ES2633741T3 - Procedimiento y aparato para mezclar una señal de audio multicanal - Google Patents

Procedimiento y aparato para mezclar una señal de audio multicanal Download PDF

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Sebastian Goossens
Jens Groh
Christian HARTMAN
Jonas KNAPPE
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Institut fuer Rundfunktechnik GmbH
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Abstract

Aparato para mezclar una señal de audio de m canales (L, R, C, Ls, Rs, Rss, Lss) en una señal de audio de n canales (Ro, Lo), donde m es un entero para el cual se mantiene m > N y n es un número entero para el cual tiene n 5 >= 2, que comprende - entradas para recibir la señal de audio de m canales, - un circuito de mezcla para convertir la señal de audio de m canales en la señal de audio de canal n, - salidas para suministrar la señal de audio de n canales a una pluralidad de altavoces, caracterizado por que dicho circuito de mezcla comprende una primera y una segunda unidades de preprocesamiento de señales (H1, H2) para preprocesar una componente de señal envolvente central delantera de la señal de audio de m canales (C) antes de mezclar la señal de audio de m canales en la señal de audio de n canales, siendo las etapas de preprocesamiento en la componente de señal envolvente central delantera equivalentes a la primera y segunda funciones de prefiltrado H1 y H2 respectivamente, cuyas primera y segunda funciones de filtrado H1 y H2 satisfacen al menos sustancialmente las siguientes fórmulas:**Fórmula** y donde H(c-re) y H(c-le) son las características de frecuencia de las trayectorias de transmisión entre la posición del altavoz central delantero y las posiciones de un oído derecho e izquierdo, respectivamente, de un oyente, en una situación de reproducción de envolvente de m canales, y H(fr-re) es la característica de frecuencia de la trayectoria de transmisión entre la posición del altavoz delantero derecho y la posición del oído derecho del oyente, en una situación de reproducción estéreo de n canales, y H(fl-le) es la característica de frecuencia de la trayectoria de transmisión entre la posición del altavoz delantero izquierdo y la posición del oído izquierdo del oyente, en una situación de reproducción de n canales, el circuito de mezcla comprende además una primera unidad de combinación de señales (AD1) para combinar una componente de señal de canal derecho de la señal de audio de m canales con la componente de señal de canal central delantero prefiltrada por dicha primera función de prefiltrado, y comprende una segunda unidad de combinación de señales (AD2) para combinar una componente de señal de canal izquierdo de la señal de audio de m canales con la componente de señal de canal central delantero prefiltrada por dicha segunda función de prefiltrado.

Description

DESCRIPCION
Procedimiento y aparato para mezclar una senal de audio multicanal 5 Campo de la invention
[0001] La presente invencion se refiere a un procedimiento y un aparato para mezclar una senal de audio
multicanal.
10 Description de la tecnica anterior
[0002] Se conocen tecnicas para la conversion de senales de audio multicanal en senales de dos canales, y se denominan normalmente como tecnicas de mezcla.
Con la mezcla es posible reproducir una senal de audio multicanal original por un equipo estereo normal con dos 15 canales y dos altavoces.
[0003] Un ejemplo de una senal de audio multicanal bien conocida es el denominado sistema de sonido envolvente. La representation envolvente de canales, incluye, ademas de los dos canales estereo delanteros L y R, un canal central delantero C adicional y dos canales traseros envolventes Ls, Rs.
20
[0004] Esas senales envolventes se suministran durante la reproduction a altavoces correspondientes situados en una sala de escucha, por ejemplo, como se muestra en la Fig. 1, y se perciben por un oyente situado en la position P1.
25 [0005] Como se conoce, la mezcla de las senales envolventes originales (L, R, C, Ls, Rs) en una senal
estereo (Lo, Ro) se hace realizando una combination lineal de las senales originales como, por ejemplo, dada por las siguientes formulas:
30
Lo = L + a.C + (3.Ls Ro = R + a.C + (3.Rs
donde a y p son constantes, menores de 1, preferiblemente ambas iguales a 0,7.
Cada una de las dos senales estereo Lo, Ro esta dada por una combinacion lineal de las senales delantera y trasera del mismo lado, y del canal central C.
35
[0006] Las senales Lo y Ro se suministran al altavoz izquierdo y derecho de una disposition de altavoz
estereo para reproduccion a un oyente, vease la Fig. 2. De este modo, un oyente situado en la posicion P2 percibe una sensation (pseudo)envolvente incluso si la senal envolvente se reproduce en forma mezclada por los dos altavoces Lo y Ro. Sin embargo, al hacerlo, el oyente percibe distorsiones en la senal de mezcla.
40
Cabe senalar que la publication en Proceedings of the AES, vol. 121, enero de 2006, titulado "Binaural simulation of complex acoustic scenes for interactive audio" de Jean-Marc Jot et al. describen un complicado sistema de procesamiento de senales para una simulation binaural de escenas acusticas, lo que significa que se propone un sistema en el que el sonido puede proceder de "direcciones especfficas" especfficamente elegidas, de manera que 45 se obtiene una sensacion "correcta" de un oyente que escucha el sonido a traves de auriculares. Tambien se describe una presentation a traves de altavoces (dos, vease la figura 8, o cuatro, vease la figura 9). Sin embargo, cabe apreciarse que las componentes de senal generados en la publicacion anterior de uno de los dos lados (izquierda o derecha) siempre incluyen una componente del otro lado (derecha o izquierda, respectivamente). Contrariamente a esto, en la presente invencion, los dos lados estan completamente separados, ya que una 50 componente de senal de un lado (izquierda o derecha) no comprende un componente de senal del otro lado (derecha o izquierda, respectivamente). Esto significa que, en la presente solicitud, no se hace uso de funciones de transferencia entre una posicion en el lado izquierdo y el ofdo derecho del oyente, ni de funciones de transferencia entre una posicion en el lado derecho y el ofdo izquierdo del oyente. Esto hace que el procesamiento de senales en el sistema segun la invencion sea mas sencillo, mas barato y mas rapido y menos susceptible a variaciones de la 55 posicion del oyente.
Cabe apreciar adicionalmente que el documento EP-A177790 describe un sistema de reproduccion de audio de coche para crear una fuente de sonido de centro virtual por medio de un altavoz lateral izquierdo y derecho. De nuevo, el sistema aprovecha las funciones de transferencia entre una posicion en el lado izquierdo y el ofdo derecho
del oyente, y funciones de transferencia entre una posicion en el lado derecho y el oldo izquierdo del oyente. Esto es de nuevo contrario a la presente solicitud. De nuevo, la presente solicitud describe las mismas ventajas sobre el circuito conocido descrito en el documento EP-A1777902.
5 Resumen de la invencion
[0007] Por lo tanto, el objeto principal de la presente invencion es proporcionar un procedimiento y un aparato
de mezcla que evite al menos parcialmente dichas distorsiones.
10 [0008] Un primer objeto de la invencion es una primera variante de un aparato para mezclar una senal de
audio de m canales (L, R, C, Ls, Rs, Rss, Lss) en una senal de audio de n canales (Ro, Lo), segun la reivindicacion
1.
[0009] Un segundo objeto de la invencion es una segunda variante de un aparato para mezclar una senal de 15 audio de m canales (L, R, C, Ls, Rs, Rss, Lss) en una senal de audio de n canales (Ro, Lo), segun la reivindicacion
2.
[0010] Un tercer objeto de la invencion es una tercera variante de un aparato para mezclar una senal de
audio de m canales (L, R, C, Ls, Rs, Rss, Lss) en una senal de audio de n canales (Ro, Lo), segun la reivindicacion
20 4.
[0011] Un cuarto objeto de la invencion es un procedimiento para realizar una mezcla de una senal de audio de m canales (L, R, C, Ls, Rs, Rss, Lss) en una senal de audio de n canales (Ro, Lo), segun la reivindicacion 13. Otros objetos son aparatos donde m = 3, o m = 4, o m = 5, o m = 6, o m = 7, y n = 2, o n = 4, que cumplen las
25 caracterlsticas del aparato que se ha definido anteriormente.
[0012] Estos y otros objetivos se consiguen por medio de un aparato y un procedimiento para mezclar una senal de audio multicanal en una senal de audio de dos canales, como se describe en las reivindicaciones adjuntas, que forman parte integrante de la presente descripcion.
30
[0013] La invencion se basa en el reconocimiento de que la combinacion, por ejemplo, los componentes de senal Ls y Rs con respecto, por ejemplo, a las senales izquierda delantera y derecha delantera, respectivamente, en el proceso de mezcla, esas senales Ls y Rs se perciben ahora desde las direcciones de "delantera izquierda" y "delantera derecha", respectivamente, mientras que normalmente (en la situacion de reproduccion de cinco canales)
35 se percibiran desde las direcciones "trasera izquierda" y "trasera derecha", respectivamente.
[0014] Esto da como resultado distorsiones en las senales mezcladas percibidas, que no permiten al oyente reconocer el origen flsico real del sonido, que se logra normalmente reproduciendo la senal multicanal original con un sistema de reproduccion multicanal. Mediante el preprocesamiento de las senales de las posiciones que se
40 "pierden" en el proceso de mezcla mediante el prefiltrado, como se reivindica, se puede obtener una reubicacion que mejora la percepcion del oyente, de manera que las componentes de senal de las posiciones que estan "perdidas" en el proceso de mezcla descendente, puedan percibirse, al menos sustancialmente, desde su posicion original.
Breve descripcion de los dibujos 45
[0015] La invencion se ilustrara completamente a partir de la siguiente descripcion detallada, dada a modo de ejemplo meramente ilustrativo y no limitante, que se ha de leer con referencia a las figuras de dibujos adjuntas, en las que:
50 - La Fig. 1 muestra un ejemplo de disposicion de cinco altavoces para la reproduccion de una senal de sonido envolvente, con m = 5;
- la Fig. 2 muestra un ejemplo de disposicion de dos altavoces para la reproduccion de una senal de sonido de dos canales mezclada, con n = 2;
- la Fig. 3 muestra un ejemplo de disposicion de siete altavoces para la reproduccion de una senal de sonido de m 55 canales, con m = 7;
- las figuras 4, 5, 6 y 7 muestran diagramas de bloques de ejemplos de realization del aparato segun la invencion, en el caso de n = 2 y respectivamente n = 3, 4, 5 y 7;
- la figura 8 muestra un diagrama de bloques de un ejemplo adicional de realizacion del aparato segun la invencion, en el caso de n = 4.
[0016] Los mismos numeros de referencia y letras de las figuras designan partes iguales o funcionalmente
equivalentes.
5 Description detallada de las realizaciones preferidas
[0017] El procedimiento de la presente invention tiene el objetivo de corregir las distorsiones que se han descrito anteriormente, preprocesando las componentes de senal de m canales antes de combinarse en las senales Lo y Ro, respectivamente.
10
[0018] Una configuration tfpica proporciona una situation como la descrita anteriormente, con referencia a las Figs. 1 y 2, donde (m = 5): L, R, C, Ls y Rs son respectivamente componentes delantera izquierda, delantera derecha, central, trasera izquierda y trasera derecha de la senal de audio multicanal, ya mencionada anteriormente, reproducida por los respectivos altavoces.
15
[0019] Hay una serie de situaciones posibles de presencia de diferente numero de canales en la senal de audio multicanal de entrada, concretamente m = 3, donde se encuentran las componentes de senal R, L, C; m = 4 con R, L, Rs, Ls; m = 5 con todas las componentes de senal L, R, C, Ls y Rs, y asf sucesivamente con valores mas altos de m.
20
[0020] A continuation, se describiran algunos ejemplos especfficos no limitativos de realization del procedimiento de la presente invencion.
25
30
[0021] Una primera realizacion de la invencion, donde m = 3 (L, R, C) y n = 2 (Lo, Ro), mostrada en la Fig. 4,
preve el primer Hi y segundo H2 preprocesamiento de senal de una componente de senal envolvente central delantera de la senal C de audio de m canales antes de mezclar la senal de audio de m canales en la senal de audio de n canales. La etapa de preprocesamiento de la componente de senal envolvente central delantera C es equivalente al prefiltrado por una primera Hi y segunda H2 funcion de filtrado, respectivamente, que satisfacen, al menos sustancialmente, las siguientes formulas:
H(c-re) = HI * H(fr-re),
y
35
H(c-le) = H2 * H(fl-le)
donde H(c-re) y H(c-le) son las caracterfsticas de frecuencia de las trayectorias de transmision entre la position del altavoz central delantero y las posiciones del ofdo derecho e izquierdo, respectivamente, del oyente, en una situacion de reproduction de envolvente de m canales, y
40 H(fr-re) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la posicion del altavoz delantero derecho y la posicion del ofdo derecho del oyente, en una situacion de reproduccion estereo de n canales, y H(fl-le) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la posicion del altavoz delantero izquierdo y la posicion del ofdo izquierdo del oyente, en una situacion de reproduccion estereo de n canales.
45 [0022] Otra realizacion de la invencion donde m = 4 (L, Ls, R, Rs) y n = 2 (Lo, Ro) se muestra en la Fig. 5, y
proporciona el siguiente preprocesamiento.
50
[0023] Mas precisamente, la senal Rs es preprocesada mediante el prefiltrado Rs por una tercera funcion de
filtrado H3, cuyo tercer filtro satisface la siguiente formula:
H(br-re) = H3 * H(fr-re)
y Ls se preprocesa por el prefiltrado Ls por un cuarto filtro H4, cuyo cuarto filtro satisface la siguiente formula:
55
H(bl-le) = H4 * H(fl-le),
donde
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
H(bl-le) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la position del altavoz "trasero izquierdo" y la position del ofdo izquierdo del oyente, en la situation de reproduction envolvente de m canales, H(br-re) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la position del altavoz "trasero derecho" y la position del ofdo derecho del oyente, en la situation de reproduction envolvente de m canales,
H(fl-le) y H(fr-re) se han definido anteriormente.
[0024] Haciendo esto, el oyente puede recibir la siguiente componente de senal Rs en su ofdo derecho, en el
caso de una situation de reproduction estereo (n = 2):
Rs . H3 . p . H(fr-re) = Rs . H(br-re) / H(fr-re). p . H(fr-re) = p . Rs . H(br-re),
que puede ser lo que el ofdo derecho del oyente habrfa percibido en la situation de reproduction envolvente de m canales (m = 5).
[0025] Dado que una solution exacta para H3 en general no es factible o no existe, se utilizara una
aproximacion H3', donde
imagen1
[0026] Un calculo equivalente puede ser valido por supuesto para la perception por el ofdo izquierdo del oyente de la componente de senal Ls.
Ls . H4 . p . H(fl-le) = Ls . H(bl-le) / H(fl-le). P . H(fl-le) = p . Ls . H(bl-le),
[0027] Y una aproximacion equivalente
H4'. H(fl-le) ~ H(bl-le)
[0028] Generalmente, el procedimiento de mezcla genera una componente de canal derecho (Ro) de la senal
de audio de n canales de la siguiente manera:
Ro = 5 . R + P . H3 . Rs + A(m)
donde R es la componente de senal derecha delantera de la senal de audio de m canales, 5 y p son factores de multiplication preferiblemente <1, y A(m) una ecuacion dependiente de m.
[0029] De manera similar, la unidad de mezcla genera la componente de canal izquierdo (Lo) de la senal de
audio de n canales de la siguiente manera:
Lo = 5 . L + p . H4 . Ls + B(m)
donde L es la componente de senal izquierda delantera de la senal de audio de m canales, 5 y p son factores de multiplication preferiblemente <1, y B(m) una ecuacion dependiente de m.
[0030] Para m = 3 (la realization de la figura 4), las componentes L, R, C estan presentes, mientras que las
componentes Rs y Ls no estan presentes, por lo tanto, se dan las siguientes formulas:
imagen2
donde A(m) = a . H1 . C y B(m) = a . H2 . C, y las contribuciones relativas a Rs y Ls no estan presentes.
[0031] Para m = 4 (la realization de la Fig. 5), las componentes L, R, Ls, Rs estan presentes, mientras que la
componente C no esta presente, por lo tanto, se da A(m) = B(m) = 0 en las formulas anteriores de Lo, Ro.
[0032] Para m = 5 (la realization de la Fig. 6), las componentes L, R, C, Ls, Rs estan presentes, A(m) = a .
H1 . C y B(m) = a . H2 . C, en las formulas anteriores de Lo, Ro, donde C es la componente de senal central definida
anteriormente de la senal de audio de m canales con m = 5, siendo a un factor de multiplication menor de 1, y H1, H2 son el primer y segundo filtros que se han definido anteriormente.
[0033] Una realization adicional del procedimiento de la invention (vease la figura 7) se aplica en una
5 situation con una senal de audio multicanal de entrada con m = 7 canales de entrada.
[0034] Con referencia a la figura 3, en este caso se siguen teniendo las cinco componentes de la senal de
audio multicanal L, R, C, Ls y Rs, respectivamente, delantera izquierda, delantera derecha, central, trasera izquierda y trasera derecha, como para m = 5, mas dos componentes adicionales dados por un canal Rss lateral derecho y un 10 canal Lss lateral izquierdo.
[0035] En este caso de m = 7, el procedimiento de la invencion proporciona un quinto preprocesamiento de
senal con una funcion de filtrado (H5) para preprocesar la componente de senal lateral derecha de la senal de audio de m canales (Rss) antes de mezclar la senal de audio de m canales en la senal de audio estereo de n canales, 15 siendo la etapa de preprocesamiento en la componente de senal lateral derecha equivalente a una etapa de prefiltrado; la funcion de filtrado H5 satisface, al menos sustancialmente, la siguiente formula:
H(sr-re) = H5 * H(fr-re),
20 donde H(sr-re) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la position del altavoz "lateral derecho" Rss y la posicion del oido derecho del oyente, en la situacion de reproduction envolvente de siete canales, y
H(fr-re) es la caracterfstica de frecuencia que se ha definido anteriormente de la trayectoria de transmision entre la posicion del altavoz delantero derecho y la posicion del ofdo derecho del oyente, en una situacion de reproduccion 25 estereo de n canales.
[0036] Ademas, el procedimiento de la invencion proporciona un sexto preprocesamiento de senal con una
funcion de filtrado (H6) para preprocesar la componente de senal lateral izquierda de la senal de audio de m canales (Lss) antes de mezclar la senal de audio de m canales en la senal de audio estereo de n canales, siendo la etapa de 30 preprocesamiento en la componente de senal lateral izquierda equivalente a una etapa de prefiltrado; la funcion de filtrado H6 satisface, al menos sustancialmente, la siguiente formula:
imagen3
35 donde H(sl-le) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la posicion del altavoz "lateral izquierdo" Lss y la posicion del oido izquierdo del oyente, en la situacion de m = 7, y
H(fl-le) es la caracterfstica de frecuencia que se ha definido anteriormente de la trayectoria de transmision entre la posicion del altavoz delantero izquierdo y la posicion del oido izquierdo del oyente, en una situacion de reproduccion estereo de n canales.
40
[0037] En el caso de m = 7, A(m) = a . H1 . C + Y . H5 . Rss y B(m) = a . H2. C + Y . H6 . Lss. Otras
realizaciones del procedimiento de la invencion se aplican en una situacion en la que las senales de la componente de senal "lateral derecha" y los componentes de senal "lateral izquierda" de la senal de audio de m canales se preprocesan y posteriormente se combinan con la componente de senal "trasera derecha" y la componente de senal 45 "trasera izquierda" y se envian a los altavoces envolventes derecho e izquierdo de una disposition de reproduccion de audio de n canales. Esto se muestra en la realizacion de la Fig. 8. En estos casos, el procedimiento de la invencion proporciona un septimo preprocesamiento de senal con una funcion de filtrado (H7) para preprocesar una componente de senal lateral derecha de la senal de audio de m canales (Rss) antes de mezclar la senal de audio de m canales en la senal de audio de n canales, siendo la etapa de preprocesamiento en la componente de senal 50 lateral derecha equivalente a una etapa de prefiltrado; la funcion de filtrado H7 satisface, al menos sustancialmente, la siguiente formula:
H(sr-re) = H7 * H(br-re),
55 donde H(sr-re) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la posicion del altavoz "lateral derecho" y la posicion del oido derecho del oyente, en una situacion de reproduccion envolvente de m canales, y H(br-re) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la posicion del altavoz "trasero derecho" Rso y la posicion del oido derecho del oyente, en la situacion de reproduccion de n canales.
[0038] En estos casos, el procedimiento de la invention proporciona ademas un octavo preprocesamiento de
senal con una funcion de filtrado (H8) para preprocesar una componente de senal lateral izquierda de la senal de audio de m canales (Lss) antes de mezclar la senal de audio de m canales en la senal de audio de n canales, siendo 5 la etapa de preprocesamiento en la componente de senal lateral izquierda equivalente a una etapa de prefiltrado; la funcion de filtrado H8 satisface, al menos sustancialmente, la siguiente formula:
imagen4
10 donde H(sl-le) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la position del altavoz lateral izquierdo y la position del ofdo izquierdo del oyente, en una situation de reproduction envolvente de m canales, y H(bl-le) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la position del altavoz "trasero izquierdo" Lso y la position del ofdo izquierdo del oyente, en la situation de reproduction de n canales.
15 [0039] En los casos anteriores se generan componentes adicionales de la senal de n canales,
concretamente:
Rso = £ . Rs + Z . H7 . Rss y Lso = £ . Ls + Z . H8 . Lss, donde
20
Rso es la senal compuesta aplicada al altavoz trasero derecho, Lso es la senal compuesta aplicada al altavoz trasero izquierdo, £ y Z son factores de multiplication, preferiblemente <1.
[0040] En este caso, preferiblemente:
25
Ro = 5 . R
Lo = 6 . L
[0041] En esta realization, la mezcla es aquella en la que las senales de altavoz lateral izquierdo y lateral 30 derecho se anaden a altavoces trasero izquierdo y trasero derecho, respectivamente. Por lo tanto, suponiendo que
m = 6 (R, Rs, Rss, L, Ls, Lss), la mezcla da como resultado n = 4 (R, Rso, L, Lso), como se muestra en la Fig. 8.
[0042] Aun en otra realization adicional, a partir de la realization anterior, esta presente otro componente central C adicional en la senal de m canales, que se aplica a las componentes Ro y Lo de la senal de n canales
35 multiplicadas por los coeficientes mencionados anteriormente H1, H2, respectivamente, obteniendo:
Ro = 5 . R + Hl.C;
Lo = 6 . L+H2.C
40 [0043] En general, la presencia de los factores multiplicadores (a, p, 5, n, Y, £, Z) en las diversas formulas
tiene en cuenta la necesidad de controlar el nivel global de sonido generado por la senal de mezcla, reduciendo proporcionalmente las contribuciones de las componentes sonoras originales. Por lo tanto, cada uno de ellos se establece en un valor inferior a 1.
45 [0044] Una manera preferida de realizar la funcionalidad de filtro de las funciones de filtrado H1, H2, H3, H4,
H5, H6 es mediante la implementation de un filtro de respuesta de impulso finito (FIR) de tiempo discreto cuyos coeficientes de filtro estan fijos y se han calculado de antemano.
[0045] Los coeficientes de filtro pueden derivarse de las respuestas de impulso deseadas de los filtros K1, 50 K2, k3, K4, K5, K6, respectivamente.
[0046] Por ejemplo, para un filtro de forma directa no recursiva, el vector de coeficientes es identico a la funcion de respuesta de impulso. K1 y K2 se calculan como se describe mas adelante.
55 [0047] El calculo de K1 se basa en respuestas de impulso de trayecto de transmision K(fr-re) y K(br-re), que
son las homologas del dominio del tiempo de las correspondientes caracteristicas de frecuencia de trayectoria de transmision H(fr-re), H(br-re).
[0048] Lo mismo se aplica al calculo de K2 basado en K(fl-le) y K(bl-le), correspondiente a H(fl-le) y H(bl-le),
respectivamente.
5 [0049] Los resultados de calculo K1 y K2 son las homologas del dominio del tiempo de las funciones de
filtrado H1 y H2, respectivamente.
[0050] Un procedimiento comun para determinar dichas respuestas de impulso de trayectoria de transmision es registrarlas directamente en una configuration de medicion con un altavoz y un microfono, colocados
10 apropiadamente en una habitation, preferiblemente una camara anecoica.
[0051] El uso de un microfono de cabeza ficticia es la forma comun, y en este caso preferida, de obtener respuestas de impulso relacionadas con la cabeza (HRIR), que son las contrapartes del dominio del tiempo de las funciones de transferencia relacionadas con la cabeza (HRTF).
15
[0052] Un procedimiento preferido para calcular K1 usa el concepto conocido de aproximacion por mfnimos cuadrados del sistema de ecuaciones lineales que expresa la convolution de un filtro con una senal de entrada, identificada con una senal de salida.
20 [0053] Este procedimiento pertenece a los conceptos tambien conocidos como filtrado inverso o
deconvolution y se describe en resumen como se indica a continuation.
[0054] Aquf se aplica:
25 K(fr-re) (*) K1 = K(br-re),
donde (*) es el operador de convolucion (que representa una convolucion discreta).
[0055] Cuando se extiende a un sistema de ecuaciones en forma de matriz, el lado de la ecuacion izquierda
30 se convierte en una matriz de Toeplitz formada a partir de K(fr-re), multiplicada con un vector, equivalente a Kl, y el lado de la ecuacion derecha es un vector, equivalente a K(br-re).
[0056] Para este sistema de ecuaciones lineales, se realiza entonces uno de los procedimientos conocidos
de solution aproximada de mfnimos cuadrados, por ejemplo, una descomposicion de valor singular (SVD). Esto da 35 como resultado una solucion adecuada para K1.
[0057] El mismo calculo se realiza respectivamente para K2 con:
40
K(fl-le) (*) K2 = K(bl-le)
[0058] En lo que respecta a algunos ejemplos de aparatos, para la implementation del procedimiento para la
conversion de una senal de audio de m canales en una senal de audio de n canales de la presente invencion, puede aplicarse lo siguiente.
45 [0059] En el caso de la transmision de una senal original de m canales, el procedimiento de la invention
puede implementarse en un equipo de audio de consumo, modificado adecuadamente para incluir medios para la implementacion del procedimiento.
[0060] Con referencia a las figuras 4, 5, 6 y 7, se describen cuatro diagramas de bloques de ejemplos de 50 realization del aparato segun la invencion, con n = 2 y respectivamente m = 3, 4, 5, 7. En la Fig. 8 se muestra un
ejemplo adicional de realizacion en el que m = 6 y n = 4.
[0061] El procedimiento de la presente invencion se puede implementar ventajosamente a traves de un programa para ordenador que comprende medios de codification de programa para la implementacion de una o mas
55 etapas del procedimiento, cuando este programa se ejecuta en un ordenador. Por lo tanto, se entiende que el alcance de la protection se extiende a dicho programa para ordenador y ademas a un medio legible por ordenador que tiene un mensaje grabado en el mismo, comprendiendo dichos medios legibles por ordenador medios de codificacion de programa para la implementacion de una o mas etapas del procedimiento, cuando este programa se ejecuta en un equipo.
[0062] Muchos cambios, modificaciones, variaciones y otros usos y aplicaciones de la haran evidentes para los expertos en la tecnica despues de considerar la memoria descriptiva y que describen sus realizaciones preferidas.
5
[0063] No se describiran detalles de implementacion adicionales, ya que el experto en la llevar a cabo la invencion partiendo de la ensenanza de la descripcion anterior.
invencion objeto se los dibujos adjuntos
tecnica es capaz de

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Aparato para mezclar una senal de audio de m canales (L, R, C, Ls, Rs, Rss, Lss) en una senal de audio de n canales (Ro, Lo), donde m es un entero para el cual se mantiene m > N y n es un numero entero para el
    5 cual tiene n > 2, que comprende
    - entradas para recibir la senal de audio de m canales,
    - un circuito de mezcla para convertir la senal de audio de m canales en la senal de audio de canal n,
    - salidas para suministrar la senal de audio de n canales a una pluralidad de altavoces,
    10
    caracterizado por que
    dicho circuito de mezcla comprende una primera y una segunda unidades de preprocesamiento de senales (H1, H2) para preprocesar una componente de senal envolvente central delantera de la senal de audio de m canales (C) 15 antes de mezclar la senal de audio de m canales en la senal de audio de n canales, siendo las etapas de preprocesamiento en la componente de senal envolvente central delantera equivalentes a la primera y segunda funciones de prefiltrado H1 y H2 respectivamente, cuyas primera y segunda funciones de filtrado H1 y H2 satisfacen al menos sustancialmente las siguientes formulas:
    H(c-re) = HI * H(fr-re),
    H(c-le) = H2 * H(fl-le)
    donde H(c-re) y H(c-le) son las caracterfsticas de frecuencia de las trayectorias de transmision entre la posicion del altavoz central delantero y las posiciones de un ofdo derecho e izquierdo, respectivamente, de un oyente, en una situacion de reproduction de envolvente de m canales, y
    H(fr-re) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la posicion del altavoz delantero derecho y la posicion del ofdo derecho del oyente, en una situacion de reproduccion estereo de n canales, y H(fl-le) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la posicion del altavoz delantero izquierdo y la posicion del ofdo izquierdo del oyente, en una situacion de reproduccion de n canales, el circuito de mezcla comprende ademas una primera unidad de combination de senales (AD1) para combinar una componente de senal de canal derecho de la senal de audio de m canales con la componente de senal de canal central delantero prefiltrada por dicha primera funcion de prefiltrado, y comprende una segunda unidad de combinacion de senales (AD2) para combinar una componente de senal de canal izquierdo de la senal de audio de m canales con la componente de senal de canal central delantero prefiltrada por dicha segunda funcion de prefiltrado.
  2. 2. Aparato para mezclar una senal de audio de m canales (L, R, C, Ls, Rs, Rss, Lss) en una senal de audio de n canales (Ro, Lo), donde m es un entero para el cual se mantiene m > n y n es un numero entero para el cual tiene n > 2, que comprende
    40
    - entradas para recibir la senal de audio de m canales,
    - un circuito de mezcla para convertir la senal de audio de m canales en la senal de audio de canal n,
    - salidas para suministrar la senal de audio de n canales a una pluralidad de altavoces,
    45 caracterizado por que
    25
    30
    35
    20
    y
    dicho circuito de mezcla comprende una tercera y cuarta unidades de preprocesamiento de senal (H3, H4) para preprocesar una componente de senal envolvente trasera derecha (Rs) y una componente de senal envolvente trasera izquierda (Ls) respectivamente de la senal de audio de m canales antes de mezclar la senal de audio de m 50 canales en la senal de audio de n canales, siendo la etapa de preprocesamiento en la componente de senal envolvente trasera derecha equivalente a una tercera funcion de prefiltrado H3, cuya tercera funcion de prefiltrado H3 satisface, al menos sustancialmente, la siguiente formula:
    55
    H(br-re) = H3 * H(fr-re),
    donde H(br-re) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la posicion del altavoz trasero derecho y la posicion de un ofdo derecho de un oyente, en una situacion de reproduccion envolvente de m canales, y
    H(fr-re) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la position del altavoz delantero derecho y la position del ofdo derecho del oyente, en una situation de reproduction de n canales, siendo la etapa de preprocesamiento en la componente de senal envolvente trasera izquierda equivalente a una cuarta funcion de prefiltrado H4, cuya cuarta funcion de filtrado H4 satisface, al menos sustancialmente, la siguiente formula:
    5 H(bl-le) = H4 * H(fl-le)
    donde H(bl-le) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la position del altavoz trasero izquierdo y la position de un ofdo izquierdo del oyente, en una situation de reproduction envolvente de m canales, y H(fl-le) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la position del altavoz delantero izquierdo y la position del ofdo izquierdo del oyente, en una situation de reproduction de n canales, el circuito de 10 mezcla comprende ademas una tercera unidad de combination de senales (AD3) para combinar una componente de senal de canal derecho de la senal de audio de m canales con la componente de senal de canal trasero derecho prefiltrada por dicha tercera funcion de prefiltrado, y comprende una cuarta unidad de combination de senales (AD4) para combinar una componente de senal de canal izquierdo de la senal de audio de m canales con la componente de senal de canal trasero izquierdo prefiltrada por dicha cuarta funcion de prefiltrado.
    15
  3. 3. Aparato segun la revindication 2, caracterizado por que el circuito de mezcla comprende ademas
    una quinta y una sexta unidad de preprocesamiento de senales (H5, H6) para preprocesar una componente de senal derecha lateral (Rss) y una senal lateral izquierda (Lss), respectivamente, de la senal de audio de m canales antes de mezclar la senal de audio de m canales en la senal de audio de n canales, siendo la etapa de preprocesamiento 20 en la componente de senal lateral derecha equivalente a una quinta funcion de prefiltrado H5, cuya quinta funcion de filtrado H5 satisface, al menos sustancialmente, la siguiente formula:
    imagen1
    25 donde H(sr-re) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la position del altavoz lateral derecho y la position del ofdo derecho del oyente, en la situation de reproduction envolvente de m canales, y H(fr-re) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la position del altavoz delantero derecho y la position del ofdo derecho del oyente, en una situation de reproduction de n canales, siendo la etapa de preprocesamiento en la componente de senal lateral izquierda equivalente a una sexta funcion de prefiltrado H6, 30 cuya sexta funcion de filtrado H6 satisface, al menos sustancialmente, la siguiente formula:
    imagen2
    donde H(sl-le) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la position del altavoz lateral izquierdo y la position del ofdo izquierdo del oyente, en la situation de reproduction envolvente de m canales, y H(fl-le) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la position del altavoz delantero 35 izquierdo y la position del ofdo izquierdo del oyente, en una situation de reproduction de n canales, aplicandose las componentes de senal lateral derecha (Rss) y lateral izquierda (Lss) prefiltradas a dicha tercera y cuarta unidades de combinacion de senales, respectivamente.
  4. 4. Aparato para mezclar una senal de audio de m canales (L, R, C, Ls, Rs, Rss, Lss) en una senal de
    40 audio de n canales (Ro, Lo), donde m es un entero para el cual se mantiene m > N y n es un numero entero para el cual tiene n > 2, que comprende
    - entradas para recibir la senal de audio de m canales,
    - un circuito de mezcla para convertir la senal de audio de m canales en la senal de audio de canal n,
    45 - salidas para suministrar la senal de audio de n canales a una pluralidad de altavoces,
    caracterizado por que:
    50
    55
    dicho circuito de mezcla comprende una septima y octava unidades de preprocesamiento de senales (H7, H8) para preprocesar una componente de senal lateral derecha (Rss) y una componente de senal lateral izquierda (Lss), respectivamente, de la senal de audio de m canales (Rss) antes de mezclar la senal de audio de m canales en la senal de audio de n canales, siendo la etapa de preprocesamiento en la componente de senal lateral derecha equivalente a una septima funcion de prefiltrado H7, cuya septima funcion de filtrado H7 satisface, al menos sustancialmente, la siguiente formula:
    H(sr-re) = H7 * H(br-re),
    donde H(sr-re) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la position del altavoz "lateral
    derecho" y la position de un ofdo derecho de un oyente, en una situation de reproduction envolvente de m canales,
    y
    H(br-re) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la posicion del altavoz trasero derecho y la posicion del ofdo derecho del oyente, en una situacion de reproduction de n canales, siendo la etapa 5 de preprocesamiento en la componente de senal lateral izquierda equivalente a una octava funcion de prefiltrado H8, cuya octava funcion de filtrado H8 satisface, al menos sustancialmente, la siguiente formula:
    imagen3
    10 donde H(sl-le) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la posicion del altavoz lateral izquierdo y la posicion de un ofdo izquierdo del oyente, en una situacion de reproduction envolvente de m canales, y H(bl-le) es la caracterfstica de frecuencia de la trayectoria de transmision entre la posicion del altavoz trasero izquierdo (Lso) y la posicion del ofdo izquierdo del oyente, en una situacion de reproduction de n canales, el circuito de mezcla comprende ademas una quinta unidad de combination de senales (AD9) para combinar la componente 15 de senal de canal trasero derecho de la senal de audio de m canales con la componente de senal de canal lateral derecho prefiltrada por dicha septima funcion de prefiltrado, y comprende una sexta unidad de combination de senales (AD10) para combinar una componente de senal de canal trasero izquierdo de la senal de audio de m canales con la componente de senal de canal lateral izquierdo prefiltrada por dicha octava funcion de prefiltrado.
    20 5. Aparato segun la revindication 1, caracterizado por que es un aparato tambien segun las
    reivindicaciones 2 o 3 o 4.
    25
  5. 6. Aparato segun la revindication 2 o 3, caracterizado por que el circuito de mezcla esta adaptado para
    generar la componente de canal derecho (Ro) de la senal de audio de n canales de la siguiente manera:
    Ro = 5 • R + (3 • H3 • Rs + A(m)
    donde R es la componente de senal delantera derecha de la senal de audio de m canales, 5 y p son factores de multiplication preferiblemente <1, y A(m) una ecuacion dependiente de m, y por que la unidad de mezcla esta 30 adaptada para generar la componente de canal izquierda (Lo) de la senal de audio de n canales de la siguiente manera:
    imagen4
    35 donde L es la componente de senal izquierda delantera de la senal de audio de m canales, 5 y p son factores de multiplication preferiblemente <1, y B(m) una ecuacion dependiente de m.
  6. 7. Aparato segun la revindication 6, caracterizado por que para m = 4 y n = 2, A(m) = B (m) = 0.
    40 8. Aparato segun la revindication 6, caracterizado por que para m = 5 y n = 2, A(m) = a • H1 • C y B(m)
    = a H2 • C, donde C es la componente de senal envolvente delantera central de la senal de audio de cinco canales, siendo a un factor de multiplication menor de 1.
  7. 9. Aparato segun la revindication 6, caracterizado por que para m = 7, A(m) = a • H1 - C + Y • H5 • Rss 45 y B(m) = a - H2 • C + Y • H6 • Lss,
    siendo a e Y un factor de multiplication menor de 1.
  8. 10. Aparato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que n = 2.
    50 11. Aparato segun la revindication 4, caracterizado por que el circuito de mezcla esta adaptado para
    generar una senal de audio de n canales que comprende una componente delantera derecha (Ro), delantera izquierda (Lo), trasera derecha (Rso) y trasera izquierda (Lo), en el que: - Ro = 5 . R;
    - Lo = 5 . L;
    55 - Rso = £ Rs + Z • H7 • Rss;
    - Lso = £ • Ls + Z • H8 • Lss, y siendo 5, £ y Z factores de multiplication preferiblemente <1.
  9. 12. Aparato segun la revindication 1 y 4, caracterizado por que el circuito de mezcla esta adaptado para
    generar una senal de audio de n canales que comprende una componente delantera derecha (Ro), delantera izquierda (Lo), trasera derecha (Rso) y trasera izquierda (Lo), en el que:
    - Ro = 5 ■ R + H1 ■ C;
    5 - Lo = 5 ■ L + H2 C;
    - Rso = £ ■ Rs + Z ■ H7 ■ Rss;
    - Lso = £ ■ Ls + Z ■ H8 ■ Lss, y siendo 5, £ y Z factores de multiplicacion preferiblemente <1.
  10. 13. Procedimiento para realizar una mezcla de una senal de audio de m canales (L, R, C, Ls, Rs, Rss,
    10 Lss) en una senal de audio de n canales (Ro, Lo), donde m es un entero para el cual se mantiene m > N y n es un numero entero para el cual tiene n > 2, usando un aparato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
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