VERFAHREN ZUR AUDIOWIEDERGABE IN EINEM MEHRKANALTONSYSTEM

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Gerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Gerät der eingangs genannten Art ist dem Fachmann bekannt und wird in der US 5 412 732 A offenbart, wobei sich in diesem Gerät ein Verfahren zur Audiowiedergabe in einem Mehrkanaltonsystem manifestiert. Weiter ist aus der WO 2011/119401 A2 ein Video Display, insbesondere ein Fernsehgerät, mit einer Anordnung von Lautsprechern in einer unteren und oberen Hörebene, bekannt.

[0002] Bei der dreidimensionalen Audiowiedergabe in einem Mehrkanaltonsystem wird der unteren Hörebene noch eine höhere Hörebene hinzugefügt. Hierin liegt auch der maßgebliche Vorteil der Verfahren zur Audiowiedergabe in einem Mehrkanaltonsystem , da das menschliche Ohr nach oben gestaffelte Klänge deutlich wahrnehmen und differenzieren kann, so dass der Hörer durch dreidimensionale Lautsprecheranordnungen in den Genuss eines erweiterten Klangerlebnisses kommt. Diese Verfahren sind übrigens hauptsächlich für Tonsignale in großen Räumen, wie beispielsweise in Kinosälen, entwickelt worden.
Im Stand der Technik werden unterschiedliche Auffassungen vertreten, welche Lautsprecherkonfigurationen oder Art der Erzeugung des dreidimensionalen Klangs, ob kanal- oder objektbasiert, zu einem optimalen Klangerlebnis führen, wobei entweder die mehrkanalige Aufnahme und Reproduktion eines dreidimensionalen Klangraumes, wie in der WO 01/47319 A2 beschrieben, oder der von verschiedenen Anbietern angebotene Upmix von variablen Eingangskanälen zu einem dreidimensionalen Klangraum im Vordergrund der Betrachtungen stehen. Die dreidimensionalen Audiosysteme von Dolby Laboratories beispielsweise weisen bis zu 64 Lautsprecher (z.B. Dolby Atmos) auf, was wiederum eine entsprechende Anzahl von Ausgangsignalen erfordert.

[0003] Diesen Verfahren ist es gemeinsam, dass eine komplexe Lautsprecherkonfiguration und somit eine entsprechende erhöhte Anzahl von Ausgangssignalen erforderlich ist, um den gewünschten dreidimensionalen Klangraum zu generieren.

[0004] Selbst eine Lautsprecherkonfiguration in einem 9.1 dreidimensionalen Soundsystem, das sich beispielsweise für ein Heimkino eignet, besteht aus zehn Lautsprechern, was wiederum eine entsprechende Anzahl von Ausgangsignalen für die untere und obere Hörebene erfordert.

[0005] Nach heutigem Stand der Technik ist es den an AV-Geräten (Audiovideo-Geräten) gewöhnten Konsumenten jedoch nur schwer möglich, in den Genuss der Vorteile dieser dreidimensionalen Audiowiedergabe zu kommen, da es nur Wenigen vorbehalten bleibt, die kostspieligen Anlagen mit einer dreidimensionalen Audiowiedergabe zu erwerben und nur eine begrenzte Anzahl von Konsumenten die geeigneten Räumlichkeiten besitzen, in denen es möglich ist, eine erhöhte Anzahl von Lautsprechern samt Verkabelung zu realisieren. Die Realität ist daher, dass zwar Kinos, Musikstudios oder auch ausgesuchte Konzertsäle über die Technik der dreidimensionalen Audiowiedergabe verfügen, sie aber nicht Einzug in den Alltag derer hält, die einfach und unkompliziert z.B. am Arbeitsplatz oder im Wohnzimmer oder auf Reisen mit wenig Handgriffen und vergleichsweise geringem Etat in den Vorteil der dreidimensionalen Audiowiedergabe kommen möchten.

[0006] Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Gerät der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass diese Nachteile beseitigt werden.

[0007] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0008] Die Erfindung sieht vor, dass aus den für die Eingangskanäle R und L vorgesehenen Eingangskanälen Kanäle decodiert werden, die zu Ausgangssignalen der höheren, d.h. der oberen Hörebene weiterverarbeitet werden. Kernidee der Erfindung ist es, ein Gerät zur Verfügung zu stellen, welches unter Generierung einer kleinstmöglichen Anzahl von Ausgangssignalen eine dreidimensionale Audiowiedergabe widerspiegeln kann und gleichzeitig sowohl den Mono- als auch den Stereobereich abdeckt.
Hierdurch entsteht eine kleinste Einheit, die vorzugsweise modulartig erweitert werden kann, indem die Ausgangsignale als weitere Eingangssignale dienen, um weiter untere und obere Hörebenen und somit eine noch komplexere Lautsprecherkonfiguration zu erzeugen.
Durch das erfindungsgemäße Gerät und die hierzu korrespondierende Software ist es möglich, beispielsweise in heimischen Fernsehern oder Laptops durch Hinzufügen von zwei kleinen Lautsprechern die erhöhte Klangebene zu realisieren.
Bei den decodierten Kanälen handelt es sich vorzugsweise um einen linken Raumkanal R_L=L-R, einen rechten Raumkanal R_R=R-L sowie einen Centerkanal C=L+R. Zweckmäßigerweise werden zu diesen decodierten Kanälen aus den Eingangskanälen linear und parallel geführte Kanäle R und L generiert, die vorzugsweise als Ausgangskanäle für die untere Hörebene dienen. Praktikable Varianten der Erfindung sehen vor, dass für die Signale in der unteren und oberen Hörebene Stereosignale bzw. Monosignale erzeugt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung:

Fig. 1

eine Lautsprecheranordnung eines 3D-Sound-Formats mit unterschiedlichen Hörebenen gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2

ein Verfahren gemäß der Erfindung,

Fig. 3 bis 8

verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Audio-Video-Geräten, in die ein Verfahren aus Fig. 2 integriert ist,

Fig. 9 bis 11

weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig.12

ein erfindungsgemäßes Gerät, in das ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß der Ausführungsform in Figur 11 integriert ist.

Fig. 1 zeigt eine herkömmliche dreidimensionale Audiowiedergabe in einem mit einem Hörer 3 besetzten größeren Raum 2 im Rahmen eines 9.1 Surround-Sound-Formats. In dem Raum 2 sind mehrere Lautsprecher einer Lautsprecheranordnung 5 verteilt, den untere sowie höhere, d.h. obere Hörebenen 4a, 4b, 5a, 5b zugeordnet sind.
Im vorderen Bereich des Raums 2 befinden sich die obere Hörebene 4a mit zwei Lautsprechern mit dem linken höheren Signal L_Hi und dem rechten höheren Signal R_Hi als Ausgangssignale. Weiterhin befindet sich in dem vorderen Bereich des Raums 2 die untere Hörebene 5a mit vier Lautsprechern mit dem linken Signal L, dem Kanal C (Center/Mitte), dem rechten Kanal R und dem Kanal LFE (Low Frequency Effect) als Ausgangssignale. Im hinteren Bereich des Raums 2 befinden sich die obere Hörebene 4b mit zwei Lautsprechern mit dem linken höheren Surroundsignal S_L,hi und dem rechten höheren Surroundsignal S_R,hi als Ausgangssignale. Weiterhin befindet sich in dem vorderen Bereich des Raums 2 die untere Hörebene 5b mit zwei Lautsprechern mit den beiden Surroundsignalen S_L, S_R als Ausgangssignale.

[0009] Bevor die Signale in den unteren und oberen Hörebenen 4a, 4b, 5a, 5b auf die Lautsprecher verteilt werden, sind sie im Rahmen eines Mehrkanaltonsystems und ausgehend von den Eingangssignalen R und L von einem hierfür vorgesehenen Audioprozessor bearbeitet worden.

[0010] Fig. 2 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren, das ausgehend von den beiden Eingangskanälen R und L über linear und parallel geführte Kanäle 8,9 die Ausgangssignale R und L in der unteren Hörebene 7 und in der oberen Hörebene 6 das linke Ausgangssignal L_Hi und das rechte Ausgangsignal R_Hi generiert, sodass vier Ausgangssignale, zwei für die obere und zwei für die untere Hörebene, erzeugt werden. Für die Durchführung des Verfahrens dient ein Signalprozessor in Form eines Audioprozessors, auf dem sich eine Software befindet. Die Software enthält dabei einen Algorithmus, der von dem Signalprozessor abgearbeitet wird, wobei der Algorithmus das Verfahren erfasst.

[0011] In der oberen Hörebene 6 werden, wie Fig. 2 weiter zeigt, ausgehend von den beiden Eingangssignale L und R weitere Verfahrensschritte durchlaufen.

[0012] Im Einzelnen handelt es sich bei den Verfahrensabschnitten um

• eine Decodierung ,
• eine Signalsteuerung,
• eine Phasenkorrektur,
• eine Frequenzjustierung,
• eine Encodierung,
• eine Master-Sektion.

[0013] Aus den beiden Eingangssignalen L und R werden zunächst drei Kanäle decodiert und parallel neben den linear zum Ausgang geführten Kanälen 8,9 gebildet. Hierdurch entsteht die obere Hörebene 6, während die linear zum Ausgang geführten Kanäle 8,9 die untere Hörebene 7 bilden.

[0014] Bei den decodierten Kanälen handelt es sich um den linken Raumkanal R_L = L-R, den rechten Raumkanal R_R =R-L sowie den Centerkanal L+R

[0015] Die Kanäle R_L und R_R bilden die Räumlichkeiten und Reflektionen innerhalb der Eingangssignale L, R ab, wohingegen der Kanal C (Centerkanal) die Addition beider Eingangskanäle L, R abbildet. Hierdurch ist es möglich, die Eingangssignale L, R weiter zu bearbeiten, wenn es sich um ein Monosignal handelt. Liegt am Eingang ein Monosignal an, bleiben die Kanäle R_L und R_R stumm und der Kanal C führt die Signalinformation weiter und macht so die weitere Signalverarbeitung möglich.

[0016] Nach diesem Schritt der Encodierung wird der Kanal R_R in den Signaldetektor 10 geführt. Dieser gibt das Steuersignal "1" heraus, wenn die Signalstärke von R_R unter den gewählten Threshold (Schwellwert)-Pegel sinkt und das Steuersignal "0", wenn der Pegel des Kanals R_R über den gewählten Threshold-Pegel steigt. Der Threshold (Schwellwert)-Pegel beträgt -20dB und die Reaktionszeit (Trigger) null Sekunden.

[0017] Die Steuersignale des Signaldetektors 10 werden durch den Signalmultiplizierer 11 mit dem Signal des Centerkanals multipliziert. Liegt kein erkanntes Signal im Kanal R_R an, so dass kein Stereosignal in den Kanälen R_L und R_R über oder gleich der durch den Threshold-Pegel festgelegten Signalstärke vorliegt und der Signaldetektor 10 das Steuersignal "1" generiert, wird der Kanal C mit "1" multipliziert und einer weiteren Bearbeitung zugeführt. Liegt ein erkanntes Signal im Kanal R_R an, so dass ein Stereosignal in den Kanälen R_L und R_R über oder gleich der durch den Threshold-Pegel festgelegten Signalstärke vorliegt und der Signaldetektor 10 das Steuersignal "0" generiert, wird der Kanal C mit "0" multipliziert und zur weiteren Bearbeitung nicht freigegeben, da das Signal gleich null ist, so dass zweifelsfrei erkannt wird, ob ein Stereosignal vorhanden ist.

[0018] Um eine Phasendrehung der Kanäle R_L, R_R zu vermeiden, wird, wie Figur 2 weiter verdeutlicht, in einem nächsten Verfahrensschritt eine Phasenkorrektur vorgenommen, um das Signal aus den Kanälen R_L und R_R in ein phasenreines Stereosignal zu überführen. Dies wird durch den Einsatz eines Delays 12 in den Kanal R_R erreicht. Der Kanal R_R wird so zum Kanal R_L verzögert, dass sich die Phasen beider Kanäle in ein nicht phasengedrehtes Audiosignal in Stereo zueinander stellen. Die Delay-Zeit beträgt 140 Samples bei einer Taktung von 48khz und 16bit.

[0019] Um den späteren Eindruck einer Reflektion für die obere Hörebene 6 zu verstärken, wird auch der C-Kanal in seiner Phase nachjustiert und zwar durch ein Delay 13, welches auf den Kanal C_R angewendet wird, nachdem der Kanal C (L+R) nach dem Signalmultiplizierer 11 in die Kanäle C_L und C_R aufgespalten und so in Dual-Mono-Kanälen weitergeführt worden ist. Der Kanal C ein reiner Monokanal und kann durch die Aufspaltung in die beiden Duo-Mono-Kanäle C_L und C_R und die Verzögerung des Kanals C_R zu C_L durch ein Delay in ein Stereosignal überführt werden und zwar mit einer Phasenkorrelation über 0. Hierdurch entsteht der Höreindruck einer erhöhten Diffusität des ursprünglichen Signals, welches zum Eindruck der Klangweite des erhöhten Hörens beiträgt, da sich ein Monosignal, welches mit erhöht installierten Mikrophonen aufgenommen wurde, abhängig von der Beschaffenheit des Aufnahmeraumes und der Höhe der angebrachten Mikrophone, ebenfalls nicht linear, sondern diffus und mit Reflektionen behaftet, abbildet.

[0020] Im Rahmen eines weiteren Verfahrensschrittes erfolgt die Frequenzjustierung des Center-Kanals C mittels des Equalizers 14. Die Frequenzjustierung des Kanals C justiert dessen Frequenz abhängige Abbildung in den späteren Ausgangssignalen L_Hi, R_Hi der oberen Hörebene 6 und zwar unabhängig von der späteren Frequenzjustierung des Ausgangssignals. Hierdurch kann der Klangcharakter der Ausgangssignale L_Hi, R_Hi optimal auf die in den Fig. 3 bis 8 gezeigten AV-Gerät eingestellt werden, über die diese beiden Kanäle abgestrahlt werden können

[0021] Die Encodierung als weiterer Verfahrensschritt summiert das Stereosignal der Kanäle R_L, R_R mit dem Stereosignal der Kanäle C_L, C_R zu den Kanälen L_t, R_t in der Weise, dass die Kanäle R_L und C_L den Kanal L_t und die Kanäle C_R und R_R den Kanal R_t bilden. Mit der Summierung geht eine Pegeljustierung an den Pegelstellern 15, 16, 17, 18 einher, da sich die Pegel der neu entstandenen Kanäle L_t, R_t durch die beschriebene Summierung der Kanäle R_L, RR mit C_L, CR erhöhen. Die Pegeljustierung senkt die Pegel R_L, R_R, C_L, C_R dementsprechend ab, so dass es durch deren Summierung nicht zu Übersteuerungen kommen kann. Durch die Encodierung liegt nun ein Stereosignal vor, welches durch die nachfolgende Master Sektion veredelt und auch durch handelsübliche Audioabspielkomponenten abgespielt werden kann. Alternativ ist es auch möglich, zwei unabhängige Stereosignale zu generieren, indem die Kanäle R_L, R_R und C_L, C_R nicht encodiert werden, sodass sich in der oberen Hörebene 6 vier Ausgangssignale ergeben.

[0022] Um den Höreindruck einer "Klangreflektion nach oben" zu verstärken, werden die Signale L_t, R_t wie aus Fig. 2 weiter hervorgeht, im Rahmen der Master-Sektion individuell auf ihren späteren Einsatz in seinen Frequenzgängen über die Equalizer 19, 20 justiert. Je nach der gewünschten Abstrahlcharakteristik erscheinen die Signale L_t, R_t von der ursprünglichen Klangquelle weiter entfernt. Auch kann hier die Wirkung der Schallemission durch einen Frequenzgang imitiert werden. Je weiter entfernt sie von der ursprünglichen Klangquelle nach oben hin scheinen soll, desto mehr können z.B. die oberen Frequenzen durch einen Low-Pass Filter abgesenkt werden. Auch ist es durch die Frequenzjustierung möglich, das Klangergebnis optimal auf die oder den Lautsprecher abzustimmen, der die Ausgangssignale L_Hi, R_Hi später abstrahlt.

[0023] Durch den Einsatz eines Halls oder/und eines Stereo-Delays 21, die dem Signal L_t, R_t beigemischt werden und zwar in einem Verhältnis, welches individuell und nach Einsatzart des Verfahrens justiert wird, wird eine Räumlichkeit, sowie eine Schallverzögerung dargestellt. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Ausgangssignale L_Hi, R_Hi der oberen Hörebene 6 auch verschiedene Räumlichkeiten und Schallverzögerungen durch den Einsatz von verschiedenen, abspeicherbaren Voreinstellungen (Presets) darstellen können, um das Klangergebnis noch näher an eine echte "Schallreflektion nach oben" anpassen zu können, so wie den individuellen Klangvorstellungen des Herstellers und/oder der Nutzer.

[0024] Um das Hörgefühl noch weiter zu verstärken, dass die Ausgangssignale L_Hi, R_Hi Klang wiedergeben, der "von unten hochschallt", wird, wie Fig. 2 zeigt, eine Kompressionsstufe in die Master-Sektion eingesetzt. Die Justierung des Kompressors 22 oder eines Begrenzers gewährleistet, dass das Signal derart geglättet wird, dass die Schallspitzen abgefangen und die leiseren Anteile des Audiosignals L_t,Hi, R_t,Hi angehoben werden können. Dies verstärkt den Höreindruck des diffusen und entfernten Klangs, da Schallspitzen vorzugsweise in der Nähe einer Klangquelle auftreten und abnehmen, je weiter das aufnehmende Mikrophon von dort nach oben hin weg bewegt wird. Zudem ist es durch die Kompression möglich, dass Verhältnis der Dynamik zu den Kanälen L, R in der unteren Hörebene 7 zu justieren.

[0025] Ein weiterer Verfahrensschritt sieht die Pegeljustierung der Kanäle L_t,Hi, R_t,Hi an den Pegelstellern 23, 24 vor, indem der Ausgangspegel im Verhältnis zu Kanälen der unteren Hörebene 7 justiert wird, so dass der Eindruck des erhöhten Hörens perfekt auf die jeweilige Hörsituation abgestimmt werden kann. Alternativ ist es auch möglich, das Audiosignal L_t,Hi, R_t,Hi den Kanälen L, R wieder hinzuzumischen, um einen erhöhten Klangeindruck auch in Lautsprechersystemen mit nur zwei Lautsprechern oder sogar nur einem darstellen zu können.

[0026] Für die einzelnen Verfahrensschritte kommen folgende Parameter in Betracht:

• Phasenkorrektur:
  Delay-Zeit: 140 Samples bei Taktung 48khz, 16bit
• Phasenjustierung C-Kanal:
  Delay-Zeit: 10 Samples bei Taktung 48khz, 16bit
• Frequenzjustierung C-Kanal:
  High Pass Filter: Grenzfrequenz bei 200 Hz, Gain = 0, Q-Faktor= 1.41 Low Pass Filter: Grenzfrequenz bei 3000 Hz, Gain = 0, Q-Faktor= 1.41
• Encodierung:
  Die Pegel werden so justiert, dass die encodierte Summierung der Kanäle R_L, R_R, C_L, C_R den gleichen Pegel hat (dB) wie der von R_L,R_R vor der Summierung
• Master-Sektion / Frequenzjustierung;
  HighPass Filter: Grenzfrequenz bei 200 Hz, Gain = 0, Q-Faktor= 1.41 LowPass Filter: Grenzfrequenz bei 3000 Hz, Gain = 0, Q-Faktor= 1.41
• Master-Sektion / Räumlichkeit / Reflektion:
  Individuell justierbar, keine idealen Einstellungen, hängt vom Einsatz des Verfahrens ab. Vorteilhaft sind beim Hall kurze Decay, also Abschwillzeiten von 0,51 Sekunden bis 0,67 Sekunden und einem Predelay von 20 Millisekunden
• Master-Sektion / Compression:

  Threshold: -10 dB

  Ratio: 8:00:1

  Attack: 0,46 Millisekunden

  Release: 560 Millisekunden

  Knee: 80

• Master-Sektion Pegeljustierung (dB):
  Die Pegeljustierung ist individuell auf das Gerät/das Umfeld einstellbar, in dem das Verfahren eingesetzt werden soll

[0027] Die Figuren 3 bis 8 zeigen Audio-Video-Geräte (AV-Geräte), in die das erfindungsgemäße Verfahren integriert ist. Hierzu weisen die AV-Geräte jeweils einen in den Figuren 3 bis 8 nicht gezeigten Signalprozessor auf, auf dem sich eine Software befindet. Die Software enthält dabei einen Algorithmus, der von dem Signalprozessor in Form eines Audioprozessors abgearbeitet wird, wobei der Algorithmus das erfindungsgemäße Verfahren erfasst. Den in den Fig. 3 bis 7 gezeigten AV-Geräten ist es gemeinsam, das sie neben Toneingangs- und Tonausgangskanälen auch Bildeingangs- und Bildausgangskanäle aufweisen.

[0028] AV-Geräte, wie ein Fernsehgerät (TV) und ein in den Fig. 3a, 3b gezeigter Flatscreen 28 verfügen nicht, wie bisher, nur über einen oder zwei Lautsprecher zum Ausstrahlen von Mono- oder Stereoklang, sondern über drei Lautsprecher 26, 27 für den Monoklang (Fig. 3b) bzw. vier Lautsprecher 26, 27 für den Stereoklang (Fig. 3a), da die obere Hörebene hinzugekommen ist. Die obere Hörebene wird aus der unteren Hörebene gewissermaßen extrahiert und zwar durch die in Fig. 2 beschriebene Encodierung, was in den Fig. 3 bis 8 durch die gestrichelten Pfeile angedeutet ist. Die Lautsprecher 26, 27 werden gemäß individueller Geräteanforderungen in herkömmlicher Weise verbaut und so angebracht, dass sie ein in sich abgestimmtes Hörfeld ermöglichen. Auch ist es z.B. möglich, die Lautsprecher der oberen Hörebene nach oben abstrahlen zu lassen, um das Hörfeld nach oben noch diffuser werden zu lassen.

[0029] Weitere Anwendungsbeispiele stellen ein mobiler PC 25 (Fig. 4a, 4b), ein Tablet PC 29 (Fig. 5a, 5b) sowie ein Smartphone 31 (Fig. 7a, 7b) und zwar sowohl in Vertikalnutzung als auch Horizontalnutzung sowie ein Radio 32 (Fig. 8a, 8b) dar.

[0030] Auch eine Soundbar 33 wird nicht, wie aus Fig. 6a, 6b hervorgeht, nur zur Wiedergabe des Gesamtklanges eines AV-Gerätes, wie zum Beispiel eines Fernsehers eingesetzt, sondern gemäß der Erfindung auch für das Abstrahlen der extrahierten oberen Hörebene. Hieraus ergeben sich neue Lautsprecherkonstellationen innerhalb dieser Gerätetypen, da z. B. auch eine Soundbar mit erfindungsgemäßen Einzelausgängen für die obere Hörebene, die ansonsten bei Betrieb einer Soundbar nicht mehr aktiv geschalteten Lautsprecher des TV-Gerätes mit den neuen Signalen der oberen Hörebene versorgen und so das TV-Gerät wirtschaftlicher betreiben kann. Da im Rahmen der Erfindung auch ein Stereosignal generiert wird, kann es in den AV-Geräten wiederum mit Matrix-Surround-Decodern kombiniert werden, um auch den Klang der oberen Hörebene einem Surround-Decoding zu unterziehen. Damit ist es möglich, eine gesamte obere Hörebene nach vorne und hinten zu extrahieren.

[0031] Die vorliegende Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen. Beispielsweise können die Kanäle 8, 9 in der unteren Hörebene 7 ebenfalls weiter bearbeitet werden.

[0032] Das erfindungsgemäße Prinzip der modulartig erweiterbaren kleinsten Einheit einer Signalerzeugung, die zu komplexen Lautsprecherkonfigurationen führt, veranschaulicht auch Figur 9.

[0033] Ausgehend von den beiden Eingangskanälen R und L werden mittels eines Algorithmus in dem Signalprozessor 34 die Ausgangssignale R und L in der unteren Hörebene 7 und in der oberen Hörebene 6 das linke Ausgangssignal L_Hi und das rechte Ausgangsignal R_Hi generiert, sodass zunächst vier Ausgangssignale, zwei für die obere Hörebene 6 und zwei für die untere Hörebene 7,erzeugt werden.

[0034] In der oberen Hörebene 6 werden dann, wie aus Figur 9 weiter hervorgeht, das linke Ausgangssignal L_Hi und das rechte Ausgangsignal R_Hi zu einem Monosignal L_Hi + R_Hi addiert und einem ersten Lautsprecher 35 zugeführt.

[0035] Die Ausgangssignale R und L in der unteren Hörebene 7 werden als Kanäle L₁ und R₁ direkt zu den Lautsprechern 36, 37 der Soundbar 40 geführt. Gleichzeitig dienen die Ausgangssignale R und L als Eingangssignale R und L, um erneut im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine untere Hörebene 7 und eine oberer Hörebene 6 zu generieren, was wiederum mittels des Algorithmus in dem Signalprozessors 34 erfolgt, auf dem sich die Software befindet. Die Software enthält dabei einen Algorithmus, der von dem Signalprozessor abgearbeitet wird.
Hierbei werden, ausgehend von der Aufspaltung der Eingangssignale R und L, die Ausgangssignale R und L in der unteren Hörebene 7 und in der oberen Hörebene 6 das linke Ausgangssignal L_Hi und das rechte Ausgangsignal R_Hi generiert, sodass erneut vier Ausgangssignale, zwei für die obere Hörebene, 6 d.h. L_Hi und R_Hi, und zwei für die untere Hörebene 7, d.h. L und R, erzeugt werden. Danach werden die Signale L_Hi und R_Hi den Signalen R und L in der unteren Hörebene 7 beigemischt, d.h. L_Hi wird mit dem Signal L und R_Hi mit dem Signal R addiert. Die addierten bzw. gemischten Signale werden hierdurch in der unteren Hörebene zwei weiteren Lautsprechern 38, 39 der Soundbar 40 zugeführt. Die Soundbar 40 besitzt somit insgesamt fünf Ausgangskanäle, nämlich vier Ausgangssignale R, L, L_Hi + L, R_Hi +R in der unteren Hörebene 7 und ein Ausgangssignal L_Hi + R_Hi in der oberen Hörebene 6, wobei alle Ausgangskanäle auch durch Pegelregler, Equalizer, Kompressor etc. weiterverarbeitet werden können.

[0036] Die in Figur 9 gezeigte Variante einer modulartig erweiterbaren kleinsten Einheit kann in einer Soundbar, wie Figur 10 veranschaulicht, noch um eine Bassbox (Subwoofer) 41 ergänzt werden. Hierzu werden, wie Figur 10 verdeutlicht, die Ausgangssignale R und L in der unteren Hörebene in der Signalabfolge vor ihrer erneuten Aufspaltung addiert durch einen Lowpass Filter 42 geschickt und gleichzeitig als R und L - Signale in dem Signalprozessor 34 verarbeitet.

[0037] Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Prinzips der modulartig erweiterbaren kleinsten Einheit einer Signalerzeugung, die zu komplexen Lautsprecherkonfigurationen führt, veranschaulicht auch Figur 11.

[0038] Fig. 11 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren, das die beiden Eingangskanälen R_t1 und L_t1, die aus den Summationen R + C und L + C (C=Centerkanal ) entstehen, die Ausgangssignale R_1Hi und L_1Hi in der oberen Hörebene 7 und in der unteren Hörebene 6 das linke Ausgangssignal L₁ und das rechte Ausgangsignal R₁ generiert, sodass vier Ausgangssignale, zwei für die obere und zwei für die untere Hörebene, erzeugt werden. Für die Erzeugung dient auch hier der Signalprozessor 34 und zwar in Form eines Audioprozessors, auf dem sich eine Software befindet, die den Algorithmus enthält.

[0039] Die in Figur 11 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens unterscheidet sich von der in Figur 10 beschriebenen dadurch, dass die generierten Ausgangssignale R_1Hi, L_1Hi, L₁ und R₁ nicht erneut als Eingangssignale dienen, sondern in dem Prozessor 34 parallel zwei weitere Eingangssignale S_R und S_L in Gestalt von Surroundsignalen zu Ausgangssignalen verarbeitet werden, die durch eine parallele Bearbeitung in die Ausgangsignale R_2Hi, L_2Hi, L₂ und R₂ in der oberen und unteren Hörebene decodiert werden. Die zwei Ausgangssignale L₁, L₂ sowie die beiden Ausgangssignale R₁, R₂ werden an die Lautsprecher der unteren Hörebene 6 geschickt, wohingegen die Ausgangssignale L_1Hi, R_1Hi, L_2Hi und R_2Hi der oberen Hörebene 7, wie Figur 11 weiter verdeutlicht, zu Signalen R_tHi, L_tHi der oberen Hörebene 7 summiert werden, die Lautsprechern der oberen Hörebene 7 zugeführt werden.

[0040] Der weitere Kanal LFE wird direkt zu einem eigenen Ausgang geführt und dort als Ausgangskanal LFE einem weiteren Lautsprecher zugeführt, wobei dieser Ausgangskanal, wie auch alle anderen Ausgangskanäle, auch durch Pegelregler, Equalizer, Kompressor etc. weiterverarbeitet werden kann. Die Lautsprecherkonfiguration eines Audiogeräts, das zu der in Figur 11 beschriebenen Ausführungsform korrespondiert, veranschaulicht Figur 12.

[0041] Beiden in den Figuren 10 und 11 gezeigten Ausführungsformen ist es gemeinsam, dass das das erfindungsgemäße Verfahren wiederholt in dem Signalprozessor 34 abgearbeitet wird.

Bezugszeichenliste:

[0042] 

2

Raum

3

Hörer

5

Lautsprecheranordnung

4a,4b,6

obere Hörebene

5a,5b,7

untere Hörebene

8,9

Kanäle

10

Signaldetektor

11

Signalmultiplizierer

12,13,21

Delay

14,19,20

Equalizer

15,16

Pegelsteller

17,18

Pegelsteller

22

Kompressor

23,24

Pegelsteller

25

PC

26,27

Lautsprecher

28

Flatscreen

29

PC

31

Smartphone

32

Radio

33

Soundbar

34

Signalprozessor

35,36,37

Lautsprecher

38,39

Lautsprecher

40

Soundbar

41

Bassbox

42

Lowpass Filter

Ansprüche

1. Gerät mit Toneingangs- und Tonausgangskanälen sowie einem Prozessor, wobei dem Gerät Lautsprecher (26, 27, 33) zugeordnet sind, und sich auf dem Prozessor eine Software befindet, die einen Algorithmus enthält, der von dem Prozessor abgearbeitet wird, wobei der Algorithmus ein Verfahren zur Audiowiedergabe in einem Mehrkanaltonsystem mit zwei Eingangssignalen L und R, bei dem Ausgangssignale für verschiedene Hörebenen erzeugt werden, umfasst, wobei nur eine untere Hörebene (7) und nur eine obere Hörebene (6) erzeugt werden und maximal sechs Ausgangssignale mit maximal zwei Ausgangssignalen für die untere Hörebene (7) und maximal vier Ausgangssignalen für die obere Hörebene (6) generiert werden, wobei für die Signale in der unteren Hörebene (7) und oberen Hörebene (6) Stereosignale und/oder Monosignale erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecher (26, 27, 28) in das Gerät integriert sind und/oder unmittelbar an dem Gerät angeordnet sind, und wobei aus den für die Eingangskanäle R und L vorgesehenen Eingangskanälen Kanäle decodiert werden, die zu Ausgangssignalen der oberen Hörebene (6) weiterverarbeitet werden.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Signale in der unteren Hörebene (7) Monosignale erzeugt werden.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Signale in der oberen Hörebene (7) Monosignale erzeugt werden.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsignale als weitere Eingangssignale dienen.

5. Gerät nach Anspruch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die decodierten Kanäle in Gestalt eines linken Raumkanals R_L=L-R, eines rechten Raumkanals R_R=R-L sowie eines Center-Kanals C=L+R generiert werden.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu den decodierten Kanälen aus den Eingangskanälen linear und parallel geführte Kanäle (8, 9) generiert werden.

7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Eingangskanäle und/oder der Ausgangskanäle miteinander addiert werden.

8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass maximal zwei Ausgangssignale für die untere Hörebene (7) und maximal zwei Ausgangssignale für die obere Hörebene (6) generiert werde

9. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Bildeingangs- und Bildausgangskanäle aufweist.

Claims

1. Device having sound input channels and sound output channels and also a processor, wherein loudspeakers (26, 27, 33) are assigned to the device, and software is located on the processor, which software contains an algorithm which is executed by the processor, wherein the algorithm comprises a method for audio reproduction in a multi-channel sound system having two input signals L and R, wherein output signals are generated for different listening levels, wherein only one lower listening level (7) and only one upper listening level (6) are generated and a maximum of six output signals, with a maximum of two output signals for the lower listening level (7) and a maximum of four output signals for the upper listening level (6), are generated, wherein stereo signals and/or mono signals are generated for the signals in the lower listening level (7) and upper listening level (6), characterized in that the loudspeakers (26, 27, 28) are integrated into the device and/or are arranged directly on the device, and wherein channels are decoded from the input channels intended for the input channels R and L, which channels are processed further to output signals of the upper listening level (6).

2. Device according to claim 1, characterized in that mono signals are generated for the signals in the lower listening level (7).

3. Device according to claim 1, characterized in that mono signals are generated for the signals in the upper listening level (7).

4. Device according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the output signals serve as further input signals.

5. Device according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the decoded channels are generated in the form of a left spatial channel R_L = L-R, a right spatial channel R_R = R-L as well as a center channel C = L+R.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that channels (8, 9), guided linear and parallel to the decoded channels, are generated from the input channels.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least a portion of the input channels and/or the output channels are added to one another.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that, at most, two output signals for the lower listening level (7) and, at most, two output signals for the upper listening level (6) are generated.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it has image input channels and image output channels.

Revendications

1. Appareil comprenant des canaux d'entrée de son et des canaux de sortie de son, ainsi qu'un processeur ; dans lequel des haut-parleurs (26, 27, 33) sont associés à l'appareil, et un programme logiciel est installé sur le processeur, lequel logiciel contient un algorithme qui est traité par le processeur ; dans lequel l'algorithme comprend un procédé destiné à la restitution audio dans un système de son à plusieurs canaux qui présente deux signaux d'entrée L et R, pour lequel des signaux de sortie sont produits pour divers plans d'écoute ; dans lequel seul un plan d'écoute inférieur (7) et seul un plan d'écoute supérieur (6) sont produits et tout au plus six signaux de sortie sont générés, dont tout au plus deux signaux de sortie pour le plan d'écoute inférieur (7) et tout au plus quatre signaux de sortie pour le plan d'écoute supérieur (6) ; dans lequel des signaux stéréo et/ou des signaux mono sont produits pour les signaux dans le plan d'écoute inférieur (7) et dans le plan d'écoute supérieur (6) ; caractérisé en ce que les haut-parleurs (26, 27, 28) sont intégrés dans l'appareil et/ou sont disposés directement au niveau de l'appareil ; et dans lequel des canaux sont décodés à partir des canaux d'entrée prévus pour les canaux d'entrée R et L, lesquels canaux sont traités en signaux de sortie du plan d'écoute supérieur (6).

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que des signaux mono sont produits pour les signaux dans le plan d'écoute inférieur (7).

3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que des signaux mono sont produits pour les signaux dans le plan d'écoute supérieur (7).

4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les signaux de sortie servent d'autres signaux d'entrée.

5. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les canaux décodés sont générés sous la forme d'un canal spatial gauche R_L = L-R, d'un canal spatial droit R_R = R-L, ainsi que d'un canal central C = L+R.

6. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des canaux (8, 9) dirigés de manière linéaire et parallèle sont générés vers les canaux décodés à partir des canaux d'entrée.

7. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que tout au moins une partie des canaux d'entrée et/ou des canaux de sortie sont additionnés les uns aux autres.

8. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que tout au plus deux signaux de sortie sont générés pour le plan d'écoute inférieur (7) et tout au plus deux signaux de sortie sont générés pour le plan d'écoute supérieur (6).

9. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit appareil présente des canaux d'entrée d'image et des canaux de sortie d'image.

Zeichnung