralen Verfärbungen durch neuerlichen Korrelationsvergleich unterdrückt, führt dies zu hörbaren Phasensprüngen .
Das Ausführungsbeispiel Fig. 13 löst gleichzeitig beide genannten Probleme und stellt eine Ausführungsvariante zu Fig. 3 dar : Die Upmix- oder Kodiervorrichtung
FouriertransformationsVorrichtung
KorrelationsVergleichsVorrichtung
Korrekturvorrichtung 149
Signalverarbeitungsvorrichtung 148 auf.
Die Fouriertransformationsvorrichtung 41 weist eine erste und eine zweite Fouriertransformationseinheit 21. L und 21. R auf. Die Fouriertransformationsvorrichtung 41 ist ausgebildet, einen ersten Kanal LD(t) und einen zweiten Kanal Rü(t) eines Downmixsignals in den Fourierraum zu transformieren. Analog zu der Fouriertransformationsvorrichtung 11 werden auch die Kanäle LD(t) und Rü(t) in Signalfenster unterteilt und danach die jeweiligen Signalfenster in den Fourierraum transformiert. Vorzugsweise wird vor der Transformation jedes Signalfenster mit einer Fensterfunktion multipliziert. Vorzugsweise wird als Fensterfunktion auch die erste (N.B. bei oben beschriebener Umkehrung des Wirkungsprinzips: zweiten) Fensterfunktion aus der Fouriertransformationsvorrichtung 11 verwendet. Die Fouriertransformationsvorrichtung 41 gibt die
Fouriertransformierten Kanäle LD(k) und Rü(k) des Downmixsignals aus. Im Folgenden wird nicht mehr explizit erwähnt, dass die Kanäle LD(k) und Rü(k) des Downmixsignals Fouriertransformiert sind.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden neu die Kanäle LD(t) und Rü(t) unmittelbar zur Berechnung der individuellen Signalanteile herangezogen. Die Kanäle LD(k) und Rü(k) des Downmixsignals werden der Korrelationsvergleichsvorrichtung 42 zugeführt. Die
Korrelationsvergleichsvorrichtung 42 ist ausgebildet, die korrelierten Signalanteile der Kanäle LD(k) und Rü(k) des Downmixsignals, die nur dem ersten Kanal LD(k) spezifischen Signalanteile und die nur dem zweiten Kanal Rü(k) spezifischen Signalanteile zu extrahieren. Die
Korrelationsvergleichsvorrichtung 42 ist ausgebildet, aus den korrelierten Signalanteilen das korrelierte Signal CK(k), aus den dem ersten Kanal LD(k) spezifischen Signalanteilen das erste individuelle Signal LK(k) und aus den dem zweiten Kanal RD(k) spezifischen Signalanteilen das zweite individuelle Signal RK W Z U bilden. Für ein Verfahren zur Bestimmung der korrelierten und spezifischen Signalanteile der Kanäle LD(k) und RD(k), siehe Fig. 5. Allerdings ist jedes andere Verfahren zur Bestimmung der korrelierten und spezifischen Anteile möglich .
Die Korrekturvorrichtung 149 weist eine
Signalverarbeitungsvorrichtung 45 und eine Korrekturvorrichtung 139 auf. Sie übergibt im weiteren das korrelierte Signal CK(k), multipliziert mit einem Faktor C im Fourierraum, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht, an die inverse
Fouriertransformationsvorrichtung 146. Sie übergibt im weiteren das korrelierte Signal CK(k), das erste individuelle Signal LK(k) und das zweite individuelle Signal RK W an die Korrekturvorrichtung 139.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 45 empfängt den ersten Kanal LD(k) und den zweiten Kanal Rü(k) des Downmixsignals, das korrelierte Signal CK(k), das erste individuelle Signal LK(k) und das zweite individuelle Signal RK W . Die dritte Signalverarbeitungsvorrichtung 45 ist ausgebildet, das folgendermassen gebildete dritte Signal Sc(k) zu bilden:
Cu(k)=2* (Lk(k)+Rk(k) )-LD(k)-RD(k)+4*CK(k) .
Das dritte Signal Cu' (k) wird, multipliziert mit einem Faktor C im Fourierraum, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht, an die inverse
Fouriertransformationsvorrichtung 146 übergeben.
Die Korrekturvorrichtung 139 bestimmt den korrelierten Anteil K2 aller Ausgangssignale der Korrelationsvergleichsvorrichtung 42. Beispielsweise wird für das korrelierte Signal CK(k) und das erste individuelle Signal LK(k) einen Korrelationsvergleich 122.1 durchgeführt, um den korrelierten Anteil Ki herauszufinden, und anschliessend für Ki und das zweite individuelle Signal Ric(k) ein Korrelationsvergleich 122.2 durchgeführt, um den korrelierten Anteil K2 herauszufinden. Alternative Signalkombinationen und Korrelationsvergleiche zur Bestimmung von K2 sind möglich.
Anschliessend wird K2 mit einem Faktor C im Fourierraum multipliziert, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht. Das Resultat C * K2(k) wird anschliessend an die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 146 übergeben.
Die vierte Signalverarbeitungsvorrichtung 148 weist die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 146 und die fünfte Signalverarbeitungsvorrichtung 147 auf. Die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 146 ist ausgebildet, das erste korrigierte Ausgangssignal der Signalverarbeitungsvorrichtung 45, C * C'u(k), das zweite korrelierte Signal C * CK(k) und das dritte korrigierte Ausgangssignal der Korrekturvorrichtung 139, C * K2(k), durch Anwendung einer inversen Fouriertransformation in den Zeitraum zu transformieren. Für jede der drei inversen Fouriertransformationen wird das entsprechende Signalfenster mit einer Fensterfunktion multipliziert. Vorzugsweise mit der ersten (N.B. bei oben beschriebener Umkehrung des Wirkungsprinzips: zweiten) Fensterfunktion. Die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 146 weist eine erste inverse Fouriertransformationseinheit 146. CU, eine zweite inverse Fouriertransformationseinheit 146. CK und eine dritte inverse Fouriertransformationseinheit 146. CKK auf. Die erste inverse Fouriertransformationseinheit 146. CU ist ausgebildet, das erste Signal C * C'u(k) invers in das erste Signal (C * Cu' (k) ) (t) zu Fourier-transformieren . Die zweite inverse Fouriertransformationseinheit 146. CK ist ausgebildet, das zweite Signal C * CK(k) invers in das zweite Signal (C * CK(k)) (t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die dritte inverse Fouriertransformationseinheit 146. CKK ist ausgebildet, das dritte Signal C * K2(k) invers in das dritte Signal (C * K2(k)) (t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die fünfte Signalverarbeitungsvorrichtung 147 empfängt die folgenden Signale im Zeitraum: das korrelierte Signal (C * Cu' (k) ) (t) , das korrelierte Signal (C * CK(k)) (t) und das Ausgangssignal (C * K2(k)) (t) der Korrekturvorrichtung 139. Die Signalverarbeitungsvorrichtung 127 verarbeitet die eben beschriebenen Signale wie folgt zu drei Ausgabesignalen, wobei K einen weiteren Faktor beschreibt, der idealerweise gleich dem Gain 14 der Fig. 1 oder dem Gain 54 der Fig. 4 ist: Lu(t) = LD(t) - K * Cu(t)
Ru(t) = RD(t) - Cu(t)
Cu(t) = (C * Cu' (k) ) (t) + K * ( (C * CK(k) ) (t) - (C* K2 (k) ) (t) ) ,
Anstatt eines festen Gains können auch für alle Signale Gains in Abhängigkeit des Originalpegels oder der Loudness der entsprechenden Kanäle des Multikanalsignals verwendet werden, wie dies später im Detail beschrieben wird. Diese drei Ausgabesignale werden als drei Kanäle eines Upmixsignals verwendet oder weiterverarbeitet zu drei Kanälen eines Upmixsignals. Die linearen Rechenoperationen nach dem Korrelationsvergleich können sowohl im Zeitraum als auch im Fourierraum durchgeführt werden; somit sind weitere äquivalente Ausführungsformen möglich. Sie bilden einen Teil der Erfindung.
Eine Abwandlung der Fig. 13 unter Verwendung sowohl von Eingangssignalen als auch Ausgangssignalen der
Korrelationsvergleichsvorrichtung 42 für die Bestimmung der korrelierten Anteile gemäss 1439.1 und 1439.2 als
Ausführungsbeispiel zeigt die Fig 14, bei welcher die Upmix- oder Kodiervorrichtung 1440 eine
FouriertransformationsVorrichtung 41 , eine
KorrelationsVergleichsVorrichtung 42 , eine
Korrekturvorrichtung 159 und eine
Signalverarbeitungsvorrichtung 158 aufweist.
Die FouriertransformationsVorrichtung 41 und die
KorrelationsVergleichsVorrichtung 42 entsprechen der FouriertransformationsVorrichtung 41 und der
Korrelationsvergleichsvorrichtung 42 der Fig 13
Die Korrekturvorrichtung 159 weist eine erste SignalverarbeitungsVorrichtung 43, eine zweite SignalverarbeitungsVorrichtung 44 und eine dritte
Signalverarbeitungsvorrichtung 45 auf. Diese entsprechen der ersten Signalverarbeitungsvorrichtung 43, der zweiten Signalverarbeitungsvorrichtung 44 und der dritten
Signalverarbeitungsvorrichtung 45 der Fig. 3, siehe oben. Im weiteren weist die Korrekturvorrichtung 159 eine vierte Korrekturvorrichtung 1439.1 und eine fünfte
Korrekturvorrichtung 1439.2 auf.
Die Korrekturvorrichtung 159 multipliziert das Ausgangssignal der Signalverarbeitungsvorrichtung 45 mit einem Faktor C im Fourierraum, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht, führt einerseits das Resultat der inversen Fouriertransformationsvorrichtung 156 zu, und multipliziert es andererseits mit einem Faktor K, der idealerweise gleich dem Gain 14 der Fig. 1 oder dem Gain 54 der Fig. 4 ist.
Das Ergebnis wird mit dem Ausgangssignal der Signalverarbeitungsvorrichtung 43 addiert und anschliessend an die Korrekturvorrichtung 1439.1 übergeben.
In gleicher Weise wird dasselbe Ergebnis mit dem Ausgangssignal der Signalverarbeitungsvorrichtung 44 addiert und anschliessend an die Korrekturvorrichtung 1439.2. übergeben .
Die Korrekturvorrichtung 1439.1 führt auf die Eingangssignale eine Korrelationsvergleich aus, um den korrelierten Anteil Ki ' herauszufinden. Anschliessend wird dieser korrelierte Anteil Ki ' mit einem Faktor C im Fourierraum multipliziert, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht. Das resultierende Signal wird der inversen
Fouriertransformationsvorrichtung 156 zugeführt.
Die Korrekturvorrichtung 1439.2 führt auf die Eingangssignale eine Korrelationsvergleich aus, um den korrelierten Anteil K2 ' herauszufinden. Anschliessend wird dieser korrelierte Anteil K2 ' mit einem Faktor C im Fourierraum multipliziert, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht. Das resultierende Signal wird ebenfalls der inversen Fouriertransformationsvorrichtung 156 zugeführt.
Die vierte Signalverarbeitungsvorrichtung 158 weist die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 156 und die fünfte Signalverarbeitungsvorrichtung 157 auf. Die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 156 ist ausgebildet, das erste korrigierte Ausgangssignal der Signalverarbeitungsvorrichtung 45, C * C'u(k), das zweite Ausgangssignal der Korrekturvorrichtung 1439.1, C * Ki ' (k) , und das dritte Ausgangssignal der Korrekturvorrichtung 1439.2, C * K2 ' (k) , durch Anwendung einer inversen Fouriertransformation in den Zeitraum zu transformieren. Für jede der drei inversen Fouriertransformationen wird das entsprechende Signalfenster mit einer Fensterfunktion multipliziert. Vorzugsweise mit der ersten (N.B. bei oben beschriebener Umkehrung des Wirkungsprinzips: zweiten) Fensterfunktion. Die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 156 weist eine erste inverse Fouriertransformationseinheit 156. CU, eine zweite inverse Fouriertransformationseinheit 156. CK1 und eine dritte inverse Fouriertransformationseinheit 156. CK2 auf. Die erste inverse Fouriertransformationseinheit 156. CU ist ausgebildet, das erste Signal C * C'u(k) invers in das erste Signal (C * Cu' (k) ) (t) zu Fourier-transformieren . Die zweite inverse Fouriertransformationseinheit 156. CK1 ist ausgebildet, das zweite Signal C * Ki ' (k) invers in das zweite Signal (C * Ki ' (k) ) (t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die dritte inverse Fouriertransformationseinheit 156. CK2 ist ausgebildet, das dritte Signal C * K2 ' (k) invers in das dritte Signal (C * K2 ' (k) ) (t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren .
Die fünfte Signalverarbeitungsvorrichtung 157 empfängt die folgenden Signale im Zeitraum: das korrelierte Signal (C * Cu' (k)) (t), das korrelierte Signal (C * Ki ' (k) ) (t) und das Ausgangssignal (C * K2 ' (k) ) (t) der Korrekturvorrichtung 159.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 157 verarbeitet die eben beschriebenen Signale wie folgt zu drei Ausgabesignalen, wobei K einen weiteren Faktor beschreibt, der idealerweise gleich dem Gain 14 der Fig. 1 oder dem Gain 54 der Fig. 4 ist, und L einen weiteren Faktor, wobei der Faktor L beispielsweise einer Absenkung um -6dB entspricht:
Lu(t) = L * ((1 - C) * LD(t) - C * (C * Ki' (k)) (t))
- K * (C * Cu' (k) ) (t) )
Ru(t) = L * ( (1 - C) * RD(t) - C * (C * K2' (k) ) (t) )
- K * (C * Cu' (k) ) (t) ) Cu(t) = L * (LD(t) + RD(t)) - Lu(t) - Ru(t),
Anstatt eines festen Gains können auch für alle Signale Gains in Abhängigkeit des Originalpegels oder der Loudness der entsprechenden Kanäle des Multikanalsignals verwendet werden, wie dies später im Detail beschrieben wird. Diese drei Ausgabesignale werden als drei Kanäle eines Upmixsignals verwendet oder weiterverarbeitet zu drei Kanälen eines Upmixsignals . Die linearen Rechenoperationen nach dem Korrelationsvergleich können sowohl im Zeitraum als auch im Fourierraum durchgeführt werden; somit sind weitere äquivalente Ausführungsformen möglich. Sie bilden einen Teil der Erfindung.
Führt man beispielsweise die vier Upmix- oder Kodiervorrichtungen 101.1, 101.2, 101.3 und 101.4 der Fig. 9 aus, tritt für die Korrelationsvergleiche 102.1, 102.2, 102.3 oder 102.4 neuerlich ein Leck-Effekt auf, der bei Signalen mit stark harmonischen Signalanteilen zu hörbaren Phasensprüngen führt .
Deshalb wird in einem weiteren möglichen Ausführungsbeispiel, als Alternative zur Upmix- oder Kodiervorrichtung 100, eine Upmix- oder Kodiervorrichtung 1500 der Fig. 15 vorgeschlagen, die einerseits die Mittenkanäle von ihrem gemeinsamen Signalanteil befreit, und andererseits diese hörbaren Phasensprünge eliminiert.
Fig. 15 bestimmt das Upmixsignal durch Anwendung der vier Upmix- oder Kodiervorrichtungen 170.1, 170.2, 170.3 und 170.4 auf die vier benachbarten Signalpaare BLD-FLD, FLD-FRD, FRD-BRD und BRD-BLD.
Die Fouriertransformationsvorrichtung 161 ist ausgebildet, die das erste Eingangssignal FLD, das zweite Eingangssignal FRD, das dritte Eingangssignal BRD und das vierte Eingangssignal BLD durch Anwendung einer Fouriertransformation in den Fourierraum zu transformieren. Für jede der drei Fouriertransformationen wird das entsprechende Signalfenster mit einer Fensterfunktion multipliziert. Vorzugsweise mit der ersten (N.B. bei oben beschriebener Umkehrung des Wirkungsprinzips: zweiten) Fensterfunktion. Die Fouriertransformationsvorrichtung 161 weist eine erste inverse Fouriertransformationseinheit 161. BL, eine zweite Fouriertransformationseinheit 161. FL, eine dritte Fouriertransformationseinheit 161. FR und eine vierte Fouriertransformationseinheit 161. BR auf. Die erste Fouriertransformationseinheit 161. BL ist ausgebildet, das erste Eingangssignal BLD(t) in das erste Signal BLD(k) zu Fourier-transformieren . Die zweite Fouriertransformationseinheit 161. FL ist ausgebildet, das zweite Eingangssignal FLD(t) in das zweite Signal FLD(k) zu Fourier-transformieren . Die dritte
Fouriertransformationseinheit 161. FR ist ausgebildet, das dritte Eingangssignal FRD(t) in das dritte Signal FRD(k) zu Fourier-transformieren . Die vierte
Fouriertransformationseinheit 161. BR ist ausgebildet, das vierte Eingangssignal BRD(t) in das vierte Signal BRD(k) zu Fourier-transformieren . Das Eingangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 170.1 ist das Signalpaar BLD ( k) -FLD ( k) . Das Eingangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 170.2 ist das Signalpaar FLD ( k) -FRD ( k) . Das Eingangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 170.3 ist das Signalpaar FRD ( k) -BRD ( k) . Das Eingangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 170.4 ist das Signalpaar BRD ( k) -BLD ( k) .
Die vier Upmix- oder Kodiervorrichtungen 170.1, 170.2, 170.3 und 170.4 entsprechen den in Fig. 17 respektive dargestellten Upmix- oder Kodiervorrichtungen 170.1, 170.2, 170.3 und 170.4.
Fig. 17 zeigt für den ersten Kanal LD(k) und den zweiten Kanal RD(k) des Downmixsignals im Fourierraum eine
Korrelationsvergleichsvorrichtung 42, siehe Fig. 3, und eine Korrekturvorrichtung 49 auf. Die Korrekturvorrichtung 49 weist eine Signalverarbeitungsvorrichtung 45 auf.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 45 empfängt den ersten Kanal LD(k) und den zweiten Kanal Rü(k) des Downmixsignals, das korrelierte Signal CK(k), das erste individuelle Signal LK(k) und das zweite individuelle Signal RKW . Die dritte Signalverarbeitungsvorrichtung 45 ist ausgebildet, das folgendermassen gebildete dritte Signal Cu' ' (k) zu bilden: Cu" (k)=2* (Lk(k)+Rk(k) )-LD(k)-RD(k)+4*CK(k) .
Das Ausgangssignal Cu' ' (k) der Signalverarbeitungsvorrichtung 45 wird multipliziert mit einem Faktor C im Fourierraum, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht und ergibt das respektive Ausgangssignal für die Upmix- oder Kodiervorrichtungen 170.1, 170.2, 170.3 und 170.4.
Das Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 170.1 ist das Signal SSiL(k) . Das Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 170.2 ist das Signal SFc(k) . Das Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 170.3 ist das Signal SSiR(k) . Das Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 170.4 ist das Signal SBc(k). Die Ausgangssignale SSiL(k), SFc(k), SSiR(k) und SBc(k) werden an die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 166 übergeben.
Der Korrelationsvergleich 102.1 wird für das Signalpaar SFc(k)- SsiR(k) durchgeführt, um den korrelierten Anteil Ki herauszufinden. Anschliessend wird für Ki und SBc(k) ein Korrelationsvergleich 102.2 durchgeführt, um den korrelierten Anteil K2 herauszufinden. Anschliessend wird für K2 und SSiL(k) ein Korrelationsvergleich 102.3 durchgeführt, um den korrelierten Anteil K3 herauszufinden. Anschliessend wird für K3 und SFc(k) ein Korrelationsvergleich 102.4 durchgeführt, um den korrelierten Anteil K4 herauszufinden. Alternative Signalkombinationen und Korrelationsvergleiche zur Bestimmung von K4 sind möglich. K4 wird multipliziert mit einem Faktor C im Fourierraum, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht. C * K4(k) wird an die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 166 übergeben.
Des weiteren wird auf das erste Eingangssignal FLD(k) im Fourierraum und das dritte Eingangssignal BRD(k) im Fourierraum ein Korrelationsvergleich 162.1 durchgeführt, um den korrelierten Anteil K5 herauszufinden. Des weiteren wird auf das zweite Eingangssignal FRD(k) im Fourierraum und das vierte Eingangssignal BLD(k) im Fourierraum ein Korrelationsvergleich 162.2 durchgeführt, um den korrelierten Anteil Ke herauszufinden. Anschliessend wird auf K5 und Ke ein Korrelationsvergleich 162.3 durchgeführt, um den korrelierten Anteil K7 herauszufinden. Alternative Signalkombinationen und Korrelationsvergleiche zur Bestimmung von K7 sind möglich. K7 wird multipliziert mit einem Faktor C im Fourierraum, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht. C * 7(k) wird an die inverse
Fouriertransformationsvorrichtung 166 übergeben.
Die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 166 ist ausgebildet, das erste korrelierte Signal SSiL(k), das zweite korrelierte Signal SFc(k), das dritte korrelierte Signal S siR(k), das vierte korrelierte Signal SBc(k), das fünfte Ausgangssignal des Korrelationsvergleichs 102.4, C * K4(k), und das sechste Ausgangssignal des Korrelationsvergleichs 162.3, C * K7(k), durch Anwendung einer inversen Fouriertransformation in den Zeitraum zu transformieren. Für jede der sechs inversen Fouriertransformationen wird das entsprechende Signalfenster mit einer Fensterfunktion multipliziert. Vorzugsweise mit der ersten (N.B. bei oben beschriebener Umkehrung des Wirkungsprinzips: zweiten) Fensterfunktion. Die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 166 weist eine erste inverse Fouriertransformationseinheit 166. SIL, eine zweite inverse Fouriertransformationseinheit 166. FC, eine dritte inverse Fouriertransformationstionseinheit 166. SIR, eine vierte inverse Fouriertransformationseinheit 166. BC, eine fünfte inverse Fouriertransformationseinheit 166. K4 und eine sechste inverse Fouriertransformationseinheit 166. K7 auf. Die erste inverse Fouriertransformationseinheit 166. SIL ist ausgebildet, das erste Signal SSiL(k) invers in das erste Signal SSiL(t) zu Fourier-transformieren . Die zweite inverse
Fouriertransformationseinheit 166. FC ist ausgebildet, das zweite Signal SFc(t) invers in das zweite Signal SFc(t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die dritte inverse Fouriertransformationseinheit 166. SIR ist ausgebildet, das dritte Signal SSiR(k) invers in das dritte Signal SSiR(t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die vierte inverse Fouriertransformationseinheit 166. BC ist ausgebildet, das vierte Signal SBc(k) invers in das vierte individuelle Signal Sßc(t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die fünfte inverse Fouriertransformationseinheit 166. K4 ist ausgebildet, das fünfte Signal C * K4(k) invers in das fünfte Signal (C * K4(k)) (t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die sechste inverse Fouriertransformationseinheit 166. K7 ist ausgebildet, das sechste Signal C * 7(k) invers in das sechste Signal (C * K7(k)) (t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren .
Anschliessend wird, nunmehr im Zeitraum, (C * K7(k)) (t) von (C * K4(k)) (t) subtrahiert. Das Ergebnis wird multipliziert mit einem Faktor C im Zeitraum, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht. Das Ergebnis wird an die Subtraktoren 164.1, 164.2, 164.3 und 164.4 übergeben, welche für die korrelierten Signale SSiL(t), SFc(t), SSiR(t) und SBc(t) die Phasensprünge gemäss folgenden Gleichungen korrigieren: SiLu(t) = SsiL(t) - C * ((C * K4(k)) (t) - (C * K7(k)) (t)))
FCu(t) = SFC(t) - C * ((C * K4(k)) (t) - (C * K7(k)) (t)))
SiRu(t) = SsiR(t) - C * ((C * K4(k)) (t) - (C * K7(k)) (t)))
BCu(t) = SBC(t) - C * ((C * K4(k)) (t) - (C * K7(k)) (t))) Abschliessend werden die individuellen Seitensignale im Zeitraum BLu(t), FLu(t), FRU ( t ) und BRu(t) mittels der Gains 163.1, 163.2, 163.3 und 163.4 mit einem Faktor K, der idealerweise gleich dem Gain 14 der Fig. 1 oder dem Gain 54 der Fig. 4 ist, und der Subtraktoren 167.1, 167.2, 167.3 und 167.4 anhand des erste Eingangssignals im Zeitraum BLD(t), anhand des zweiten Eingangssignals im Zeitraum FLD(t), anhand des dritten Eingangssignals im Zeitraum FRD(t) und anhand des vierten Eingangssignals im Zeitraum BRD(t) wie folgt bestimmt:
BLu(t) = BLD(t) - K * (SiLu(t) + BCu(t))
FLu(t) = FLD(t) - K * (SiLu(t) + FCu(t)) FRu ( t ) FRD(t) K * (SiRu(t) + FCu(t) )
BRu ( t ) BRD(t) K * (SiRu(t) + BCu(t) ) Die resultierenden Kanäle des Upmixsignals BLu(t), SiLu(t), FLu(t), FCu(t), FRu(t) SiRu(t), BRu(t) und BCu(t) können durch Gains bzw. einen Gain angepasst werden, die/der von dem Pegel oder der Loudness des originalen Multikanalsignals bzw. von der Summe von dessen Amplitudenspektrum abhängen/abhängt. Im Folgenden, siehe unten, sollen Verfahren beschrieben werden, um die Pegel/Loudness bzw. die Summe des Amplitudenspektrums des Upmixsignals an das originale Multikanalsignal anzupassen. Allerdings können die folgenden Verfahren auch auf andere Upmixsignale oder Multikanalsignale angewandt werden. Dieser Originalpegel oder die Originalloudness bzw. die Summe des originalen Amplitudenspektrums können zum Beispiel mit dem Downmixsignal mitübertragen werden.
Wird die Fig. 13 kategorisch auf das Schema der Fig. 15 übertragen, ergibt sich eine Anordnung der Fig. 16 mit der Upmix- oder Kodiervorrichtung 1600, die sowohl die Mittenkanäle von ihrem gemeinsamen Signalanteil befreit als auch hörbaren Phasensprünge eliminiert. Fig. 16 bestimmt das Upmixsignal durch Anwendung der vier Upmix- oder Kodiervorrichtungen 180.1, 180.2, 180.3 und 180.4 auf die vier benachbarten Signalpaare BLD-FLD, FLD-FRD, FRD-BRD und BRD-BLD. Die Fouriertransformationsvorrichtung 161 entspricht der Fouriertransformationsvorrichtung 161 der Fig. 15.
Das Eingangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.1 ist das Signalpaar BLD ( k) -FLD ( k) . Das Eingangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.2 ist das Signalpaar FLD ( k) -FRD ( k) . Das Eingangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.3 ist das Signalpaar FRD ( k) -BRD ( k) . Das Eingangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.4 ist das Signalpaar BRD ( k) -BLD ( k) . Die vier Upmix- oder Kodiervorrichtungen 180.1, 180.2, 180.3 und 180.4 entsprechen den in Fig. 18 respektive dargestellten Upmix- oder Kodiervorrichtungen 180.1, 180.2, 180.3 und 180.4.
Fig. 18 zeigt für den ersten Kanal LD(k) und den zweiten Kanal Rü(k) des Downmixsignals im Fourierraum eine Korrelationsvergleichsvorrichtung 42, siehe Fig. 3, und eine
Korrekturvorrichtung 49 auf. Die Korrekturvorrichtung 49 weist eine Signalverarbeitungsvorrichtung 43, eine
Signalverarbeitungsvorrichtung 44 und eine Signalverarbeitungsvorrichtung 45 auf.
Das korrelierte Ausgangssignal CK(k) der
Korrelationsvergleichsvorrichtung 42 wird mit einem Faktor C im Fourierraum multipliziert, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht und ergibt das respektive erste Ausgangssignal für die Upmix- oder Kodiervorrichtungen 180.1, 180.2, 180.3 und 180.4.
Die erste Signalverarbeitungsvorrichtung 43 empfängt den ersten Kanal LD(k) des Downmixsignals, das korrelierte Signal CK(k) und das erste individuelle Signal LK(k) . Die erste Signalverarbeitungsvorrichtung 43 ist ausgebildet, das respektive zweite Ausgangssignal 2 *Lk ( k) -LD ( k) +2 *CK ( k) für die Upmix- oder Kodiervorrichtungen 180.1, 180.2, 180.3 und 180.4 zu bilden.
Die zweite Signalverarbeitungsvorrichtung 44 empfängt den zweiten Kanal Rü(k) des Downmixsignals, das korrelierte Signal CK(k) und das zweite individuelle Signal RKW . Die zweite Signalverarbeitungsvorrichtung 44 ist ausgebildet, das respektive dritte Ausgangssignal 2 *Rk ( k) -RD ( k) +2 *CK ( k) für die Upmix- oder Kodiervorrichtungen 180.1, 180.2, 180.3 und 180.4 zu bilden.
Die dritte Signalverarbeitungsvorrichtung 45 empfängt den ersten Kanal LD(k) und den zweiten Kanal Rü(k) des Downmixsignals , das korrelierte Signal CK(k), das erste individuelle Signal LK(k) und das zweite individuelle Signal RK(k) . Die dritte Signalverarbeitungsvorrichtung 45 ist ausgebildet, das folgendermassen gebildete Signal Cu' ' (k) zu bilden:
Cu" (k)=2* (Lk(k)+Rk(k) )-LD(k)-RD(k)+4*CK(k) .
Das Ausgangssignal Cu' ' (k) der Signalverarbeitungsvorrichtung 45 wird multipliziert mit einem Faktor C im Fourierraum, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht, und ergibt das respektive vierte Ausgangssignal für die Upmix- oder Kodiervorrichtungen 180.1, 180.2, 180.3 und 180.4.
Das erste Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.1 der Fig. 16 ist das Signal Sil/ (k) . Das zweite Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.1 ist das Signal SBL ( k) . Das dritte Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.1 ist das Signal SSiL(k) . Das vierte Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.1 ist das Signal SFL(k) . Das erste Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.2 ist das Signal FC (k) . Das zweite Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.2 ist das Signal SFL(k) . Das dritte Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.2 ist das Signal SFc(k) . Das vierte Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.2 ist das Signal SFR ( k) . Das erste Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.3 ist das Signal SiR' (k) . Das zweite Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.3 ist das Signal SFR(k) . Das dritte Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.3 ist das Signal SSiR(k). Das vierte Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.3 ist das Signal SBR(k) . Das erste Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.4 ist das Signal BC (k) . Das zweite Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.4 ist das Signal SBR ( k) . Das dritte Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.4 ist das Signal SBc(k). Das vierte Ausgangssignal der Upmix- oder Kodiervorrichtung 180.4 ist das Signal SBL (k) .
Die Ausgangssignale Sil/ (k) SsiL(k), FC (k), SFC(k), SiR' (k) , SsiR(k), BC (k) und SBc(k) werden an die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 1606 übergeben.
Der Korrelationsvergleich 1602.1 wird für das Signalpaar SFc(k)-FC (k) durchgeführt, um den korrelierten Anteil Ki herauszufinden. Anschliessend wird für Ki und SFR ( k) ein Korrelationsvergleich 1602.2 durchgeführt, um den korrelierten Anteil K2 herauszufinden. K2 wird vom Gain 173.2 multipliziert mit einem Faktor C im Fourierraum, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht, und anschliessend an die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 1606 übergeben. Alternative Signalkombinationen und Korrelationsvergleiche zur Bestimmung von K2 sind möglich.
In gleicher Weise wird der Korrelationsvergleich 1602.3 wird für das Signalpaar SBR ( k) -SBc ( k) durchgeführt, um den korrelierten Anteil K3 herauszufinden. Anschliessend wird für K3 und SBL(k) ein Korrelationsvergleich 1602.4 durchgeführt, um den korrelierten Anteil K4 herauszufinden. K4 wird vom Gain 173.4 multipliziert mit demselben Faktor C im Fourierraum, und anschliessend an die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 1606 übergeben. Alternative Signalkombinationen und Korrelationsvergleiche zur Bestimmung von K4 sind möglich. In gleicher Weise wird der Korrelationsvergleich 172.1 wird für das Signalpaar SSIL ( k) -SBL ( k) durchgeführt, um den korrelierten Anteil K5 herauszufinden. Anschliessend wird für K5 und SFL ( k) ein Korrelationsvergleich 172.2 durchgeführt, um den korrelierten Anteil Ke herauszufinden. Ke wird vom Gain 173.1 multipliziert mit demselben Faktor C im Fourierraum, und anschliessend an die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 1606 übergeben. Alternative Signalkombinationen und Korrelationsvergleiche zur Bestimmung von Ke sind möglich.
In gleicher Weise wird der Korrelationsvergleich 172.3 wird für das Signalpaar SSiR(k)- SFR(k) durchgeführt, um den korrelierten Anteil K7 herauszufinden. Anschliessend wird für K7 und SBR (k) ein Korrelationsvergleich 172.4 durchgeführt, um den korrelierten Anteil Ks herauszufinden. Ks wird vom Gain 173.3 multipliziert mit demselben Faktor C im Fourierraum, und anschliessend an die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 1606 übergeben. Alternative Signalkombinationen und Korrelationsvergleiche zur Bestimmung von Ks sind möglich.
Die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 1606 ist ausgebildet, das erste korrelierte Signal Sil/ , das zweite korrelierte Signal C * Ke(k), das dritte korrelierte Signal SsiL(k), das vierte korrelierte Signal FC' (k) , das fünfte korrelierte Signal C * K2(k), das sechste korrelierte Signal SFc(k), das siebte korrelierte Signal SiR' (k) , das achte korrelierte Signal C * Ks(k), das neunte korrelierte Signal SsiR(k), das zehnte korrelierte Signal BC (k) , das elfte korrelierte Signal C * K4(k) und das zwölfte korrelierte Signal SBc(k) durch Anwendung einer inversen Fouriertransformation in den Zeitraum zu transformieren. Für jede der zwölf inversen Fouriertransformationen wird das entsprechende Signalfenster mit einer Fensterfunktion multipliziert. Vorzugsweise mit der ersten (N.B. bei oben beschriebener Umkehrung des Wirkungsprinzips: zweiten) Fensterfunktion. Die inverse Fouriertransformationsvorrichtung 1606 weist eine erste inverse Fouriertransformationseinheit 1606. SiL, eine zweite inverse Fouriertransformationseinheit 1606. CK6, eine dritte inverse Fouriertransformationstionseinheit 1606. SSIL, eine vierte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. FC, eine fünfte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. K2, eine sechste inverse Fouriertransformationseinheit 1606. SFC, eine siebte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. SiR, eine achte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. CK8, eine neunte inverse Fouriertransformationstionseinheit 1606. SSIR, eine zehnte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. BC, eine elfte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. K4 und eine zwölfte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. SBC auf. Die erste inverse Fouriertransformationseinheit 1606. SIL ist ausgebildet, das erste Signal SiL' (k) invers in das erste Signal SiL' (t) zu Fourier-transformieren . Die zweite inverse Fouriertransformationseinheit 1606. CK6 ist ausgebildet, das zweite Signal (C * Ke) (k) invers in das zweite Signal ( (C * Ke) (k) ) (t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die dritte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. SSIL ist ausgebildet, das dritte Signal SSiL(k) invers in das dritte Signal SSiL(t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die vierte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. FC ist ausgebildet, das vierte Signal FC (k) invers in das vierte Signal FC (t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die fünfte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. K2 ist ausgebildet, das fünfte Signal C * K2(k) invers in das fünfte Signal (C * K2(k)) (t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die sechste inverse Fouriertransformationseinheit 1606. SFC ist ausgebildet, das sechste Signal SFc(k) invers in das sechste Signal SFc(t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die siebte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. SIR ist ausgebildet, das siebte Signal SiR' (k) invers in das siebte Signal SiR' (t) zu Fourier-transformieren . Die achte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. CK8 ist ausgebildet, das zweite Signal (C * Ks) (k) invers in das achte Signal ( (C * Ks) (k) ) (t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die neunte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. SSIR ist ausgebildet, das neunte Signal SSiR(k) invers in das neunte Signal SSiR(t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die zehnte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. BC ist ausgebildet, das zehnte Signal BC (k) invers in das zehnte Signal BC (t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die elfte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. K4 ist ausgebildet, das elfte Signal C * K4(k) invers in das elfte Signal (C * K4(k)) (t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren . Die zwölfte inverse Fouriertransformationseinheit 1606. SBC ist ausgebildet, das zwölfte Signal SBc(k) invers in das zwölfte Signal SBc(t) im Zeitraum zu Fourier-transformieren .
Anschliessend werden, nunmehr im Zeitraum, sowohl die jeweils durch eine Upmix- oder Kodiervorrichtungen 180.1, 180.2, 180.3 oder 180.4 entstehenden korrelierten spektralen Anteile entfernt als auch die jeweils entstehenden hörbaren Phasensprünge eliminiert:
Hierzu werden mittels der Gains 174.1, 174.2, 174.3 und 174.4, mit einem Faktor C, wobei der Faktor C beispielsweise einer Absenkung um -9dB entspricht, der Subtraktoren 175.1, 175.2, 175.3 und 175.4, der Gains 176.1, 176.2, 176.3 und 176.4, die denselben Faktor C aufweisen, und der Subtraktoren 177.1, 177.2, 177.3 und 177.4 für die resultierenden korrelierten Ausgangssignale sowohl die jeweils korrelierten spektralen Anteile als auch die jeweils auftretenden Phasensprünge gemäss folgenden Gleichungen korrigiert:
SiLu(t) = C * Sil/ (t) + SsiL(t) - C * ( (C * K6(k)) (t)
FCu(t) = C * FC (t) + SFC(t) - C * ( (C * K2 (k) ) (t) S iRu(t) C * SiR' (t) + SsiR(t) - C * ((C * K8(k)) (t)
BCu(t) C * BC (t) + SBC(t) - C * ( (C * K4(k)) (t)
Abschliessend werden die individuellen Seitenausgangssignale BLu(t), FLu(t), FRu(t) und BRu(t) im Zeitraum mittels der Gains 163.1, 163.2, 163.3 und 163.4 mit einem Faktor K, der idealerweise gleich dem Gain 14 der Fig. 1 oder dem Gain 54 der Fig. 4 ist, und der Subtraktoren 167.1, 167.2, 167.3 und 167.4 anhand des erste Eingangssignals im Zeitraum BLD(t), anhand des zweiten Eingangssignals im Zeitraum FLD(t), anhand des dritten Eingangssignals im Zeitraum FRD(t) und anhand des vierten Eingangssignals im Zeitraum BRD(t) wie folgt bestimmt:
BLu(t) BLD(t) K * (SiLu(t) + BCu(t) )
FLu(t) FLD(t) K * (SiLu(t) + FCu(t) )
FRu(t) FRD(t) K * (SiRu(t) + FCu(t) )
BRu(t) = BRD(t) - K * (SiRu(t) + BCu(t))
Die resultierenden Kanäle des Upmixsignals BLu(t), SiLu(t), FLu(t), FCu(t), FRu(t) SiRu(t), BRu(t) und BCu(t) können durch Gains bzw. einen Gain angepasst werden, die/der von dem Pegel oder der Loudness des originalen Multikanalsignals bzw. von der Summe von dessen Amplitudenspektrum abhängen/abhängt. Im Folgenden sollen Verfahren beschrieben werden, um die Pegel/Loudness bzw. die Summe des Amplitudenspektrums des Upmixsignals an das originale Multikanalsignal anzupassen. Allerdings können die folgenden Verfahren auch auf andere Upmixsignale oder Multikanalsignale angewandt werden. Dieser Originalpegel oder die Originalloudness bzw. die Summe des originalen Amplitudenspektrums können zum Beispiel mit dem Downmixsignal mitübertragen werden. Fig. 10 zeigt ein Verfahren/Vorrichtung zur Berechnung einer Loudness bzw. der Summe des Amplitudenspektrums eines Upmixsignals/Multikanalsignals mit mehreren Kanälen nach der ITU-R Empfehlung BS.1770-3. Dabei wird auf jedes zu verarbeitende Signalfenster eines jeden Kanals ein K-Filter 61 angewandt. Danach wird für jeden Kanal die Summe der Quadrate der Datenpunkte des Signalfensters in der Einheit 62 gebildet, was der Leistung des Kanals in dem Signalfenster entspricht (abgeleitet vom Leistungsspektrum) . Alternativ kann dazu die Summe des Amplitudenspektrums des Signalfensters im Zeitraum oder im Fourierraum in der Einheit 62 gebildet werden. Danach wird die Leistung/die Summe des Amplitudenspektrums jedes Kanals mit einem entsprechenden Gain 63 gewichtet, bevor diese in 64 aufsummiert werden. Die Einheiten 65 und 66 sind weitere Verarbeitungen der Ausgabe der Summe 64. Details können in der genannten Empfehlung nachgelesen werden, welche hier per Referenz eingefügt wird. Wenn die Original-Loudness bzw. die Summe des originalen Amplitudenspektrums auf der Basis des Multikanalsignals entsprechend berechnet wird, so können alle Kanäle des Upmixsignals mit dem Verhältnis aus der Summe der originalen Amplitudenspektren (auch abgeleitet aus der Original-Loudness) und der Summe der Amplitudenspektren (auch abgeleitet aus der Loudness) des Upmixsignals korrigiert werden.
Fig. 11 zeigt nun ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Berechnung der Loudness bzw. der Summe der Amplitudenspektren eines Upmixsignals/Multikanalsignals zur Anpassung der Loudness bzw. der Summe der Amplitudenspektren des Upmixsignals an das Multikanalsignal . Hier werden die Kanäle des Multikanalsignals/Upmixsignals in zwei Gruppen unterteilt. Zum Beispiel in Seitenkanäle und in Mittenkanäle. Seitenkanäle sind zum Beispiel FL, FR, BL, BR, TpFL, TpFR, TpBL, TpBR, BtFR, BtFL, FRc, FLc oder deren Unterkombinationen. Mittenkanäle sind zum Beispiel FC, BC, SiR, SiL, TpFC, TpBC, TpSiR, TpSiL, TpC, BtFC oder deren Unterkombinationen. Allgemein sollen die Seitenkanäle in Fig. 11 als Sl, S2, etc. bezeichnet werden. Allgemein sollen die Mittenkanäle in Fig. 11 als Cl, C2, etc. bezeichnet werden. Für die erste Gruppe (Seitenkanäle) wird eine gemeinsame Loudness/eine gemeinsame Summe der Amplitudenspektren berechnet und für die zweite Gruppe (Mittenkanäle) wird für jeden Kanal jeweils eine individuelle Loudness/eine individuelle Summe des Amplitudenspektrums berechnet. Dies wird sowohl für das originale Multikanalsignal mit den Seitenkanälen SOI, S02, S03, ... und mit den Mittenkanälen COl, C02, C03, ... als auch für das Upmixsignal mit den Seitenkanälen SU1, SU2, SU3, ... und mit den Mittenkanälen CU1, CU2, CU3, ... gemacht. Die gemeinsame Loudness GSo bzw. die gemeinsame Summe der Amplitudenspektren Aso der Seitenkanäle SOI, S02, S03, ... des Multikanalsignals und die individuelle Loudness Gcoi / GCo2 , Gco3 r ■■■ bzw. die individuellen Summen der Amplitudenspektren ACoi , ACo2, ACo3, der Mittenkanäle COl, C02, C03, ... des Multikanalsignal werden in der Downmixvorrichtung in periodischen Abständen berechnet und mit dem Downmixsignal an die Upmixvorrichtung übertragen. Die periodischen Abstände entsprechen in der Regel der Länge eines zu verarbeitenden Signals, wobei die Fensterlänge für die Berechnungen nur den Anfang umfassen kann (beispielsweise einen Look-ahead von rund 900ms) , einen längeren Abschnitt oder die gesamte Signallänge. Die gemeinsame Loudness GSu bzw. die gemeinsame Summe der Amplitudenspektren Asu der Seitenkanäle SU1, SU2, SU3, ... des Upmixsignals und die individuelle Loudness Gcui / GCu2, GCu3/ ··· bzw. die individuelle Summe der Amplitudenspektren ACui , ACu2, ACu3, ··· der Mittenkanäle CU1, CU2, CU3, ... des Upmixsignal werden in der Upmix- oder Kodiervorrichtung in den periodischen Abständen berechnet. Die entsprechenden Signalabschnitte/Signalfenster der Seitenkanäle SU1, SU2, SU3, ... des Upmixsignals werden dann mit dem Faktor Aso/Asu multipliziert. Die entsprechenden Signalabschnitte/Signalfenster der Mittenkanäle CUl, CU2, CU3, des Upmixsignals werden jeweils mit dem zugehörigen individuellen Faktor ACOi/ACui, AC02/ACu2, AC03/ACu3, multipliziert. Dies hat den grossen Vorteil, dass die durch die Korrekturen hervorgerufenen Lautstärkeveränderungen zwischen den Mittenkanälen und den Seitenkanälen besser korrigiert werden können, und gleichzeitig die weniger anfälligen Seitenkanäle durch eine einfache gemeinsame Pegelkorrektur angepasst werden können.
Die Korrektur der Pegel/Loudness/Amplitudenspektren ist nicht auf die hier dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere können die Ansprüche bezgl. dieser Korrektur (z.B. 46 bis 49) auch auf andere Upmixsignale und Kodier- und/oder Upmixvorrichtungen angewandt werden, und ist nicht auf die Upmixsignale und die Kodier- und/oder Upmixvorrichtungen der rückbezogenen Ansprüche beschränkt.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Auch wenn die Erfindung im Zusammenhang mit Audiosignalen beschrieben wurde, ist diese nicht auf diese beschränkt. Die Erfindung kann auf alle korrelierten Multikanalsignale Anwendung finden. Ein Beispiel ist ein Downmix von drei Farbkanälen eines Videosignals in zwei Farbkanäle und die darauffolgende Wiederherstellung durch das in den Ausführungsbeispielen beschriebene Verfahren.
Insbesondere sind die Anwendung eines Gains auf ein Signal im Zeitraum und die Anwendung eines Gains auf dasselbe Signal im Fourierraum für nicht-stationäre Signale nur näherungsweise gleich. Diese Dualität macht sich die Erfindung geschickt zunutze .
In dieser Anmeldung wurde aus Gründen der Konsistenz der linke Kanal als erster Kanal und der rechte Kanal als zweiter Kanal des Downmixsignals beschrieben. Allerdings kann der erste Kanal des Downmixsignals nach den Ansprüchen auch der linke Kanal des Downmixsignals sein und der zweite Kanal des Downmixsignals nach den Ansprüchen auch der rechte Kanal des Downmixsignals sein. Folglich können auch das erste und das zweite individuelle Signal und das erste und das zweite Signal auch seitenverkehrte Bedeutung haben.
Die Vorrichtung zur Bestimmung eines ersten, zweiten und/oder dritten Kanals des Multikanalsignals nach Anspruch 12 bezieht sich bezüglich der Ausführungsbeispiele der Fig. 2, 3, 12, 13, 14, 15 und 16 auf alle nach den Korrelationsvergleichen 22 und 42 durch geführten Operationen. In Fig. 2 (3, 12, 13, 14) beinhaltet diese Vorrichtung somit die Einheiten 28 (48, 128, 148, 158) und 29 (49, 129, 149, 159) wobei die Funktionen der Einheiten 28 (48, 128, 148, 158) und 29 (49, 129, 149, 159) auch untereinander verschoben werden können. In Fig. 3 beinhaltet diese Vorrichtung die Einheiten 48 und 49, wobei die Funktionen der Einheiten 48 und 49 auch untereinander verschoben werden können.
Die Korrekturvorrichtung und die
Signalverarbeitungsvorrichtung nach den Ansprüchen in den Ausführungsbeispielen 15 bis 18 sind nicht explizit eingezeichnet. Dabei sollen die zur Bestimmung des Residualsignals oder Korrektursignals notwendigen Funktionen als zu der Korrekturvorrichtung zählen. Die zu der Bestimmung der Kanäle des Multikanalsignals notwendigen Funktionen sollen zu der Signalverarbeitungsvorrichtung gehören. Die inverse Fouriertransformationsvorrichtung in den Ausführungsbeispielen kann sowohl in der Korrekturvorrichtung als auch in der Signalverarbeitungsvorrichtung oder in beiden oder ausserhalb dieser angeordnet werden.

Claims

PATENTA SPRÜCHE
Downmixvorrichtung zum Downmixen eines Multikanalsignals mit einem ersten Kanal (L0(t)), mit einem zweiten Kanal (R0(t)) und mit einem dritten Kanal (C0(t)) aufweisend: eine Fouriertransformationsvorrichtung (11) ausgebildet zum Fouriertransformieren des ersten Kanals (L0(t)), des zweiten Kanals (R0(t)) und des dritten
Kanals (C0(t)) des Multikanalsignals;
einen Downmixer (12) zum Bilden einer ersten Linearkombination aus dem Fourier-transformierten ersten Kanal (L0(k)) und dem Fouriertransformierten dritten Kanal (C0(k)) und einer zweiten Linearkombination aus dem Fouriertransformierten zweiten Kanal (R0(k)) und dem Fouriertransformierten dritten Kanal (C0(k));
dadurch gekennzeichnet, dass
die Fouriertransformationsvorrichtung (11) ausgebildet ist, die für die Fouriertransformation verwendeten Fenster des ersten Kanals (L0(t)) und des zweiten Kanals (R0(t)) des Multikanalsignals vor der Fouriertransformation jeweils mit einer ersten
Fensterfunktion zur Unterdrückung des Leck-Effekts zu multiplizieren und die für die Fouriertransformation verwendeten Fenster des dritten Kanals (C0(t)) des
Multikanalsignals vor der Fouriertransformation mit einer zweiten Fensterfunktion zur Unterdrückung des Leck- Effekts zu multiplizieren.
2. Downmixvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich die erste Fensterfunktion von der zweiten Fensterfunktion
unterscheidet .
3. Downmixvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die
erste Fensterfunktion eine Flat-top-Fensterfunktion ist.
4. Downmixvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Fensterfunktion eine Hamming-Fensterfunktion ist.
5. Downmixvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die zweite Fensterfunktion eine Flat-top-
Fensterfunktion ist.
6. Downmixvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die zweite Fensterfunktion eine Hamming- Fensterfunktion ist.
7. Downmixvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei die Signalvorrichtung eine inverse
Fouriertransformationsvorrichtung (13) zur inversen
Fouriertransformation der ersten Linearkombination und der zweiten Linearkombination oder von aus diesen
gebildeten Signalen aufweist.
8. Downmixvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei der Downmixer ausgebildet ist, den Fouriertransformierten ersten Kanal (L0(k)) und den mit einhalb multiplizierten Fourier-transformierten dritten Kanal (C0(k)) zu addieren und den Fourier-transformierten zweiten Kanal (R0(k)) und den mit einhalb multiplizierten Fourier-transformierten dritten Kanal (C0(k)) zu
addieren .
9. Downmixvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei die Downmixvorrichtung eine
Phasenkorrekturvorrichtung aufweist.
10. Downmixvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die
Phasenkorrekturvorrichtung ausgebildet ist, die Amplitude der Summe der spektralen Anteile der für die
Linearkombination zu summierenden Signale pro Frequenz in Abhängigkeit der Summe der spektralen Anteile der
Powerspektren der für die Linearkombination zu
summierenden Signale zu korrigieren. 11. Downmixvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend eine Signalvorrichtung zum Bilden eines ersten Kanals des Downmixsignals auf der Basis der ersten
Linearkombination (LD(k)) und zum Bilden eines zweiten Kanals des Downmixsignals (RD(k)) auf der Basis der zweiten Linearkombination.
Upmix- oder Kodiervorrichtung zur Bestimmung eines
Multikanalsignals mit einem ersten Kanal (Lu(t), Lu(k)), mit einem zweiten Kanal ( Ru(t), Ru(k)) und mit einem dritten Kanal (Cu(t), Cu(k)) aus einem Downmixsignal mit einem ersten Kanal (LD(t), LD(k)) und mit einem zweiten Kanal ( RD(t), RD(k)) aufweisend:
eine Korrelationsvergleichsvorrichtung (22, 42) zur Bestimmung eines korrelierten Signals (CK(t), CK(k)) auf der Basis der korrelierten Anteile des ersten Kanals (LD(t), LD(k)) und des zweiten Kanals ( RD(t), RD(k)) des Downmixsignals und zur Bestimmung zumindest eines Signals aus einem ersten individuellen Signal (LK(t), LK(k)) und einem zweiten individuellen Signal ( RK(t), RK(k)), wobei das erste individuelle Signal auf der Basis der dem ersten Kanal (LD(t), LD(k)) des Downmixsignals
spezifischen Anteile bestimmt wird und/oder das zweite individuelle Signal ( RK(t), RK(k)) auf der Basis der dem zweiten Kanal ( RD(t), RD(k)) des Downmixsignals
spezifischen Anteile bestimmt wird; und
eine Vorrichtung zur Bestimmung eines oder einer Kombination von einem ersten Kanal (Lu(t), Lu(k)) eines Multikanalsignals, einem zweiten Kanal ( Ru(t), Ru(k)) eines Multikanalsignals und/oder einem dritten Kanal eines Multikanalsignals auf der Basis des korrelierten Signals (CK(t), CK(k)), des ersten und/oder zweiten individuellen Signals (LK(t), LK(k)) und des ersten und/oder zweiten Kanals des Downmixsignals (LD(t),
LD(k) ) . Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Korrekturvorrichtung (29, 49) aufweisend eine oder eine Kombination von
einer ersten Signalverarbeitungsvorrichtung (23,
43) zur Bestimmung eines ersten Signals (SL(t), SL(k); Lu(t), Lu(k)) auf der Basis des ersten individuellen Signals (LK(t), LK(k)), des ersten Kanals (LD(t), LD(k)) des Downmixsignals und des korrelierten Signals (CK(t), CK(k)),
einer zweiten Signalverarbeitungsvorrichtung (24, 44) zur Bestimmung eines zweiten Signals (SR(t), SR(k); Ru(t), Ru(k)) auf der Basis des zweiten
individuellen Signals (RK(t), RK(k)), des zweiten Kanals (RD(t), RD(k)) des Downmixsignals und des korrelierten
Signals (CK(t), CK(k)), und/oder
einer dritten Signalverarbeitungsvorrichtung (25, 45) zur Bestimmung eines dritten Signals (Sc(t), Sc(k); Cu(t) Cu(k)) auf der Basis des ersten individuellen Signals (LK(t), LK(k)), des ersten Kanals (LD(t), LD(k)) des Downmixsignals, des zweiten individuellen Signals (RK(t), RK(k)), des zweiten Kanals (RD(t), RD(k)) des Downmixsignals und des korrelierten Signals (CK(t),
CK ( k) ) ; und
eine vierte Signalverarbeitungsvorrichtung (28, 48) zur Bestimmung eines oder einer Kombination von einem ersten Kanal (L0(t), L0(k)) eines Multikanalsignals auf der Basis des ersten Signals (SL(t), SL(k); L0(t), L0(k)), von einem zweiten Kanal (R0(t), R0(k)) eines
Multikanalsignals auf der Basis des zweiten Signals (SR(t), SR(k); Ru(t), Ru(k)) und/oder von einem dritten Kanal (Cu(t), Cu(k)) eines Multikanalsignals auf der Basis des dritten Signals (Sc(t), Sc(k); Cu(t), Cu(k)) .
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 13, wobei die erste Signalverarbeitungsvorrichtung (23, 43) ausgebildet ist, das erste individuelle Signal (LK(t), LK(k)) und das korrelierte Signal (CK(t), CK(k)) gewichtet zu addieren und den ersten Kanal (LD(t), LD(k)) des
Downmixsignals zu subtrahieren, um das erste Signal (SL(t), SL(k); Lu(t), Lu(k)) zu erhalten; und/oder
die zweite Signalverarbeitungsvorrichtung (24, 44) ausgebildet ist, das zweite individuelle Signal ( RK(t), RK(k)) und das korrelierte Signal (CK(t), CK(k)) gewichtet zu addieren und den zweiten Kanal ( RD(t), RD(k)) des Downmixsignals zu subtrahieren, um das zweite Signal (SR(t), SR(k); Ru(t), Ru(k)) zu erhalten; und/oder
die dritte Signalverarbeitungsvorrichtung (25, 45) ausgebildet ist, das erste individuelle Signal (LK(t), LK(k)), das zweite individuelle Signal ( RK(t), RK(k)) und das korrelierte Signal (CK(t), CK(k)) gewichtet zu addieren und den ersten Kanal (LD(t), LD(k)) und den zweiten Kanal ( RD(t), RD(k)) des Downmixsignals zu subtrahieren, um das dritte Signal (Sc(t), Sc(k); Cu(t), Cu(k)) zu erhalten.
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 14, wobei die erste Signalverarbeitungsvorrichtung (23) ausgebildet ist, das erste individuelle Signal (LK(t),
LK(k)) doppelt und das korrelierte Signal (CK(t), CK(k)) einfach zu gewichten; und/oder
die zweite Signalverarbeitungsvorrichtung (24) ausgebildet ist, das zweite individuelle Signal ( RK(t),
RK(k)) doppelt und das korrelierte Signal (CK(t), CK(k)) einfach zu gewichten; und/oder die dritte Signalverarbeitungsvorrichtung (25) ausgebildet ist, das erste individuelle Signal (LK(t), LK(k)) einfach, das zweite individuelle Signal (RK(t), RK(k)) einfach und das korrelierte Signal (CK(t), CK(k)) vierfach zu gewichten.
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die vierte Signalverarbeitungsvorrichtung (28) eine fünfte Signalvorrichtung (27) aufweist, die ausgebildet ist, das erste Signal (SL(t), SL(k)) und/oder das zweite Signal (SR(t), SR(k)) auf der Basis des korrelierten Signals (CK(t), CK(k)) zu korrigieren und/oder das dritte Signal (Sc(t), Sc(k)) auf der Basis des ersten und zweiten individuellen Signals (LK(t), LK(k); RK(t), RK(k)) zu korrigieren.
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die vierte Signalverarbeitungsvorrichtung (28) eine fünfte Signalvorrichtung (27) aufweist, die ausgebildet ist, den aus dem dritten Signal (Sc(t),
Sc(k)) gebildeten Kanal (Cu(t), Cu(k)) des
Multikanalsignals mit -9dB abzuschwächen.
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 14, wobei die erste Signalverarbeitungsvorrichtung (43) ausgebildet ist, das erste individuelle Signal (LK(t), LK(k)) doppelt und das korrelierte Signal (CK(t), CK(k)) doppelt zu gewichten; und/oder
die zweite Signalverarbeitungsvorrichtung (44) ausgebildet ist, das zweite individuelle Signal (RK(t), RK(k)) doppelt und das korrelierte Signal (CK(t), CK(k)) doppelt zu gewichten; und/oder
die dritte Signalverarbeitungsvorrichtung (45) ausgebildet ist, das erste individuelle Signal (LK(t), LK(k)) doppelt, das zweite individuelle Signal (RK(t), RK(k)) doppelt und das korrelierte Signal (CK(t), CK(k)) vierfach zu gewichten.
19. Upmix- oder Kodiervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, aufweisend
eine Fouriertransformationsvorrichtung (21, 41) zur Fouriertransformation des ersten Kanals (LD(t)) und des zweiten Kanals (RD(t)) des Downmixsignals , wobei die Korrelationsvergleichsvorrichtung (22, 42), die erste Signalverarbeitungsvorrichtung (23, 43) , die zweite
Signalverarbeitungsvorrichtung (24, 44) und die dritte Signalverarbeitungsvorrichtung (25, 45) ausgebildet sind, deren Eingangssignale im Fourierraum zu verarbeiten;
und/oder
eine inverse Fouriertransformationsvorrichtung (26,
46) in der vierten Signalverarbeitungsvorrichtung (28, 48) zur inversen Fouriertransformation des ersten Signals (SL(k), Lu(k)), des zweiten Signals (SR(k) ), R0(k)) und des dritten Signals (Sc(k), ), Cu(k)) .
20. Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 19, wobei die inverse Fouriertransformationsvorrichtung (26) weiter ausgebildet ist, eine inverse Fouriertransformation des ersten individuellen Signals (LK(k)), des zweiten
individuellen Signals (RK(k)) und/oder des korrelierten
Signals (CK(k)) zu bestimmen, wobei eine fünfte
Signalverarbeitungsvorrichtung (27) der vierten
Signalverarbeitungsvorrichtung deren Eingangssignale im Zeitraum verarbeitet.
21. Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Korrekturvorrichtung (129, 149, 159) zur Bestimmung eines Residualsignals auf der Basis eines Korrelationsvergleichs des zumindest einen korrelierten
Signals oder einem daraus gebildeten Signal mit zumindest einem weiteren Signal,
eine Signalverarbeitungsvorrichtung (128, 127, 148, 147, 158, 157) zur Bestimmung eines oder einer
Kombination von einem ersten Kanal (Lu(t), Lu(k)) des Multikanalsignals , einem zweiten Kanal (Ru(t), Ru(k)) des
Multikanalsignals und/oder einem dritten Kanal (Cu(t), Cu(k)) des Multikanalsignals auf der Basis des
Residualsignals . 22. Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 21, wobei die
Korrekturvorrichtung (129, 149, 159) zur Bestimmung des Residualsignals auf der Basis des Korrelationsvergleichs des ersten individuellen Signals (LK(t), LK(k)), des zweiten individuellen Signals (RK(t), RK(k)) und des korrelierten Signals (CK(t), CK(k)) ausgebildet ist.
. Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 21, wobei das Downmixsignal einen dritten Kanal aufweist; die Korrelationsvorrichtung ausgebildet ist, ein zweites korreliertes Signal auf der Basis der gemeinsamen Signalanteile des zweiten und dritten Kanals des
Downmixsignals zu bestimmen; und
die Korrekturvorrichtung zur Bestimmung des
Residualsignals auf der Basis des Korrelationsvergleichs des korrelierten Signals (CK(t), CK(k)) und des zweiten korrelierten Signals ausgebildet ist.
24. Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, wobei
die Korrekturvorrichtung (159) ausgebildet ist, eine erste Linearkombination aus dem ersten individuellen Signals (LK(t), LK(k)), dem ersten Kanal (LD(t), LD(k)) des Downmixsignals, dem zweiten individuellen Signals (RK(t), RK(k)), dem zweiten Kanal (RD(t), RD(k)) des
Downmixsignals und des korrelierten Signals (CK(t), CK(k)) zu bilden; und
die Korrekturvorrichtung (159) zur Bestimmung des Residualsignals auf der Basis des Korrelationsvergleichs der ersten Linearkombination und des ersten Kanals
(LD(t), LD(k)) des Downmixsignals ausgebildet ist. Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 24, wobei die Korrekturvorrichtung (159) ausgebildet ist, eine zweite Linearkombination aus dem ersten individuellen Signal (LK(t), LK(k)), dem ersten Kanal (LD(t), LD(k)) des Downmixsignals, dem zweiten individuellen Signal (RK(t), RK(k)), dem zweiten Kanal (RD(t), RD(k)) des
Downmixsignals und des korrelierten Signals (CK(t), CK (k) ) zu bilden;
die Korrekturvorrichtung (159) ausgebildet ist, eine dritte Linearkombination aus dem ersten individuellen Signals (LK(t), LK(k)), dem ersten Kanal (LD(t), LD(k)) des Downmixsignals, dem zweiten individuellen Signals (RK(t), RK(k)), dem zweiten Kanal (RD(t), RD(k)) des
Downmixsignals und des korrelierten Signals (CK(t), CK (k) ) zu bilden;
die Korrekturvorrichtung (159) zur Bestimmung des Residualsignals auf der Basis des Korrelationsvergleichs der zweiten Linearkombination und des zweiten Kanals (LD(t), LD(k)) des Downmixsignals ausgebildet ist;
die Signalverarbeitungsvorrichtung (158, 157) ausgebildet ist zur Bestimmung
des ersten Kanals (L0(t), L0(k)) des
Multikanalsignals auf der Basis einer Linearkombination des Residualsignals, des ersten Kanals (LD(t), LD(k)) des Downmixsignals und der dritten Linearkombination,
des zweiten Kanals (R0(t), R0(k)) des
Multikanalsignals auf der Basis einer Linearkombination des zweiten Residualsignals (R) , des zweiten Kanals (LD(t), LD(k)) des Downmixsignals und der dritten Linearkombination,
des dritten Kanals (Lu(t), Lu(k)) des
Multikanalsignals auf der Basis einer Linearkombination der dritten Linearkombination, des ersten und zweiten Kanals des Multikanalsignals.
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, aufweisend
eine Fouriertransformationsvorrichtung (21, 41) zur Fouriertransformation des ersten Kanals (LD(t)) und des zweiten Kanals (RD(t)) des Downmixsignals , wobei die Korrelationsvergleichsvorrichtung (22, 42) und die
Korrekturvorrichtung (129, 149, 159) ausgebildet sind, deren Eingangssignale im Fourierraum zu verarbeiten;
und/oder
eine inverse Fouriertransformationsvorrichtung (126, 146, 156, 166, 1606) zur inversen Fouriertransformation des Residualsignals.
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 26, wobei Signalverarbeitungsvorrichtung (128, 148) ausgebildet ist,
den ersten Kanal (L0(t), L0(k)) des Multikanalsignals auf der Basis des invers fouriertransformierten
Residualsignals und auf der Basis des ersten Kanals
(LD(t), LD(k)) des Downmixsignals im Zeitraum zu
bestimmen, und/oder
den zweiten Kanal (L0(t), L0(k)) des
Multikanalsignals auf der Basis des invers
fouriertransformierten Residualsignals und des zweiten Kanals (LD(t), LD(k)) des Downmixsignals im Zeitraum zu bestimmen .
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 27, wobei
die Korrekturvorrichtung (129, 149, 159) eine zentrale Signalverarbeitungsvorrichtung (25, 45) zur Bestimmung eines zentralen Signals (Sc(t), Sc(k); Cu(t) Cu(k)) auf der Basis des ersten individuellen Signals (LK(t), LK(k)), des ersten Kanals (LD(t), LD(k)) des
Downmixsignals, des zweiten individuellen Signals (RK(t),
RK(k)), des zweiten Kanals (RD(t), RD(k)) des
Downmixsignals und des korrelierten Signals (CK(t),
CK ( k) ) aufweist .
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 27 und 28, wobei
die inverse Fouriertransformationsvorrichtung (126, 146) ausgebildet ist, das zentrale Signal invers zu fouriertransformieren; und
die Signalverarbeitungsvorrichtung (128, 148, 158, 127, 147, 157) ausgebildet ist, den dritten Kanal (Cu(t), Cu(k)) des Multikanalsignals auf der Basis des invers fouriertransformierten zentralen Signals und auf der Basis des invers fouriertransformierten Residualsignals zu bestimmen.
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 29, wobei die Signalverarbeitungsvorrichtung (128, 148) ausgebildet ist, den ersten und/oder zweiten Kanal (L0(t), L0(k), Ru(t), Ru(k)) des Multikanalsignals auf der Basis des invers fouriertransformierten zentralen Signals und auf der Basis des invers fouriertransformierten
Residualsignals zu korrigieren.
Upmix- oder Kodiervorrichtung zum Bestimmen eines
Multikanalsignals mit mindestens fünf Kanälen aus einem Downmixsignal mit mindestens drei Kanälen, aufweisend mindestens zwei Upmixer nach Ansprüchen 12 bis 30 zum Bestimmen zumindest zweier Mittenkanäle des
Multikanalsignals und zumindest dreier Seitenkanäle des Multikanalsignals . Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 31, wobei die Upmixer ausgebildet sind, wenigsten einen der zumindest drei Seitenkanäle mit einem der zumindest zwei
Mittenkanäle zu korrigieren.
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 32, wobei einer der zumindest drei Seitenkanäle des
Multikanalsignals aus einem Paar benachbarter Kanäle des Downmixsignals mittels eines der zumindest zwei Upmixer ermittelt wird, und dieser der zumindest drei
Seitenkanäle durch denjenigen der zumindest zwei
Mittenkanäle korrigiert wird, der durch ein zweites Paar benachbarter Kanäle des Downmixsignals, das ebenfalls zur Bestimmung dieses der zumindest drei Seitenkanäle
verwendet werden könnte, bestimmt wird.
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 31, wobei die Upmixer jeweils Upmixer nach einem der Ansprüche 21 bis 30 sind und ausgebildet sind, den ersten und/oder zweiten Kanal ( Lu(t), Lu(k)) des Multikanalsignals der
Ausgabevorrichtung des Upmixers zusätzlich auf der Basis eines zentralen Signals und auf der Basis eines
Residualsignals eines anderen der Upmixer zu korrigieren.
Upmix- oder Kodiervorrichtung zum Bestimmen eines
Multikanalsignals mit mindestens zwei Seitenkanälen und mindestens einem Mittenkanal aus einem Downmixsignal mit mindestens zwei Kanälen, aufweisend:
eine Fouriertransformationsvorrichtung (21, 41, 161, 156) zur Fouriertransformation der mindestens zwei Kanäle des Downmixsignals;
eine Korrelationsvergleichsvorrichtung (22, 42) zur Bestimmung aus mindestens einem Signalpaar der
fouriertransformierten mindestens zwei Kanäle des
Downmixsignals eines korrelierten Signals (CK(t), CK(k)) pro Signalpaar auf der Basis der korrelierten Anteile des Signalpaars (LD(t), LD(k); RD(t), RD(k));
eine Signalverarbeitungsvorrichtung ausgebildet die mindestens zwei Seitenkanäle auf der Basis der mindestens zwei Kanäle des Downmixsignals zu bestimmen und den mindestens einen Mittenkanal auf der Basis des mindestens einen korrelierten Signals zu bestimmen;
eine Korrekturvorrichtung zur Bestimmung zumindest eines Korrektursignals auf der Basis eines
Korrelationsvergleichs des zumindest einen korrelierten Signals oder einem daraus gebildeten Signal mit zumindest einem weiteren Signal;
eine inverse Fouriertransformationsvorrichtung zur inversen Fouriertransformation des Korrektursignals oder dessen Signalanteile und des mindestens einen
Mittenkanals oder dessen Signalanteile;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Signalverarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, einen der mindestens zwei Seitenkanäle auf der Basis einer Linearkombination eines der mindestens zwei Kanäle des Downmixsignals im Zeitbereich und des invers
fouriertransformierten Korrektursignals zu bilden. Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 35, wobei die Korrelationsvorrichtung ausgebildet ist, pro fouriertransformierten Signalpaar des Downmixsignals ein Paar individueller Signale (LK(t), LK(k), RK(t), RK(k)) zu bestimmen, wobei ein individuelles Signal des Paars einem Kanal (LD(t), LD(k)) des Signalpaars des Downmixsignals spezifischen Anteile enthält;
die Signalverarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, den mindestens einen Mittenkanal auf der Basis einer Linearkombination aus den fouriertransformierten
mindestens zwei Kanälen des Downmixsignals, dem
mindestens einen korrelierten Signal und dem mindestens einen Paar individueller Signale zu bestimmen;
die Signalverarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, den invers transformierten Mittenkanal durch das invers fouriertransformierte Korrektursignals zu korrigieren.
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 35 oder 36, wobei
die Korrelationsvorrichtung ausgebildet ist, pro fouriertransformierten Signalpaar des Downmixsignals ein Paar individueller Signale (LK(t), LK(k), RK(t), RK(k)) zu bestimmen, wobei ein individuelles Signal des Paars einem Kanal (LD(t), LD(k)) des Signalpaars des Downmixsignals spezifischen Anteile enthält;
die Korrekturvorrichtung ausgebildet ist, ein
Korrektursignal für jedes Signalpaar des Downmixsignals zu bilden, wobei jedes Korrektursignal auf der Basis eines Korrelationsvergleichs des korrelierten Signals und des Paars individueller Signale, die aus dem zu dem
Korrektursignal gehörenden Signalpaar des Downmixsignals bestimmt wurden, bestimmt wird.
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 35 oder 36, wobei die Korrekturvorrichtung ausgebildet ist, ein
Korrektursignal für jedes Signalpaar des Downmixsignals zu bilden, wobei jedes Korrektursignal auf der Basis eines Korrelationsvergleichs des korrelierten Signals und des Paars individueller Signale, die aus dem zu dem
Korrektursignal gehörenden Signalpaar des Downmixsignals bestimmt wurden, bestimmt wird.
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 38, wobei das Multikanalsignal mindestens drei
Seitenkanäle und mindestens zwei Mittenkanäle aufweist und das Downmixsignal mindestens drei Kanäle aufweist, wobei die Korrelationsvergleichsvorrichtung (22, 42) ausgebildet ist, für jedes der mindestens zwei
Signalpaare des Downmixsignals ein korreliertes Signal (CK(t), CK(k)) auf der Basis der korrelierten Anteile des Signalpaars (LD(t), LD(k); RD(t), RD(k)) des
Downmixsignals zu bestimmen;
die Signalverarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, die mindestens drei Seitenkanäle auf der Basis der mindestens drei Kanäle des Downmixsignals zu bestimmen und jeden der mindestens zwei Mittenkanäle auf der Basis eines der korrelierten Signale zu bestimmen.
40. Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 39, wobei die Korrekturvorrichtung ausgebildet ist, ein Korrektursignal auf der Basis eines mit
Korrelationsvergleich bestimmten korrelierten Anteil der mindestens zwei korrelierten Signale zu bestimmen.
41. Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 40, wobei die Korrekturvorrichtung ausgebildet ist, ein
Korrektursignal auf der Basis einer Linearkombination eines ersten gemeinsamen Signals und eines zweiten gemeinsamen Signals bestimmt wird, wobei
das erste gemeinsame Signal mittels des mit
Korrelationsvergleich bestimmten korrelierten Anteil der mindestens zwei korrelierten Signale bestimmt ist, und das zweite gemeinsame Signal mittels eines mit Korrelationsvergleich bestimmten korrelierten Anteils der mindestens drei fouriertransformierten Kanäle des
Downmixsignals bestimmt ist.
42. Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 41, wobei die inverse Fouriertransformationsvorrichtung ausgebildet ist, das erste gemeinsame Signal und das zweite
gemeinsame Signal invers Fourierzutransformieren und die Korrekturvorrichtung ausgebildet ist, die invers
fouriertransformierten gemeinsamen Signale linear zu dem Korrektursignal zu kombinieren. 43.Upmix- oder Kodiervorrichtung nach einem der Ansprüche 40 bis 42, wobei die Signalverarbeitungsvorrichtung
ausgebildet ist, die mindestens zwei Mittenkanäle jeweils durch das Korrektursignal zu korrigieren. 44.Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 43, wobei die
Signalverarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, einen der mindestens drei Seitenkanäle auf der Basis eines Kanals des Downmixsignals im Zeitraum korrigiert durch zwei durch das Korrektursignal korrigierte Mittensignale zu bestimmen.
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 39, wobei die Korrekturvorrichtung ausgebildet ist, ein Korrektursignal für jedes Signalpaar des Downmixsignals zu bilden, und die Signalverarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, jedes aus einem Signalpaar des Downmixsignals bestimmten
Mittensignal durch das Korrektursignal dieses Signalpaars zu korrigieren. 46. Upmix- oder Kodiervorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 45, wobei die Pegel oder die Loudness oder die Summe der Amplitudenabsolutbeträge der Kanäle des
Multikanalsignals an die Pegel oder die Loudness oder die Amplitudenabsolutbeträge der Kanäle des
Multikanalsignals, auf dem das Downmixsignal basiert, angepasst werden.
47. Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 46, wobei ein gemeinsamer Wert einer ersten Gruppe von Kanälen des Multikanalsignals an einen gemeinsamen Wert einer ersten Gruppe von Kanälen des Multikanalsignals angepasst wird, und individuelle Werte einer zweiten Gruppe von Kanälen des Multikanalsignals an die entsprechenden individuellen Werte einer zweiten Gruppe von Kanälen des
Multikanalsignals angepasst werden.
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 47, wobei der gemeinsame Wert des Multikanalsignals und/oder des Multikanalsignals durch die Summe von Kanalwerten der Kanäle der ersten Gruppe bestimmt wird, wobei jeder
Kanalwert eines Kanals durch die Summe der
Amplitudenabsolutbeträge oder Quadrate bestimmt wird, wobei evtl. vor der Summe der Amplitudenabsolutbeträge oder Quadrate die Kanäle K-gefiltert wurden; und/oder jeder individuelle Wert eines Kanals der zweiten Gruppe durch die Summe der Amplitudenabsolutbeträge oder Quadrate des Kanals bestimmt wird.
Upmix- oder Kodiervorrichtung nach Anspruch 47 oder 48, wobei die erste Gruppe von Kanälen Seitenkanäle enthält und die zweite Gruppen von Kanälen Mittenkanäle enthält.
Ein System aufweisend:
eine Downmixvorrichtung zum Downmixen eines
Multikanalsignals mit einem ersten Kanal (L0(t)), mit einem zweiten Kanal (R0(t)) und mit einem dritten Kanal (Co(t)) in ein Downmixsignal mit einem ersten Kanal
(LD(t)) und mit einem zweiten Kanal (RD(t));
eine Upmix- oder Kodiervorrichtung nach einem der
Ansprüche 12 bis 45 zum Bestimmen eines ersten Kanals (Lu(t) Lu(k)), eines zweiten Kanals (Ru(t), Ru(k)) und eines dritten Kanals (Cu(t), Cu(k)) eines
Multikanalsignals aus dem ersten Kanal (LD(t), LD(k)) und dem zweiten Kanal (RD(t), RD(k)) des Downmixsignals . System nach Anspruch 50 aufweisend Speichermittel
und/oder Streamingdaten zum Übertragen des Downmixsignals von der Downmixvorrichtung zu der Upmix- oder
Kodiervorrichtung .
System nach Anspruch 50 oder 51, wobei die
Downmixvorrichtung eine Downmixvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ist.
Downmixverfahren zum Downmixen eines Multikanalsignals mit einem ersten Kanal (L0(t)), mit einem zweiten Kanal (R0(t)) und mit einem dritten Kanal (C0(t)) aufweisend die Schritte:
Fourier-transformieren des ersten Kanals (L0(t)), des zweiten Kanals (R0(t)) und des dritten Kanals (C0(t)) des Multikanalsignals ;
Bilden einer ersten Linearkombination aus dem
Fourier-transformierten ersten Kanal (L0(k)) und dem Fourier-transformierten dritten Kanal (C0(k)) und einer zweiten Linearkombination aus dem Fouriertransformierten zweiten Kanal (R0(k)) und dem Fouriertransformierten dritten Kanal (C0(k));
Bilden eines ersten Kanals (LD(t)) des Downmixsignals auf der Basis der ersten Linearkombination (LD(k)) und zum Bilden eines zweiten Kanals (RD(t)) des
Downmixsignals auf der Basis der zweiten
Linearkombination (RD(k));
dadurch gekennzeichnet, dass
die für die Fouriertransformation verwendeten Fenster des ersten Kanals (L0(t)) und des zweiten Kanals (R0(t)) des Multikanalsignals vor der Fouriertransformation jeweils mit einer ersten Fensterfunktion zur
Unterdrückung des Leck-Effekts multipliziert werden und die für die Fouriertransformation verwendeten Fenster des dritten Kanals (C0(t)) des Multikanalsignals vor der Fouriertransformation mit einer zweiten Fensterfunktion zur Unterdrückung des Leck-Effekts multipliziert werden.
Upmix- oder Kodierverfahren zur Bestimmung eines ersten Kanals (Lu(t), Lu(k)), eines zweiten Kanals (Ru(t), Ru(k)) und/oder eines dritten Kanal (Cu(t), Cu(k)) aus einem Downmixsignal mit einem ersten Kanal (LD(t), LD(k)) und mit einem zweiten Kanal (RD(t), RD(k)), aufweisend die Schritte :
Bestimmung eines korrelierten Signals (CK(t), CK(k)) auf der Basis der korrelierten Anteile des ersten Kanals
(LD(t), LD(k)) und des zweiten Kanals (RD(t), RD(k)) des Downmixsignals, Bestimmung eines ersten individuellen Signals (LK(t), LK(k)) auf der Basis der dem ersten Kanal
(LD(t), LD(k)) des Downmixsignals spezifischen Anteile und Bestimmung eines zweiten individuellen Signals
(RK(t), RK(k)) auf der Basis der dem zweiten Kanal (RD(t), RD(k)) des Downmixsignals spezifischen Anteile;
Bestimmung eines oder einer Kombination von einem ersten Signal (SL(t), SL(k)), einem zweiten Signal
(SR(t), SR(k)), einem dritten Signal (Sc(t), Sc(k)) auf der Basis des ersten und/oder zweiten individuellen
Signals (LK(t), LK(k), RK(t), RK(k)), des ersten und/oder zweiten Kanals (LD(t), LD(k), RD(t), RD(k)) des
Downmixsignals und des korrelierten Signals (CK(t),
CK(k) ) .
Ein Verfahren aufweisend:
ein Downmixverfahren zum Downmixen eines
Multikanalsignals mit einem ersten Kanal (L0(t)), mit einem zweiten Kanal (R0(t)) und mit einem dritten Kanal (Co(t)) in ein Downmixsignal mit einem ersten Kanal
(LD(t)) und mit einem zweiten Kanal (RD(t));
ein Upmix- oder Kodierverfahren nach Anspruch 54 zum Bestimmen eines ersten Kanals (Lu(t), Lu(k)), eines zweiten Kanals (Ru(t), Ru(k)) und eines dritten Kanals (Cu(t), Cu(k)) eines Multikanalsignals aus dem ersten Kanal (LD(t), LD(k)) und dem zweiten Kanal (RD(t), RD(k)) des Downmixsignals .
Verfahren nach Anspruch 55 aufweisend den Schritt des Übermitteins des Downmixsignals von einer
Downmixvorrichtung zu einer Upmix- oder
Kodiervorrichtung .
Verfahren nach einem der Ansprüche 55 bis 56, wobei das Upmixverfahren ein Verfahren nach Anspruch 53 ist.
58. Computerprogramm ausgebildet bei Ausführung auf einem Prozessor die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 53 bis 57 auszuführen.
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EP3937515A1 (de) 2020-07-06 2022-01-12 Clemens Par Invarianzgesteuerter elektroakustischer übertrager
WO2022008092A1 (de) 2020-07-06 2022-01-13 Clemens Par Invarianzgesteuerter elektroakustischer übertrager

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