УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ С ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫМ 3-МЕРНЫМ ПРЕДСТАВЛЕНИЕМ КООРДИНАТ МЕСТА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЗВУКА
DISPLAY DEVICE WITH OBJECT-ORIENTED 3-DIMENSIONAL REPRESENTATION OF SOUND ORIGIN COORDINATES

Настоящее изобретение относится к устройству отображения с объектно-ориентированным 3-мерным представлением координат места возникновения звука и, в частности, к устройству отображения с объектно-ориентированным 3-мерным представлением координат места возникновения звука, в котором звуки поступают через динамик, установленный в соответствии с координатами объекта в матричном акустическом устройстве, состоящем из множества динамиков малого размера, размещаемых за устройством отображения, во взаимодействии с поведением объекта, выведенного на экран устройства отображения.
По мере возрастания жизненных стандартов большое число людей любят смотреть кинофильмы и слушать музыку в домашних условиях, используя для этого систему домашнего театра. Для реализации системы домашнего театра так, как показано на Фигуре 1, и с целью создания звукового окружения при использовании экрана большого размера необходимы передние левый и правый динамики, отдельная низкочастотная колонка, расположенные сзади акустические системы объемного звучания, левая и правая акустические системы объемного звучания и центральный динамик. Занимая свое место среди вышеуказанных динамиков, центральный динамик размещается между передними левым и правым динамиками для акцентирования звукового потока с целью достижения таким способом совершенного звукового образа. Как правило, он работает на воспроизведение речи, располагаясь в том же самом месте, что и передние левый и правый динамики. Помимо этого, центральный динамик размещается ближе к телевизионной установке (обычно выше или ниже телевизора) на высоте органов слуха человека. Центральный динамик можно назвать ключевым динамиком системы.
Конструкция телевизионного монитора прошла путь от ЭЛТ до ОСИД, минуя этапы применения ЖКД и плазменных панелей с использованием цифровых видеодисков, ТВЧ и цифровых акустических систем. Размеры экрана становились все больше и больше. При установке аппаратуры объемного звучания в жилой комнате или в помещении, затруднительно расставить динамики должным образом. Что касается центрального динамика, то он воспроизводит речь, которая звучит на протяжении большой части кинофильма, но не с тем эффектом, как при вещании канала, поэтому его расположение является крайне важным.
Поскольку центральный динамик конфигурируется для ясного воспроизведения речи, его частотная характеристика крайне важна. Звуковая частота (AF), которую может слышать человек, равняется 20-20000 Гц. Несущая частота человеческого голоса находится, главным образом, в районе 10000 Гц. Зритель хочет распознать направление звука, частота которого ниже 10000 Гц, и направление звука, частота которого выше 10000 Гц. Поэтому центральный динамик должен располагаться в центре экрана, однако с практической точки зрения его невозможно там установить, следовательно, вместо этого его размещают ниже или выше телевизора. В результате вышеупомянутый центральный динамик не может передавать совершенное звуковое поле. Однако, в случае использования домашнего театра центральный динамик можно установить за экраном так, чтобы можно было получить эффект совершенного звукового поля.
По мере того, как размеры экрана становились все больше и больше, центральный динамик по-прежнему располагался в центре экрана. Даже тогда, когда лицо, которое по ходу фильма или иного представления ведет разговор, находится с левой или правой стороны либо в верхней или нижней части экрана, его речь поступает только из центра экрана, поэтому кинозритель не может слышать сбалансировано воспроизводимые слова.
Соответственно задачей настоящего изобретения является обеспечение такого устройства отображения с объектно-ориентированным 3-мерным представлением координат места возникновения звука, в котором слово или звук, исходящие от такого объекта как человек или предмет, который воспроизводит слова или звук, могут передаваться из того места экрана, где находится объект.
Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении такого устройства отображения с объектно-ориентированным 3-мерным представлением координат места возникновения звука, которое позволяет кинозрителю слушать объемное звучание, получаемое с помощью дальнего и ближнего воспроизведения звука. Технические решения
Для достижения обоих задач в устройстве отображения, в состав которого входит акустическая система объемного звучания, видеопроигрыватель и экранный монитор, устанавливается устройство отображения с объектно-ориентированным 3-мерным представлением координат места возникновения звука, включающее декодер центрального канала, который среди аудио-сигналов, передаваемых декодером акустической системы объемного звучания, получает аудио-сигнал, соответствующий динамику центрального канала, и разделяет его на источники звука, исходящие от объекта; матрицу центрального канала для установки координат источников звуков, исходящих от объектов и отделяемых друг от друга декодером центрального канала; усилитель матрицы для увеличения громкости звука на выходе динамика, соответствующего каждому значению координат нахождения источников звуков, исходящих от объекта, и большое количество динамиков, расставленных в форме матрицы за экранным монитором, согласно чему звуки передаются такими динамиками в соответствии с координатами объектов, отображенных на экранном мониторе.
Преимущественные результаты
В настоящем изобретении вследствие применения матричной мультисистемы динамиков без использования отдельного центрального динамика даже в случае увеличения размеров экрана нет необходимости в установке центрального динамика большего размера. Поскольку звучание воспроизводится только из того места на экране, где располагается объект, который служит источником звука, с помощью метода объемного динамического звучания можно создать акустическое поле динамически изменяющегося и прямого звука. Центральный динамик можно разместить на высоте органов слуха кинозрителя. Компактный динамик можно установить за экраном независимо от размера последнего, который за последние годы становился все больше и больше. Корпус устройства отображения может быть тоньше в сочетании с безупречной совместимостью с традиционной системой.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет понятно при рассмотрении сопроводительных фигур, которые представлены только с целью иллюстративности, и поэтому не носят ограничительного характера по отношению к настоящему изобретению, где:
На Фиг.1 представлено схематическое отображение традиционной системы динамиков объемного звучания;
На Фиг.2-7 представлены отображения, иллюстрирующие положения динамиков, которые могут воспроизводить звуки в зависимости от места нахождения действующего лица кинофильма, проигрываемого эпизодами;
На Фиг.8 представлена блок-схема описания устройства, которое может сформировать носитель с записью объектно-ориентированного 3-мерного представления координат места возникновения звука в соответствии с настоящим изобретением;
На Фиг.9 представлена блок-схема метода формирования носителя записи, указанного на Фиг.8;
На Фиг.10 представлено отображение, иллюстрирующее пример того, как выполняется хранение носителя записи, полученного в результате работы аппаратного/программного обеспечения, представленного на Фиг.8;
На Фиг.11 представлено отображение, иллюстрирующее общий режим работы подключаемого аппаратного/программного обеспечения;
На Фиг.12 представлено отображение, иллюстрирующее режим наложения в работе подключаемого аппаратного/программного обеспечения; и
На Фиг.13 представлена блок-схема, иллюстрирующая конструкцию декодирующего устройства в соответствии с настоящим изобретением.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
На Фиг.2 представлено отображение, иллюстрирующее внешнюю конструкцию устройства в соответствии с настоящим изобретением. Множество динамиков малого размера 1 размещается за экранным монитором 5. В экранном мониторе для прохождения звука, передаваемого динамиками 2, проделано множество едва заметных малых отверстий. Например, экранный монитор может быть изготовлен на ЖКД, ИСИД, быть проекционным или экранным. Динамики 1 и 2 размещены в форме матрицы в соответствующих количествах по оси Х и Y экранного монитора. Соответствующий динамик может передавать звуки синхронно с положением объекта на экране. Объектом может быть человек или предмет наподобие мотоцикла или чего-либо другого, который издает звуки по мере движения вдоль экрана таким образом, что такой объект можно распознать 3-мерным способом. Кинозритель с помощью распознавания координат местоположения на осях X и Y в сочетании с эффектом удаления, воспроизводимым осью Z, может воспринять звук, воспроизводимый динамиками, как объемный. Левый и правый динамики 3 и 4 расставлены на левой и правой стороне экранного монитора.
На Фиг.3-7 представлены отображения для описания настоящего изобретения с помощью использования сцены из фильма «Pounds Beauty» 2006 года выпуска, взятого в качестве примера. Речи действующих лиц фильма воспроизводятся динамиком с того места, где находятся эти герои, поэтому кинозритель может наслаждаться более реальным зрелищем. В данном случае соответствующая речь доносится из динамика от того места, где находится соответствующее действующее лицо соответственно тогда, когда два героя фильма разговаривают одновременно.
На Фиг.8 представлена блок-схема, иллюстрирующая конструкцию декодирующей системы в соответствии с настоящим изобретением. Для получения матричной системы вещания традиционная кодирующая система нуждается в системе кодирования центрального канала. В процессе создания объемного звучания согласно аппаратному/программному обеспечению центральный канал исключается из системы, а информация о местоположении, взятая из центрального канала и соответствующая отображаемому изображению, записывается с помощью устройств панорамирования координат X-Y-Z, а полученные данные запоминаются с помощью кодировщика центрального канала и записываются на других дополнительных дорожках вместе с аудио-сигналом из центрального канала.
В случае использования аппаратного/программного обеспечения для создания обычного объемного звучания, применяемого с целью формирования заголовка фильма или видеодиска, дополнительные данные 8 и аудиоинформация 9, такие как видеоданные 6, текст 7 или нечто еще, вводятся в порт поиска и выборки 10 аппаратного/программного обеспечения и разделяются на записи, которые заносятся на видеодорожку 11, текстовую дорожку 12, прочие дорожки 13 и на аудиодорожку 14, и, соответственно, там запоминаются. На аудиодорожке 14 запоминается аудиоинформация для передних левого и правого динамиков, отдельной низкочастотной колонки и для левого и правого динамиков объемного звучания. Источник звука объекта отделяется от аудиоинформации, записываемой на аудиодорожку 14, с помощью устройства панорамирования 17, предназначенного для разделения сигналов, поступающих из центрального канала. Информация о местоположении, поступающая из центрального канала и соответствующая месту нахождения отображаемого объекта, записывается с помощью устройства панорамирования координат X-Y-Z 18 центрального канала, а данные, включая информацию о местоположении, запоминаются на других дорожках 13 с помощью кодировщика центрального канала 19. Когда на аудиодорожке достаточно места, то вышеупомянутые данные можно вставлять и запоминать на аудиодорожке. Закодированные данные передаются в устройство декодирования через выходной порт 20 аппаратного/программного обеспечения или запоминаются на таком носителе информации как видеодиск, компакт-диск нового поколения Blue Ray, жесткий диск или нечто подобное. Вышеупомянутые данные можно получить с помощью устройства отображения с объектно-ориентированным 3-мерным представлением координат места возникновения звука.
На Фиг.9 представлена блок-схема процедуры кодирования из Фиг.8.
Устройство центрального канала для панорамирования координат X-Y-Z обеспечивает общие режим работы и режим наложения. Общий режим можно использовать тогда, когда распознается перемещение звука, и тогда, когда перемещение звука является фиксированным. В режиме наложения представляется возможным формирование перемещения звука, тогда как просмотр изображений на экране следует адаптировать. Поскольку устройство центрального канала для панорамирования координат реализовано как подключаемое, пользователь может легко записать положение источника звука и его перемещение, глядя на экран в процессе выполнения процедуры аппаратного/программного обеспечения. Вышеупомянутая работа не является сложной, поскольку она увеличена только на эту операцию, потому что функционирование центрального канала воспроизведено в обычном аппаратном/программном обеспечении.
На фиг.10 представлено отображение примера, когда результат работы, выполненной с помощью аппаратного/программного обеспечения из Фиг.8, запоминается на носителе записи. На Фиг.11 представлено отображение работы подключенного аппаратного/программного обеспечения в общем режиме. На Фиг.12 представлено отображение работы в режиме наложения подключенного аппаратного/программного обеспечения.
Будет описана процедура реализации аппаратного/программного обеспечения в режиме наложения из Фиг.12.
- Расположение экрана
Размер экрана определяется автоматически на основании установленного формата кадра. На экране левая и права стороны определены как X, а верхняя и нижняя стороны - как Y. Глубина вида, соответствующая направленным вперед и назад сторонам, определена как Z. В случае использования цифрового интерфейса музыкальных инструментов можно указать соответствующее значение, выбираемое из ряда 1-128. В случае оси X и Y промежуточное значение указывается как C, а в случае глубины вида Z оно указывается как 0. Для более рационального объяснения L/R, H/L и F/R можно указать на экране. Эти значения можно выбрать с помощью их преобразования в значения оси X, оси Y и глубины вида Z. С помощью перемещения «мышки» или вращения регулятора параметра указывается соответствующее значение.
- Указание источника звука и параметр его уменьшения
Место источника звука определяется кружком, а значение его ослабления - параметром уменьшения 21. Когда значение ослабления составляет 100%, то звуки исходят ото всех участков экрана. Когда значение ослабления равно 0%, то звук исходит только от одного динамика, на котором позиционирован кружок. Ослабление можно сформировать в виде спиралевидной шкалы, вдоль которой может постепенно перемещаться рычажок регулировки. Звук можно постепенно снижать до порядка -3 дБ, -6 дБ и -12 дБ в зависимости от длины такой спиралевидной шкалы, посредством чего может быть получен больший, с практической точки зрения, эффект уменьшение громкости.
- Индикация близкого и дальнего места слышимости звука
На экране сформировано ромбовидное изображение. Его форму можно легко изменить, вытянув линию одной из его сторон. Такую линию стороны можно определить как параметр глубины вида X, предназначенный для указания на дальнее и ближнее место слышимости звука. А именно: представляется возможным определить дальнее и ближнее место слышимости звука, так чтобы кинозритель смог распознать дальний и ближний звуки на одном и том же экране. Вышеупомянутый параметр определяется так, чтобы получить эффект дальнего и ближнего звучания. Выбирается кружок, соответствующий источнику звука, после чего этот кружок можно перемещать в прямом или обратном направлении, используя в качестве клавиши преобразования такую клавишу клавиатуры как [Ctrl].
- Указатели X и Y
Представляется возможным произвольное отображение позиции, соответствующей указателям значения осей X и Y (24 и 25) в зависимости от перемещения кружка. Можно напрямую ввести определенное нужное значение. Когда зафиксировано местоположение источника звука, то процедуру можно завершить быстрее.
- Параметр нормализации
Параметр 22 можно использовать для автоматической нормализации звучания в зависимости от заданного источника звука. Громкость звука можно отрегулировать с помощью подгонки вышеуказанного значения.
- Параметр LFE
В случае центрального канала представляется возможным создание более динамичного звукового эффекта за счет передачи звучания низкого уровня из центрального канала на отдельную низкочастотную колонку для получения специального эффекта. Передача звука низкого уровня на отдельную низкочастотную колонку может быть определена параметром LFE (Эффект Низких Частот).
- Переключатель режимов
Режим работы центрального устройства панорамирования можно выбрать с помощью переключателя режимов 27. В обычном режиме перемещение центрального изображения можно выразить в переводе на объемное звучание. В режиме наложения работу можно удобно выполнить в зависимости от временного кода надлежащей вставкой текущего рабочего экрана. К этим режимам можно добавить режим «стерео», режим двойного монофонического воспроизведения и режим работы матричной системы динамиков.
- Переключатель «монофоническое воспроизведение/стандартное панорамирование»
Этот переключатель можно использовать для регулирования правой и левой балансировки. Переключатель 28 можно использовать в режимах на -1 дБ, -3 дБ, -6 дБ и равной мощности. Когда он переведен на -6 дБ и наклонен вперед в левом или в правом направлении вследствие принятия в качестве стандарта положение на -1 дБ для монофонического режима (правый центральный динамик), то уровень звука автоматически понижается до такого значительного значения как -6 дБ. Поэтому, если зритель смотрит телевизор, сидя перед центром экрана, представляется возможной максимизация наиболее сбалансированного эффекта воспроизведения звука с левой и правой стороны.
- Параметр громкости
Можно полностью отрегулировать все выходные значения для центрального канала. Даже тогда, когда уровень входного сигнала невысок, его можно усилить с помощью параметра громкости 29. Для преобразования звука низкого уровня в звук высокого уровня и для преобразования звука высокого уровня в звук низкого уровня можно использовать параметр нормализации, тогда как для усиления или снижения уровня звука, выставленного на установленных значениях, можно использовать параметр громкости.
- Переключатель временного кода и переключатель преобразования того же самого источника звука
Текущую работу можно проверить с помощью ведущей части последовательности временного кода. Временной код 30 перемещается таким же образом, что и временной код последовательности. В случае необходимости часть временного кода может быть оттянута со своего места на экране в сторону, а на ее позицию может быть впечатано определенное нужное время, код которого даст возможность напрямую перейти к определенному нужному моменту телепередачи. Когда в центральном канале используются многочисленные источники звука, то переключатель преобразования источника звука позволяет напрямую перейти к другой дорожке центрального канала без обращения к дополнительному устройству панорамирования центральной части экрана.
Когда работа выполняется в режиме наложения, то полученные в результате данные показаны на Фиг.10. Дорожка временного кода 31 для текущего экрана и экранов, представленных на фигурах 3-7, располагается на видеодорожке 32 в виде своих временных кодов, данные об источнике звука объекта записываются на дорожки центрального канала M1 и M2 (33, 34) синхронно изображению на экране, а координаты центрального канала запоминаются соответственно на дорожке 35 оси X, дорожке 36 оси Y и на дорожке 37 глубины вида Z согласно речи, произносимой с экрана. Что касается текста на корейском языке 38 и текста на английском языке 39, то для их записи можно было бы добавить определенную дорожку. В предпочитаемом осуществлении настоящего изобретения предполагается, что дорожки центрального канала состоят из M1 и M2, однако количество дорожек центрального канала может возрасти, когда звуки, издаваемые объектами на одном экране, запрограммированы как исходящие из многочисленных мест. Например, когда количество объектов, отображаемых на экране монитора, равняется 3, то число центральных каналов также устанавливается равным 3. Когда объект воспроизводит одновременно несколько звуков, то одновременно с этим выводится график источников звуков, считанных с дорожки центрального канала, а координаты объекта, появившегося на экране, запоминаются на дорожках оси X и оси Y.
Именно так речь и звуки, издаваемые согласно изображению на экране, могут передаваться из соответствующего динамика в соответствии с положениями, занимаемыми объектами на экране.
Метод кодирования матричной системы динамиков в соответствии с настоящим изобретением совместим с аппаратным/программным обеспечением по созданию обычного объемного звучания, а также добавлены дорожки параметров в отношении оси X, оси Y и глубины вида Z. Можно использовать добавленные дорожки, выбрав для этого последовательно расположенную текстовую дорожку или оставшуюся аудиодорожку и вспомогательную дорожку. В данный момент времени соответствующий параметр выражается значениями координат X, Y и Z. В случае применения 3-мерного метода координаты X, Y и Z являются параметрами для представления расстояния влево и вправо, вверх и вниз, а также вглубь (дальняя и ближняя слышимость), точно синхронизированными с речью, произносимой с экрана. Более эффективное применение аппаратного/программного обеспечения может оказаться возможным в результате согласования каждого параметра с функционированием максимального количества используемых динамиков матричной системы. Наиболее часто используемым методом является тот, в котором применяется MIDI (цифровой интерфейс музыкальных инструментов), представленный числом от 1 до 128.
Конечные данные могут быть записаны прожиганием на такие носители, как видеодиск или компакт-диск нового поколения Blue Ray либо могут быть скомпонованы в форме вложенного аудио-файла для использования в Интернет, в виде игры, телепередачи, кинофильма или чего-нибудь подобного.
На Фиг.13 представлена блок-схема, иллюстрирующая конструкцию декодирующего устройства в соответствии с настоящим изобретением.
Видеосигнал вводится из такого внешнего видеоустройства, как проигрыватель видеодисков или компакт-дисков нового поколения Blue Ray 40, сигнал вещания телевизионного тюнера/спутниковой антенны 41 или нечто подобное вводится в матричный монитор звуковой поддержки 51 в соответствии с настоящим изобретением через устройство видеовхода 43 и устройство обработки видеосигнала 44 и отображается на вышеуказанном мониторе. Аудио-сигнал от проигрывателя видеодисков/компакт-дисков Bluray 40, сигнал вещания телевизионного тюнера/спутниковой антенны 41 и сигнал от внешнего источника 42 вводятся в декодер объемного звучания 47 через устройство аудио-входа 45. Сигнал от источника звука, поступающий из центрального канала, передается от декодера объемного звучания на декодер центрального канала, а сигналы от других источников звука выводятся на другие динамики 52 акустической системы. Декодер центрального канала 48 среди аудио-сигналов, переданных из декодера акустической системы объемного звучания, принимает аудио-сигнал, соответствующий динамику центрального канала, разделяет его на звуки, издаваемые объектом, и передает их в матричную систему центрального канала. Матричная система центрального канала 49 устанавливает координаты источников звуков, издаваемых объектами и отделенных друг от друга с помощью декодера центрального канала, а усилитель системы матрицы 50 усиливает громкость источников звука в каждой установленной координате, и усиленные звуки от таких источников выводятся на динамики, которые соотносятся с соответствующими координатами на матричной оси X и на матричной оси Y синхронно видеосигналу, введенному в матричный монитор звуковой поддержки 51.
Слова и звуки, которые произносит и издает соответствующий объект (лицо или предмет) среди прочих аудио-сигналов, выводятся на динамики матричного монитора звуковой поддержки через декодер центрального канала, а другие звуки, поступающие на другие динамики 52 (на передние левый и правый динамики, отдельную низкочастотную колонку и на левый и правый динамики объемного звучания либо на нечто подобное) - через декодер объемного звучания 12.
В настоящем изобретении закодированные данные в соответствии с настоящим изобретением передаются на устройство декодирования через выходной порт 20 инструмента предмета разработки или запоминаются на таком носителе, как видеодиск, компакт-диск Blue ray, жесткий диск или нечто подобное, или выводятся на устройство отображения с объектно-ориентированным 3-мерным представлением координат места возникновения звука в соответствии с настоящим изобретением.
Так как настоящее изобретение может быть воплощено в нескольких формах без отхода от своей сути или от важных характеристик, следует также понимать, что вышеуказанные примеры не ограничены любыми из подробностей предшествующего описания, если не указано иное, а должны интерпретироваться в более широком смысле в пределах сущности и объема изобретения так, как определено в прилагаемых пунктах формулы, и, следовательно, все изменения и модификации, которые оказываются в пределах соответствий и ограничений пунктов или эквивалентны таким соответствиям и ограничениям, вследствие этого подразумеваются учтенными в прилагаемых пунктах.