BR112014022438B1

BR112014022438B1 - Método e sistema para determinar uma função de transferência relacionada a cabeçalho e método para determinar um conjunto de funções de transferência relacionadas a cabeçalho acopladas

Info

Publication number: BR112014022438B1
Application number: BR112014022438-2A
Authority: BR
Inventors: David S. Mcgrath
Original assignee: Dolby Laboratories Licensing Corporation
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2021-08-24
Also published as: MX2014011213A; AU2013235068B2; JP2015515185A; EP2829082B1; KR101651419B1; MX336855B; RU2591179C2; CN104205878A; EP2829082B8; US20160044430A1; WO2013142653A1; US9622006B2; BR112014022438A2; EP2829082A1; CA2866309C; RU2014137116A; JP5960851B2; AU2013235068A1; CA2866309A1; CN104205878B

Abstract

método e sistema para geração de função de transferência relacionada a cabeçalho pela mistura linear de funções de transferência relacionadas a cabeçalho. a presente invenção refere-se a um método para realizar mistura linear sobre funções de transferência relacionadas a cabeçalho (hrtfs) para determinar um hrtf interpolado para qualquer direção de chegada especificada em uma faixa (por exemplo, uma faixa transpondo pelo menos 60 graus em um plano, ou uma faixa total de 360 graus em um plano), onde os hrtfs acoplados são predeterminados para ter propriedades de modo que mistura linear pode ser realizada nos mesmos (para gerar hrtfs interpolados) sem introduzir distorção de filtração em pente significativa. em algumas modalidades, o método inclui etapas de: em resposta a um sinal indicativo de uma direção de chegada especificada, realizar mistura linear sobre dados indicativos de hrtfs acoplados de um conjunto de hrtfs acoplados para determinar um hrtf para a direção de chegada especificada; e realizar filtração de hrtf em um sinal de entrada de áudio usando o hrtf para a direção de chegada especificada.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[1] Este pedido reivindica prioridade para o Pedido Provisóriode Patente US no 61/614.610, depositado em 23 de março de 2012, que é totalmente incorporado no presente documento por referência. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

CAMPO DA INVENÇÃO

[2] A presente invenção refere-se a métodos e sistemas pararealizar interpolação em funções de transferência relacionadas a cabeçalho (HRTFs) para gerar HRTFs interpolados. Mais especificamente, a invenção refere-se a métodos e sistemas para realizar mistura linear em HRTFs acoplados (isto é, os valores que determinam os HRTFs acoplados) para determinar HRTFs interpolados, para realizar filtração com os HRTFs interpolados, e para predeterminar os HRTFs acoplados para ter propriedades de modo que a interpolação pode ser realizada nos mesmos em um modo especialmente desejado (por mistura linear).

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[3] Por toda esta divulgação, incluindo nas concretizações, aexpressão realizar uma operação “sobre” sinais ou dados (por exemplo, filtrar, escalonar, ou transformar os sinais ou dados) é usada em um sentido amplo para significar realizar a operação diretamente sobre os sinais ou dados, ou sobre versões processadas dos sinais ou dados (por exemplo, em versões dos sinais que passaram por filtração preliminarmente antes da realização da operação nos mesmos).

[4] Por toda esta divulgação, incluindo nas concretizações, a expressão “mistura linear” de valores (por exemplo, coeficientes que determinam funções de transferência relacionadas a cabeçalho) significa determinar uma combinação linear dos valores. No presente do-cumento, realizar “interpolação linear” sobre funções de transferência relacionadas a cabeçalho (HRTFs) para determinar um HRTF interpolado significa realizar mistura linear dos valores que determinam os HRTFs (determinando uma combinação linear de tais valores) para determinar valores que determinam o HRTF interpolado.

[5] Por toda esta divulgação, incluindo nas concretizações, aexpressão “sistema” é usada em um sentido amplo para significar um dispositivo, sistema ou subsistema. Por exemplo, um subsistema que implementa mapeamento pode ser referido como um sistema de mapeamento (ou um mapeador), e um sistema incluindo tal subsistema (por exemplo, um sistema que realiza vários tipos de processamento sobre entrada de áudio, em que o subsistema determina uma função de transferência para uso em uma das operações de processamento) também pode ser referido como um sistema de mapeamento (ou um mapeador).

[6] Por toda esta divulgação, incluindo nas concretizações, otermo “renderizar” significa o processo de converter um sinal de áudio (por exemplo, um sinal de áudio de múltiplos canais) em uma ou mais alimentações para locutores (onde cada alimentação para locutores é um sinal de áudio a ser aplicado diretamente a um alto-falante ou a um amplificador e alto-falante em série), ou o processo de converter um sinal de áudio em uma ou mais alimentações para locutores e converter a(s) alimentação(ões) para locutores em som usando um ou mais alto-falantes. No último caso, a renderização é às vezes referida no presente documento como renderização “pelos” alto-falante(s).

[7] Por toda esta divulgação, incluindo as concretizações, ostermos “locutor” e “alto-falante” são usados de forma sinônima para significar qualquer transdutor de emissão de som. Esta definição inclui alto-falantes implementados como múltiplos transdutores (por exemplo, “alto-falante para baixas frequências” e “alto-falante de alta audio- frequência”).

[8] Por toda esta divulgação, incluindo nas concretizações, overbo “inclui” é usado em um sentido amplo para significar “é ou inclui”, e outras formas do verbo “incluir” são usadas no mesmo sentido amplo. Por exemplo, a expressão “um filtro que inclui um filtro de rea- limentação” (ou a expressão “um filtro incluindo um filtro de realimen- tação”), no presente documento, significa tanto um filtro que é um filtro de realimentação (isto é, não inclui um filtro de pré-alimentação), ou filtro que inclui um filtro de realimentação (e pelo menos outro filtro).

[9] Por toda esta divulgação, incluindo nas concretizações, otermo “virtualizador” (ou “sistema de virtualizador”) significa um sistema acoplado e configurado para receber sinais de áudio de entrada N (indicativos de som de um conjunto de locais de fonte) e para gerar sinais de áudio de saída M para reprodução por um conjunto de locutores físicos M (por exemplo, fone de ouvido ou alto-falantes) posicionados nos locais de saída diferentes dos locais de fonte, onde cada um de N e M é um número maior que um. N pode ser igual a ou dife-rente de M. Um virtualizador gera (ou tenta gerar) os sinais de áudio de saída de modo que quando reproduzidos, o ouvinte percebe os sinais reproduzidos como sendo emitidos a partir de locais de fonte em vez de locais de saída dos locutores físicos (os locais de fonte e locais de saída são relativos ao ouvinte). Por exemplo, no caso em que M = 2 e N = 1, um virtualizador mistura o sinal de entrada para gerar sinais de saída esquerdos e direitos para reprodução estéreo (ou reprodução por fones de ouvido). Para outro exemplo, no caso em que M = 2 e N > 3, um virtualizador mistura os sinais de entrada N para reprodução estéreo. Em outro exemplo em que N = M = 2, os sinais de entrada são indicativos de som de dois locais de fonte traseiros (atrás da cabeça do ouvinte), e um virtualizador gera dois sinais de áudio de Aída para reprodução por alto-falantes estéreo posicionados na frente do ouvinte de modo que o ouvinte percebe os sinais reproduzidos como emitindo a partir dos locais de fonte (atrás da cabeça do ouvinte) em vez de a partir dos locais de alto-falantes (na frente da cabeça do ouvinte).

[10] Funções de transferência relacionadas a cabeçalho(“HRTFs”) são as características de filtro (representadas como respostas de impulso ou respostas de frequência) que representam o modo em que o som em espaço livre propaga-se para os dois ouvidos de um indivíduo humano. HRTFs variam de uma pessoa para outra, e também variam dependendo do ângulo de chegada das ondas acústicas. A aplicação de um filtro de HRTF no ouvido direito (isto é, aplicação de um filtro tendo uma resposta de impulso de HRTF de ouvido direito) a um sinal de som, x(t), pode produzir um sinal filtrado com HRTF, XR(t), indicativo do sinal de som como ele pode ser percebido por um ouvinte após propagação em uma direção de chegada específica de uma fonte para o ouvido direito do ouvinte. A aplicação de um filtro de HRTF de ouvido esquerdo (isto é, aplicação de um filtro tendo uma resposta de impulso de HRTF de ouvido esquerdo) ao sinal de som, x(t), pode produzir um sinal filtrado com HRTF, xL(t), indicativo do sinal de som como ele pode ser percebido pelo ouvinte após propagação em uma direção de chegada específica de uma fonte para o ouvido esquerdo do ouvinte.

[11] Embora os HRTFs sejam frequentemente referidos no presente documento como “respostas de impulso”, cada um de tais HRTFs pode ser alternativamente referido por outras expressões, incluindo “função de transferência”, “resposta de frequência e “resposta de filtro”. Um HRTF pode ser representado como uma resposta de impulso no domínio de tempo ou como uma resposta de frequência no domínio de frequência.

[12] Os requerentes podem definir a direção de chegada emtermos de ângulos de Azimute e de Elevação (Az, El), ou em termos de um vetor unitário (x, y, z). Por exemplo, na figura 1, a direção de chegada de som (nos ouvidos do ouvinte 1) pode ser definida em termos e um vetor unitário (x, y, z), onde os eixos x e y são como mostrados, e o eixo z é perpendicular ao plano da figura 1, e a direção de chegada do som também pode ser definida em termos do ângulo de Azimute Az mostrado (por exemplo, com um ângulo de Elevação, El, igual a zero).

[13] A figura 2 mostra a direção de chegada do som (emitido daposição de fonte S) no local L (por exemplo, o local do ouvido de um ouvinte), definido em termos de um vetor unitário (x, y, z), onde os eixos x, y e z são como mostrados, e em termos de ângulo de Azimute Az e ângulo de elevação, El.

[14] É comum fazer medições de HRTFs para indivíduos emitindo som de direções diferentes, e capturando a resposta dos ouvidos do ouvinte. As medições podem ser feitas próximas ao tímpano do ouvinte, ou na entrada do canal de ouvido bloqueado, ou por outros métodos que são BM conhecidos na técnica. As respostas de HRTF medidas podem ser modificadas em um número de modos (também bem conhecidos na técnica) para compensar a equalização do alto-falante usado nas medições, bem como para compensar a equalização dos fones de ouvido que serão usados posteriormente na apresentação do material biauricular ao ouvinte.

[15] Um uso típico de HRTFs é como respostas de filtro paraprocessamento de sinal destinado a criar a ilusão de som 3D, para um ouvinte usando fones de ouvido. Outros usos típicos para HRTFs incluem a criação de reprodução de sinais de áudio melhorada através de alto-falantes. Por exemplo, é convencionar usar HRTFs para im- plementar um virtualizador que gera sinais de áudio de saída (em resposta a sinais de áudio de entrada indicativos de som de um conjunto de locais de fonte) de modo que, quando os sinais de áudio de saída são reproduzidos por locutores, eles são percebidos como sendo emitidos a partir dos locais de fonte em vez dos locais dos locutores físicos (onde os locais de fonte e os locais de saída são relativos ao ouvinte). Os virtualizadores podem ser implementados em uma ampla variedade de dispositivos multi-mídia que contêm alto-falantes estéreo (televisões, PCs, encaixes de iPod), ou são destinados para uso com alto-falantes ou fones de ouvido estéreos.

[16] Som circundante virtual pode ajudar a criar a percepção deque existem mais fontes de som do que existem locutores físicos (por exemplo, fones de ouvido ou alto-falantes). Tipicamente, pelo menos dois locutores são necessários para um ouvinte normal perceber o som reproduzido como se ele estivesse emitindo de múltiplas fontes de som. É convencional para sistemas circundantes virtuais usar HRTFs para gerar sinais de áudio que, quando reproduzidos por locutores físicos (por exemplo, um par de locutores físicos) posicionados na frente de um ouvinte são percebidos nos tímpanos do ouvinte como som de alto-falantes em qualquer uma de uma ampla variedade de posições (incluindo posições atrás do ouvinte).

[17] A maior parte ou todos os usos convencionais de HRTFspode se beneficiar de modalidades da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[18] Em uma classe de modalidades, a invenção é um métodopara realizar mistura linear sobre HRTFs acoplados (isto é, sobre valores que determinam os HRTFs acoplados) para determinar um HRTF interpolado para qualquer direção de chegada especificada em uma faixa (por exemplo, uma faixa transpondo pelo menos 60 graus em um plano, ou uma faixa total de 360 graus em um plano), onde os HRTFs acoplados foram predeterminados para ter propriedades de modo que mistura linear pode ser realizada nos mesmos (para gerar HRTFs interpolados) sem introduzir distorção de filtração em pente significativa (no sentido de que cada HRTF interpolado determinado por tal mistura linear tem uma resposta de magnitude que não demonstra distorção de filtração em pente significativa).

[19] Tipicamente, a mistura linear é realizada sobre valores deum “conjunto de HRTFs acoplados”, onde o conjunto de HRTFs acoplados compreende valores que determinam um conjunto de HRTFs acoplados, cada um dos HRTFs acoplados correspondendo a um de um conjunto de pelo menos duas direções de chegada. Tipicamente, o conjunto de HRTFs acoplados inclui um número pequeno de HRTFs acoplados, cada um para um diferente de um número pequeno de direções de chegada dentro de um espaço (por exemplo, um plano, ou parte de um plano), e interpolação linear realizada sobre HRTFs acoplados no conjunto determina um HRTF para qualquer direção de chegada especificada no espaço. Tipicamente, o conjunto de HRTFs acoplados inclui um par de HRTFs acoplados (um HRTF acoplado de ouvido esquerdo e um HRTF acoplado de ouvido direito) para cada um de um número pequeno de ângulos de chegada que transpõem um espaço (por exemplo, um plano horizontal) e são quantizados para uma resolução angular particular. Por exemplo, o conjunto de HRTFs acoplados pode consistir de um par de HRTFs acoplados para cada um de doze ângulos de chegada em torno de um círculo de 360 graus (isto é, ângulos de 0, 30, 60,..., 300 e 330 graus).

[20] Em algumas modalidades, o método da invenção usa (porexemplo, inclui etapas de determinar e usar) um conjunto de base de HRTFs. Por exemplo, o conjunto de base de HRTFs pode ser determinado (do conjunto de HRTFs acoplados predeterminados) realizando um ajuste da média dos mínimos quadrados, ou outro processo de ajuste, para determinar coeficientes do conjunto de base de HRTFs de modo que o conjunto de base de HRTFs determina o conjunto de HRTFs acoplados para dentro da precisão adequada (predeterminada). O coado “determina” o conjunto de HRTFs acoplados no sentido de que comunicação linear de valores (por exemplo, coeficientes) do conjunto de base de HRTFs (em resposta a uma direção de chegada especificada) determina o mesmo HRTF (para dentro da precisão adequada) determinado pela combinação linear de HRTFs acoplados no conjunto de HRTFs acoplados em resposta à mesma direção de chegada.

[21] Os HRTFs acoplados gerados ou empregados em modalidades típicas da invenção diferem de HRTFs normais (por exemplo, HRTFs medidos fisicamente) por terem um retardo de grupo interaudi- tivo significativamente reduzido em altas frequências (acima de uma frequência de acoplamento), enquanto ainda provendo uma resposta de fase interauditiva bem igualada (comparada à provida por um par de HRTFs normais de ouvido esquerdo e direito) em baixas frequências (abaixo da frequência de acoplamento). A frequência de acoplamento é maior do que 700 Hz e tipicamente menos do que 4 kHz. Os HRTFs acoplados de um conjunto de HRTFs acoplados gerados (ou empregados) em modalidades típicas da invenção são tipicamente determinados de HRTFs normais (para as mesmas direções de chegada) alterando intencionalmente a resposta de fase de cada HRTF normal acima da frequência de acoplamento (para produzir um HRTF acoplado correspondente). Isto é feito de modo que as respostas de fase de todos os filtros de HRTFs acoplados no conjunto são acopladas acima de frequência de acoplamento (isto é, de modo que a diferença entre a fase de cada HRTF acoplado de ouvido esquerdo e cada HRTF acoplado de ouvido direito é pelo menos substancialmente constante co-mo uma função de frequência, para todas as frequências substancial- mente acima da frequência de acoplamento, e preferivelmente de modo que a resposta de fase de cada HRTF acoplado no conjunto é pelo menos substancialmente constante como uma função de frequência para todas as frequências substancialmente acima da frequência de acoplamento).

[22] Nas modalidades típicas, o método da invenção inclui asetapas de:

[23] (a) em resposta a um sinal indicativo de uma direção dechegada especificada (por exemplo, dados indicativos da direção de chegada especificada), realizar mistura linear sobre dados indicativos de HRTFs acoplados de um conjunto de HRTFs acoplados (onde o conjunto de HRTFs acoplados compreende valores que determinam um conjunto de HRTFs acoplados, cada um dos HRTFs acoplados correspondendo a um de um conjunto de pelo menos duas direções de chegada) para determinar um HRTF para a direção de chegada especificada; e

[24] (b) realizar filtração com HRTF em um sinal de entrada deáudio (por exemplo, dados de áudio de domínio de frequência indicativos de um ou mais canais de áudio, ou dados de áudio de domínio de tempo indicativos de um ou mais canais de áudio), usando o HRTF para a direção de chegada especificada. Em algumas modalidades, a etapa (a) inclui a etapa de realizar mistura linear sobre coeficientes de um conjunto de base de HRTFs para determinar o HRTF para a direção de chegada especificada, onde o conjunto de base de HRTFs determina o conjunto de HRTFs acoplados.

[25] Em algumas modalidades, a invenção é um mapeador deHRTF (e um método de mapeamento implementado por TAM mapea- dor de HRTF) (configurado para realizar interpolação linear sobre mistura linear de) HRTFs acoplados de um conjunto de HRTFs acoplados, para determinar um HRTF para qualquer direção de chegada especifi- cada em uma faixa (por exemplo, uma faixa transpondo pelo menos 60 graus em um plano, ou uma faixa total de 360 graus em um plano, ou mesmo a faixa total de ângulos de chegada em três dimensões). Em algumas modalidades, o mapeador de HRTF é configurado para realizar mistura linear de coeficientes de filtro de um conjunto de base de HRTFs (que por sua vez determina um conjunto de HRTFs acoplados) para determinar um HRTF para qualquer direção de chegada especificada em uma faixa (por exemplo, uma faixa transpondo pelo menos 60 graus em um plano, um uma faixa total de 360 graus em um plano, ou mesmo a faixa total de ângulos de chegada em três dimensões).

[26] Em uma classe de modalidades, a invenção é um método esistema para realizar filtração com HRTF em um sinal de entrada de áudio (por exemplo, dados de áudio de domínio de frequência indicativos de um ou mais canais de áudio, ou dados de áudio de domínio de tempo indicativos de um ou mais canais de áudio). O sistema inclui um mapeador de HRTF (acoplado para receber um sinal, por exemplo, dados, indicativo de uma direção de chegada, e um subsistema de filtro de HRTF (por exemplo, estágio) acoplado para receber o sinal de entrada de áudio e configurado para filtrar o sinal de entrada de áudio usando um HRTF determinado pelo mapeador de HRTF em resposta à direção de chegada. Por exemplo, o mapeador pode armazenar (ou ser configurado para acessar) dados determinando um conjunto de base de HRTFs (que por sua vez determina um conjunto de HRTFs acoplados), e pode ser configurado para realizar combinação linear de coeficientes do conjunto de base de HRTFs em um modo determinado pela direção de chegada (por exemplo, uma direção de chegada, especificada como um ângulo ou um vetor unitário, correspondendo a um conjunto de dados de áudio assegurado para o subsistema de filtro de HRTF) para determinar um par de HRTFs (isto é, um HRTF de ouvido esquerdo e um HRTF de ouvido direito) para a direção de chegada. O subsistema de filtro de HRTF pode ser configurado para filtrar um conjunto de dados de áudio de entrada assegurados no mesmo, com um par de HRTFs determinado pelo mapeador para uma direção de chegada correspondendo aos dados de áudio de entrada. Em algumas modalidades, o subsistema de filtro de HRTF implementa um virtuali- zador, por exemplo, um virtualizador configurado para processar dados indicados de um sinal de áudio de entrada monofônico para gerar canais de saída de áudio esquerdo e direito (por exemplo, para apresentação sobre fones de ouvido de modo a prover um ouvinte com uma impressão de som emitido de uma fonte na direção de chegada especificada). Em algumas modalidades, o virtualizador é configurado para gerar áudio de saída (em resposta a áudio de entrada indicativo de som de uma fonte fixa) indicativo de som de uma fonte que é movida panoramicamente suavemente entre ângulos de chegada em um espaço transposto por um conjunto de HRTFs acoplados (sem introduzir distorção de filtração em pente significativa).

[27] Ao usar um conjunto de HRTFs acoplados determinado deacordo com uma classe de modalidades da invenção, o áudio de entrada pode ser processado de modo que pareça chegar de qualquer ângulo em um espaço transposto pelo conjunto de HRTFs acoplados, incluindo anglos que não correspondem exatamente aos HRTFs acoplados incluídos no conjunto, sem introduzir distorção de filtração em pente significativa.

[28] As modalidades típicas da invenção determinam (ou determinam e usam) um conjunto de HRTFs acoplados que satisfaz os três critérios seguintes (às vezes referidos no presente documento por conveniência como a “Regra de Ouro”):

[29] 1. A resposta de fase interauditiva de cada par de filtros deHRTF (isto é, cada HRTF de ouvido esquerdo e HRTF de ouvido direito criados para uma direção de chegada especificada) que são criados a partir do conjunto de HRTFs acoplados (por um processo de mistura linear) iguala a resposta de fase interauditiva de um par correspondente de HRTFs normais de ouvido esquerdo e ouvido direito com menos do que 20% de erro de fase (ou mais preferivelmente, com menos do que 5% de erro de fase), para todas as frequências abaixo de uma frequência de acoplamento. A frequência de acoplamento é maior do que 700 Hz e é tipicamente menos do que 4 kHz, Em outras palavras, o valor absoluto da diferença entre a fase de HRTF de ouvido esquerdo criado a partir do conjunto e a fase do HRTF de ouvido direito correspondente criado a partir do conjunto difere em menos do que 20% (ou mais preferivelmente menos do que 5% do valor absoluto da diferença entre a fase do HRTF normal de ouvido esquerdo correspondente e a fase do HRTF normal de ouvido direito correspondente, em cada frequência abaixo da frequência de acoplamento. Em frequências acima da frequência de acoplamento, a resposta de fase dos filtros de HRTF que são criados a partir do conjunto (pelo processo de mistura linear) desvia-se do comportamento de HRTFs normais, de modo que o retardo de grupo intra-auditivo (em tais frequências altas) é significativamente reduzido comparado a HRTFs normais;

[30] 2. A resposta de magnitude de cada filtro de HRTF criado apartir do conjunto (por um processo de mistura linear) para uma direção de chegada está dentro da faixa esperada para HRTFs normais para a direção de chegada (por exemplo, no sentido em que ele não demonstra distorção de filtração em pente significativa em relação à resposta de magnitude de um filtro de HRTF normal típico para a direção de chegada); e

[31] 3. A faixa de ângulos de chegada que pode ser transpostapelo processo de mistura (para gerar um par de HRTFs para cada ângulo de chegada na faixa por um processo de HRTFs acoplados de mistura linear no conjunto) é pelo menos 60 graus (e preferivelmente é 360 graus).

[32] Um aspecto da invenção é um sistema configurado pararealizar qualquer modalidade do método da invenção. Em algumas modalidades, o sistema da invenção é ou inclui um processador para fim geral ou especial (por exemplo, um processador de sinal digital de áudio) programado com software (ou firmware) e/ou de outro modo configurado para realizar uma modalidade do método da invenção. Em algumas modalidades, o sistema da invenção é implementado configurando apropriadamente (por exemplo, programando) um processador de sinal digital de áudio configurável (DSP). O DSP de áudio pode ser um DSP de áudio convencional que é configurável (por exemplo, programável pelo software ou firmware apropriado, ou de outro modo con- figurável em resposta a dados de controle) para realizar qualquer uma de uma variedade de operações sobre áudio de entrada, bem como para realizar uma modalidade do método da invenção. Em operação, um DSP de áudio que foi configurado para realizar uma modalidade do método da invenção de acordo com a invenção é acoplado para receber pelo menos um sinal de áudio de entrada, e pelo menos um sinal indicativo de uma direção de chegada, e o DSP tipicamente realiza uma variedade de operações em cada dito sinal de entrada, além de realizar filtração com HRTF do mesmo de acordo com a modalidade do método da invenção.

[33] Outros aspectos da invenção são métodos para gerar umconjunto de HRTFs acoplados (por exemplo, um que satisfaça a Regra de Ouro descrita no presente documento), um meio legível por computador (por exemplo, um disco) que armazena (na forma tangível) código para programar um processador ou outro sistema para realizar qualquer modalidade do método da invenção, e um meio legível por computador (por exemplo, um disco) que armazena (na forma tangível) dados que determinam um conjunto de HRTFs acoplados, onde o conjunto de HRTFs acoplados foi determinado de acordo com uma modalidade da invenção (por exemplo, para satisfazer a Regra de Ouro descrita no presente documento).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[34] A figura 1 é um diagrama mostrando a definição de umadireção de chegada de som (nos ouvidos do ouvinte 1) em termos de um vetor unitário (x, y, z), onde o eixo z é perpendicular ao plano da figura 1, e em termos de ângulo de Azimute Az (com um ângulo de Elevação El, igual a zero).

[35] A figura 2 é um diagrama mostrando a definição de umadireção de chegada de som (emitido da posição de fonte S) no local L, em termos de um vetor unitário (x, y, z), e em termos de ângulo de Azimute Az e de ângulo de Elevação El.

[36] A figura 3 é um conjunto de traçados em gráfico (tempoversus magnitude) de pares de respostas de impulso de HRTF determinadas convencionalmente para ângulos de Azimute de 35 e 55 graus (rotulados HRTFL (35,0) e HRTFR (35,0), e HRTFL (55,0) e HRTFR (55,0)), um par de respostas de impulso de HRTF (medidas) determinadas convencionalmente para ângulo de Azimute de 45 graus (rotulado HRTFL (45,0) e HRTFR (45,0), e um par de respostas de impulso de HRTF sintetizadas para ângulo de Azimute de 45 graus (rotu-lado HRTFL (35,0) + HRTFL (55,0)/2 e (HRTFR (35,0) + HRTFR(55,0)/2) geradas misturando linearmente as respostas de impulso de HRTF convencionais para ângulos de Azimute de 35 e 55 graus.

[37] A figura 4 é um gráfico da resposta de frequência do HRTFde ouvido direito sintetizado ((HRTFR (35,0) + HRTFR (55,0))/2 da figura 3, e a resposta de frequência do HRTF de ouvido direito verdadeira para Azimute 45 graus (HRTFR (45,0)) da figura 3.

[38] A figura 5(a) é um traçado e gráfico das respostas de frequência (magnitude versus frequência) dos HRTFsR de ouvido direito, a 35, 45 e 55 graus não sintetizadas da figura 3.

[39] A figura 5(b) é um traçado em gráfico das respostas de fase(fase versus frequência) dos HRTFsR a 35, 45 e 55 graus não sintetizadas da figura 3.

[40] A figura 6(a) é um traçado em gráfico das respostas de fasedos HRTFs acoplados de ouvido direito (gerados de acordo com uma modalidade da invenção) para ângulos de Azimute de 35 e 55 graus.

[41] A figura 6(b) é um traçado em gráfico das respostas de fasede HRTFs acoplados de ouvido direito (geradas de acordo com outra modalidade da invenção) para ângulos de Azimute de 35 e 55 graus.

[42] A figura 7 é um traçado em gráfico da resposta de frequência (magnitude versus frequência) de um HRTF de ouvido direito determinada convencionalmente para ângulo de Azimute de 45 graus (rotulado HRTFR (45,0) e um traçado em gráfico da resposta de frequência de um HRTF de ouvido direito (rotulado (HRTFZR (35,0) + HRTFZR (55,0)/2) determinada de acordo com uma modalidade da invenção misturando linearmente HRTFs acoplados (também determinados de acordo com a invenção) para ângulos de Azimute de 35 e 55 graus.

[43] A figura 8 é um gráfico (traçando em gráfico magnitude versus frequência, com frequência expressada em unidades de índice k de compartimento FFT) de uma função de ponderação, W (k), empregado em algumas modalidades da invenção para determinar HRTFs acoplados.

[44] A figura 9 é um diagrama de bloco de uma modalidade dosistema da invenção.

[45] A figura 10 é um diagrama de bloco de uma modalidade dosistema da invenção, que inclui o mapeador de HRTF 20, e é configurado para processar um sinal de áudio monofônico, para apresentação sobre fones de ouvido, de modo a prover um ouvinte com uma impres- são de um som localizado em um ângulo de Azimute, Az, especificado.

[46] A figura 11 é um diagrama de bloco de outra modalidade dosistema da invenção que inclui o misturador 30 e o mapeador de HRTF 40.

[47] A figura 12 é um diagrama de bloco de outra modalidade dosistema da invenção.

[48] A figura 13 é um diagrama de bloco de outra modalidade dosistema da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[49] Muitas modalidades da presente invenção são tecnologicamente possíveis. Será evidente aos peritos na técnica a partir da presente divulgação como implementar as mesmas. As modalidades do sistema da invenção, meio e método serão descritas com referência às figuras 3 a 13.

[50] No presente documento, um “conjunto” de HRTFs significauma coleção de HRTFs que correspondem a múltiplas direções de chegada. Uma tabela de pesquisa pode armazenar um conjunto de HRTFs, e pode emitir (em resposta à entrada indicativa de uma direção de chegada) um par de HRTFs de ouvido esquerdo e de ouvido direito (incluídos no conjunto) que corresponde à direção de chegada. Tipicamente, um HRTF de ouvido esquerdo e um HRTF de ouvido direito (correspondendo a cada direção de chegada) são incluídos em um conjunto.

[51] Os HRTFs de ouvido esquerdo e de ouvido direito implementados como respostas de impulso de comprimento finito (que é o modo em que eles são mais comumente implementados) serão às vezes referidos no presente documento como: HRTFL (x, y, z, n) e HRTFR (x, y, z, n), respectivamente, onde (x, y, z) identifica o vetor unitário que define a direção de chegada correspondente (alternativamente, os HRTFs são definidos com referência a ângulos de Azimute e de Elevação, Az e El, em vez de coordenadas de posição x, y e z, em algumas modalidades da invenção) e onde 0 < n < N, onde N é a ordem dos filtros FIR, e n é o número de amostra de resposta de impulso. Às vezes, para simplicidade, os requerentes irão se referir a tais filtros sem referência às amostras de resposta de impulso que compreende os mesmos (por exemplo, os filtros serão referidos como HRTFL (x, y, z) ou HRTFL (Az, El), quando nenhuma confusão surge a partir da omissão de referência para o número de amostra de resposta de impulso, n.

[52] No presente documento, a expressão “HRTF normal) significa uma resposta de filtro que assemelha proximamente a Função de Transferência Relacionada a Cabeçalho de um indivíduo humano normal. Um HRTF normal pode ser criado por qualquer um de uma variedade de métodos bem conhecidos na técnica. Um aspecto da presente invenção é um novo tipo de HRTF (referido no presente documento como um HRTF acoplado) que difere dos HRTFs normais nas formas específicas a serem descritas.

[53] No presente documento, a expressão “conjunto de base deHRTFs” significa uma coleção de respostas de filtro (geralmente coeficientes de filtro FIR) que podem ser linearmente combinadas juntas para gerar HRTFs (coeficiente de HRTF) para várias direções de chegada. Muitos métodos são conhecidos na técnica para produzir conjuntos de tamanho reduzido de coeficientes de filtro, incluindo o método que é comumente referido como análise de componente principal.

[54] No presente documento, a expressão “mapeador de HRTF”significa um método ou sistema que determina um par de respostas de impulso de HRTF (uma resposta de ouvido esquerdo e uma resposta de ouvido direito) em resposta a uma direção de chegada especificada (por exemplo, uma direção especificada como um ângulo ou como um vetor unitário). Um mapeador de HRTF pode operar usando um con- junto de HRTFs e pode determinar o par de HRTFs para a direção especificada escolhendo o HRTF no conjunto cuja direção de chegada correspondente está mais perto da direção de chegada especificada. Alternativamente, um mapeador de HRTF pode determinar cada HRTF para a direção solicitada interpolando entre HRTFs no conjunto, onde a interpolação está entre HRTFs no conjunto tendo direções de chegada correspondentes próximas à direção solicitada. Ambas estas técnicas (combinação mais próxima, e interpolação) são bem conhecidas na técnica.

[55] Por exemplo, um conjunto de HRTFs pode conter uma coleção de coeficientes de respostas de impulso que representam HRTFs para múltiplas direções de chegada, incluindo um número de direções no plano horizontal (El=0). Se o conjunto inclui entradas para (Az=35o, El=0o) e (Az=55o, El=0o), então o mapeador de HRTF pode produzir uma resposta de HRTF estimada para (Az=45o, El=0o) por alguma forma de mistura:

[56] HRTFL (45,0) = mistura (HRTFL (35,0), HRTFL (55,0))

[57] HRTFR (45,0) = mistura (HRTFR (35,0), HRTFR (55,0)) (1.1)

[58] Alternativamente, um mapeador de HRTF pode produzir osfiltros de HRTF para um ângulo de chegada particular misturando linearmente juntos os coeficientes de filtro de um conjunto de base deHRTFs. Uma exposição mais detalhada deste exemplo é dada na descrição abaixo com relação aos HRTFs acoplados de formato B.

[59] Está sendo tentado realizar cada operação de mistura deequações (1.1) calculando a média simples das respostas de impulso,por exemplo, como a seguir:

[60] No entanto, a abordagem de interpolação linear simplespara mistura (por exemplo, como nas equações (1.2)) de HRTFs gerados convencionalmente leva a problemas devido à existência de diferenças de retardo de grupo significativas entre as respostas que sãomisturadas (por exemplo, respostas determinadas convencionalmenteHRTFR (35,0) e HRTFR (55,0) nas equações 1.2)).

[61] A figura 3 mostra respostas de impulso de HRTF normaltípicas para ângulos de Azimute de 35 e 55 graus (as respostas rotuladas HRTFL (35,0) e HRTFR (35,0), e as respostas rotuladas HRTFL (55,0) e HRTFR (55,0) na figura 3), junto com um par de HRTFs de Azimute de 45 graus (medido) verdadeiro (rotulados HRTFL (45,0) e HRTFR (45,0) na figura 3). A figura 3 também mostra um par de HRTFs de 45 graus sintetizados (rotulados (HRTFL (35,0) + HRTFL (55,0))/2 e (HRTFR (35,0) + HRTFR (55,0))/2 na figura 3). Gerados calculando a média das respostas de 35 e 55 graus na forma mostrada nas equações (1.2). A figura 4 mostra a resposta de frequência de (“(HRTFR (35,0) + HRTFR (55,0))/2”) com a média calculada versus o HRTF de ouvido direito (HRTFR (45,0)”) para o ângulo de Azimute de 45 graus verdadeiro.

[62] Na figura 5(a), as respostas de frequência (magnitude versus frequência) dos filtros de HRTFs de 35, 45 e 55 graus (da figura 3) são traçadas em gráfico. Na figura 5(b), as respostas de fase (fase versus frequência) dos filtros de HRTFs de 35, 45 e 55 graus verdadeiros (da figura 3) são traçadas em gráfico.

[63] Como é evidente da figura 3, as respostas de impulso deHRTFR (35,0) e HRTFR (55,0) mostram retardos significativamente diferentes (como indicado pela sequência de coeficientes quase zero no início de cada uma destas respostas de impulso). Estes retardos de início são causados pelo tempo tomado para o som se propagar para o ouvido mais distante (uma vez que os ângulos de Azimute de 35, 45 e 55 graus sugerem que o som alcança o primeiro ouvido esquerdo, e, portanto, haverá um retardo para o ouvido direito, e este retardo irá aumentar na medida em que Azimute aumenta de 35 para 55 graus). Também é evidente da figura 3 que a resposta de HRTFR (45,0) tem um retardo de início que está em algum lugar entre os retardos das respostas de 35 e 55 graus (como pode ser esperado). No entanto, a resposta criada calculando a média das respostas de impulso de 35 e 55 graus parece ser muito diferente para a resposta de impulso de 45 graus verdadeira (HRTFR (45,0)). Esta diferença, que é bastante visível nos traçados de respostas de impulso da figura 3, é ainda mais evidente nos traçados em gráfico de respostas de frequência da figura 4.

[64] Por exemplo, existe um entalhe profundo aparente na figura4 a cerca de 3,5 kHz na resposta de filtro que foi criada calculando a média de HRTFs de 35 e 55 graus. O HRTF de 45 graus “corrigido” (rotulado “HRTFR (45,0)” na figura 4) não tem um entalhe a cerca de 3,5 kHz. Assim, é evidente que a operação de mistura realizada para gerar a resposta média “(HRTFR (35,0) + HRTFR (55,0))/2” indeseja- velmente introduziu o entalhe, que é um exemplo de introdução de artefato comumente referido como “filtração em pente”. Notar que os entalhes (artefatos de filtração em pente) também aparecem na figura 4 na resposta de filtro sintetizada (criada calculando a média de HRTFs de 35 e 55 graus), a 10 kHz e 17 kHz.

[65] A causa desta filtração em pente (pentear) pode ser observada examinando a resposta de fase dos filtros de HRTFR, como mostrado na figura 5(b). É evidente da figura 5(b) que, a 3,5 kHz, o HRTF de 35 graus para o ouvido direito tem um deslocamento de fase de - 600 graus, enquanto que o HRTF de 55 graus para o ouvido direito tem um deslocamento de fase de -780 graus. A diferença de fase de 180 graus entre os filtros de 35 e 55 graus significa que qualquer somatório destes filtros (como pode ocorrer quando eles têm a média calculada), resultará no cancelamento parcial da resposta a 35 kHz (e, portanto, o entalhe profundo mostrado na figura 4).

[66] Embora possa ser desejável usar técnicas de interpolaçãolineares (tal como o método de cálculo de média descrito acima) para implementar um mapeador de HRTF, problemas de filtração em pente (formação de entalhe) do tipo descrito apresentam uma dificuldade significativa, porque os entalhes resultantes irão resultar em artefatos audíveis nos HRTFs produzidos tal como um mapeador de HRTF. Se a resolução espacial do conjunto de HRTFs é aumentado (por exemplo, usando um conjunto maior, com medições feitas em uma grade de escala mais fina), os problemas de formação de entalhe ainda estarão tipicamente presentes (mas, os entalhes na resposta interpolada podem aparecer em frequências mais altas).

[67] Em uma classe de modalidade, a presente invenção é ummapeador de HRTF que pode determinar um par de HRTFs (HRTFL e HRTFR) para uma direção de chegada arbitrária, formando uma soma ponderada de HRTFs de uma biblioteca pequena (conjunto) de HRTFs gerados especialmente (por exemplo, um conjunto de menos do que 50 HRTFs). Se o conjunto contém entradas L (d=l, ..., L), o mapeador pode computar:

[68] onde os valores WL e WR são conjuntos de coeficientes deponderação (cada um para uma direção de chegada específica, determinados por x, y, e z, e índice de conjunto, d) e os coeficientes IRd(n) são as respostas de impulso no conjunto.

[69] Os HRTFs gerados especialmente (referidos no presentedocumento como “HRTFs acoplados” ou “filtros de HRTFs acoplados”) no conjunto da invenção de HRTFs (referido no presente documento como um “conjunto de HRTFs acoplados”) são criados artificialmente (por exemplo, modificando HRTFs “normais”) de modo que a resposta no conjunto pode ser linearmente misturada como pela equação (1.3) para produzir HRTFs para direções de chegada arbitrárias. O conjunto de HRTFs acoplados inclui tipicamente um par de HRTFs acoplados (um HRTF de ouvido esquerdo e um HRTF de ouvido direito) para cada um de um número de ângulos de chegada que transpõem um dado espaço (por exemplo, um plano horizontal) e são quantizados para uma resolução angular particular (por exemplo, um conjunto de HRTFs acoplados representa ângulos de chegada com uma resolução angular de 30 graus em torno de um círculo de 360 graus: 0, 30, 60, ..., 300, e 330 graus). Os HRTFs acoplados no conjunto são determinados de modo que diferem de HRTFs “normais” (verdadeiros, por exemplo, medidos) para os ângulos de chegada do conjunto. Especificamente, eles diferem em que a resposta de fase de cada HRTF normal é alterada intencionalmente acima de uma frequência de acoplamento específica (para produzir um HRTF acoplado). Mais especificamente, a resposta de fase de cada HRTF normal é altera intencionalmente de modo que as respostas de fase de todos os filtros de HRTFs acoplados no conjunto são acopladas acima da frequência de acoplamento (isto é, de modo que a diferença de fase inter-auditiva, entre a fase de cada HRTF acoplado de ouvido esquerdo e cada HRTF acoplado de ouvido direito, é pelo menos substancialmente constante como uma função de frequência para todas as frequências substancialmente acima da frequência de acoplamento, e preferivelmente de modo que a resposta de fase de cada HRTF acoplado no conjunto é pelo menos substancialmente constante como uma função de frequência para to-das as frequências acima da frequência de acoplamento).

[70] A criação dos conjuntos de HRTFs acoplados faz uso da Teoria Duplex de Localização de Som, proposta por Lord Rayleigh. A Teoria Duplex assegura que diferenças de retardo de tempo em HRTFs proporciona sugestões importantes para ouvintes humanos em frequências mais baixas (até uma frequência na faixa de cerca de 1.000 Hz a cerca de 1.500 Hz), e essas diferenças de amplitude proporcionam sugestões importantes para ouvintes humanos em frequências mais altas. A Teoria Duplex não implica em que as propriedades de fase ou de retardo de HRTFs em frequências mais altas sejam totalmente insignificantes, mas simplesmente diz que elas são de importância relativamente mais baixa, com diferenças de amplitude sendo mais importantes em frequências altas.

[71] Para determinar um conjunto de HRTFs acoplados, começa-se selecionando uma “frequência de acoplamento” (Fc), que é a frequência abaixo da qual cada par de HRTFs acoplados para uma direção de chegada (isto é, HRTFs acoplados de ouvido esquerdo e direito para a direção de chegada) têm uma resposta de fase interaudi- tiva (a fase relativa entre os filtros de ouvido esquerdo e direito, como uma função de frequência) que iguala proximamente a resposta de fase interauditiva de HRTFs “normais” esquerdo e direito correspon-dentes para a mesma direção de chegada. Nas modalidades preferidas, as respostas de fase interauditivas igualam-se proximamente no sentido de que a fase de cada HRTF acoplado está dentro de 20% (ou mais preferivelmente, dentro de 5%) da fase do HRTF “normal” correspondente, para frequências abaixo da frequência de acoplamento.

[72] Para apreciar o conceito de “igualar próximo” notado entreas respostas de fase interauditivas, considerar as respostas de fase de HRTFRs acoplados de 35 e 55 graus (HRTFZR (35, 0), HRTFZR (55,0), HRTFCR (55,0)), como mostrado nas figuras 6(a) e 6(b). As respostas de magnitude destes HRTFs acoplados (não traçados em gráfico nas figuras 6(a) e 6(b) são iguais aos de HRTFs “normais” corresponden- tes (isto é, HRTFR (35,0) e HRTFR (55,0) das figuras 5(a) e 5(b) dos quais eles foram determinados (de modo que as respostas de magnitude sejam as mesmas como as traçadas em gráfico na figura 5(a)). Para determinar cada um dos HRTFRs acoplados de um HRTF normal correspondente, somente a resposta de fase é alterada (com relação à do HRTF normal correspondente), e somente acima da frequência de acoplamento (que é Fc = 1.000 Hz, no exemplo). O resultado desta modificação de resposta de fase é permitir que os HRTFs acoplados sejam misturados linearmente juntos sem causar artefatos de filtro em pente indesejáveis (no sentido de que cada HRTF interpolado determinado por tal mistura linear tem uma resposta de magnitude que não demonstra distorção de filtração em pente significativa).

[73] Assim, a resposta de fase de HRTFZR (35,0) da figura 6(a)iguala proximamente a de HRTFR normal (35,0) da figura 5(b) abaixo da frequência de acoplamento (Fc= 1.000 Hz) a de HRTFZR (55,0) da figura 5(b) abaixo da frequência de acoplamento (Fc = 1.000 Hz), a de HRTFZ R (55,0) da figura 6(a) iguala proximamente à do HRTFR normal (55,0) da figura 5(b) abaixo da frequência de acoplamento (Fc = 1.000 Hz), a de HRTFCR (35,0) da figura 6(b) iguala proximamente a de HRTFR normal (35,0) da figura 5(b) abaixo da frequência de acoplamento (Fc = 1.000 Hz), e a de HRTFCR (55,0) da figura 6(b) iguala proximamente a de HRTFR normal (35,0) da figura 5(b) abaixo da frequência de acoplamento (Fc = 1.000 Hz). As respostas de fase de HRTFZR (35,0) e HRTFZR (55,0) da figura 6(a) diferem substancialmente das de HRTFR normal (35,0) e HRTFR (55,0) da figura 5(b) acima da frequência de acoplamento, e as respostas de fase de HRTFCR (55,0) da figura 6(b) diferem substancialmente das de HRTFR (35,0) e HRTFR normal (55,0) da figura 5(b) acima da frequência de acoplamento.

[74] As respostas de fase de HRTFZR (35,0) e HRTFZR (55,0) dafigura 6(a) são acopladas às frequências acima da frequência de aco- plamento (de modo que as respostas de fase interauditivas determinadas a partir das mesmas e do HRTFZL (35,0) e HRTFZL (55,0), podem igualar ou igualar proximamente a frequências substancialmente acima da frequência de acoplamento). Similarmente, as respostas de fase de HRTFCR (35,0) e HRTFCR (55,0) da figura 6(b) são acopladas a frequências acima da frequência de acoplamento (de modo que as respostas de fase interauditivas determinadas a partir das mesmas e dos HRTFCL (35,0) e HRTFCL (55,0) do ouvido esquerdo correspondentes, podem igualar ou igualar proximamente a frequências substancialmente acima da frequência de acoplamento). Como mostrado na figura 6(b), as respostas de fase traçadas em gráfico para HRTFCR (35,0) e HRTFCR (55,0) não se desviam uma da outra em mais do que cerca de 90 graus, e os requerentes consideram isto estar “igualando” próximo das respostas de fase, uma vez que esta igualdade assegura que os filtros acoplados podem ser misturados linearmente juntos sem causar penteado significativo.

[75] A figura 7 é um traçado em gráfico da resposta de frequência (magnitude versus frequência) de HRTFR (45,0) da figura 5(b) de ouvido direito (normal) determinado convencionalmente, e um traçado em gráfico da resposta de frequência de um HRTF de ouvido direito (rotulado (HRTFZR (35,0) + HRTFZR (55,0)/2) determinado de acordo com uma modalidade da invenção misturando linearmente HRTFZR (35,0) e HRTFZR (55,0) da figura 6(a). A mistura linear é realizada adicionando HRTFZR (35,0) e HRTFZR (55,0), e dividindo a soma por 2. Como é evidente da figura 7, falta ao HRTF de ouvido direito da invenção (HRTFZR (35,0) e HRTFZR (55,0)/2) artefatos de filtro em pente.

[76] Na figura 6(a), os traçados em gráfico de HRTFZR (35,0) eHRTFZR (55,0) mostram a resposta de fase “estendida zero” destes HRTFs acoplados. Similarmente, a figura 6(b) mostra a fase dos filtros de HRTFCR (35,0) e HRTFCR (55,0), com a fase (acima da frequência de acoplamento de 1 kHz) sendo modificada para atenuação cruzada suavemente a uma fase constante (a frequências substancialmente acima da frequência de acoplamento).

[77] Os HRTFs acoplados podem ser criados de acordo com ainvenção por uma variedade de métodos. Um método preferido trabalha tomando um par de HRTFs normais, isto é, HRTFs de ouvido es- querdo/direito medidos a partir de um cabeçalho postiço ou um objeto real, ou criados de qualquer método convencional para gerar HRTFs apropriados), e modificar a resposta de fase dos HRTFs normais em frequências altas (acima da frequência de acoplamento).

[78] Os requerentes a seguir descrevem exemplos de métodospara determinar um par de HRTFs acoplados de ouvido esquerdo e ouvido direito, de um par de HRTFs de ouvido esquerdo e ouvido direito normais de acordo com a invenção.

[79] Ao implementar estes métodos exemplares, a modificaçãoda resposta de fase dos HRTFs normais pode ser realizada usando uma função de ponderação de domínio de frequência (às vezes referida como um vetor de ponderação), W(k) onde k é um índice indicando frequência (por exemplo, um índice de compartimento de FFT), que opera sobre a resposta de fase de cada HRTF normal) original. A função de ponderação W(k) deve ser uma curva suave, por exemplo, do tipo mostrado na figura 8. No caso típico em que os HRTFs normais são operados usando uma Transformação Fourier Rápida (FFT) de comprimento K, o índice k de compartimento de FFT corresponde à frequência: f=k x FS/K, onde FS é a frequência de amostragem do sinal digital. No exemplo da figura 8 da função de ponderação, se os índices k1 e k2 de compartimento de frequência correspondem às frequências de 1 kHz e 2 kHz, a frequência de acoplamento, Fc, é Fc = 1 kHz, e k1 = 1.000xK/FS, e k2 = 2.000xK/FS.

[80] Em uma classe de modalidades do método da invenção para determinar os HRTFs acoplados (isto é, um par de HRTFs acoplados de ouvido esquerdo e direito para cada direção de chegada em um conjunto de direções de chegada) de um conjunto de HRTFs acoplados em resposta a HRTFs normais (isto é, um par de HRTFs normais de ouvido esquerdo e de ouvido direito para cada uma das direções de chegada no conjunto), o método inclui as seguintes etapas:

[81] 1. Usar uma Transformação Fourier Rápida de comprimento K, converter cada par de HRTFs normais, HRTFL (x, y, z, n) e HRTFS (x, y, z, n), em um par de respostas de frequência, FRL (k) e FRS (k), onde k é o número inteiro dos compartimentos de frequência, centralizados na frequência

(onde -N/2 < k < N/2, e onde FS é a taxa de amostragem);

[82] 2. Então, determinar os componentes de magnitude e defase (M1, MR, PL, PR), de modo que FRL (k) = ML(k)ejPz(k) e FRR(k) = MR(k)ejPz(k), e onde os componentes de fase (PL, PR) não desenrolados (de modo que quaisquer descontinuidades de mais do que π são removidas pela adição de múltiplos inteiros de 2π às amostras do vetor, por exemplo, usando a função “não enrolar” de Matlab.

[83] 3. Se o par de HRTFs normais corresponde a uma direçãode chegada que está no hemisfério esquerdo (de modo que y>0), então realizar as seguintes etapas para computar FR’L e FR’S:

[84] (a) computar o vetor de fase modificado: P’(k) = (PR(k) -PL(k)) x W(k), onde W(k) é a função de ponderação definida acima; e

[85] (b) então, computar FR’L e FR’S como a seguir:

[86] 4. Se o par de HRTFs normais corresponde a uma direçãode chegada que está no hemisfério direito (de modo que y>0), então realizar as etapas de:

[87] (a) computar o vetor de fase modificado: P’(k) = (PL(k)-PS(k)x W(k); e

[88] (b) então, computar FR’L e FR’S como a seguir:

[89] 5. Se o par de HRTFs normais corresponde a uma direçãode chegada que está no plano mediano (de modo que y=0), então não há necessidade de alterar a fase da resposta de ouvido remota, assim os requerentes simplesmente computam:

[90] 6. Finalmente, usar a transformação Fourier inversa paracomputar os HRTFs acoplados (e adicionar um retardo de volume extra de amostras g para ambos os HRTFs acoplados como a seguir:

[91] A modificação que é feita para a resposta de fase na etapa3 (ou etapa 4) frequentemente resultará em alguma média de tempo das respostas de impulso finais, de modo que um filtro FIR de HRTF que foi originalmente causal pode ser transformado em um filtro FIR causal a. Para proteger contra esta média de tempo, um retardo de volume adicionado pode ser necessário nos filtros de HRTFs acoplados tanto de ouvido esquerdo como direito, como implementado na etapa 6. Um valor típico de g pode ser g=48.

[92] O processo descrito acima com referência às etapas 1-6deve ser repetido para cada par de filtros de HRTFL normal e de HRTFR, para produzir cada filtro de HRTFZL acoplado e cada filtro de HRTFZR acoplado no conjunto de HRTFs acoplados. Variações podem ser feitas para o processo descrito.

[93] Por exemplo, a etapa 3(b) acima mostra a resposta de fasede canal Esquerda original que é preservada, enquanto a resposta de canal direita é gerada usando a fase Esquerda mais a diferença de fase Direita-Esquerda modificada. Como uma alternativa, as equações na etapa 3(b) podem ser modificadas para ler:

[94] Neste caso, a resposta de fase do HRTF de ouvido esquerdo original é completamente desconsiderada, e um novo HRTF se ouvido direito é conferido com a diferença de fase Direita-Esquerda modificada.

[95] Ainda outra variação sobre o método descrito envolve odeslocamento de fase de ambos os HRTFs de ouvido esquerdo e direito (com deslocamentos de fase opostos):

[96] Naturalmente, se as equações alternativas (1.4 ou 1.5) sãosubstituídas na etapa 3(b) acima, então equações complementarescorrespondentes devem ser aplicadas na etapa 4(b) (para permitir ocaso onde a direção de chegada de HRTF está no hemisfério direito).

[97] A simetria implicada pelas equações (1.5) é empregada emoutra classe de modalidades do método inventivo para determinar osHRTFs acoplados (isto é, um par de HRTFs acoplados de ouvido esquerdo e de ouvido direito para cada direção de chegada em um conjunto de direções de chegada) de um conjunto de HRTFs acopladosem resposta a HRTFs normais (isto é, um par de HRTFs de ouvidoesquerdo e de ouvido direito para cada uma das direções de chegadano conjunto). Nestas modalidades, o método inclui as seguintes etapas:

[98] 1. Usar uma Transformação Fourier Rápida de comprimen-to K, converter cada par de HRTFs normais, HRTFL (x, y, z, n) e HRTFR (x, y, z, n), em um par de respostas de frequência, FRL(k) e FRR(k), onde k é um índice inteiro dos compartimentos de frequência, centralizado na frequência

(onde -N/2 <k<N/2, e onde FS é a taxa de amostragem);

[99] 2. Então, determinar os componentes de magnitude e defase (ML. MR, PL, PR), de modo que FRL(k)=ML(k)ejPL(k) e FRR(k)=MR(k)ejPL(k), e onde os componentes de fase (PL, PR) são “desenrolados” (de modo que quaisquer descontinuidades de mais do que π são removidas pela adição de múltiplos inteiros de 2π às amostras do vetor, por exemplo, usando a função “desenrolar” de Matlab convencional);

[100] 3. Computar o vetor de fase modificado: P’(k) = (PR(k)-PL(k))xW(k);

[101] 4. Então, computar FR’L e FR’R como a seguir:

[102] 5. Finalmente, usar a transformação Fourier inversa paracomputar os HRTFs acoplados (e adicionar um retardo de volume extra de amostras g para ambos os HRTFs acoplados);

[103] Um método alternativo (às vezes referido no presente documento como um “método de extensão de fase constante”) pode ser implementado com a seguinte etapa (etapa 3a) realizada em vez da etapa 3 acima;

[104] 3a. computar o vetor de fase modificado:

[105] A equação modificada, descrita na etapa substituta 3a, temo efeito de forçar a fase (P’(k) em frequências altas para ser igual à fase de frequência de acoplamento, como mostrado no exemplo da figura 6(b).

[106] Em seguida os requerentes descrevem outra classe de modalidades da invenção em que um conjunto de HRTFs acoplados é determinado por um conjunto de base de HRTFs,

[107] Um conjunto de HRTF típico (pés um conjunto de HRTFsacoplados) consiste de uma coleção de pares de respostas de impulso (HRTF de ouvido esquerdo e direito), onde cada par corresponde a uma direção de chegada particular. Neste caso, a tarefa de um mape- ador de HRTF é tomar uma direção de chegada especificada (por exemplo, determinado pelo vetor de direção de chegada, (x, y, z)) e determinar um par de filtros de HRTFL e HRTFR correspondendo à direção de chegada especificada, encontrando HRTFs em um conjunto de HRTF (por exemplo, um conjunto de HRTFs acoplados) que estão próximos à direção de chegada especificada, e realizar alguma interpolação sobre HRTFs no conjunto.

[108] Se o conjunto de HRTF foi gerado de acordo com a invenção para compreender HRTFs acoplados (tais HRTFs acoplados são “acoplados” em altas frequências, como descrito acima), então a interpolação pode ser interpolação linear. Uma vez que a interpolação linear (mistura linear) é usada, isto implica em que o conjunto de HRTFs acoplados pode ser determinado por um conjunto de base de HRTFs. Um conjunto de base de HRTFs preferido de interesse é a base harmônica esférica (às vezes referida como formato B).

[109] O processo bem conhecido de um ajuste de média dos mínimos quadrados (ou outro processo de ajuste) pode ser usado para representar um conjunto de HRTFs acoplados em termos de um conjunto de base de HRTFs, baseado em harmônicos esféricos. A título de exemplo, um conjunto de base harmônico esférico de primeiro grau (Hw, Hx, Hy, e Hz) pode ser determinado de modo que qualquer HRTF de ouvido esquerdo (ou ouvido direito) (para qualquer direção de chegada específica, x, y,z, ou qualquer direção de chegada específica x, y, z, em uma faixa transpondo pelo menos 60 graus) pode ser gerado como:

onde os quatro conjuntos de coeficientes de filtro FIR (Hw, Hx, Hy, e Hz) do conjunto de base de HRTFs são determinados para prover um melhor ajuste da média dos mínimos quadrados para um conjunto de HRTFs acoplados. Pelas equações de complementação (1.6) a tabela de coeficientes de quatro filtros FIR (Hw, Hx, Hy, e Hz) é suficiente para determinar um HRTF de ouvido esquerdo (e ouvido direito) para qualquer direção de chegada especificada, e assim os quatro filtros FIR (Hw, Hx, Hy, e Hz) determina um conjunto de HRTFs acoplados.

[110] Uma representação harmônica esférica de grau mais altoirá prover precisão adicionada. Por exemplo, uma representação de segundo grau de uma base de HRTF (Hw, Hx, Hy, Hz, Hv2, Hy2, Hz2, Hxy, Hyz) pode ser definida de modo que qualquer HRTF de ouvido esquerdo (ou ouvido direito) (para uma direção de chegada específica x, y, z, ou qualquer direção de chegada específica x, y, z, em uma faixa transpondo pelo menos 60 graus) pode ser gerada como:

onde os nove conjuntos de coeficientes de filtro FIR (Hw, Hx, Hy, Hz, Hx2, Hy2, Hxz, Hyz, Hz2) do conjunto de base de HRTFs são determinados para prover um melhor ajuste de média dos mínimos quadrados a um conjunto de HRTFs acoplados. Implementando as equações (1.7), uma tabela de coeficientes dos nove filtros FIR é suficiente para determinar um HRTF de ouvido esquerdo (e ouvido direito) para qualquer direção de chegada especificada, e assim os nove filtros FIR determinam um conjunto de HRTFs acoplados.

[111] Equações simplificadas irão resultar se os ângulos de chegada são limitados ao plano horizontal (como pode ser comumente desejado). Neste caso, todos os componentes z do conjunto harmônico esférico podem ser descartados, de modo que as equações de segundo grau (equações 1.7) são simplificadas para ser:

[112] As equações 1.8 podem alternativamente ser escritas emtermos do ângulo de Azimute, Az, como a seguir:

[113] Em uma modalidade preferida, um mapeador de HRTF horizontal de terceira ordem opera usando uma representação de terceiro grau de um conjunto de base definido de modo que qualquer HRTF de ouvido esquerdo (ou ouvido direito) para qualquer direção de chegada específica é gerado como:

onde os sete conjuntos de coeficientes de filtro FIR (Hw, Hx, Hy, Hx2, Hy2, Hx3 e Hy3) do conjunto de base de HRTFs são determinados para prover um melhor ajuste de média dos mínimos quadrados a um conjunto de HRTFs acoplados. Assim, os sete filtros FIR determinam um conjunto de HRTFs acoplados. Um mapeador de HRTF que emprega um conjunto de base de HRTFs definido deste modo é uma modalidade preferida da presente invenção, porque ele permite que um conjunto de base de HRTFs consistindo somente de 7 filtros (Hw(n), Hx(n), Hy(n), Hx2(n), Hy2(n), Hx3(n), e Hy3(n) seja usado para gerar um filtro de HRTF de ouvido esquerdo (e ouvido direito) para qualquer direção de chegada no plano horizontal, com um alto grau de precisão de fase para frequências até a frequência de acoplamento (por exemplo, até 1.000 Hz ou mais).

[114] Os requerentes descrevem o uso de conjuntos de base deHRTFs pequenos (cada um dos quais determina um conjunto de HRTFs acoplados) para mistura de sinal de acordo com as modalidades da presente invenção.

[115] É possível implementar um mapeador de HRTF como umaparelho que emprega um conjunto de base de HRTFs pequeno (por exemplo, do tipo definido com referência às equações 1.10) para determinar um conjunto de HRTFs acoplados, e para realizar mistura de sinal usando um aparelho de acordo com modalidades da presente invenção.

[116] O mapeador de HRTF 10 da figura 10 é um exemplo de talmapeador de HRTF que emprega o conjunto de base de HRTFs pequeno definido com referência às equações 1.10, para determinar um conjunto de HRTFs acoplados. O aparelho da figura 10 também inclui processador de áudio 20 (que é um virtualizador) configurado para processar um sinal de áudio monofônico (“Sig”), para gerar canais de saída de áudio esquerdo e direito (SaídaL e SaídaR) para apresentação sobre fones de ouvido, de modo a prover um ouvinte com uma impres-são de um som localizado em um ângulo de Azimute, Az, especificado.

[117] No sistema da figura 10, um canal de entrada de áudio único (Sig) é processado por dois filtros FIR 21 e 22 (cada um rotulado com o operador de convolução, ®), implementado pelo processador 20, para produzir PS sinais de ouvido esquerdo e direito, SaídaL e Saí- daR, respectivamente (para apresentação sobre fones de ouvido). Os coeficientes de filtro para o filtro FIR 21 de ouvido esquerdo são determinados no mapeador 10 a partir do conjunto de base de HRTFs (Hw, Hx, Hy, Hx2, Hy2, Hx3, Hy3 de equações 1.10) ponderando cada um dos coeficientes do conjunto de base de HRTFs com um correspondente das funções de seno e cosseno (mostradas nas equações 1.10) do ângulo de Azimute, Az (isto é, Hw(n) não é ponderado), Hx(n) é multiplicado por cós(Az), Hy(n) é multiplicado por seno (Az), e assim por diante), e somando os sete coeficientes ponderados (incluindo Hw(n), para cada valor de n, no estágio de somatório 13. Os coeficientes de filtro para filtro FIR de ouvido direito 22 são determinados no mapea- dor 10 a partir do conjunto de base de HRTFs (Hw, Hx, Hy, Hx2, Hy2, Hx3, Hy 3 de equações 1.10) ponderando cada um dos coeficientes de conjunto de base de HRTFs com um correspondente das funções de seno e cosseno (mostradas nas equações 1.10) do ângulo de Azimute, Az (isto é, Hw (n) não é ponderado, H2(n) é multiplicado por cos(Az), Hy(n) é multiplicado por seno (Az), e assim em diante), multiplicando cada uma das versões ponderadas de coeficientes Hy(n), Hy2(n) e Hy3(n) por um negativo (nos elementos de multiplicação 11) e somando os sete coeficientes ponderados resultantes no estágio de somatório 12.

[118] Assim, o sistema da figura 10 rompe o processamento emdois componentes principais. Primeiro, o mapeador HRTF 10 é usado para computar os coeficientes de filtro FIR, HRTFL (Az, n) e HRTFR (Az, n), que são aplicados pelos filtros 21 e 22. Em segundo lugar, os filtros FIR 21 e 22 (do processador 20) são configurados com os coefi-cientes de filtro FIR que foram computados pelo mapeador de HRTF, e os filtros configurados 21 e 22 então processam a entrada de áudio para produzir os sinais de saída de fones de ouvido.

[119] Um sistema de mistura pode ser configurado em um modomuito diferente (como mostrado na figura 11) para produzir o mesmo resultado (produzido pelo sistema da figura 10) em resposta ao mesmo sinal de áudio de entrada e direção de chegada especificada (ângulo de Azimute). O aparelho da figura 11 (que implementa um virtua- lizador) é configurado para processar um sinal de áudio monofônico (“InSig”), para gerar canais de saída de áudio esquerdo e direito (biauricular) (SaídaL e SaídaR) que podem ser apresentados sobre fones de ouvido de modo a prover um ouvinte com uma impressão de um som localizado em uma direção de chegada especificada (ângulo de Azimute, Az).

[120] Na figura 11, o estágio de movimento panorâmico (busca-dor) 30 gera um conjunto de sete sinais intermediários em resposta ao sinal de entrada (“InSig”), como pelas seguintes equações: W = InSigX = InSig x cos (Az)Y = InSig x seno (Az)X2 = InSig x cos (2Az) (1.11) Y2 = InSig x seno (2Az)X3 = InSig x cos (3Az)Y3 = InSig x seno (3Az)onde Az é o ângulo de Azimute especificado.

[121] Cada um dos sete sinais intermediários é então filtrado noestágio de filtro de HRTF 40, convoluindo o mesmo (no estágio 44) com os coeficientes de filtro FIR de um filtro FIR correspondente de um conjunto de base de HRTFs (isto é, InSig é convoluído com coeficientes Hw, InSig» cos (Az) é convoluído com coeficientes Hx das equações 1.10, InSig» seno (Az) é convoluído com os coeficientes Hy das equações 1.10, InSig» cos (2Az) é convoluído com os coeficientes Hx2 das equações 1.10, InSig» seno (2Az) é convoluído com os coeficientes Hy2 das equações 1.10, InSig» cos (3Az) é convoluído com os coeficientes Hx3 das equações 1.10, e InSig»seno (3Az) é convoluído com os coeficientes Hy3 das equações 1.10). As saídas do estágio de convolução 44 são então adicionados (no estágio de somatório 41) para gerar o sinal de saída de canal esquerdo, SaídaL. Algumas das saídas do estágio de convolução 44 são multiplicados por um negativo nos elementos de multiplicação 42 (isto é, cada um de seno (Az) con- voluído com os coeficientes HY, InSig»seno (2Az) convoluídos com os coeficientes Hy2, e InSig»seno (3Az) convoluídos com os coeficientes HY3 é multiplicado por um negativo nos elementos 42), e as saídas dos elementos de multiplicação 42 são adicionados às outras saídas do estágio de convolução (no estágio de somatório 43) para gerar o sinal de saída de canal direito, SaídaR. Os coeficientes de filtro aplicados no estágio de convolução 44 são os do conjunto de base de HRTFs Hw, Hx, Hy, Hx2, Hy2, Hx3, Hy3 das equações 1.10.

[122] Se um conjunto de sinais de entrada M, InSigm, deve serprocessado para reprodução biauricular, um conjunto único de sinais intermediários pode ser produzido no buscador 30, com todos os si- nais de entrada M presentes:

[123] Uma vez que estes sinais intermediários foram gerados,eles são filtrados no estágio de convolução 44 como a seguir:

e os sinais de saída de ouvido esquerdo e direito são derivados como a seguir:SaídaL = Wfiltrado+Xfiltrado+Yfiltrado+X2filtrado+Y2filtrado+X3filtrado+Y3filtradoSaídaR = Wfiltrado+Xfiltrado+Yfiltrado+X2filtrado+Y2filtrado+X3filtrado+Y3filtrado(1.14)

[124] Portanto, as operações combinadas mostradas nas equa- ções (1.12), (1.13) e (1.14) possibilitam um conjunto de sinais de saída M, {InSigm: 1<m<M} (cada um com um ângulo de Azimute correspondente, Azm) de ser renderizado biauricularmente, usando somente 7 filtros FIR. Pode haver um ângulo de Azimute diferente, Azm para cada um dos sinais de entrada, Isto significa que o número pequeno de conjuntos de filtros FIR no conjunto de base de HRTFs possibilita um método eficaz para renderizar biauricularmente números grandes de sinais de entrada, aplicando o processo implementado pelo sistema da figura 11 para multiplicar os sinais de entrada como mostrado na figura 12.

[125] Na figura 12, cada um dos blocos 30 representa o buscador30 da figura 11 durante o processamento do io sinal de entrada (onde o índice i está na faixa de 1 até M) e o estágio de somatório 31 é acoplado e configurado para somar as saídas geradas nos blocos 30i-30M para gerar os sete conjuntos de sinais intermediários descritos nas equações 1.12.

[126] Outra modalidade do sistema e método da invenção paraprocessar um conjunto de sinais de entrada M, InSigm, será descrito com referência à figura 13. Nesta modalidade, os sinais de entrada M são processados para reprodução biauricular, usando o fato de que os formatos de sinais intermediários também podem ser modificados misturando. Neste contexto, “mistura” refere-se a um processo pelo qual um sinal intermediário de resolução mais baixa (um composto de um número menor de canais) é processado para criar um sinal intermediário de resolução mais alta (composto de um número maior de sinais intermediários). Muitos métodos são conhecidos na técnica para misturar tais sinais intermediários, por exemplo, incluindo os descritos na Patente US 8.103.006, para o inventor atual (e atribuído ao signatário da presente invenção). O processo de mistura permite que um sinal intermediário de resolução mais baixa seja usado, com a mistura reali- zada antes da filtração com HRTF, como mostrado na figura 13.

[127] Na figura 13, cada um dos blocos 130i representa o mesmobuscador (a ser referido como o buscador da figura 13) durante o processamento do “io” sinal de entrada. InSig (onde o índice i está na faixa de 1 até M), e o estágio de somatório 131 é acoplado e configurado para somar as saídas geradas nos blocos 130i-130M para gerar sinais intermediários que são misturados no estágio de mistura 132. O estágio 40 (que é idêntico ao estágio 40 da figura 11) filtra a saída do estágio 132.

[128] O buscador da figura 13 passa através do sinal de entradaatual (“InSig”) para o estágio 131. O buscador da figura 13 inclui estágios 34 e 35 que geram os valores cos(Azi) e seno (Azi), respectivamente, em resposta ao ângulo de Azimute Azi atual. O buscador da figura 13 também inclui os estágios de multiplicação 36 e 37, que geram valores InSigi»cos(Azi) e InSig»seno (Azi), respectivamente, em resposta ao Insig de sinal de entrada atual e as saídas dos estágios 34e 35.

[129] O estágio de somatório 131 é acoplado e configurado parasomar as saídas geradas nos blocos 130i-130M para gerar três sinais intermediários como a seguir: o estágio 131 soma o “InSig” de saídas M para gerar um sinal intermediário; o estágio 131 soma InSigi»cos (Azi) de valores M para gerar um segundo sinal intermediário, e o estágio 131 soma o InSigi *seno (Azi) para gerar um terceiro sinal intermediário. Cada um dos três sinais intermediários corresponde a um canal diferente. O estágio de mistura 132 mistura os três sinais intermediários do estágio 131 (por exemplo, em um modo convencional) para gerar sete sinais intermediários misturados, cada um dos quais corresponde a um diferente dos sete canais. Estágio 40 filtra estes sete sinais misturados do mesmo modo que o estágio 40 da figura 11 filtra os sete sinais assegurados do mesmo pelo estágio 30 da figura 11.

[130] A forma particular dos sinais intermediários descritos acima(com referência às figuras 11, 12 e 13) pode ser modificada para formar conjuntos de base alternativa para a decomposição do conjunto de base de HRTFs, como será apreciado por um dos peritos na técnica, Em todas essas modalidades da invenção, o uso de um conjunto de base de HRTFs para simplificar o processamento de áudio (por exemplo, como no sistema da figura 12 ou figura 13) somente é possível se o conjunto de base de HRTFs foi construído para permitir que filtros de HRTF sejam criados por mistura linear (por exemplo, pelos elementos 34, 35, 36, 37, 131 e 132 da figura 13 ou pelos elementos do estágio 10 mostrados na figura 10). Se o conjunto de base determina um conjunto dos filtros de HRTFs acoplados da invenção, ele permitirá que os filtros de HRTF sejam criados pelos que foram modificados sejam “acoplados” sejam mais receptivos à mistura linear.

[131] As modalidades típicas da presente invenção geram (oudeterminam e usam) um conjunto de HRTFs acoplados que satisfaz os seguintes três critérios (às vezes referidos no presente documento por conveniência como a “Regra de Ouro”):

[132] 1. A resposta de fase interauditiva de cada par de filtros deHRTF (isto é, cada HRTF de ouvido esquerdo e HRTF de ouvido direito criado para uma direção de chegada especificada) que são criados a partir do conjunto de HRTFs acoplados (por um processo de mistura linear) igualam a resposta de fase interauditiva de um par correspondente de HRTFs normais de ouvido esquerdo e de ouvido direito com menos do que 20% de erro de fase (ou, mais preferivelmente, com menos do que 5% de erro de fase), para todas as frequências abaixo da frequência de acoplamento. Em outras palavras, o valor absoluto da diferença entre a fase do HRTF de ouvido esquerdo criado a partir do conjunto e a fase do HRTF de ouvido direito correspondente criado a partir do conjunto difere em menos do que 20% (ou, mais preferivelmente, menos do que 5%) a partir do valor absoluto da diferença entra a fase do HRTF normal de ouvido direito correspondente, em cada frequência abaixo da frequência de acoplamento. A frequência de acoplamento é maior do que 700 Hz e é tipicamente menos do que 4 kHz. Nas frequências acima da frequência de acoplamento, a resposta de fase dos filtros de HRTF que são criados a partir do conjunto (por um processo de mistura linear) desvia-se a partir do comportamento de HRTFs normais, de modo que o retardo de grupo interauditivo (em tais frequências altas) é significativamente reduzido comparado a HRTFs normais;

[133] 2. A resposta de magnitude de cada filtro de HRTF criado apartir do conjunto (por um processo de mistura linear) para uma direção de chegada está na faixa esperada para HRTFs normais para a direção de chegada (por exemplo, no sentido em que não demonstre distorção de filtração em pente significativa relativa à resposta de magnitude de um filtro de HRTF normal típico para a direção de chegada; e

[134] 3. A faixa de ângulos de chegada que pode ser transpostapelo processo de mistura (para gerar um par de HRTF para cada ângulo de chegada na faixa por um processo de HRTFs acoplados de mistura linear no conjunto) é pelo menos 60 graus (e preferivelmente é 360 graus).

[135] Nas modalidades em que o método da invenção inclui adeterminação de um conjunto de base de HRTFs que por sua vez determina um conjunto de HRTFs acoplados (por exemplo, realizando um ajuste de média dos mínimos quadrados ou outro processo de ajuste para determinar os coeficientes do conjunto de base de HRTFs de modo que o conjunto de base de HRTFs determina o conjunto de HRTFs acoplados para dentro da precisão adequada), ou usa tal con- junto de base de HRTFs para determinar um par de HRTFs em resposta a uma direção de chegada, o conjunto de HRTFs acoplados preferivelmente satisfaz a Regra de Ouro.

[136] Tipicamente, um conjunto de HRTFs acoplados que satisfaz a Regra de Ouro compreende valores de dados que determinam um conjunto de HRTFs acoplados de ouvido esquerdo e um conjunto de HRTFs acoplados de ouvido direito para ângulos de chegada que transpõem uma faixa de ângulos de chegada, um HRTF de ouvido esquerdo determinado (pela mistura linear de acordo com uma modalidade da invenção) para qualquer ângulo de chegada na faixa e um HRTF de ouvido direito determinado (pela mistura linear de acordo com uma modalidade da invenção) para dito ângulo de chegada têm uma resposta de fase interauditiva que iguala a resposta de fase inte- rauditiva de um HRTF normal de ouvido esquerdo típico para dito ângulo de chegada em relação a um HRTF normal de ouvido direito típico para dito ângulo de chegada com menos de 20% (e preferivelmente menos de 5%) de erro de fase para todas as frequências abaixo da frequência de acoplamento (onde a frequência de acoplamento é mais do que 700 Hz e tipicamente menos do que 4 kHz), e

[137] o HRTF de ouvido esquerdo (pela mistura linear de acordocom a modalidade da invenção) para qualquer ângulo de chegada na faixa tem uma resposta de magnitude que não demonstra distorção de filtração em pente significativa relativa à resposta de magnitude do HRTF normal de ouvido esquerdo para dito ângulo de chegada, e o HRTF de ouvido direito determinado (pela mistura linear de acordo com a modalidade da invenção) para qualquer ângulo de chegada na faixa tem uma resposta de magnitude que não demonstra distorção de filtração em pente significativa relativa à resposta de magnitude do HRTF normal de ouvido esquerdo típico para dito ângulo de chegada,

[138] em que dita faixa de ângulos de chegada é pelo menos 60 graus (preferivelmente, dita faixa de ângulos de chegada é 360 graus).

[139] Propôs-se simplificar as bibliotecas de HRTF através deconjuntos de base harmônica esférica (por exemplo, como descrito na Patente US 6.021.206 para o inventor atual), mas todas essas tentativas prévias para simplificar os HRTFs pelo uso de uma base harmônica esférica passaram por problemas de pentear significativos do tipo descrito no presente documento. Portanto, as bibliotecas de HRTF harmônicas esféricas determinadas convencionalmente não satisfazem o segundo critério da Regra de Ouro descrita acima.

[140] Também, algumas tentativas anteriores para criar filtros bi-auriculares com elementos de circuito analógicos resultantes em filtros de HRTF que satisfizerem o segundo critério da Regra de Ouro como um efeito colateral acidental das limitações de técnicas de circuito analógicas. Por exemplo, tal filtro de HRTF é descrito no papel por Bauer, intitulado “Fones de Ouvido Estereofônicos e Alto-Falantes Biauricula- res”, em Journal of the Audio Engineering Society, abril de 1961, volume 9, no 2. No entanto, tais HRTFs não satisfazem o primeiro critério da Regra de Ouro.

[141] Modalidades típicas da invenção são métodos de gerar umconjunto de HRTFs acoplados que representam ângulos de chegada que transpõem um dado espaço (por exemplo, plano horizontal) e são quantizados para uma resolução angular particular (por exemplo, um conjunto de HRTFs acoplados representando ângulos de chegada com uma resolução angular de 30 graus em torno de um círculo de 360 graus - 0, 30, 60, ..., 300 e 360 graus). Os HRTFs acoplados no conjunto são construídos de modo que eles diferem a partir de HRTFs verdadeiros (isto é, medidos) para os ângulos de chegada no conjunto (exceto para 0 e 180 graus Azimute, uma vez que estes ângulos de HRTFs têm tipicamente zero fase inter-auditiva, e, portanto, não requerem qualquer processamento especial para fazer os mesmos obe- decer a Regra de Ouro). Especificamente, eles diferem em que a resposta de fase dos HRTFs é intencionalmente alterada acima de uma frequência de acoplamento específica. Mais especificamente, as fases são alteradas de modo que as respostas de fase dos HRTFs no con-junto são acopladas (isto é, são as mesmas ou quase as mesmas) acima da frequência de acoplamento. Tipicamente, a frequência de acoplamento acima da qual as respostas de fase são acopladas é escolhida dependendo da resolução angular dos HRTFs incluídos no conjunto. Preferivelmente, a frequência de corte é escolhida de modo que como a resolução angular do conjunto aumenta (isto é, HRTFs mais acoplados são adicionados ao conjunto), a frequência de acoplamento também aumenta.

[142] Nas modalidades alternativas, cada HRTF aplicado (ou cada um de um subconjunto dos HRTFs aplicados de acordo com a invenção é definido e aplicado no domínio de frequência (por exemplo, cada sinal a ser transformado de acordo com tal HRTF passa pela transformação de domínio de frequência para domínio de tempo, o HRTF é então aplicado aos componentes de frequência resultantes, e os componentes transformados então passam por uma transformação de domínio de tempo para domínio de frequência).

[143] Em algumas modalidades, o sistema da invenção é ou inclui um processador para fim geral acoplado para receber ou para gerar dados de entrada indicativos de pelo menos um canal de entrada de áudio, e programado com software (ou firmware) e/ou de outro modo configurado (por exemplo, em resposta a dados de controle) para realizar qualquer uma de uma variedade de operações sobre os dados de entrada, incluindo uma modalidade do método da invenção. Tal processador para fim geral pode tipicamente ser acoplado a um dispositivo de entrada (por exemplo, um mouse e/ou um teclado), uma memória, e um dispositivo de monitor. Por exemplo, o sistema da figura 9, 10, 11, 12 ou 13 pode ser implementado como um processador para fim geral, programado e/ou de outro modo configurado para realizar qualquer uma de uma variedade de operações sobre dados de áudio de entrada, incluindo uma modalidade do método da invenção, para gerar dados de saída de áudio. Um conversor analógico para digital convencional (DAC) pode operar sobre dados de saída de áudio para gerar versões analógicas de sinais de áudio de saída para reprodução por alto-falantes físicos.

[144] A figura 9 é um diagrama de bloco de um sistema (que pode ser implementado como um DSP de áudio programável que foi configurado para realizar uma modalidade do método da invenção. O sistema inclui o estágio 9 de filtro de HRTF, acoplado para receber um sinal de entrada de áudio (por exemplo, dados de áudio de domínio de frequência indicativos de som, ou dados de áudio de domínio de tempo indicativos de som), e o mapeador de HRTF 7. O mapeador de HRTF 7 inclui memória 8 que armazena dados que determinam um conjunto de HRTFs acoplados (por exemplo, dados que determinam um conjunto de base de HRTFs que por sua vez determina um conjunto de HRTFs acoplados), e é acoplado para receber dados (“direção de chegada”) indicativos de uma direção de chegada (por exemplo, especificados como um ângulo ou como um vetor unitário) correspondendo a um conjunto de dados de áudio de entrada assegurados para o estágio 9. Na complementação típica, o mapeador 7 implementa uma tabela de pesquisa configurada para recuperação da memória 8, em resposta aos dados de Direção de chegada, dados suficientes para realizar mistura linear para determinar um par de HRTFs (um HRTF de ouvido esquerdo e um HRTF de ouvido direito) para a direção de chegada.

[145] O mapeador 7 é opcionalmente acoplado a um meio legívelpor computador externo 8a que armazena dados que determinam o conjunto de HRTFs acoplados (e, opcionalmente, também codifica a programação do mapeador 7 e/ou estágio 9 para realizar uma modalidade do método da invenção) e o mapeador 7 é configurado para acessar (do meio 8a) dados indicativos do conjunto de HRTFs acoplados (por exemplo, dados indicativos dos selecionados de HRTFs acoplados do conjunto). O mapeador 7 opcionalmente não inclui a memória 8 quando o mapeador 7 é assim configurado para acessar o meio externo 8a. Os dados que determinam o conjunto de HRTFs acoplados (armazenados na memória 8 ou acessados pelo mapeador 7 de um meio externo) podem ser coeficientes de um conjunto de base de HRTFs que determina o conjunto de HRTFs acoplados.

[146] O mapeador 7 é configurado para determinar um par derespostas de impulso de HRTF (uma resposta de ouvido esquerdo e uma resposta de ouvido direito) em resposta a uma direção de chegada especificada (por exemplo, uma direção de chegada, especificada como um ângulo ou como um vetor unitário, correspondendo a um conjunto de dados de áudio de entrada). O mapeador 7 é configurado para determinar cada HRTF para a direção especificada realizando interpolação linear sobre HRTFs acoplados no conjunto (realizando mistura linear sobre valores que determinam os HRTFs acoplados. Tipicamente, a interpolação é entre HRTFs acoplados no conjunto tendo direções de chegada correspondentes próximas à direção especificada. Alternativamente, o mapeador 7 é configurado para acessar coeficientes de um conjunto de HRTFs acoplados (que determina o conjunto de HRTFs acoplados) e para realizar mistura linear nos coeficientes para determinar cada HRTF para a direção especificada.

[147] O estágio 9 (que é um virtualizador) é configurado paraprocessar dados indicativos de áudio de entrada monofônico (“Áudio de Entrada”), incluindo aplicar o par de HRTFs (determinado pelo ma- peador 7) aos mesmos para gerar sinais de áudio de saída de canal esquerdos e direitos (SaídaL e SaídaR). Por exemplo, os sinais de áudio de saída podem ser apropriados para renderizar sobre fones de ouvido, de modo a prover um ouvinte com uma impressão de som emitida de uma fonte na direção de chegada especificada. Se os dados indicativos de uma sequência de direções de chegada (para um conjunto de dados de áudio de entrada) são assegurados para o sistema da figura 9, o estágio 9 pode realizar filtração de HRTF (usando uma sequência de pares de HRTFs determinada pelo mapeador 7 em resposta aos dados de direção de chegada) para gerar uma sequência de sinais de áudio de saída de canal esquerda e direita que podem ser renderizados para prover um ouvinte com uma impressão de som emitido de uma fonte com movimento panorâmico através da sequência de direções de chegada.

[148] Em operação, um DSP de áudio que foi configurado pararealizar virtualização de som circundante de acordo com a invenção (por exemplo, o sistema de virtualizador da figura 9, ou o sistema de qualquer uma das figuras 10, 11, 12 ou 13) é acoplado para receber pelo menos um sinal de entrada de áudio, e o DSP tipicamente realiza uma variedade de operações sobre o áudio de entrada além da (bem como) filtração por um HRTF. De acordo com várias modalidades da invenção, um DSP de áudio é operável para realizar uma modalidade do método da invenção após ser configurado (por exemplo, programado) para empregar um conjunto de HRTFs acoplados (por exemplo, um conjunto de base de HRTFs que determina um conjunto de HRTFs acoplados) para gerar pelo menos um sinal de áudio de saída em resposta a cada sinal de áudio de entrada realizando o método sobre o(s) sinal (ais) de áudio de entrada.

[149] Outros aspectos da invenção são um meio legível por computador (por exemplo, um disco) que armazena (na forma tangível) código para programar um processador ou outro sistema para realizar qualquer modalidade do método da invenção, e meio legível por computador (por exemplo, um disco) que armazena (na forma tangível) dados que determinam um conjunto de HRTFs acoplados, onde o conjunto de HRTFs acoplados foi determinado de acordo com uma modalidade da invenção (por exemplo, para satisfazer a Regra de Ouro descrita no presente documento). Um exemplo de tal meio é o meio legível por computador 8a da figura 9.

[150] Embora as modalidades específicas da presente invençãoe aplicações da invenção tenham sido descritas no presente documento, será evidente aos peritos na técnica que muitas variações nas modalidades e aplicações descritas no presente documento são possíveis sem sair do escopo da invenção descrita e reivindicada no presente documento. Deve ser entendido que embora certas formas da invenção tenham sido mostradas e descritas, a invenção não deve ser limitada às modalidades específicas descritas e mostradas ou aos méto-dos específicos descritos.

Claims

1. Método para determinar uma função de transferência relacionada a cabeçalho (HRTF) caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:(a) em resposta a um sinal indicativo de uma direção de chegada, realizar mistura linear usando dados de um conjunto de HRTFs acoplados para determinar um HRTF para a direção de chegada, em que o conjunto de HRTFs acoplados compreende valores de dados que determinam um conjunto de HRTFs acoplados, o conjunto de HRTFs acoplados compreendendo um conjunto de HRTFs acoplados de ouvido esquerdo e um conjunto de HRTFs acoplados de ouvido direito para direções de chegada, em que os HRTFs acoplados são determinados a partir de HRTFs normais para as mesmas direções de chegada alterando a resposta de fase de cada HRTF normal acima de uma frequência de acoplamento de modo que a diferença entre a fase de um HRTF acoplado de ouvido esquerdo e de um HRTF acoplado de ouvido direito para a mesma direção de chegada é pelo menos substancialmente constante como uma função de frequência para todas as frequências substancialmente acima da frequência de acoplamento.determinado na etapa (a) para a direção de chegada.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de:(b) realizar filtração de HRTF em um sinal de entrada de áudio (por exemplo, dados de áudio de domínio de frequência indicativos de um ou mais canais de áudio, ou dados de áudio de domínio de tempo indicativos de um ou mais canais de áudio), usando o HRTF determinado na etapa (a) para a direção de chegada.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de HRTFs acoplados é um conjunto de base de HRTFs compreendendo coeficientes que determinam o conjunto de HRTFs acoplados, e a etapa (a) inclui a etapa de realizar mistura linear usando coeficientes do conjunto de base de HRTF para determinar o HRTFs para a direção de chegada.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa (a) inclui a etapa de realizar mistura linear sobre dados indicativos de HRTFs acoplados determinados pelo conjunto de HRTFs acoplados, e dados indicativos da direção de chegada, e em que o HRTF determinado para a direção de chegada é uma versão interpolada dos HRTFs acoplados tendo uma resposta de magnitude que não demonstra distorção de filtração em pente significativa.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa (a) inclui a etapa de realizar mistura linear nos dados do conjunto de HRTFs acoplados para determinar um HRTF de ouvido esquerdo para a direção de chegada e um HRTF da orelha direita para a direção de chegada, e preferencialmente em que o conjunto de HRTFs acoplados compreende valores de dados que determinam um conjunto de HRTFs acoplados do ouvido esquerdo e um conjunto de HRTFs acoplados de ouvido direito para ângulos de chegada que transpõem uma faixa de ângulos de chegada, o HRTF de ouvido esquerdo determinado na etapa (a) para qualquer ângulo de chegada na faixa e o HRTF de ouvido direito determinado na etapa (a) para ângulo de chegada têm uma resposta de fase inter-auditiva que iguala a resposta de fase inter-auditiva de um HRTF normal de ouvido esquerdo para anglo de chegada e um HRTF normal de ouvido direito típico para ângulo de chegada com menos do que 20% de erro de fase para todas as frequências abaixo de uma frequência de acoplamento, onde a frequência de acoplamento é maior do que 700 Hz, eo HRTF de ouvido esquerdo determinado na etapa (a) para qualquer ângulo de chegada na faixa tem uma resposta de magnitude que não demonstra distorção de filtração em pente significativa com relação à resposta de magnitude do HRTF normal de ouvido esquerdo típico para ângulo de chegada, e o HRTF de ouvido direito determinado na etapa (a) para qualquer ângulo de chegada na faixa tem uma resposta de magnitude que não demonstra distorção de filtração em pente significativa em relação à resposta de magnitude do HRTF normal de ouvido direito típico para ângulo de chegada,em que faixa de ângulos de chegada é pelo menos 60 graus.

6. Sistema para determinar uma função de transferência relacionada a cabeçalho (HRTF) caracterizado pelo fato de que é acoplada para receber um sinal indicativo de uma direção de chegada e configurado para realizar a mistura linear de valores que determinam HRTFs acoplados de um conjunto de HRTFs acoplados para gerar dados que determinam um HRTF interpolado para as direções de chegada, em que o conjunto de HRTFs acoplados compreende valores de dados que determinam um conjunto de HRTFs acoplados de ouvido esquerdo e um conjunto de HRTFs acoplados de ouvido direito para direções de chegada que transpõem uma faixa de direções de chegada, e a direção de chegada é qualquer uma das direções de chegada na faixa, em que os HRTFs acoplados são determinados a partir de HRTFs normais para as mesmas direções de chegada alterando a resposta de fase de cada HRTF normal acima de uma frequência de acoplamento de modo que a diferença entre a fase de um HRTF acoplado de ouvido esquerdo e um HRTF acoplado de orelha direita para as mesmas direções de chegada é pelo menos substancialmente constante como uma função de frequência, para todas as frequências substancialmente acima da frequência de acoplamento.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que ainda inclui um subsistema de filtro de HRTF acoplado para receber dados indicativos do HRTF interpolado, em que o subsistema de filtro de HRTF é acoplado para receber o sinal de entrada de áudio e configurado para filtrar sinal de entrada de áudio em resposta aos dados indicativos do HRTF interpolado, aplicando HRTF interpolado ao sinal de entrada de áudio, e preferencialmente em que o sinal de entrada de áudio são dados de áudio monofônicos, e o subsistema de filtro de HRTF implementa um virtualizador configurado para gerar sinais de áudio de saída de canal esquerdo e direito em resposta aos dados de áudio monofônicos, incluindo aplicar HRTF interpolado a sinal de áudio de entrada monofônico.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os valores são coeficientes de um conjunto de base de HRTFs, e o conjunto de base de HRTFs determina o conjunto de HRTFs acoplados.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o HRTF interpolado tem uma resposta de magnitude que não demonstra distorção de filtração em pente significativa.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as direções de chegada na faixa transpõem pelo menos 60 graus em um plano, e preferencialmente em que as direções de chegada na faixa transpõem uma faixa total de 360 graus em um plano.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o sistema é configurado para realizar mistura linear dos valores que determinam os HRTFs acoplados de um conjunto de HRTFs acoplados para gerar dados que determinam um HRTF de ouvido esquerdo para a direção de chegada e um HRTF de ouvido direito para a direção de chegada, e preferencialmente em que o conjunto de HRTFs acoplados compreende valores de dados que deter- minam um conjunto de HRTFs acoplados de ouvido esquerdo e um conjunto de HRTFs acoplados de ouvido direito para ângulos de chegada que transpõem uma faixa de ângulos de chegada, o mapeador é configurado para gerar dados que determinam o HRTF de ouvido esquerdo para qualquer ângulo de chegada na faixa e dados que determinam o HRTF de ouvido direito para ângulo de chegada, de modo que HRTF de ouvido esquerdo e HRTF de ouvido direito para ângulo de chegada têm uma resposta de fase inter-auditiva que iguala a resposta de fase inter-auditiva de um HRTF normal de ouvido esquerdo para ângulo de chegada e um HRTF normal de ouvido direito típico para ângulo de chegada com menos de 20% de erro de fase para todas as frequências abaixo de uma frequência de acoplamento, onde a frequência de acoplamento é maior do que 700 Hz, eo sistema é configurado para gerar os dados que determinam o HRTF de ouvido esquerdo para qualquer ângulo de chegada na faixa e os dados que determinam o HRTF de ouvido direito para ângulo de chegada, de modo que HRTF de ouvido esquerdo para o ângulo de chegada tem uma resposta de magnitude que não demonstra distorção de filtração em pente significativa para a resposta de magnitude do HRTF normal de ouvido esquerdo típico para ângulo de chegada, e de modo que HRTF para o ângulo de chegada tem uma resposta de magnitude que não demonstra distorção de filtração em pente signifi-cativa em relação à resposta de magnitude do HRTF normal de ouvido direito típico para ângulo de chegada,em que faixa de ângulos de chegada é pelo menos 60 graus.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que em que os HTRFs acoplados são determinados a partir do HRTFs normais para as mesmas direções de chegada alterando a resposta de fase de cada HTRF normal acima de uma fre- quência de acoplamento de modo que a diferença de fase de cada HRTF acoplado é substancialmente constante como uma função de frequência para todas as frequências substancialmente acima da frequência de acoplamento.

13. Método para determinar um conjunto de funções de transferência relacionadas a cabeçalho acopladas (HRTFs) para um conjunto de ângulos de chegada que transpõem uma faixa de ângulos de chegada, caracterizado pelo fato de que os HRTFs acoplados incluem um HRTF acoplado de ouvido esquerdo e um HRTF acoplado de ouvido direito para cada um dos ângulos de chegada no conjunto, método incluindo a etapa de:processar dados indicativos de um conjunto de HRTFs de ouvido esquerdo normais e um conjunto de HRTFs de ouvido direito normais para cada um dos ângulos de chegada no conjunto de ângulos de chegada, para gerar dados de HRTF acoplados, onde os dados de HRTF acoplados são indicativos de um HRTF acoplado de ouvido esquerdo e um HRTF acoplado de ouvido direito para cada um dos ângulos de chegada no conjunto, de modo que mistura linear de valores dos dados de HRTF acoplados, em resposta a dados indicativos de qualquer ângulo de chegada na faixa, determina um HRTF interpolado para qualquer ângulo de chegada na faixa, HRTF interpolado tendo uma resposta de magnitude que não demonstra distorção de filtração em pente significativa, em que o processamento inclui alterar a resposta de fase de cada HRTF normal acima de uma frequência de acoplamento de modo que a diferença entre a fase de cada HRTF acoplado de ouvido esquerdo e cada um HRTF e cada HRTF acoplado de ouvido direito é pelo menos substancialmente constante como uma função de frequência, para todas as frequências substancialmente acima da frequência de acoplamento.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracteri- zado pelo fato de que os dados de HRTF acoplados são gerados de modo que mistura linear de valores dos dados de HRTF acoplados, em resposta a dados indicativos de qualquer ângulo de chegada na faixa, determina um HRTF de ouvido esquerdo para o ângulo de chegada e um HRTF de ouvido direito para o ângulo de chegada, e em que HRTF de ouvido esquerdo e HRTF de ouvido direito para ângulo de chegada têm uma resposta de fase inter-auditiva que iguala a resposta de fase inter-auditiva de um HRTF normal de ouvido esquerdo típico para ângulo de chegada e um HRTF normal de ouvido direito típico para ângulo de chegada com menos do que 20% de erro de fase para todas as frequências abaixo de uma frequência de acoplamento, onde a frequência de acoplamento é maior do que 700 Hz, eo HRTF de ouvido esquerdo para o ângulo de chegada tem uma resposta de magnitude que não demonstra distorção de filtração em pente significativa em relação à resposta de magnitude do HRTF normal de ouvido esquerdo típico para ângulo de chegada, e HRTF de ouvido direito para o ângulo de chegada tem uma resposta de magnitude que não demonstra distorção de filtração em pente significativa em relação à resposta de magnitude do HRTF normal de ouvido direito típico para ângulo de chegada,em que faixa de ângulos de chegada é pelo menos 60 graus.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que ainda inclui a etapa de:processar os dados de HRTFs acoplados para gerar um conjunto de base de HRTFs, incluindo realizar um processo de ajuste para determinar valores do conjunto de base de HRTFs, de modo que o conjunto de base de HRTFs determina o conjunto de HRTFs acoplados em uma precisão predeterminada.