DE1269187B

DE1269187B - Pseudostereophonisches Verfahren zur Umwandlung eines monophonischen Schallprogramms in ein zwei- oder mehrkanaliges Schallprogramm

Info

Publication number: DE1269187B
Application number: DE19641269187
Authority: DE
Inventors: Peter Burkowitz; Dietrich Glasenapp; Ulrich Mueller
Original assignee: CARL LINDSTROEM GmbH
Current assignee: CARL LINDSTROEM GmbH
Priority date: 1964-01-03
Filing date: 1964-01-03
Publication date: 1968-05-30

Description

Pseudostereophonisches Verfahren zur Umwandlung eines monophonischen Schallprogramms in ein zwei- oder mehrkanaliges Schallprogramm Der Anmeldungsgegenstand bezieht sich auf ein pseudostereophonisches Verfahren zur Umwandlung eines monophonischen Schallprogramms in ein zwei-oder mehrkanaliges Schallprogramm durch Zuführung des monophonischen Schallprogramms auf die beiden Wiedergabekanäle einer stereophonischen Anlage, einmal als Summe und einmal über eine Zeitverzögerung als Differenz.
Der räumliche Klangeindruck der stereophonischen Wiedergabe eines Schallprogramms läßt es wünschenswert erscheinen, auch ein gegebenes monophonisches Schallprogramm in ein zwei- oder mehrkanaliges Schallprogramm umzuwandeln mit dem Ziel, bei der Wiedergabe auf einer Stereo-Wiedergabeeinrichtung eine wirksame, insbesondere angenehm und natürlich empfundene Verbreiterung des sonst zwischen den Lautsprechern der Wiedergabeeinrichtung nur punktförmig hörbaren Programms herbeizuführen, einen sogenannten Breitklang.
Bekanntlich ist die Schallrichtung, die ein Hörer vor einer Stereo-Wiedergabeeinrichtung wahrnimmt, von dem Lautstärkenverhältnis und von dem zeitlichen Abstand abhängig, mit dem ein Schallsignal aus den beiden Lautsprechern an den Ohren des Hörers eintrifft; dies gilt nicht nur für als Klänge bezeichnete Schallgemische, sondern auch in einem begrenzten Bereich des hörbaren Spektrums für Einzeltöne.
Es sind mehrere Verfahren bekanntgeworden, die in Ausnutzung der in Absatz 3 erwähnten Wirkung .einen Verbreiterungseffekt, auch Panoramaeffekt genannt, anstreben, indem das monophonische Programm mittels einfacher Filter in verschiedene Teile mit unterschiedlichem Frequenzgang zerlegt wird, die je einem von zwei oder mehreren Lautsprechern oder Kopfhörern zugeführt werden, um dadurch ein über die Lautsprecherbasis nach Tonhöhen verteiltes und demgemäß auseinandergezogenes, d. h. verbreitertes Klangbild zu erzeugen.
Es sind auch ähnliche Verfahren mittels sogenannter Kammfilter bekanntgeworden, mit deren Hilfe das monophonische Programm auf die Lautsprecher einer Stereo-Wiedergabeanlage verteilt wird, wobei die Filter einen komplementär alternierenden Frequenzgang haben, so da.ß dadurch ebenfalls ein über die Lautsprecherbasis nach Tonhöhen verteiltes und demgemäß verbreitertes Klangbild erzeugt wird. Ein zur Durchführung dieses Verfahrens geeignetes Gerät ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift 1083 865 beschrieben.
Ferner sind Verfahren bekannt, bei denen die Wirkung eines Kammfilters dadurch nachgebildet wird, daß in die eine von den zwei Zuleitungen zu den Hörmuscheln eines Kopfhörers ein Zeitverzögerungsglied eingeschaltet und dahinter die Summe und die Differenz gebildet wird. Dieser Kopfhörerversuch ist in der Literatur erwähnt als Beweis für das Vorhandensein eines Verbreiterungseffektes des Klangeindruckes infolge von komplementär alternierenden Frequenzgängen an den beiden Hörmuscheln, ohne daß jedoch Hinweise für eine Nutzanwendung dieses Effektes gegeben werden.
All diesen bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß sie nur eine von der Tonhöhe abhängige Verbreiterung des Klangeindruckes oder eine auf die Dauer unangenehme, ständig einseitige Verlagerung bestimmter Tonhöhen zur Folge haben und daß ihnen die für natürliche stereophonische Klangbilder charakteristische Beweglichkeit und Lebendigkeit der Schallereignisse fehlt.
Die Ursache dieser Nachteile liegt darin, daß es den nach einer der beschriebenen Methoden künstlich verbreiterten Klangeindrücken an den in natürlichen räumlichen Klangbildern stets vorhandenen, an den Ohren des Hörers zeitlich nacheinander eintreffenden reflektierten Anteilen des Aufnahmeraumes mangelt, die in statistischer Verteilung auch gegenphasig auftreten müssen. Dabei kommt es weniger darauf an, ob es sich bei den zeitlich nachfolgenden Anteilen tatsächlich um Nachhall bzw. um Reflektionen im Aufnahmeraum oder um richtungsdiffus, z. B. gegenphasig und verzögert abgestrahlte Anteile des gleichen Monoprogramms handelt. Wesentlich ist vielmehr, daß überhaupt gegenphasige bzw. richtungsdiffuse verzögerte Anteile wahrgenommen werden.
Für den Mangel an Beweglichkeit und Lebendigkeit in den künstlich verbreiterten Klangbildern ist ferner die üblicherweise fierte Einstellung der technischen Bearbeitungsanlage verantwortlich.
Diese Nachteile werden durch eine zweckmäßige Weiterentwicklung des Bekannten vermieden. Hierzu wird in an sich bekannter Weise das monophonische Schallprogramm einmal den beiden Kanälen der (Stereo-) Wiedergabeeinrichtung gleichphasig und gleichpegelig zugeführt, zum anderen über eine Zeitverzögerung den beiden gleichen Kanälen gegenphasig und im wesentlichen auch gleichpegelig hinzugefügt; das Verzögerungsglied kann wahlweise auch in den gleichphasigen Kanal geschaltet werden, wenn der Programminhalt nur eine kleine Zeitverzögerung zuläßt.
Unter der Voraussetzung, daß für die Wiedergabe die üblichen Lautsprecheranordnungen gebräuchlicher Stereo-Wiedergabeeinrichtungen benutzt werden, wird die erstrebte Verbreiterung des Klangeindrucks erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die folgenden Maßnahmen vereinigt angewendet werden, dergestalt, daß die Größe der Zeitverzögerung, bezogen auf die Wiedergabe durch die Lautsprecheranordnung üblicher Stereoanlagen, für die Nachbildung der unter natürlichen Verhältnissen vorkommenden Reflektionszeiten und daher vornehmlich zwischen 5 und 30 ms gewählt wird und daß ferner die den natürlichen stereophonischen Klangbildern eigentümliche Beweglichkeit und Lebendigkeit der Schallereignisse dadurch nachgebildet wird, daß das Pegelverhältnis der gleichphasigen (Summe) und gegenphasigen (Differenz) Anteile untereinander sowie ihr Zumischungsverhältnis zum linken und rechten Lautsprecher von Hand und/oder von tonhöhen-und/oder pegelgesteuerten automatischen Regelgliedern nach Bedarf variiert wird.
In der Abbildung ist ein. Anwendungsbeispiel gezeigt. Darin bedeuten 1 ---- Monophonisches Eingangssignal.
2 Zeitverzögerungsglied. Es werden vorzugsweise Zeiten zwischen 5 und 30 ms verwendet. Die richtige Wahl der Zeit hängt vom musikalischen Inhalt, besonders von den Tempi und der Ereignisdichte ab. Schnellere Tempi und größere Ereignisdichte verlangen im allgemeinen eine kleinere Verzögerungszeit. Das Zeitverzögerungsgerät kann auch in den Kanal geschaltet werden, aus dem die Summe gebildet wird, wenn kleinere Verzögerungszeiten gewählt werden.
3 = Von Hand zu bedienender Pegelregler für den Kanal, aus dem die Summe gebildet wird. Hiervon hängt in der Lautsprecherwiedergabe die Stärke der Mitten-Wahrnehmung ab.
4 -= Von Hand zu bedienender Pegelregler für den Kanal, aus dem die Differenz gebildet wird. Hiervon hängen in der Lautsprecherwiedergabe die Stärke der richtungsdiffusen Seiten-Wahrnehmung und damit der Breiteneindruck sowie der künstlich erzeugte Raumeindruck ab.
5 = Von Hand zu bedienender Entzerrer für den Kanal, aus dem die Summe gebildet wird. Hiervon hängt in der Lautsprecherwiedergabe die Klangfarbe der Mittenwahrnehmung ab. 1i = Von Hand zu bedienender Entzerrer für den Kanal, aus dem die Differenz gebildet wird. Hiervon hängt in der Lautsprecherwiedergabe die Klangfarbe der richtungsdiffusen Seiten-Wahrnehmung und damit der tonhöhenabhängige Breiteneindruek sowie die Klangfarbe des künstlich erzeugten Raumeindruckes ab.
7 = Summen- und Differenzwandler.
8 = Von Hand zu bedienender Pegelregler für das LinksAignal. Hiervon hängt in der Lautsprecherwiedergabe die Stärke der Links-Wahrnehmung ab.
9 = Von Hand zu bedienender Pegelregler für das Rechts-Signal. Hiervon hängt in der Lautsprecherwiedergabe die Stärke der Rechts-Wahrnehmung ab.
10 = Von Hand zu bedienender Entzerrer für das Links-Signal. Hiervon hängt in der Lautsprecherwiedergabe die Klangfarbe der Links-Wahrnehmung ab.
11 = Von Hand zu bedienender Entzerrer für das Rechts-Signal. Hiervon hängt in der Lautsprecherwiedergabe die Klangfarbe der Rechts-Wahrnehmung ab. L und R sind der linke bzw. rechte Lautsprecher einer üblichen Stereoanlage.
Wenn die am Klangbild vorzunehmenden Variationen nicht willkürlich, sondern in schematischer Weise auch automatisch zugelassen werden können, sind die Teile 3, 4, 8 und 9 gegen frequenzabhängig gesteuerte Expander bzw. Kompressoren austauschbar.

Claims

Patentanspruch: Pseudostereophonisches Verfahren zur Umwandlung eines monophonischen Schallprogramms in ein zwei- oder mehrkanaliges Schallprogramm durch Zuführung des monophonischen Schallprogramms auf die beiden Wiedergabekanäle einer stereophonischen Anlage, einmal als Summe und einmal über eine Zeitverzögerung als Differenz, gekennzeichnet durch die vereinigte Anwendung folgender Maßnahmen: 1. Die Größe der Zeitverzögerung wird, bezogen auf die Wiedergabe durch die Lautsprecheranordnung üblicher Stereoanlagen, für die Nachbildung der unter natürlichen Verhältnissen vorkommenden Reflektionslaufzeiten -- und daher vornehmlich zwischen 5 und 30 ms - gewählt; 2. die den natürlichen stereophonischen Klangbildern eigentümliche Beweglichkeit und Lebendigkeit der Schallereignisse wird dadurch nachgebildet, daß das Pegelverhältnis der gleichphasigen (Summe) und gegenphasigen (Differenz) Anteile untereinander sowie ihr Zumischungsverhältnis zum linken und rechten Lautsprecher von Hand und/oder von tonhöhen-. und/oder pegelgesteuerten automatischen Regelgliedern nach Bedarf variiert wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1083 865; deutsche Auslegeschrift Nr. 1148 270; rGravesauer Blätter«, 1956, H. 5, S. 17 bis 20;