[发明专利]可变矩阵译码器

说明书

本发明涉及定向信息系统，其中多个输入信号被编码成二个或二个以上的通道信号，以记录在介质中或在介质中传输，并且该系统中通道信号被译码成与定向信息输入信号相对应的多个输出信号。本发明的译码器能给二个或二个以上的通道信号译码从而提高了定向效果。

在四声道立体声中，扬声器水平地围绕听众间隔地布置在四处，以产生全部水平迴绕音响的原有节目的印象，在一些四声道立体声系统中，扬声器放在房间的四角。在另一些四声道立体声系统中，如电影院中所用的系统，扬声器并不全放在角上。取而代之的是，它们可能放在影院的左前角和右前角，放在前台的中央以及围绕散布在影院的后墙上。放在前左和前右角的扬声器仍然称为左和右扬声器，放在前台中央的扬声器称作中央扬声器，而那些在后墙上的则称作迴绕扬声器。为了使通过扬声器放出的录音能再生原有节目的真实印象，录音必须包含定向信息。在一些四声道立体声系统中实际录下了四个分离的输入通道，这称作4-4-4格式。另一种称为为4-2-4的通常办法是用某种矩阵编码把四个音响输入通道编码成二个通道，就像普通立体声录音的双通道那样，然后在放音时被译码返回到四个音响输出通道。

在4-2-4音响系统中，由于四个定向音响输入信号被编码器转换成二个通道的信号，会丢失某些定向信息，因此译码器不可能再生与原有的定向音响输入信号完全一致的信号。其结果是，相邻通道之间的串音（cross-talk）和重放的声响信号会大大降低四声道立体声系统的定向效果。

为了提高4-2-4四声道立体声系统的定向效果已经做过很多尝试。在一种称为增益控制（gain    riding）的方法中，对四个扬声器中的每一个的纯声响电平都作调整，但不调整二个通道信号的相对强弱，以降低串音。在另一个称作可变矩阵方法的方法中，送到四个扬声器去的四个输出信号是通过对二个通道信号进行某种数学计算得出来的，以改变二个通道信号的相对强弱从而降低串音效果。

伊托等人在美国专利3，825，684中公开了一种可变矩阵译码器，对于扬声器置于房间四角的四声道放音系统可以提高定向效果。该译码器有一控制单元，它检测出二个通道信号的相位差并产生出二个控制信号，一个控制二个前方输出的分离，另一个控制二个后方输出的分离。二个控制信号也用于控制前方输出信号相对于后方输出信号的电平。举例说，参阅美国专利3，825，684中的图10，二个前方输出之间的分离是由可变放大器132上的增益f控制，且随着二个通道信号L和R之间相位差的大小作相反的变化。二个后方输出的分离是由可变放大器127的增益b控制，该放大器的增益且随着L和R之间相位差的大小作正向变化。

在美国专利3，944，735中，威尔考克公开了与现有矩阵译码器一起使用的定向增强系统，用于提高这些译码器输出信号的定向效果。它并不包括那种2-4矩阵译码器。取而代之的是，该系统把来自一个前置四声道立体声矩阵译码器的四个输出信号加以改进，以提高信号的定向含量，然后才把它们送至扬声器。该系统包括一个检测器，它通过把由固定矩阵从通道信号中导出的某些信号的包络线进行比较，产生出6，8，或10的定向控制信号。该检测器产生这些使用自动增益控制的控制信号，以免对信号电平的依赖。威尔考克应用了一个处理器从控制信号中产生出调整矩阵的系数，还应用了一个矩阵调整器，通过调整矩阵来调整这个前置矩阵译码器的四个输出信号。

在许多四声道立体声音响应用场合，如电影院，可能希望只提高某些频率范围内的声音的定向效果，例如说话的频率范围。在宽频带四声道立体声系统中，如果像说话那种低频信息来自特定的方向，并且如果像风那样的高频背景音响出现在四面八方，则高频背景和低频说话信号可能全都转向说话的方向。如此产生的声响印象是偏离原有节目的，也是不希望有的，因此希望提供一种分频带系统来减轻上述困难。

上述4-2-4四声道立体声译码器的定向增强系统没有一个是完全令人满意的。因此希望提供定向增强能力更好并且电路更简单的系统。