BR112016000990B1

BR112016000990B1 - Método e unidade de processamento do sinal para mapeamento de uma variedade de canais de entrada de uma configuração do canal de entrada para canais de saída de uma configuração do canal de saída

Info

Publication number: BR112016000990B1
Application number: BR112016000990-8A
Authority: BR
Inventors: Jürgen Herre; Fabian KÜCH; Michael KRATSCHMER; Achim Kuntz; Christoph Faller
Original assignee: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2022-04-05
Also published as: CN106804023A; EP3133840B1; EP3518563A3; EP2830335A3; SG10201605327YA; US11877141B2; SG11201600475VA; EP3133840A1; PT3518563T; PT3025519T; ES2688387T3; TW201513686A; CN105556991A; CN107040861A; US20200396557A1; KR20170141266A; MX355273B; MY183635A; SG11201600402PA; PL3258710T3

Abstract

método e unidade de processamento do sinal para mapeamento de uma variedade de canais de entrada de uma configuração do canal de entrada para canais de saída de uma configuração do canal de saída. método para mapear uma variedade de canais de entrada de uma configuração do canal de entrada para canais de saída de uma configuração do canal de saída, que inclui o fornecimento de um conjunto de regras associadas a cada canal de entrada da variedade de canais de entrada, sendo que as regras definem diferentes mapeamentos associados ao canal de entrada e a um conjunto de canais de saída. para cada canal de entrada da variedade de canais de entrada é acedida uma regra associada ao canal de entrada, sendo determinado se o conjunto de canais de saída definidos na regra acedida está presente na configuração do canal de saída e a regra acedida é selecionada se o conjunto de canais de saída definidos na regra acedida está presente na configuração do canal de saída. os canais de entrada são mapeados para os canais de saída de acordo com a regra selecionada.

Description

[001] A presente invenção refere-se a métodos e unidades de processamento do sinal para mapeamento de uma variedade de canais de entrada de uma configuração do canal de entrada para canais de saída de uma configuração do canal de saída e, em particular, métodos e aparelhos adequados para uma conversão de submistura do formato entre diferentes configurações do canal do altifalante.

[002] As ferramentas de codificação áudio espacial são bem conhecidas e estão padronizadas, por exemplo, no padrão surround (envolvente). A codificação áudio espacial tem início a partir de uma variedade de entradas originais, por exemplo, cinco ou sete canais de entrada, que estão identificados pela sua localização em uma configuração de reprodução, por exemplo, como um canal esquerdo, um canal central, um canal direito, um canal envolvente esquerdo, um canal envolvente direito e um canal de melhoria da frequência baixa (LFE). Um codificador áudio espacial poderá obter um ou mais canais de submistura a partir dos canais originais e, adicionalmente, poderá obter dados paramétricos relativos a sinais espaciais, tais como diferenças de nível intercanal nos valores de coerência do canal, diferenças de fase intercanal, diferenças de tempo intercanal, etc. O um ou mais canais de submistura são transmitidos em conjunto com a informação lateral paramétrica indicando os sinais espaciais para um descodificador áudio espacial para descodificação dos canais de submistura e dos dados paramétricos associados de modo a obter finalmente canais de saída que são uma versão aproximada dos canais de entrada originais. A localização dos canais na configuração de saída poderá ser fixada, por exemplo, em um formato 5.1, um formato 7.1, etc.

[003] Adicionalmente, as ferramentas de codificação áudio espaciais são bem conhecidas e estão padronizadas, por exemplo, na norma MPEG SAOC (SAOC = codificação do objeto áudio espacial). Em contraste à codificação áudio espacial que se inicia nos canais originais, a codificação do objeto áudio espacial inicia-se a partir de objetos áudio que não são automaticamente atribuídos a uma determinada configuração de reprodução da representação. Em vez disso, a localização dos objetos áudio na cena de reprodução é flexível e poderá ser definida por um utilizador, por exemplo, inserindo determinada informação de representação em um descodificador da codificação do objeto áudio espacial. Em alternativa ou adicionalmente, a informação de representação poderá ser transmitida como informação lateral adicional ou meta dados; a representação da informação poderá incluir informação sobre em que posição da configuração de reprodução um determinado objeto áudio deverá ser colocado (ex.: ao longo do tempo). De modo a obter uma determinada compressão dos dados, vários objetos áudio são codificados utilizando o codificador SAOC, que calcula, a partir de objetos de entrada, um ou mais canais de transporte submisturando os objetos de acordo com determinada informação de submistura. Além do mais, o codificador SAOC calcula a informação lateral paramétrica que representa sinais inter-objetos, tais como diferenças do nível do objeto (OLD), valores de coerência do objeto, etc. Tal como em SAC (SAC = Codificação Áudio Espacial), os dados paramétricos do inter-objeto são calculados para frações individuais de tempo/frequência. Para uma determinada estrutura (por exemplo, amostras 1024 ou 2048) do sinal áudio, é considerada uma variedade de bandas de frequência (por exemplo, bandas 24, 32 ou 64), de modo a que os dados paramétricos sejam fornecidos para cada estrutura e banda de frequência. Por exemplo, quando uma peça áudio possui 20 estruturas e quando cada estrutura está subdividida em 32 bandas de frequência, o número de frações de tempo/frequência é de 640,

[004] Um formato de reprodução pretendido, isto é, uma configuração do canal de saída (configuração do altifalante de saída) poderá diferir de uma configuração do canal de entrada, sendo que o número de canais de saída é geralmente diferente do número de canais de entrada. Assim, poderá ser necessária uma conversão do formato para mapear os canais de entrada da configuração do canal de entrada para os canais de saída da configuração do canal de saída.

[005] É o objeto subjacente à presente invenção que fornece uma abordagem aprovada para o mapeamento dos canais de entrada de uma configuração do canal de entrada para os canais de saída de uma configuração do canal de saída de uma forma flexível.

[006] Este objeto é obtido através de um método da reivindicação 1, programa de computador da reivindicação 25, uma unidade de processamento do sinal da reivindicação 26 e um descodificador áudio da reivindicação 27.

[007] As versões da invenção fornecem um método para mapeamento de uma variedade de canais de entrada de uma configuração do canal de entrada para canais de saída de uma configuração do canal de saída, sendo que o método inclui:

[008] o fornecimento de um conjunto de regras associadas a cada canal de entrada de uma variedade de canais de entrada, sendo que as regras em um conjunto definem diferentes mapeamentos entre o canal de entrada associado e um conjunto de canais de saída;

[009] para cada canal de entrada da variedade de canais de entrada, a obtenção de uma regra associada ao canal de entrada, determinando se o conjunto de canais de saída definidos na regra obtida está presente na configuração do canal de saída e a seleção da regra obtida se o conjunto de canais de saída definido na regra obtida está presente na configuração do canal de saída; e

[010] o mapeamento dos canais de entrada para os canais de saída de acordo com a regra selecionada.

[011] As versões da invenção fornecem um programa de computador para efetuar esse método quando é executado em um computador ou em um processador. As versões da invenção fornecem uma unidade de processamento do sinal que inclui um processador configurado ou programado para efetuar esse método. As versões da invenção fornecem um descodificador áudio que inclui essa unidade de processamento do sinal.

[012] As versões da invenção baseiam-se em uma nova abordagem, na qual um conjunto de regras descrevendo potenciais mapeamentos do canal de entrada-saída está associado a cada canal de entrada de uma variedade de canais de entrada e na qual é selecionada uma regra de um conjunto de regras para determinada configuração de canais de entrada-saída. Desse modo, as regras não são associadas a uma configuração do canal de entrada ou a uma configuração específica do canal de entrada. Assim, para determinada configuração do canal de entrada e uma configuração específica do canal de saída, para cada um dos vários canais de entrada presentes na referida configuração do canal de entrada, é acedido o conjunto de regras associado para determinar que regras se adaptam à referida configuração do canal de saída. As regras poderão definir um ou mais coeficientes a serem aplicados diretamente aos canais de entrada ou poderão definir um processo a ser aplicado para obter os coeficientes a serem aplicados aos canais de entrada. Com base nos coeficientes, poderá ser gerada uma matriz do coeficiente, como por exemplo a matriz de submistura (DMX), que poderá ser aplicada aos canais de entrada da referida configuração do canal de entrada para mapear os mesmos canais de saída da referida configuração do canal de saída. Como o conjunto de regras está associado aos canais de entrada em vez de a uma configuração do canal de entrada ou a uma configuração específica do canal de entrada-saída, a abordagem inventiva pode ser utilizada para diferentes configurações do canal de entrada e diferentes configurações do canal de saída de um modo flexível.

[013] Nas versões da invenção, os canais representam canais áudio, sendo que cada canal de entrada e cada canal de saída possui uma direção na qual está localizado um altifalante associado em relação à posição central do ouvinte.

[014] As versões da presente invenção serão descritas com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[015] A Fig. 1 ilustra uma descrição de um codificador áudio 3D de um sistema áudio 3D;

[016] A Fig. 2 ilustra uma descrição de um codificador áudio 3D de um sistema áudio 3D;

[017] A Fig. 3 ilustra um exemplo para implementação de um conversor do formato que poderá ser implementado no descodificador áudio 30 da Fig. 2;

[018] A Fig. 4 ilustra um esquema da vista superior de uma configuração do altifalante;

[019] A Fig. 5 ilustra um esquema da vista traseira de outra configuração do altifalante;

[020] A Fig. 6a ilustra um diagrama de blocos de uma unidade de processamento do sinal para mapeamento dos canais de entrada de uma configuração do canal de entrada para os canais de saída de uma configuração do canal de saída;

[021] A Fig. 6b ilustra uma unidade de processamento do sinal de acordo com uma versão da invenção;

[022] A Fig. 7 ilustra um método para mapeamento dos canais de entrada de uma configuração do canal de entrada para os canais de saída de uma configuração do canal de saída; e

[023] A Fig. 8 ilustra mais em pormenor um exemplo da fase de mapeamento.

[024] Antes de descrever em pormenor as versões da abordagem inventiva, é fornecida uma descrição de um sistema de codificação áudio 3D no qual é possível implementar a abordagem inventiva.

[025] As Figs. 1 e 2 ilustram os blocos algorítmicos de um sistema áudio 3D de acordo com as versões. Mais especificamente, a Fig. 1 ilustra uma descrição de um codificador áudio 3D 100, O codificador áudio 100 recebe em um circuito de pré-transformador/misturador 102, que poderá ser opcionalmente fornecido, sinais de entrada, mais especificamente, uma variedade de canais de entrada que fornecem ao codificador áudio 100 uma variedade de sinais do canal 104, uma variedade de sinais do objeto 106 e correspondentes meta dados do objeto 108. Os sinais do objeto 106 processados pelo pré-transformador/misturador 102 (ver sinais 110) poderão ser fornecidos a um codificador SAOC 112 (SAOC = Codificação do Objeto Áudio Espacial). O codificador SAOC 112 gera os canais de transporte SAOC 114 fornecidos à entrada de um codificador USAC 116 (USAC = Codificação Unificada de Voz e Áudio). Adicionalmente, o sinal SAOC-SI 118 (SAOC-SI = informação lateral SAOC) é também fornecido às entradas do codificador USAC 116. O codificador USAC 116 recebe ainda os sinais do objeto 120 diretamente do pré-transformador/misturador, bem como os sinais do canal e os sinais do objeto pré-transformado 122. A informação dos metadados do objeto 108 é aplicada a um codificador OAM 124 (OAM = meta dados do objeto) fornecendo a informação comprimida dos metadados do objeto 126 ao codificador USAC. O codificador USAC 116, com base nos sinais de entrada acima mencionados, gera um sinal de saída comprimido MP4, conforme ilustrado em 128.

[026] A Fig. 2 ilustra uma descrição de um descodificador áudio 3D do sistema áudio 3D. O sinal codificado 128 (MP4) gerado pelo codificador áudio 100 da Fig. 1, é recebido no descodificador áudio 200, mas especificamente, em um descodificador USAC 202. O descodificador USAC 202 descodifica o sinal recebido 128 em sinais do canal 204, sinais do objeto pré-transformado 206, sinais do objeto 208 e sinais do canal de transporte SAOC 210, Adicionalmente, a informação comprimida de metadados do objeto 212 e o sinal SAOC-SI 214 são emitidos pelo descodificador USAC. Os sinais do objeto 208 são fornecidos a um transformador do objeto 216 emitindo os sinais do objeto transformado 218. Os sinais do canal de transporte SAOC 210 são fornecidos ao descodificador SAOC 220 emitindo os sinais do objeto transformado 222. A informação comprimida de meta dados do objeto 212 é fornecida ao descodificador OAM 224, emitindo os respetivos sinais de controlo ao transformador do objeto 216 e ao descodificador SAOC 220 para gerar os sinais do objeto transformado 218 e os sinais do objeto transformado 222. O descodificador inclui ainda um misturador 226 que recebe, conforme ilustrado na Fig. 2, os sinais de entrada 204, 206, 218 e 222 para emissão dos sinais do canal 228. Os sinais do canal podem ser diretamente emitidos para um altifalante, por exemplo, um altifalante de 32 canais, conforme indicado em 230. Em uma alternativa, os sinais 228 poderão ser fornecidos a um circuito de conversão do formato 232 que recebe como uma entrada de controlo um sinal de disposição da reprodução indicando o modo como os sinais do canal 228 devem ser convertidos. Na versão ilustrada na Fig. 2, considera-se que a conversão deve ser efetuada de modo a que os sinais possam ser fornecidos a um sistema de altifalante 5.1 conforme indicado em 234. Os sinais do canal 228 são também fornecidos a um transformador binauricular 236 que gera dois sinais de saída, por exemplo, para um auscultador, conforme indicado em 238.

[027] O sistema de codificação/descodificação ilustrado nas Figs. 1 e 2 poderá basear-se no código MPEG DUSAC para codificação dos sinais do canal ou do objeto (ver sinais 104 e 106). Para aumentar a eficiência para codificação de uma grande quantidade de objetos, poderá ser utilizada a tecnologia MPEG SAOC. Três tipos de transformadores poderão efetuar as tarefas de transformação dos objetos para canais, transformação dos canais para auscultadores ou transformação dos canais para uma configuração diferente do auscultador (ver Fig. 2, sinais de referência 230, 234 e 238). Quando os sinais do objeto são explicitamente transmitidos ou parametricamente codificados utilizando SAOC, a correspondente informação de meta dados do objeto 108 é comprimida (ver sinal 126) e multiplicada em um fluxo de dados áudio 3D 128.

[028] As Figs. 1 e 2 ilustram os blocos algorítmicos para o sistema áudio 3D completo que será descrito em mais pormenor abaixo.

[029] O pré-transformador/ misturador 102 poderá ser opcionalmente fornecido para converter uma cena de entrada do canal mais objeto em uma cena de canal antes da codificação. De forma funcional, é idêntico ao transformador/misturador do objeto que será descrito mais em pormenor abaixo. A pré-transformação de objetos poderá ser desejada para garantir uma entropia do sinal determinístico na entrada do codificador que é basicamente independente do número de sinais do objeto ativos em simultâneo. Com a pré- transformação de objetos, não é necessária qualquer transmissão de meta dados do objeto. Os sinais descontínuos do objeto são transformados para a disposição do canal que o codificador está configurado para utilizar. Os pesos dos objetos para cada canal são obtidos a partir dos metadados associados do objeto (OAM).

[030] O codificador USAC 116 é o código nuclear para os sinais do canal do altifalante, sinais descontínuos do objeto, sinais de submistura do objeto e sinais pré-transformados. Baseia-se na tecnologia MPEG-DUSAC. Gere a codificação dos sinais anteriores criando a informação de mapeamento do canal e objeto baseados na informação geométrica e semântica da atribuição do canal de entrada e do objeto. Esta informação de mapeamento descreve como os canais de entrada e objetos são mapeados para os elementos do canal USAC, como elementos par do canal (CPEs), elementos de canal único (SCEs, efeitos de baixa frequência (LFEs) e elementos quádruplos do canal (QCEs) e CPEs, SCEs e LFEs, e a informação correspondente é transmitida ao descodificador. Todas as cargas úteis como dados SAOC 114, 118 ou meta dados 126 do objeto são considerados no controlo da taxa dos codificadores. A codificação dos objetos é possível de diferentes formas, dependendo dos requisitos da taxa/distorção e dos requisitos de interatividade para o transformador. De acordo com as versões, são possíveis as seguintes variações de codificação do objeto:

[031] Objetos pré-transformados: Os sinais do objeto são pré- transformados e misturados para sinais do canal 22.2 antes da codificação. A cadeia de codificação subsequente mostra os sinais do canal 22.2.

[032] Formas de onda do objeto descontínuo: Os objetos são fornecidos como formas de onda monofónicas ao codificador. O codificador utiliza elementos de canal único (SCEs) para transmitir os objetos em adição aos sinais do canal. Os objetos descodificados são transformados e misturados no lado do receptor. A informação comprimida dos metadados do objeto é transmitida ao receptor/transformador.

[033] Formas de onda do objeto paramétrico: Objeto: as propriedades e sua relação uns com os outros são descritas através de parâmetros SAOC. A submistura dos sinais do objeto é codificada com USAC. A informação paramétrica é transmitida conjuntamente. O número de canais de submistura é escolhido dependendo do número de objetos e da taxa global de dados. A informação comprimida dos metadados do objeto é transmitida ao transformador SAOC.

[034] O codificador SAOC 112 e o descodificador SAOC 220 para os sinais do objeto poderão basear-se na tecnologia MPEG SAOC. O sistema é capaz de recriar, modificar e transformar vários objetos áudio em um número menor de canais transmitidos e dados paramétricos adicionais, tais como OLDs, IOCs (Coerência Inter Objeto), DMGs (Ganhos de Submistura). Os dados paramétricos adicionais exibem uma taxa de dados significativamente mais baixa do que a necessária para transmitir todos os objetos individualmente, tornando a codificação muito eficiente. O codificador SAOC 112 considera como entrada os sinais do objeto/canal como formas de onda monofónicas e emite a informação paramétrica (que está incluída no fluxo de dados Áudio 3D 128) e os canais de transporte SAOC (que são codificados utilizando elementos de canal único e que são transmitidos). O descodificador SAOC 220 reconstrói os sinais do objeto/canal a partir dos canais de transporte SAOC descodificados 210 e da informação paramétrica 214 e gera a cena áudio de saída baseada na disposição de reprodução, na informação descomprimida de meta dados do objeto e opcionalmente, com base na informação de interação do utilizador.

[035] O código de meta dados do objeto (ver codificador OAM 124 e descodificador OAM 224) é fornecido de modo a que, para cada objeto, os metadados associados que especificam a posição geométrica e volume dos objetos no espaço 3D seja eficientemente codificado pela quantificação das propriedades do objeto no tempo e espaço. Os metadados comprimidos do objeto OAM 126 são transmitidos ao receptor 200 como informação lateral.

[036] O transformador do objeto 216 utiliza os metadados comprimidos do objeto para gerar formas de onda do objeto de acordo com o referido formato de reprodução. Cada objeto é transformado para um determinado canal de saída 218 de acordo com os seus metadados. A saída deste bloco resulta da soma dos resultados parciais. Se o conteúdo de ambos os canais, bem como os objetos descontínuos/paramétricos forem descodificados, as formas de onda baseadas no canal e as formas de onda do objeto transformado são misturadas pelo misturador 226 antes da emissão das formas de onda resultantes 228, ou antes de as transmitir a um módulo de pós-processamento como o transformador binauricular 236 ou o módulo do transformador do altifalante 232.

[037] O módulo do transformador binauricular 236 produz uma submistura binauricular do material áudio de múltiplo canal, de modo a que cada canal de entrada seja representado por uma fonte de som virtual. O processamento é efetuado a nível da estrutura no domínio QMF (Banco de Filtro de Quadratura de Espelho) e a capacidade binauricular baseia-se em respostas medidas do impulso do espaço binauricular.

[038] O transformador do altifalante 232 converte entre a configuração do canal transmitido 228 e o formato de reprodução pretendido. Poderá ser também designado por "conversor do formato". O conversor do formato efetua conversões para números inferiores dos canais de saída, ou seja, cria submisturas.

[039] É ilustrada na Fig. 3 uma possível implementação de um conversor do formato 232. Nas versões da invenção, a unidade de processamento do sinal é um conversor do formato. O conversor do formato 232, também referido como transformador do altifalante, converte entre a configuração do canal do transmissor e o formato de reprodução pretendido mapeando os canais do transmissor (entrada) da configuração do canal do transmissor (entrada) para os canais (saída) do formato de reprodução pretendido (configuração do canal de saída). O conversor do formato 232 efetua geralmente conversões para um número inferior de canais de saída, ou seja, efetua um processo de submistura (DMX) 240, O submisturador 240, que opera preferencialmente no domínio QMF, recebe os sinais de saída 228 do misturador e emite os sinais do altifalante 234. Poderá ser fornecido um configurador 242, também referido como um controlador, que recebe, como uma entrada de controlo, um sinal 246 indicativo da disposição de saída do misturador (configuração do canal de entrada), isto é, a disposição para a qual os dados representados pelo sinal de saída do misturador 228 é determinada e o sinal 248 indicativo da disposição da reprodução pretendida (configuração do canal de saída). Com base nesta informação, o controlador 242, de preferência automaticamente, gera matrizes de submistura para a combinação referida de formatos de entrada e saída e aplica estas matrizes ao submisturador 240, O conversor do formato 232 permite configurações padrão do altifalante para além de configurações aleatórias com posições não padronizadas do altifalante.

[040] As versões da presente invenção referem-se à implementação do transformador do altifalante 232, isto é, métodos e unidades de processamento do sinal para implementação da funcionalidade do transformador do altifalante 232.

[041] É feita agora referência às Figs. 4 e 5. A Fig. 4 ilustra uma configuração do altifalante que representa um formato 5.1 que inclui seis altifalantes que representam um canal LC esquerdo, um canal CC central, um canal RC direito, um canal LSC envolvente esquerdo, um canal LRC envolvente direito e um canal LFC de melhoria de frequência baixa. A Fig. 5 ilustra outra configuração do altifalante que inclui altifalantes que representam o canal LC esquerdo, um canal CC central, um canal RC direito e um canal ECC central elevado.

[042] Em seguida, não é considerado o canal de melhoria de frequência baixa, já que a posição exata do altifalante (altifalante de graves) associado ao canal de melhoria de frequência baixa não é importante.

[043] Os canais estão organizados em direções específicas em relação a uma Posição P do ouvinte central. A direção de cada canal é definida pelo ângulo azimute α e pelo ângulo de elevação β, ver Fig. 5. O ângulo azimute representa o ângulo do canal em um plano horizontal do ouvinte 300 e poderá representar a direção do respetivo canal em relação à direção central dianteira 302. Conforme pode ser observado na Fig. 4, a direção central dianteira 302 poderá ser definida como a suposta direção de visualização de um ouvinte localizado na posição P central do ouvinte. Uma direção central traseira 304 inclui um ângulo azimute de 180° em relação à direção central dianteira 300, Todos os ângulos azimute no lado esquerdo da direção central dianteira entre a direção central dianteira e a direção central traseira estão no lado esquerdo da direção central dianteira e todos os ângulos azimute no lado direito da direção central dianteira entre a direção central dianteira e a direção central esquerda estão no lado direito da direção central dianteira. Os altifalantes localizados na frente de uma linha virtual 306, a qual é ortogonal à direção central dianteira 302 e que passa na posição central do ouvinte, são 25 altifalantes dianteiros e os altifalantes localizados atrás da linha virtual 306 são altifalantes traseiros. No formato 5.1, o ângulo azimute α do canal LC está 30° para a esquerda, α do CC está 0°, o α do RC está 30° para a direita, α do LSC está 110° para a esquerda e a do RSC está 110° para a direita.

[044] O ângulo de elevação β de um canal define o ângulo entre o plano horizontal do ouvinte 300 e a direção de uma linha de ligação virtual entre a posição central do ouvinte e o altifalante associado ao canal. Na configuração ilustrada na Fig. 4, todos os altifalantes estão dispostos no plano horizontal do ouvinte 300 e, desse modo, todos os ângulos de elevação estão em zero. Na Fig. 5, o ângulo de elevação β do canal ECC poderá ser 30°. Um altifalante localizado exatamente acima da posição central do ouvinte terá um ângulo de elevação de 90°. Os altifalantes dispostos abaixo do plano horizontal do ouvinte 300 possuem um ângulo de elevação negativo.

[045] A posição de um determinado canal no espaço, isto é, a posição do altifalante associado ao determinado canal, fornece o ângulo azimute, o ângulo de elevação e a distância do altifalante a partir da posição central do ouvinte.

[046] As aplicações de submistura transformam um conjunto de canais de entrada em um conjunto de canais de saída em que o número de canais de entrada é, em geral, superior ao número de canais de saída. Um ou mais canais de entrada poderão ser misturados em conjunto com o mesmo canal de saída. Ao mesmo tempo, um ou mais canais de entrada poderão ser transformados em mais do que um canal de saída. Este mapeamento a partir dos canais de entrada para o canal de saída é determinado por um conjunto de coeficientes de submistura (ou em alternativa, formulado como uma matriz de submistura). A escolha dos coeficientes de submistura afeta significativamente a qualidade obtida do som de saída de submistura. Escolhas erradas poderão originar uma mistura desequilibrada ou uma má reprodução espacial do cenário do som de entrada.

[047] Para obter bons coeficientes de submistura, um especialista (ex.: engenheiro de som) poderá ajustar manualmente os coeficientes, tendo em consideração a sua experiência e conhecimentos. Contudo, existem várias razões contra o ajuste manual em algumas aplicações: O número de configurações do canal (configurações do canal) no mercado está a aumentar, requerendo um novo esforço de ajuste para cada nova configuração. Devido ao crescente número de configurações, a otimização individual manual das matrizes DMX para cada combinação possível de configurações do canal de entrada e saída, torna-se impraticável. Irão emergir novas configurações na produção, que requerem novas matrizes DMX a partir de/para as configurações existentes ou outras novas configurações. As novas configurações poderão emergir após na aplicação de submistura ter sido ativada de modo a que não seja mais possível o ajuste manual. Em cenários típicos da aplicação (ex.: escutar o altifalante na sala de estar), as configurações padrão relativas ao altifalante (ex.: envolvência 5.1 de acordo com ITU-R BS 775) são exceções à regra. As matrizes DMX para essas configurações não padronizadas do altifalante não podem ser otimizadas manualmente, já que são desconhecidas durante o projeto do sistema.

[048] Os sistemas existentes ou previamente propostos para determinar as matrizes DMX incluem a utilização de matrizes de submistura ajustadas manualmente em muitas aplicações de submistura. Os coeficientes de submistura destas matrizes não são obtidos de forma automática, mas são otimizados por um engenheiro de som para fornecer a melhor qualidade de submistura. O engenheiro de som pode ter em consideração as diferentes propriedades dos diferentes canais de entrada durante o design dos coeficientes BMX (ex.: diferente: manuseamento do canal central, dos canais envolventes, etc.). Contudo, conforme acima descrito, a obtenção manual dos coeficientes de submistura para cada possível combinação da configuração do canal de entrada-saída é bastante impraticável e mesmo impossível se forem adicionas novas configurações de entrada e/ou saída em uma fase posterior após o processo de design.

[049] Uma possibilidade direta de obter automaticamente coeficientes de submistura para uma determinada combinação de configurações de entrada e saída, é tratar cada canal de entrada como uma fonte virtual de som cuja posição no espaço é dada pela posição no espaço associada a esse canal (isto é, a posição do altifalante associada a determinado canal de entrada). É possível reproduzir cada fonte virtual através de um algoritmo de balanço genérico como o balanço de lei tangente em 2D ou o balanço da amplitude baseado no vetor em 3D, ver V. Pulkki: "Virtual Sound Source Positioning Using Vector Base Amplitude Panning" (Posicionamento da Fonte de Som Virtual Utilizando o Balanço da Amplitude Baseada no Vetor), Jornal da Sociedade de Engenharia Áudio, vol. 45, pp. 456-466, 1997. Os ganhos do balanço da lei do balanço aplicada determinam assim os ganhos que são aplicados quando se efetua o mapeamento dos canais de entrada para os canais de saída, ou seja, os ganhos do balanço são os coeficientes de submistura pretendidos. Enquanto os algoritmos de balanço genéricos permitem obter automaticamente as matrizes DMX, a qualidade obtida do som de submistura é geralmente mais baixa devido a diversas razões:

[050] - O balanço é aplicado a todas as posições do canal de entrada que não esteja presente na configuração de saída. Isto cria a situação na qual os sinais de entrada são distribuídos com frequência de forma coerente por vários canais de saída. Isto não é desejável, já que deteriora a reprodução dos sons envolventes como o eco. Também para os componentes de som descontínuo no sinal de entrada, a reprodução como fontes fantasma causa alterações não pretendidas na largura e coloração da fonte.

[051] - O balanço genérico não tem em consideração as diferentes propriedades dos diferentes canais, por exemplo, não permite otimizar os coeficientes de submistura para o canal central de forma diferente dos outros canais. A otimização de forma diferente da submistura para os diferentes canais de acordo com a semântica do canal, permitirá geralmente uma maior qualidade do sinal de saída.

[052] - O balanço genérico não tem em consideração o conhecimento psico-acústico que será necessário para os diferentes algoritmos de balanço para os canais dianteiros, canais laterais, etc. Além do mais, o balanço genérico resulta em ganhos de balanço para a transformação de altifalantes amplamente afastados que não resulta na correta reprodução do cenário de som espacial na configuração de saída.

[053] - O balanço genérico incluindo o balanço nos altifalantes verticalmente espaçados não lera bons resultados, já que não tem em consideração os efeitos psico-acústicos (os sinais de percepção vertical espacial diferem dos sinais horizontais).

[054] - O balanço genérico não tem em consideração que os ouvintes direcionam geralmente as suas cabeças para uma direção preferencial ('frente', ecrã), para obter resultados excelentes.

[055] Outra proposta para a obtenção matemática (isto é, automática) dos coeficientes DMX para determinada combinação de configurações do canal de entrada e saída foi efetuada em A. Ando: "Conversion of Multichannel Sound Signal Maintaining Physical Properties of Sound in Reproduced Sound Field" (Conversão do Sinal do Som Multicanal Mantendo as Propriedades Físicas do Som no Campo de Som Reproduzido), IEEE Transações sobre o Processamento Áudio, Voz e Linguagem, Vol. 19, N° 6, Agosto 2011. Esta obtenção baseia-se também em uma fórmula matemática que não tem em consideração a semântica da configuração do canal de entrada e saída. Assim, partilha os mesmos problemas que a abordagem de lei tangente ou balanço VBAP.

[056] As versões da invenção para uma nova abordagem para a conversão do formato entre diferentes configurações do altifalante, podem ser efetuadas como um processo de submistura que mapeia vários canais de entrada para vários canais de saída onde o número de canais de saída é geralmente menor do que o número de canais de entrada, e onde as posições do canal de saída poderão diferir das posições do canal de entrada. As versões da invenção estão direcionadas para novas abordagens para melhorar o desempenho dessas implementações de submistura.

[057] Embora as versões da invenção sejam descritas em conjunto com a codificação áudio, deve notar-se que as novas abordagens relativas à submistura poderão ser também aplicadas a aplicações de submistura em geral, ou seja, a aplicações que, por exemplo, não envolvam a codificação áudio.

[058] As versões da invenção referem-se a um método e a uma unidade de processamento do sinal (sistema) para gerar automaticamente coeficientes DMX ou matrizes DMX que podem ser aplicados em uma aplicação de submistura, por exemplo, para o processo de submistura descrito anteriormente em referência às Figs.1 a 3. Os coeficientes DMX são obtidos dependendo das configurações do canal de entrada e saída. Uma configuração do canal de entrada e uma configuração do canal de saída podem ser consideradas como dados de entrada e os coeficientes DMX otimizados (ou uma matriz DMX otimizada) poderão ser obtidos a partir dos dados de entrada. Na descrição seguinte, o termo coeficientes de submistura refere-se aos coeficientes estáticos de submistura, isto é, coeficientes de submistura que não dependem das formas de onda do sinal áudio de entrada. Em uma aplicação de submistura, poderão ser aplicados coeficientes adicionais (ex.: ganhos dinâmicos, variação de tempo), por exemplo, para preservar a força dos sinais de entrada (designada por técnica ativa de submistura). As versões do sistema apresentado para a geração automática de matrizes DMX permite sinais de saída DMX de elevada qualidade para determinadas configurações do canal de entrada e saída.

[059] Nas versões da invenção, o mapeamento de um ou mais canais de entrada para um ou mais canais de saída inclui a obtenção de pelo menos um coeficiente a ser aplicado ao canal de entrada para cada canal de saída para o qual o canal de entrada é mapeado. Pelo menos um dos coeficientes poderá incluir um coeficiente de ganho, isto é, um valor de ganho, a ser aplicado ao sinal de entrada associado ao canal de entrada e/ou um coeficiente de atraso, isto é, um valor de atraso a ser aplicado ao sinal de entrada associado ao canal de entrada. Nas versões da invenção, o mapeamento poderá incluir a obtenção de coeficientes seletivos da frequência, isto é, diferentes coeficientes para diferentes bandas de frequência dos canais de entrada. Nas versões da invenção, o mapeamento dos canais de entrada para os canais de saída inclui a geração de uma ou mais matrizes do coeficiente a partir dos coeficientes. Cada matriz define um coeficiente a ser aplicado a cada canal de entrada da configuração do canal de entrada para cada canal de saída da configuração do canal de saída. Para os canais de saída, para os quais o canal de entrada não está mapeado, o respetivo coeficiente na matriz do coeficiente será zero. Nas versões da invenção, poderão ser geradas as matrizes de cada coeficiente para os coeficientes de ganho e coeficientes de atraso. Nas versões da invenção, poderá ser gerada uma matriz do coeficiente para cada banda de frequência no caso de os coeficientes serem seletivos da frequência. Nas versões da invenção, o mapeamento poderá ainda incluir a aplicação dos coeficientes obtidos aos sinais de entrada associados aos canais de entrada.

[060] A Fig. 6 ilustra um sistema para a geração automática de uma matriz DMX. O sistema inclui conjuntos de regras que descrevem os potenciais mapeamentos do canal de entrada-saída, bloco 400 e um seletor 402 que seleciona as regras mais adequadas para uma determinada combinação de uma configuração do canal de entrada 404 e uma combinação da configuração do canal de saída 406 com base nos conjuntos de regras 400, O sistema poderá incluir uma interface adequada para receber a informação sobre a configuração do canal de entrada 404 e configuração do canal de saída 406.

[061] A configuração do canal de entrada define os canais presentes em uma configuração de entrada, sendo que cada canal de entrada tem a si associada uma direção ou posição. A configuração do canal de saída define os canais presentes na configuração de saída, sendo que cada canal de saída tem a si associada uma direção ou posição.

[062] O seletor 402 fornece as regras selecionadas 408 a um avaliador 410, O avaliador 410 recebe as regras selecionadas 408 e avalia as regras selecionadas 408 para obter os coeficientes DMX 412 com base nas regras selecionadas 408. Poderá ser gerada uma matriz DMX 414 a partir dos coeficientes de submistura obtidos. O avaliador 410 pode ser configurado para obter a matriz de submistura a partir dos coeficientes de submistura. O avaliador 410 poderá receber a informação sobre a configuração do canal de entrada e configuração do canal de saída, tal como a informação sobre a geometria da configuração de saída (ex.: posições do canal) e informação sobre a geometria da configuração de entrada (ex.: posições do canal) e ter em consideração a informação quando obter os coeficientes DMX.

[063] Conforme ilustrado na Fig. 6b, o sistema poderá ser implementado em uma unidade de processamento do sinal 420 que inclui um processador 422 programado ou configurado para agir como o seletor 402 e o avaliador 410 e uma memória 424 configurada para guardar pelo menos parte dos conjuntos 400 de regras de mapeamento. Outra parte das regras de mapeamento poderá ser verificada pelo processador sem aceder às regras guardadas na memória 424. Em ambos os casos, as regras são fornecidas ao processador de modo a efetuar os métodos descritos. A unidade de processamento do sinal poderá incluir uma interface de entrada 426 para recepção dos sinais de entrada 228 associados aos canais de entrada e uma interface de saída 428 para emissão dos sinais de saída 234 associados aos canais de saída.

[064] De notar que as regras aplicam-se geralmente aos canais de entrada, e não às configurações do canal de entrada, de modo a que cada regra possa ser utilizada para uma variedade de configurações do canal de entrada que partilhem o mesmo canal de entrada para o qual essa regra foi desenvolvida.

[065] Os conjuntos de regras incluem um conjunto de regras que descrevem as possibilidades para mapear cada canal de entrada para um ou vários canais de saída. Para alguns canais de entrada, o conjunto de regras poderá incluir apenas um único canal, mas geralmente, o conjunto de regras irá incluir uma variedade (multiplicidade) de regras para a maioria ou todos os canais de entrada. O conjunto de regras poderá ser preenchido por um projetista do sistema que possua conhecimentos e experiência sobre submistura quando preencher o conjunto de regras. Por exemplo, o projetista poderá possuir conhecimentos sobre psico-acústica ou suas intenções artísticas.

[066] Poderão existir potencialmente várias regras diferentes de mapeamento para cada canal de entrada. As diferentes regras de mapeamento, por exemplo, definem as diferentes possibilidades para obter um canal de entrada sob consideração sobre os canais de saída dependendo da lista de canais de saída disponíveis no caso particular de utilização. Por outras palavras, para cada canal de entrada, poderá existir uma variedade de regras, por exemplo, cada uma definindo o mapeamento a partir do canal de entrada para um conjunto diferente de altifalantes de saída, onde o conjunto dos altifalantes de saída poderá possuir também apenas um único altifalante ou poder estar mesmo vazio.

[067] A razão provável mais comum para ter múltiplas regras para um canal de entrada no conjunto de regras de mapeamento é que os diferentes canais de saída disponíveis (determinado por possíveis diferentes configurações do canal de saída) requerem diferentes mapeamentos a partir de um canal de entrada para os canais de saída disponíveis. Por exemplo, uma regra poderá definir o mapeamento a partir de um canal de entrada específico para um altifalante de saída específico que está disponível em uma configuração do canal de saída mas não em outra configuração do canal de saída.

[068] De modo similar, conforme ilustrado na Fig. 7, em uma versão do método, para um canal de entrada, é acedida uma regra no conjunto associado de regras, fase 500, É determinado se o conjunto dos canais de saída definidos nas regras acedidas está disponível na configuração do canal de saída, fase 502. Se o conjunto dos canais de saída estiver disponível na configuração do canal de saída, a regra acedida é selecionada, fase 504. Se o conjunto de canais de saída não estiver disponível na configuração do canal de saída, o método recua para a fase 500 e é acedida a regra seguinte. As fases 500 e 502 são efetuadas de forma interativa até ser encontrada a regra que define um conjunto de canais de saída que combine com a configuração do canal de saída. Nas versões da invenção, o processo interativo poderá parar quando for encontrada uma regra que defina um conjunto vazio de canais de saída de modo a que o canal de entrada correspondente não seja mapeado (ou, por outras palavras, seja mapeado com um coeficiente de zero).

[069] As fases 500, 502 e 504 são efetuadas para cada canal de entrada da variedade dos canais de entrada da configuração do canal de entrada conforme indicado pelo bloco 506 na Fig. 7. A variedade de canais de entrada poderá incluir todos os canais de entrada da configuração do canal de entrada ou poderá incluir um subconjunto dos canais de entrada da configuração do canal de entrada de pelo menos dois. De seguida, os canais de entrada são mapeados para os canais de saída de acordo com as regras selecionadas.

[070] Conforme ilustrado na Fig. 8, o mapeamento dos canais de entrada para os canais de saída poderá incluir a avaliação das regras selecionadas para obter os coeficientes a serem aplicados aos sinais áudio de entrada associados aos canais de entrada, bloco 520. Os coeficientes poderão ser aplicados aos sinais de entrada para gerar sinais áudio de saída associados aos canais de saída, seta 522 e bloco 524. Em alternativa, a matriz DMX poderá ser gerada a partir dos coeficientes, bloco 526 e a matriz BMX poderá ser aplicada aos sinais de entrada, bloco 524. Em seguida, os sinais áudio de saída podem ser emitidos para os altifalantes associados aos canais de saída, bloco 528.

[071] Assim, a seleção das regras para determinada configuração de entrada/saída inclui a obtenção da matriz DMX para determinada configuração de entrada e saída selecionando as entradas corretas a partir do conjunto de regras que descrevem como mapear cada canal de entrada nos canais de saída que estão disponíveis na referida configuração do canal de saída. Em particular, o sistema seleciona apenas as regras de mapeamento válidas para a referida configuração de saída, isto é, que descrevem os mapeamentos para os canais do altifalante que estão disponíveis na referida configuração do canal de saída para o caso de utilização em particular. As regras que descrevem os mapeamentos para os canais de saída que não existem na configuração de saída sob consideração, são rejeitadas como inválidas e não poderão ser selecionadas como regras adequadas para a referida configuração de saída.

[072] É descrito a seguir um exemplo para regras múltiplas para um canal de entrada para o mapeamento de um canal central elevado (isto é, um canal no ângulo azimute de 0 graus e um ângulo de elevação superior a 0 graus) para diferentes altifalantes de saída. Uma primeira regra para o canal central elevado poderá definir um mapeamento direto para o canal central no plano horizontal (isto é, para um canal no ângulo azimute de 0 graus e ângulo de elevação de 0 graus). Uma segunda regra para o canal central elevado poderá definir um mapeamento do sinal de entrada para os canais dianteiros esquerdo e direito (ex.: os dois canais de um sistema de reprodução estereofónica ou o canal esquerdo e direito de um sistema de reprodução envolvente 5.1) como uma fonte fantasma. Por exemplo, a segunda regra poderá mapear o canal de entrada para os canais dianteiros esquerdo e direito com ganhos iguais de modo a que o sinal reproduzido seja considerado como uma fonte fantasma na posição central.

[073] Se um canal de entrada (posição do altifalante) da configuração do canal de entrada estiver também presente na configuração do canal de saída, o canal de entrada pode ser diretamente mapeado para o mesmo canal de saída. Isto poderá refletir-se no conjunto de regras de mapeamento adicionando uma regra direta de mapeamento uma a uma como a primeira regra. A primeira regra poderá ser manuseada antes da seleção das regras de mapeamento. O manuseamento fora da determinação das regras de mapeamento evita a necessidade de especificar uma regra de mapeamento uma a uma para cada canal de entrada (ex.: mapeamento da entrada dianteira esquerda a 30 graus azimute para a saída dianteira esquerda a 30 graus azimute) em uma memória ou base de dados de armazenamento das restantes regras de mapeamento. Este mapeamento direto um a um pode ser manuseado, por exemplo, de modo a que se for possível um mapeamento direto um a um (isto é, existe o respetivo canal de saída), o canal de entrada em particular é diretamente mapeado para o mesmo canal de saída sem iniciar uma procura no restante conjunto das regras de mapeamento para este canal de entrada em particular.

[074] Nas versões da invenção, as regras são priorizadas. Durante a seleção das regras, o sistema prefere regras mais priorizadas em relação a regras menos priorizadas. Isto pode ser implementado através de uma interação em uma lista prioritária de regras para cada canal de entrada. Para cada canal de entrada, o sistema poderá fazer um ciclo através da lista de potenciais regras para o canal de entrada sob consideração até ser encontrada uma regra de mapeamento válida adequada, parando assim e selecionando a regra de mapeamento adequada mais priorizada. Outras possibilidades para implementar a priorização pode ser a atribuição de termos de custo a cada regra refletindo o impacto de qualidade da aplicação das regras de mapeamento (custo mais elevado para qualidade inferior). O sistema poderá efetuar então uma busca do algoritmo que minimize os termos de custo selecionando as melhores regras. A utilização de termos de custo permite também minimizar globalmente os termos de custo se as seleções da regra para diferentes canais de entrada possam interagir umas com as outras. Uma minimização global do termo de custo garante que é obtida a mais elevada qualidade de saída.

[075] A priorização das regras pode ser definida por um arquiteto do sistema, por exemplo, preenchendo a lista de potenciais regras de mapeamento em uma ordem prioritária ou atribuindo os termos de custo às regras individuais. A priorização poderá refletir a qualidade de som obtida dos sinais de saída: regras de priorização mais elevadas devem fornecer uma qualidade de som melhor, por exemplo, melhor imagem espacial, melhor envolvimento do que as regras menos priorizadas. Potencialmente podem ser considerados outros aspetos na priorização das regras, por exemplo, aspetos de complexidade. Como regras diferentes resultam em matrizes DMX diferentes, poderão no limite causar diferentes complexidades computacionais ou requisitos de memória no processo DMX que aplica a matriz DMX gerada.

[076] As regras de mapeamento selecionadas (como pelo seletor 402) determinam os ganhos DMX, incorporando potencialmente a informação geométrica. Ou seja, uma regra para determinar o valor do ganho DMX poderá fornecer valores de ganho DMX que dependam da posição associada aos canais do altifalante.

[077] As regras de mapeamento podem definir diretamente um ou vários ganhos DMX, isto é, coeficientes do ganho, como valores em numéricos. As regras poderão, por exemplo, em alternativa definir indiretamente os ganhos especificando que deve ser aplicada uma lei específica de balanço, ex.: balanço da lei tangente ou VBAP. Nesse caso, os ganhos DMX dependem dos dados geométricos, tais como a posição ou direção relativa ao ouvinte, do canal de entrada, bem como a posição ou direção relativa ao ouvinte do canal de saída ou canais de saída. As regras poderão definir os ganhos DMX dependentes da frequência. A dependência da frequência poderá ser refletida por diferentes valores de ganho para diferentes frequências ou bandas de frequência ou como parâmetros do equalizador paramétrico, por exemplo, parâmetros para filtros de inclinação ou secções de segunda ordem, que descrevem a resposta de um filtro que deve ser aplicado ao sinal quando mapear um canal de entrada para um ou vários canais de saída.

[078] Nas versões da invenção, as regras são implementadas para definir direta ou indiretamente os coeficientes de submistura como ganhos de submistura a serem aplicados nos canais de entrada. Contudo, os coeficientes de submistura não estão limitados aos ganhos de submistura, mas poderão incluir também outros parâmetros que são aplicados quando mapear os canais de entrada para os canais de saída. As regras de mapeamento poderão ser implementadas para definir direta ou indiretamente os valores de atraso que podem ser aplicados para obter os canais de entrada através da técnica do balanço de atraso em vez de uma técnica do balanço de amplitude. Além do mais, o balanço de atraso e de amplitude poderá ser combinado. Neste caso, as regras de mapeamento irão permitir determinar os valores de ganho e de atraso como coeficientes de submistura.

[079] Nas versões da invenção, para cada canal de entrada a regra selecionada é avaliada e os ganhos obtidos (e/ou outros coeficientes) para mapeamento para os canais de saída são transferidos para a matriz DMX. A matriz DMX pode ser inicializada com zeros no início de modo a que a matriz DMX seja, potencialmente de forma escassa, preenchida com valores não zero quando avaliar as regras selecionadas para cada canal de entrada.

[080] As regras dos conjuntos de regras poderão ser configuradas para implementar diferentes conceitos no mapeamento dos canais de entrada para os canais de saída. As regras ou classes de regras particulares e os conceitos de mapeamento genérico que podem estar subjacentes às regras são a seguir descritas.

[081] Geralmente, as regras permitem incorporar conhecimentos e experiência na geração automática dos coeficientes de submistura para obter coeficientes de submistura de melhor qualidade do que os que seriam obtidos a partir de geradores de coeficiente de submistura matemático genérico, como as soluções baseadas em VBAP. Os conhecimentos e experiência poderão resultar em conhecimentos sobre a psico-acústica que reflete a percepção humana do som com mais precisão dos que as formulações matemáticas genéricas, como as leis de balanço genérico. Os conhecimentos e experiência incorporados poderão também refletir a experiência em projetar soluções de submistura ou poderão refletir intenções de submistura artística.

[082] As regras poderão ser implementadas para reduzir o balanço excessivo: uma grande quantidade de reprodução do balanço dos canais de entrada é frequentemente indesejável. As regras de mapeamento poderão ser desenvolvidas de modo a aceitarem os erros de reprodução direcionais, isto é, uma fonte de som poderá ser obtida em uma posição errada para reduzir a quantidade de balanço por sua vez. Por exemplo, uma regra poderá mapear um canal de entrada para um canal de saída em uma posição ligeiramente errada em vez de direcionar o canal de entrada para a posição correta em dois ou mais canais de saída.

[083] As regras poderão ser implementadas tendo em consideração a semântica do canal sob consideração. Os canais com diferentes significados, tais como canais com conteúdo específico, poderão ter associados a si regras ajustadas de forma diferente. Um exemplo são as regras para mapeamento do canal central para os canais de saída: O conteúdo de som do canal central difere com frequência significativamente do conteúdo de outros canais. Por exemplo, nos filmes o canal central é predominantemente utilizado para reproduzir diálogos (isto é, como 'canal de diálogos'), sendo que as regras relativas ao canal central poderão ser implementadas com a intenção de perceber o discurso que é emitido a partir de uma fonte de som próxima com uma dispersão pequena da fonte espacial e cor natural do som. Uma regra de mapeamento central poderá assim permitir um maior desvio da posição do som reproduzido do que as regras para outros canais para evitar a necessidade de balanço (isto é, obtenção da fonte fantasma). Isto garante a reprodução dos diálogos do filme como fontes descontínuas com pouca dispersão e uma cor mais natural do som do que as fontes fantasma.

[084] Outras regras semânticas poderão considerar os canais dianteiros esquerdo e direito como partes de pares do canal stereo. Essas regras poderão ter como objetivo a reprodução da imagem do som estereofónico da forma como está centrada: Se os canais dianteiros esquerdo e direito forem mapeados para uma configuração de saída assimétrica, assimetria esquerda- direita, as regras poderão aplicar termos de correção (ex.: ganhos de correção) que garantam uma reprodução equilibrada, isto é, centrada, da imagem do som estereofónico.

[085] Outro exemplo que utiliza a semântica do canal são as regras para os canais envolventes que são utilizados com frequência para gerar campos de som ambiente (ex.: eco da sala) que não suscitam a percepção de fontes de som com posição distinta da fonte. A posição exata da reprodução deste conteúdo do som não é assim normalmente importante. Uma regra de mapeamento que tem em consideração a semântica dos canais envolventes poderá ser assim definida apenas com poucos requisitos de precisão espacial.

[086] As regras poderão ser implementadas para refletir a intenção de preservar uma diversidade inerente à configuração do canal de entrada. Essas regras poderão, por exemplo, reproduzir qualquer canal de entrada como uma fonte fantasma mesmo que exista disponível um canal de saída descontínuo na posição dessa fonte fantasma. Esta introdução deliberada do balanço onde seria possível uma solução sem balanço, poderá ser vantajosa se o canal de saída descontínuo e se a fonte fantasma forem alimentados com canais de entrada que são (ex.: espacialmente) diferentes na configuração do canal de entrada: O canal de saída descontínuo e a fonte fantasma são percebidos de forma diferente, preservando assim a diversidade dos canais de entrada sob consideração.

[087] Um exemplo para uma regra de preservação da diversidade é o mapeamento a partir de um canal central elevado para um canal dianteiro esquerdo e direito como fonte fantasma na posição central no plano horizontal, mesmo que esteja fisicamente disponível um altifalante central no plano horizontal na configuração de saída. O mapeamento deste exemplo poderá ser aplicado para preservar a diversidade do canal de entrada se ao mesmo tempo outro canal de entrada for mapeado para o canal central no plano horizontal. Sem a regra de preservação da diversidade, ambos os canais de entrada, canal central elevado, bem como o outro canal de entrada, seriam reproduzidos através do mesmo percurso do sinal, isto é, através do altifalante central físico no plano horizontal, perdendo-se assim a diversidade do canal de entrada.

[088] Adicionalmente, para utilizar uma fonte fantasma como acima descrito, poderá ser obtida a preservação ou a emulação das características de diversidade especial inerentes à configuração do canal de entrada através das regras de implementação das seguintes estratégias. 1. As regras poderão definir um filtro de equalização aplicado a um sinal de entrada associado a um canal de entrada em uma posição elevada (ângulo de elevação superior) se mapearem o canal de entrada para um canal de saída em uma posição inferior (ângulo de elevação inferior). O filtro de equalização poderá compensar as alterações de timbre dos diferentes canais acústicos e poderá ser obtido com base em conhecimentos e experiência empíricos e/ou dados BRIR ou similares. 2. As regras poderão definir um filtro de distorção/eco aplicado a um sinal de entrada associado a um canal de entrada em uma posição elevada se mapear o canal de entrada para um canal de saída em uma posição inferior. O filtro poderá ser obtido a partir de medições BRIR ou de conhecimentos empíricos sobre a acústica da sala ou similar. A regra poderá definir se o sinal filtrado é reproduzido através de múltiplos altifalantes, sendo que para cada altifalante poderá ser aplicado um filtro diferente. O filtro poderá também modelar apenas as reflexões iniciais.

[089] Nas versões da invenção, o seletor poderá ter em consideração a forma como outros canais de entrada são mapeados para um ou mais canais de saída quando selecionar uma regra para um canal de entrada. Por exemplo, o seletor poderá selecionar uma primeira regra para mapear o canal de entrada para um primeiro canal de saída se nenhum outro canal de entrada for mapeado para esse canal de saída. No caso de outro canal de entrada ser mapeado para esse canal de saída, o seletor poderá selecionar outra regra para mapear o canal de entrada para um ou mais dos outros canais de saída com a intenção de preservar uma diversidade inerente à configuração do canal de entrada. Por exemplo, o seletor poderá aplicar as regras implementadas para preservar a diversidade espacial inerente à configuração do canal de entrada no caso de outro canal de entrada ser também mapeado para o (s) mesmo (s) canal (ais) de saída e poderá aplicar outra regra.

[090] As regras poderão ser implementadas como regras de preservação do timbre. Por outras palavras, as regras poderão ser implementadas tendo em consideração o facto de que os diferentes altifalantes da configuração de saída são percebidos com uma diferente coloração pelo ouvinte. Uma razão é a coloração inserida pelos efeitos acústicos da cabeça, ouvidos e tronco do ouvinte. A coloração depende do ângulo de incidência do som que chega aos ouvidos do ouvinte, ou seja, a coloração do som difere para as diferentes posições do altifalante. Essas regras podem ter em consideração a diferente coloração do som para a posição do canal de entrada e a posição do canal de saída para o qual o canal de entrada foi mapeado e obter a informação de equalização que compense as diferenças não desejadas na coloração, isto é, para as alterações não desejadas no timbre. Para este fim, as regras poderão incluir uma regra de equalização com uma regra de mapeamento que determine o mapeamento de um canal de entrada para a configuração do canal de saída, já que as características de equalização dependem normalmente dos canais de entrada e saída em particular sob consideração. Falando de forma diferente, uma regra de equalização poderá estar associada a algumas regras de mapeamento, sendo que ambas as regras em conjunto podem ser interpretadas como uma regra.

[091] As regras de equalização poderão resultar na informação de equalização que poderá, por exemplo, ser refletida pelos coeficientes de submistura dependentes da frequência ou que poderá, por exemplo, ser refletida pelos dados paramétricos para os filtros de equalização que são aplicados aos sinais para obter o efeito desejado de preservação do timbre. Um exemplo para uma regra de preservação do timbre é uma regra que descreve o mapeamento a partir de um canal central elevado para o canal central no plano horizontal. A regra de preservação do timbre irá definir um filtro de equalização que é aplicado no processo de submistura para compensar a coloração diferente do sinal que é percebido pelo ouvinte quando se reproduz um sinal em um altifalante instalado na posição do canal central elevado em contraste com a coloração percebida para uma reprodução do sinal no altifalante na posição do canal central no plano horizontal.

[092] As versões da invenção permitem um recuo na regra de mapeamento genérico. Poderá ser utilizada uma regra de mapeamento genérico, por exemplo, um balance VBAP genérico das posições de configuração de entrada, aplicável se não for encontrada mais nenhuma regra mais avançada para uma determinada configuração do canal de entrada e do canal de saída. Esta regra de mapeamento genérico garante que é sempre encontrado um mapeamento válido de entrada/saída para todas as possíveis configurações e que para cada canal de entrada é encontrado pelo menos uma qualidade base de obtenção. De notar que, no geral, poderão ser mapeados outros canais de entrada utilizando regras mais refinadas do que a regra de recuo de modo a que a qualidade geral dos coeficientes de submistura gerados serão geralmente mais elevados do que (e pelo menos tão elevado quanto) a qualidade dos coeficientes gerados por uma solução matemática genérica como VBAP. Nas versões da invenção, a regra de mapeamento genérico poderá definir o mapeamento do canal de entrada para um ou ambos os canais de saída de uma configuração do canal stereo com um canal de saída esquerdo e um canal de saída direito.

[093] Nas versões da invenção, o procedimento descrito, isto é, a determinação das regras de mapeamento a partir de um conjunto de potenciais regras de mapeamento e aplicação das regras selecionadas construindo uma matriz DMX a partir das mesmas que podem ser aplicadas em um processo DMX, poderá ser alterado de modo a que as regras de mapeamento selecionadas possam ser aplicadas diretamente em um processo DMX sem a formulação intermédia de uma matriz DMX. Por exemplo, os ganhos de mapeamento (isto é, ganhos DMX) determinados pelas regras selecionadas poderão ser diretamente aplicados em um processo DMX sem a formulação intermédia de uma matriz DMX.

[094] O modo no qual os coeficientes ou a matriz de submistura são aplicados aos sinais de entrada associados aos canais de entrada está claro para os especialistas. O sinal de entrada é processado aplicando o(s) coeficiente(s) obtido(s) e o sinal processado é emitido para o altifalante associado ao(s) canal(ais) de saída para o qual o canal de entrada está mapeado. Se dois ou mais canais de entrada forem mapeados para o mesmo canal de saída, os respetivos sinais são adicionados e emitidos para o altifalante associado ao canal de saída.

[095] Em uma versão vantajosa: o sistema poderá ser implementado como segue. É dada uma lista ordenada das regras de mapeamento. A ordem reflete a priorização da regra de mapeamento. Cada regra de mapeamento determina o mapeamento a partir de um canal de entrada para um ou mais canais de saída, isto é, cada regra de mapeamento determina em qual altifalante de saída é transformado um canal de entrada. As regras de mapeamento definem explicitamente os ganhos de submistura em numericamente. Em alternativa, indicam que uma lei de balanço deve ser avaliada para os canais de entrada e saída considerados, isto é, a lei de balanço deve ser avaliada de acordo com as posições espaciais (ex.: ângulos azimute) dos canais de entrada e saída considerados. As regras de mapeamento poderão especificar adicionalmente que um filtro de equalização deve ser aplicado ao canal de entrada considerado quando efetuar o processo de submistura. O filtro de equalização poderá ser especificado por um índice de parâmetros do filtro que determina qual o filtro a aplicar a partir de em uma lista de filtros. O sistema poderá gerar um conjunto de coeficientes de submistura para determinada configuração do canal de entrada e saída como segue. Para cada canal de entrada da configuração do canal de entrada: a) percorrer a lista de regras de mapeamento respeitando a ordem da lista, b) para cada regra que descreve um mapeamento a partir do canal de entrada considerado, determinar se a regra é aplicável (válida), isto é, determinar se a regra de mapeamento do(s) canal(ais) de saída considerado para obtenção está disponível na configuração do canal de saída sob consideração, c) a primeira regra válida que é encontrada para o canal de entrada considerado determina o mapeamento a partir do canal de entrada para o(s) canal(ais) de saída, d) após ter sido encontrada uma regra válida, a iteração termina para o canal de entrada considerado, e) avaliar a regra selecionada para determinar os coeficientes de submistura para o canal de entrada associado. A avaliação da regra poderá envolver o cálculo dos ganhos de balanço e/ou poderá envolver a determinação de uma especificação do filtro.

[096] A abordagem inventiva para obtenção dos coeficientes de submistura é vantajosa já que fornece a possibilidade de incorporar conhecimentos e experiência no design de submistura (como princípios psico- acústicos, manuseamento semântico dos diferentes canais, etc.). Em comparação com as abordagens meramente matemáticas (como a aplicação genérica do VBAP), permite sinais de saída de submistura de qualidade superior quando são aplicados os coeficientes de submistura obtidos em uma aplicação de submistura. Em comparação com os coeficientes de submistura ajustados manualmente, o sistema permite obter automaticamente coeficientes para maiores quantidades de combinações de configuração de entrada/saída sem a necessidade de um especialista em ajustes, reduzindo, desse modo, os custos. Permite também obter coeficientes de submistura em aplicações onde a implementação de submistura já foi ativada, permitindo assim aplicações de submistura de elevada qualidade onde as configurações de entrada/saída poderão alterar após o processo de design, ou seja, quando não é possível o ajuste dos coeficientes por parte de um especialista.

[097] Em seguida, é descrita em pormenor uma versão específica não limitativa da invenção. A versão é descrita em relação a um conversor de formato que poderá implementar a conversão do formato 232 ilustrada na Fig. 2. O conversor de formato a seguir descrito inclui várias características específicas, sendo que deve estar claro que algumas das características são opcionais e, desse modo, podem ser omitidas. Em seguida, é descrita a forma como o conversor é iniciado na implementação da invenção.

[098] A seguinte especificação refere-se às Tabelas 1 a 6, que podem ser encontradas o final da especificação. As indicações utilizadas nas tabelas para os respetivos canais devem ser interpretadas como segue: Os caracteres "CH" indicam "Canal". O caractere "M" indica "plano horizontal do ouvinte", isto é, um ângulo de elevação de 0°. Este é o plano no qual os altifalantes são colocados em uma configuração normal 2D como stereo ou 5.1. O caractere "L” indica um plano inferior, isto é, um ângulo de elevação <0°. O caractere "U" indica um plano superior, isto é, um ângulo de elevação > 0°, tal como 30° como um altifalante superior em uma configuração 3D. O caractere "T" indica o canal superior, isto é, um ângulo de elevação de 90°, também conhecido como canal "voz de Deus". Localizada após uma das indicações M/L/U/T, está uma indicação para o lado esquerdo (L) ou direito (R) seguida do ângulo azimute. Por exemplo, CH_M_L030 e CH_M_R030 representam o canal esquerdo e direito de uma configuração stereo convencional. O ângulo azimute e o ângulo de elevação para cada canal estão indicados na Tabela 1, exceto os canais LFE e o último canal vazio.

[099] Uma configuração do canal de entrada e uma configuração do canal de saída poderá incluir qualquer combinação dos canais indicados na Tabela 1.

[100] Estão ilustrados na Tabela 2 exemplos de formatos de entrada/saída, isto é, configurações do canal de entrada e configurações do canal de saída. Os formatos de entrada/saída indicados na Tabela 2 são formatos padrão e as suas designações serão reconhecidas pelos especialistas.

[101] A Tabela 3 mostra uma matriz de regras na qual uma ou mais regras está associada a cada canal de entrada (canal de origem). Conforme se pode observar na Tabela 3, cada regra define um ou mais canais de saída (canais de destino), para o qual o canal de entrada vai ser mapeado. Adicionalmente, cada regra define o valor de ganho G na terceira coluna. Cada regra define ainda um índice EQ que indica se deve ser ou não aplicado um filtro de equalização e, se sim, qual o filtro de equalização específico (índice EQ 1 a 4) a ser aplicado. O mapeamento do canal de entrada para um canal de saída é efetuado com o ganho G indicado na coluna 3 da Tabela 3. O mapeamento do canal de entrada para dois canais de saída (indicado na segunda coluna) é efetuado aplicando o balanço entre os dois canais de saída, sendo que os ganhos de balanço g1, e g2 resultantes da aplicação da lei de balanço são adicionalmente multiplicados pelo ganho dado pela respetiva regra (coluna três na Tabela 3). As regras especiais aplicam-se ao canal superior. De acordo com uma primeira regra, o canal superior é mapeado para todos os canais de saída do plano superior, indicado por ALL_U, e de acordo com uma segunda (menos prioritária) regra, o canal superior é mapeado para todos os canais de saída do plano ouvinte, indicado por ALL_M.

[102] A Tabela 3 não inclui a primeira regra associada a cada canal, isto é, um mapeamento direto para um canal com a esma direção. Esta primeira regra poderá ser verificada pelo sistema/algoritmo antes de serem acedidas as regras indicadas na Tabela 3. Assim, para os canais de entrada, para os quais existe um mapeamento direto, não é necessário o algoritmo para aceder à Tabela 3 para encontrar uma regra combinada, mas aplica a regra de mapeamento direto na obtenção de um coeficiente de um para mapear diretamente o canal de entrada para o canal de saída. Nesses casos, a seguinte descrição é válida para os canais para os quais a primeira regra não foi preenchida, isto é, para os quais não existe um mapeamento direto. Em versões alternativas, a regra de mapeamento direto poderá ser incluída na tabela de regras e não é verificada antes de aceder à tabela de regras.

[103] A Tabela 4 mostra as frequências centrais normalizadas das bandas do banco de filtro 77 utilizadas nos filtros pré-definidos do equalizador, conforme será abaixo explicado com mais pormenor. A Tabela 5 mostra os parâmetros do equalizador utilizados nos filtros pré-definidos do equalizador.

[104] A Tabela 6 mostra em cada linha os canais que devem ser considerados como estando acima/abaixo um do outro.

[105] O conversor do formato é iniciado antes do processamento dos sinais de entrada, tais como amostras áudio fornecidas por um descodificador central, tal como o descodificador central do descodificador 200 ilustrado na Fig. 2. Durante uma fase de inicialização, as regras associadas aos canais de entrada são avaliadas e os coeficientes a serem aplicados aos canais de entrada (isto é, os sinais de entrada associados aos canais de entrada) são obtidos.

[106] Na fase de inicialização, o conversor de formato poderá gerar automaticamente parâmetros de submistura otimizados (como uma matriz de submistura) para a referida combinação dos formatos de entrada e saída. Poderá aplicar um algoritmo que seleciona para cada altifalante de entrada a regra de mapeamento mais adequada a partir de uma lista de regras que foram desenvolvidas para incorporar considerações psico-acústicas. Cada regra descreve o mapeamento de um canal de entrada para um ou vários canais do altifalante de saída. Os canais de entrada são mapeados para um único canal de saída ou balançados para dois canais de saída, ou (no caso do canal de 'Voz de Deus') distribuídos em um vasto número de canais de saída. O mapeamento ideal para cada canal de entrada poderá ser selecionado dependendo da lista de altifalantes de saída que estão disponíveis no formato de saída pretendido. Cada mapeamento define os ganhos de submistura para o canal de entrada sob consideração, bem como potencialmente um equalizador que e aplicado ao canal de entrada sob consideração. As configurações de saída com posições não padronizados do altifalante podem ser assinaladas no sistema fornecendo os desvios azimute e de elevação a partir de uma configuração regular do altifalante. Além do mais, as variações de distância das posições pretendidas do altifalante de referência devem ser tidas em consideração. A submistura real dos sinais áudio pode ser efetuada em uma representação de sub-banda QMF híbrida dos sinais.

[107] Os sinais áudio que são emitidos para o conversor de formato poderão ser referidos como sinais de entrada. Os sinais áudio que são o resultado do processo de conversão do formato poderão ser referidos como sinais de saída. Os sinais de entrada áudio do conversor de formato poderão ser sinais de saída áudio do descodificador central. Os vetores e matrizes são indicados através de símbolos a negrito. Os elementos do vetor ou elementos da matriz são indicados como variáveis em itálico complementadas por índices que indicam a linha/coluna do elemento do vetor/matriz no vetor/matriz.

[108] A inicialização do conversor de formato poderá ser efetuado antes de ocorrer o processamento das amostras áudio emitido pelo descodificador central. A inicialização poderá considerar como parâmetros de entrada a taxa de amostragem dos dados áudio para processar, um parâmetro a assinalar a configuração do canal dos dados áudio para processar com o conversor de formato, um parâmetro a assinalar a configuração do canal do formato de saída pretendido e opcionalmente, parâmetros a assinalar um desvio das posições do altifalante de saída a partir de uma configuração padrão do altifalante (funcionalidade aleatória de configuração). A inicialização poderá fazer recuar o número de canais da configuração do altifalante de entrada, o número de canais da configuração do altifalante de saída, uma matriz de submistura e a equalização dos parâmetros do filtro aplicados no processamento do sinal áudio do conversor de formato e os valores de ganho e atraso do equilíbrio para compensar a variação das distâncias do altifalante.

[109] Em pormenor, a inicialização poderá ter em consideração os seguintes parâmetros de entrada:

[110] Parâmetros de Entrada

[111] O formato de entrada e o formato de saída correspondem à configuração do canal de entrada e à configuração do canal de saída. razi,A e rele,A representam os parâmetros que assinalam um desvio das posições do altifalante (ângulo azimute e ângulo de elevação) a partir de uma configuração padrão do altifalante subjacente às regras, sendo que A é um índice do canal. Os ângulos dos canais de acordo com a configuração padrão são ilustrados na Tabela 1.

[112] Nas versões da invenção, nas quais uma matriz do coeficiente de ganho é apenas obtida, o único parâmetro de entrada poderá ser format_in e formato_out. Os outros parâmetros de entrada são opcionais dependendo das características implementadas, sendo que f, poderá ser utilizado na inicialização de um ou mais filtros de equalização no caso de coeficientes seletivos da frequência, razi,A e rele,A poderão ser utilizados para tomar em consideração os desvios das posições do altifalante, e equilíbrioA e Nmaxdelay poderão ser utilizados para tomar em consideração uma distância do respetivo altifalante a partir de uma posição central do ouvinte.

[113] Nas versões do conversor, as seguintes condições poderão ser verificadas e se as condições não forem cumpridas, a inicialização do conversor é considerada como tendo falhado e é emitido um erro. Os valores absolutos de razi,A e rele,A não devem exceder os 35 e 55 graus, respetivamente. O ângulo mínimo entre qualquer par de altifalantes (sem canais LFE) não deve ser inferior a 15 graus. Os valores de razi,A devem ser tais que a ordenação por ângulos azimute dos altifalantes horizontais não altere. De modo similar, a ordenação dos altifalantes de agudos e graves não deve alterar. Os valores de rele,A devem ser tais que a ordenação por ângulos de elevação dos altifalantes que estejam (aproximadamente) acima/abaixo um do outro não altere. Para verificar isto, poderá ser aplicado o seguinte procedimento:

[114] Para cada linha da tabela 6, que inclui dois ou três canais do formato de saída, efetuar:

[115] Ordenar os canais por elevação sem escolha aleatória.

[116] Ordenar os canais por elevação considerando a escolha aleatória.

[117] Se as duas ordenações diferirem, emitir um erro de inicialização.

[118] O termo "escolha aleatória" significa que os desvios entre os canais de cenário real e os canais padrão são tidos em consideração, isto é, que os desvios razic, e relec, são aplicados à configuração padrão do canal de saída.

[119] As distâncias do altifalante em equilíbrioA devem estar entre 0,4 e 200 metros. A relação entre a distância maior e menor do altifalante não deve exceder 4. O atraso maior do equilíbrio calculado não deve exceder Nmaxdelay.

[120] Se as condições anteriores forem cumpridas, a inicialização do conversor é bem-sucedida.

[121] Nas versões, a inicialização do conversor de formato emite os seguintes parâmetros de saída:

[122] A seguinte descrição utiliza parâmetros intermédios conforme definido de seguida por razões de clarificação: De notar que uma implementação do algoritmo poderá omitir a introdução dos parâmetros intermédios.

[123] Os parâmetros intermédios descrevem os parâmetros de submistura em uma forma orientada para o mapeamento, ou seja, como conjuntos de parâmetros Si, Di, Gi, Ei por mapeamento i.

[124] De salientar que nas versões da invenção, o conversor não irá emitir todos os parâmetros de saída anteriores dependentes das características a serem implementadas.

[125] Para as configurações aleatórias de altifalante, isto é, configurações de saída que contenham altifalantes em posições (direções do canal) que se desviem do formato de saída pretendido, os desvios de posição são assinalados especificando os ângulos de desvio da posição do altifalante como parâmetros de entrada razi,A e rele,A. O pré-processamento é efetuado aplicando razi,A e rele,A, aos ângulos da configuração padrão. Para ser mais específico, os ângulos azimute e de elevação do canal na Tabela 1 são alterados adicionando razi,A e rele,A aos canais correspondentes.

[126] Nin, indica o número de canais da configuração do canal de entrada (altifalante). Este número pode ser obtido a partir da Tabela 2 para o referido parâmetro de entrada format_in. Nout indica o número de canais da configuração do canal de saída (altifalante). Este número pode ser obtido a partir da Tabela 2 para o referido parâmetro de entrada format-out.

[127] Os vetores do parâmetro S, D, G, E definem o mapeamento dos canais de entrada para os canais de saída. Para cada mapeamento i a partir de um canal de entrada para um canal de saída com ganho de submistura não zero, definem o ganho de submistura para além de um índice do equalizador que indica qual a curva do equalizador que deve ser aplicada ao canal de entrada sob consideração no mapeamento i.

[128] Considerando um caso, no qual o formato de entrada Format_5_1 é convertido para o Format_2_0, a seguinte matriz de submistura seria obtida (considerando um coeficiente de 1 para mapeamento direto, Tabela 2 e Tabela 5, e com IN1=CH_M_L030, IN2=CH_M_R030, IN3=CH_M_000, IN4=CH_M_L110, IN5=CH_M_R110, OUT1 =CH_M_L030, e OUT2=CH_M_R030):

[129] O vetor esquerdo indica os canais de saída, a matriz representa a matriz de submistura e o vetor direito indica os canais de entrada.

[130] Assim, a matriz de submistura inclui seis entradas diferentes de zero e, desse modo, i é executado de 1 a 6 (ordem arbitrária desde que seja utilizada a mesma ordem em cada vetor. Se contarmos as entradas da matriz de submistura da esquerda para a direita e de cima para baixo começando na primeira linha, os vetores S, B, G e E neste exemplo seriam:

[131] S = (BN1, IN3, IN4, IN2, IN3, IN5)

[132] D = (OUT1, OUT1, OUT1,OUT2, OUT2, OUT2)

[133] G = (1, 1V2, 0,8,1,72 0,8)

[134] E = (0, 0, 0, 0, 0, 0)

[135] De modo similar, a entrada i em cada vetor refere-se ao mapeamento i entre o canal de entrada e um canal de saída de modo a que os vetores forneçam para cada canal um conjunto de dados incluindo o canal de entrada envolvido, o canal de saída envolvido, o valor de ganho a ser aplicado e qual o equalizador a ser aplicado.

[136] De modo a compensar as diferentes distâncias dos altifalantes a partir de uma posição central do ouvinte, g,A e/ou Td,A poderão ser aplicados a cada canal de saída.

[137] Os vetores S, D, G, E são inicializados de acordo com o seguinte algoritmo:

[138] - Em primeiro lugar, é inicializado o contador de mapeamento: i=1

[139] - Se o canal de entrada existir também no formato de saída (por exemplo, o canal de entrada sob consideração é CH_M_R030 e o canal CH_M_R030 existe no formato de saída, assim:

[140] Si = índice do canal de origem no canal de entrada (Exemplo: o canal CH_M_R030 no Format_5_2_1 está no segundo lugar de acordo com a Tabela 2, isto é, possui o índice 2 neste formato)

[141] Di = índice do mesmo canal na saída

[142] Gi= 1

[143] Ei= 0

[144] i=i+1

[145] Assim, os mapeamentos diretos são geridos primeiro e um coeficiente de ganho de l e um índice do equalizador de zero é associado a cada mapeamento direto. Após cada mapeamento direto, i é aumentado em um, i = i+1.

[146] Para cada canal de entrada, para o qual não exista um mapeamento direto, é localizada e selecionada a primeira entrada deste canal na coluna de entrada (coluna de origem) da Tabela 3, que exista(m) canal(ais) na respetiva linha da coluna de saída (coluna de destino). Por outras palavras, é localizada e selecionada a primeira entrada deste canal que define um ou mais canais de entrada que estão presentes na configuração do canal de saída (dada pelo format_out). Para regras específicas isto poderá significar, tal como para o canal de entrada CH_T_000 que define que o canal de entrada associado está mapeado para todos os cabais de saída com uma elevação específica, isto poderá significar que a primeira regra que define que um ou mais canais de saída com uma elevação específica e presentes na configuração de saída, é selecionada.

[147] Assim, o algoritmo continua:

[148] - Ou (isto é, se o canal de entrada não existir no formato de saída)

[149] procura a primeira entrada deste canal na coluna de Origem da Tabela 3, para a qual existem os canais na respetiva linha da coluna de Destino. O destino ALL_U deve ser considerado válido (isto é, existem os canais relevantes de saída) se o formato de saída incluir pelo menos um canal "CH_U_". O destino ALL_M deve ser considerado válido (isto é, existem os canais relevantes de saída) se o formato de saída incluir pelo menos um canal "CH_M_".

[150] Assim, é selecionada uma regra para cada canal de entrada. A regra é depois avaliada como segue para se obter os coeficientes a serem aplicados aos canais de entrada.

[151] - Se a coluna de destino incluir ALL_U, então:

[152] Para cada canal de saída X com "CH_U_" no seu nome, efetuar:

[153] Si = índice do canal de origem na entrada

[154] Di = índice do canal X na saída

[155] Gi = (valor da coluna de ganho) /sqrt (número de canais "CH_U_")

[156] Ei = valor da coluna EQ

[157] i = i + l

[158] - Ou, se a coluna de destino incluir ALL_M, então:

[159] Para cada canal de saída X com "CH_M_" no seu nome, efetuar:

[160] Si = índice do canal de origem na entrada

[161] Di = índice do canal X na saída

[162] Gi = (valor da coluna de ganho) /sqrt (número de canais "CH_M_")

[163] Ei = valor da coluna EQ

[164] i = i + l

[165] - Ou, se existir um canal na coluna de Destino, então:

[166] Si = índice do canal de origem na entrada

[167] Di = índice do canal de destino na saída

[168] G, = valor da coluna de ganho

[169] Ei = valor da coluna EQ

[170] i = i + l

[171] - Ou (dois canais na coluna de Destino)

[172] Si = índice do canal de origem na entrada

[173] Di = índice do primeiro canal de destino na saída

[174] Gi = (valor da coluna de ganho) * g,

[175] Ei = valor da coluna EQ

[176] i = i + l

[177] Si = Si.,

[178] Di = índice do Segundo canal de destino na saída

[179] G, = (valor da coluna de ganho) * g,

[180] Ei = Ec,

[181] i = i + l

[182] Os ganhos g1 e g2 são calculados aplicando um balanço da amplitude da lei tangente no seguinte modo:

[183] colocar os ângulos azimute do canal de origem e destino como positivos

[184] os ângulos azimute dos canais de destino são α1, e α2 (ver Tabela 1).

[185] o ângulo azimute do canal de origem (referência de balanço) é αsrc.

[186] Pelo algoritmo anterior, são obtidos os coeficientes de ganho (Gi) a serem aplicados aos canais de entrada. Adicionalmente, é determinado se um equalizador deve ser aplicado e, se sim, qual o equalizador a ser aplicado, (Ei).

[187] Os coeficientes de ganho Gi poderão ser aplicados diretamente aos canais de entrada ou poderão ser adicionados a uma matriz de submistura que pode ser aplicada aos canais de entrada, isto é, os sinais de entrada associados aos canais de entrada.

[188] O algoritmo anterior é meramente exemplificativo. Em outras versões, os coeficientes poderão ser obtidos a partir das regras ou baseados nas regras e poderão ser adicionados a uma matriz de submistura sem definir os vetores específicos acima descritos.

[189] Os valores de ganho do equalizador GEQ poderão ser determinados como segue:

[190] GEQ consiste nos valores de ganho por banco de frequência k e índice do equalizador e. Os cinco equalizadores pré-definidos são combinações de diferentes filtros de pico. Conforme pode ser observado na Tabela 5, os equalizadores GEQ,1 GEQ,2 e GEQ,5 incluem um único filtro de pico, o equalizador GEQ,3 inclui três filtros de pico e o equalizador GEQ,4 inclui dois filtros de pico. Cada equalizador é uma cascata em série de um ou mais filtros de pico e um ganho:

[191] sendo que a banda(k) é a frequência central normalizada da banda de frequência j, especificada na Tabela 4, fs é a frequência de amostragem e o pico de função() é para o G negativo.

[192] e, caso contrário,

[193] Os parâmetros para os equalizadores são especificados na Tabela 5. Nas equações 1 e 2 acima, b é dado pela banda(k).fs/2, Q é dado por PQ para o respetivo filtro de pico (1 to n), G é dado por Pg, para o respetivo filtro de pico e ié dado por Pf para o respetivo filtro de pico.

[194] Como exemplo, os valores de ganho do equalizador GEQ,4 para o equalizador com o índice 4, são calculados com os parâmetros do filtro obtidos a partir da respetiva linha da Tabela 5. A Tabela 5 lista dois conjuntos de parâmetros para os filtros de pico para GEQ,4 isto é, conjuntos de parâmetros para n-1 e n=2. Os parâmetros são a frequência de pico Pf em Hz, o fator de qualidade do filtro de pico PQ, o ganho Pg, (em dB) que é aplicado na frequência de pico e um ganho global g em dB que é aplicado à cascata dos dois filtros de pico (cascata de filtros para parâmetros n=1 e n=2).

[195] Assim

[196] A definição de equalizador conforme acima mencionado, define os ganhos de fase zero GEQ,4 de forma independente para cada banda de frequência k. Cada banda k é especificada pela sua banda de frequência central normalizada (k) em que 0<=banda<=1. De notar que a banda de frequência normalizada banda=1 corresponde à frequência não normalizada fs/2, em que fs, indica a frequência de amostragem. Desse modo, a banda(k ).fs/2 indica a frequência central não normalizada da banda k em Hz.

[197] Os atrasos de equilíbrio Td,A nas amostras para cada canal de saída A e os ganhos de equilíbrio Tg,A (valor de ganho linear) para cada canal de saída A são calculados como uma função das distâncias do altifalante no equilíbrioA:

[198] sendo que i. equilíbrion máx., ii. n

[199] representa o equilíbrioA máximo de todos os canais de saída.

[200] Se o Td,A exceder Nmaxdelay, a inicialização poderá falhar e poderá ser criado um erro.

[201] Os desvios da configuração de saída a partir de uma configuração padrão, podem ser tidos em consideração como segue.

[202] Os desvios azimute razi,A (desvios azimute) são tidos em consideração aplicando simplesmente razi,A aos ângulos da configuração padrão conforme acima explicado. Assim, os ângulos modificados são utilizados quando se balança um canal de entrada para dois canais de saída. Assim, razi,A é tido em consideração quando um canal de entrada é mapeado para dois ou mais canais de saída quando se efetua o balanço que está definido na respetiva regra. Em versões alternativas, as respetivas regras poderão definir os respetivos valores de ganho (isto é, o balanço já foi efetuado antecipadamente). Nessas versões, o sistema poderá estar adaptado para recalcular os valores de ganho com base nos ângulos aleatórios.

[203] Os desvios de elevação rele,A poderão ser tidos em consideração em um pós-processamento como segue. Assim que os parâmetros de saída sejam calculados, poderão ser alterados em relação aos ângulos de elevação aleatórios específicos. Esta fase só deve ser apenas efetuada se os rele,A não estiverem todos a zero.

[204] - Para cada elemento i em Di, efetuar:

[205] - se o canal de saída com o índice Di for um canal horizontal por definição (isto é, a indicação do canal de saída inclui a '_M_'), e

[206] se este canal de saída for agora um canal de altura (elevação na gama dos 0,60 graus),

[207] e

[208] se o canal de entrada com o índice Si for um canal de altura (isto é, a indicação inclui '_U_'), então

[209] h = mín (elevação do canal de saída aleatório, 35)/35

[210] Definir o novo equalizador com um novo índice e, sendo que

[211] ou se o canal de entrada com o índice Si for um canal horizontal (indicação inclui ‘_M_') h = mín (elevação do canal de saída aleatório, 35) / 35

[212] Definir o novo equalizador com um novo índice e, sendo que

[213] h é um parâmetro de elevação normalizado que indica a elevação de um canal de saída nominalmente horizontal ('_M_') devido a um desvio de elevação da configuração aleatória rele,A. Para o desvio de elevação zero, segue-se h=0 e não é, efetivamente, aplicado nenhum pós-processamento.

[214] A tabela de regras (Tabela 3) aplica no geral um ganho de 0,85 quando mapeia um canal de entrada superior ('_U_' na indicação do canal) para um ou vários canais de saída horizontais ('-M-' na(s) indicação(ões) do canal). No caso do canal de saída ficar elevado devido a um desvio de elevação da configuração aleatória rele,A, o ganho de 0,85 é parcial (0<h<1) ou totalmente (h=1) compensado ponderando os ganhos do equalizador pelo fator Gcomp que se aproxima de 1/0,85 para a abordagem h h=1.0, De modo similar, as definições do equalizador diminuem na direção da curva EQ plana =( — =Gcomp) para a abordagem h h=1.0,

[215] No caso de um canal de entrada horizontal ser mapeado para um canal de saída que fica elevado devido a um desvio de elevação da configuração aleatória rele,A, o equalizador S<M é parcial (0<h<1) ou totalmente (h=1) aplicado.

[216] Por este procedimento, os valores de ganho diferentes de 1 e os equalizadores, que são aplicados devido ao mapeamento de um canal de entrada para um canal de saída inferior, são alterados no caso do canal de saída aleatório ser superior ao canal de saída da configuração.

[217] De acordo com a descrição anterior, a compensação do ganho é aplicada diretamente ao equalizador. Em uma abordagem alternativa, os coeficientes de submistura Gi poderão ser alterados. Para essa abordagem alternativa, o algoritmo para aplicação da compensação do ganho será a seguinte:

[218] - se o canal de saída com o índice Di for um canal horizontal por definição (isto é, a indicação do canal de saída inclui a indicação '_M_'), e

[219] se este canal de saída for agora um canal de altura (elevação na gama dos 0,60 graus),

[220] e

[221] se o canal de entrada com o índice Si for um canal de altura (isto é, a indicação inclui '_U_'),

[222] então

[223] h = mín (elevação do canal de saída aleatório, 35) / 35

[224] Gi = h Gi /0,85 + (1-h) Gi

[225] Definir o novo equalizador com um novo índice e, sendo que

[226] Ei=e

[227] ou se o canal de entrada com o índice Si for um canal horizontal (a indicação inclui ‘_M_‘)

[228] h = mín (elevação do canal de saída aleatório, 35) / 35

[229] Definir o novo equalizador com um novo índice e, sendo que

[230] Ei=e

[231] Como exemplo, consideremos Di como o índice do canal de canal de saída para o mapeamento I de um canal de entrada para um canal de saída.Por exemplo, para o formato de saída FORMAT_5_1 (ver Tabela 2), Di= 3 irá referir-se ao canal central CH_M_000, Considere rele,A=35 graus (isto é, rele,A do canal de saída para o mapeamento i) para um canal de saída Di que é nominalmente um canal de saída horizontal com elevação de 0 graus (isto é, um canal com uma indicação ‘CH_M_’). Após aplicar rele,A ao canal de saída (adicionando rele,A ao respetivo ângulo de configuração padrão conforme definido na Tabela 1) o canal de saída Di possui agora uma elevação de 35 graus. Se um canal de entrada superior (com a indicação 'CH_U') for mapeado para este canal de saída Di, os parâmetros para este mapeamento, obtidos a partir da avaliação das regras acima descritas, serão alterados como segue:

[232] O parâmetro de elevação normalizado é calculado como h = min(35,35)/35 = 35/35 = 1.0,

[233] Assim

[234] Gi,pós-processado= Gi,antes do pós-processamento / 0,85.

[235] É definido um índice e (ex.: e=6) novo e não utilizado para o equalizador alterado ,

que é calculado de acordo com

e que poderá ser atribuído à regra de mapeamento configurando Ei = e = 6.

[236] Assim, para o mapeamento do canal de entrada para o canal de saída elevado Di (anteriormente horizontal), os ganhos foram ponderados por um fator de 1/0,85 e o equalizador foi substituído por uma curva do equalizador com ganho constante = 1,0 (isto é, com uma resposta de frequência plana). Este é o resultado pretendido desde que um canal superior foi mapeado para um canal de saída efetivamente superior (o canal de saída nominalmente horizontal torna-se efetivamente um canal de saída superior devido à aplicação do desvio de elevação da configuração aleatória de 35 graus).

[237] Assim, nas versões da invenção, o método e a unidade de processamento do sinal são configurados para ter em consideração os desvios do ângulo azimute e o ângulo de elevação dos canais de saída de uma configuração padrão (sendo que as regras foram desenvolvidas com base na configuração padrão). Os desvios são tidos em consideração quer pela alteração do cálculo dos respetivos coeficientes e/ou pelo recalcular/alteração dos coeficientes que foram calculados antes ou que estão definidos explicitamente nas regras. Assim, as versões da invenção podem lidar com diferentes desvios de configurações a partir de configurações padrão.

[238] Os parâmetros de inicialização de saída Nin, Nout, Tg,A, Td,A, GEQ poderão ser obtidos como acima descrito. Os restantes parâmetros de inicialização de saída MDMX, IEQ poderão ser obtidos dispondo novamente os parâmetros intermédios a partir da representação orientada para o mapeamento (em numerada pelo contador de mapeamento i) para uma representação orientada para o canal como a seguir definido:

[239] - Inicializar MDMX como uma matriz zero Nout X Nin.

[240] - Para cada i (i na ordem ascendente) efetuar:

[241] M DMX,A,B= Gi com A = Di, B=Si (A, B são índices de canal)

[242] IEQ,A= Ei com A = Si

[243] sendo que MDMX,A,B indica o elemento da matriz na linha A e a coluna B de MDMX e Q,A indica o elemento A do vetor IEQ.

[244] Diferentes regras específicas e priorizações de regras desenvolvidas para proporcionar uma melhor qualidade de som podem ser obtidas na Tabela 3. Seguem-se exemplos.

[245] Uma regra de definição do mapeamento do canal de entrada para um ou mais canais de saída com um desvio menor de direção a partir do canal de entrada em um plano horizontal do ouvinte, é mais prioritária do que uma regra de definição do mapeamento do canal de entrada para um ou mais canais de saída com um desvio superior de direção a partir de um canal de entrada no plano horizontal do ouvinte. Assim, a direção dos altifalantes na configuração de entrada é reproduzida tão exata quanto possível. Uma regra de definição do mapeamento de um canal de entrada para um ou mais canais de saída com o mesmo ângulo de elevação do canal de entrada é mais prioritária do que uma regra de definição do mapeamento do canal de entrada para um ou mais canais de saída com um ângulo de elevação diferente do angulo de elevação do canal de entrada. Assim, é considerado o facto dos sinais de decorrem de diferentes elevações serem percebidos de forma diferente por um utilizador.

[246] Uma regra de um conjunto de regras associadas ao canal de entrada com uma direção diferente da direção central dianteira poderá definir o mapeamento do canal de entrada para dois canais de saída localizados no mesmo lado da direção central dianteira do canal de entrada e localizados em ambos os lados da direção do canal de entrada, e outra regra menos prioritária desse conjunto de regras define o mapeamento do canal de entrada para um único canal de saída localizado no mesmo lado da direção central dianteira do canal de entrada. Uma regra de um conjunto de regras associadas ao canal de entrada com um ângulo de elevação de 90° poderá definir o mapeamento do canal de entrada para todos os canais de saída disponíveis com um primeiro ângulo de elevação inferior ao ângulo de elevação do canal de entrada, e outra regra menos prioritária desse conjunto de regras define o mapeamento do canal de entrada para todos os canais de saída com um segundo ângulo de elevação inferior ao primeiro ângulo de elevação. Uma regra de um conjunto de regras associadas a um canal de entrada que incluem uma direção central dianteira, poderá definir o mapeamento do canal de entrada para dois canais de saída, um localizado no lado esquerdo da direção central dianteira e o outro localizado no lado direito da direção central dianteira. Assim, as regras poderão ser desenvolvidas para canais específicos de modo a obter propriedades e/ou semânticas específicas dos canais específicos sob consideração.

[247] Uma regra de um conjunto de regras associadas a um canal de entrada que incluem uma direção central traseira, poderá definir o mapeamento do canal de entrada para dois canais de saída, um localizado no lado esquerdo de uma direção centra dianteira e o outro localizado no lado direito da direção central dianteira, sendo que a regra define também, utilizando um coeficiente de ganho inferior a um, se um ângulo dos dois canais de saída relativo à direção central traseira é superior a 90°. Uma regra de um conjunto de regras associadas a um canal de entrada com uma direção diferente da direção central dianteira poderá definir, utilizando um coeficiente de ganho inferior a um, o mapeamento do canal de entrada para um único canal de saída localizado no mesmo lado da direção central dianteira do canal de entrada, sendo que um ângulo do canal de saída relativo à direção central dianteira é inferior ao ângulo do canal de entrada relativo à direção central dianteira. Assim, um canal pode ser mapeado para um ou mais canais afastados para reduzir a percepção de uma obtenção espacial não ideal do canal de entrada. Além do mais, poderá ajudar a reduzir a quantidade de som ambiente na submistura, o que representa uma característica desejada. O som ambiente poderá estar predominantemente presente nos canais traseiros.

[248] Uma regra que define o mapeamento de um canal de entrada com um ângulo de elevação para um ou mais canais de saída com um ângulo de elevação inferior ao ângulo de elevação do canal de entrada, poderá definir a utilização de um coeficiente de ganho inferior a um. Uma regra que define o mapeamento de um canal de entrada para um ou mais canais de saída com um ângulo de elevação inferior ao ângulo de elevação do canal de entrada, poderá definir a aplicação de um processamento seletivo da frequência utilizando um filtro de equalização. Assim, deve ser tido em consideração o facto dos canais elevados serem geralmente percebidos de um modo diferente dos canais horizontal ou inferior ao mapear um canal de entrada para um ou mais canais de saída. No geral, os canais de entrada que são mapeados para os canais de saída que se desviam da posição do canal de entrada poderão ser atenuados quanto mais se desvie a percepção da reprodução resultante do canal de entrada mapeado da percepção do canal de entrada, isto é, um canal de entrada pode ser atenuado dependendo do grau de imperfeição da reprodução em relação aos altifalantes disponíveis.

[249] O processamento seletivo da frequência poderá ser obtido utilizando um filtro de equalização. Por exemplo, os elementos de uma matriz de submistura poderão ser alterados de forma dependente da frequência. Por exemplo, essa modificação poderá ser obtida utilizando diferentes fatores de ganho para diferentes bandas de frequência de modo a ser obtido o efeito da aplicação de um filtro de equalização.

[250] Para resumir, nas versões da invenção, é fornecido um conjunto de regras prioritárias que descrevem os mapeamentos dos canais de entrada para os canais de saída. Poderá ser definido por um projetista do sistema na fase de desenvolvimento do sistema, refletindo os conhecimentos e experiência de submistura. O conjunto poderá ser implementado como uma lista ordenada. Para cada canal de entrada da configuração do canal de entrada, o sistema seleciona uma regra adequada do conjunto de regras de mapeamento dependendo da configuração do canal de entrada e da configuração do canal de saída de determinado caso de utilização. Cada regra selecionada determina o coeficiente (ou coeficientes) de submistura de um canal de entrada para um ou vários canais de saída. O sistema poderá interagir através dos canais de entrada de determinada configuração do canal de entrada e compilar uma matriz de submistura a partir dos coeficientes de submistura obtidos através da avaliação das regras de mapeamento selecionadas para todos os canais de entrada. A seleção da regra tem em consideração a priorização das regras, otimizando, desse modo, o desempenho do sistema, por exemplo, para obter a melhor qualidade de saída de submistura quando aplicar os coeficientes de submistura obtidos. As regras de mapeamento poderão ter em consideração os princípios psico-acústicos ou artísticos que não são refletidos em algoritmos de mapeamento puramente matemáticos como VBAP. As regras de mapeamento podem ter em consideração a semântica do canal, por exemplo, aplicar um manuseamento diferente para o canal central ou um par esquerdo/direito do canal. As regras de mapeamento poderão reduzir a quantidade de balanço para os erros de ângulo na representação. As regras de mapeamento poderão inserir deliberadamente fontes fantasma (ex. por representação VBAP) mesmo que esteja disponível um único altifalante de saída. A intenção para efetuar isso poderá ser a de preservar a diversidade inerente na configuração do canal de entrada.

[251] Embora alguns aspetos tenham sido descritos no contexto de um aparelho, está claro que esses aspetos representam também uma descrição do método correspondente, onde um bloco ou dispositivo corresponde a uma fase do método ou a uma característica de uma fase do método. De forma análoga, os aspetos descritos no contexto de uma fase do método representam também uma descrição de um bloco ou item correspondente ou característica de um aparelho correspondente. Poderão ser executadas algumas ou todas as fases do método com (ou utilizando) um aparelho de hardware, como por exemplo, um microprocessador, um computador programável ou um circuito eletrônico. Em algumas versões, poderá ser executada uma ou mais fases importantes do método com esse aparelho. Nas versões da invenção, os métodos aí descritos são implementados por processador ou implementados por computador.

[252] Dependendo de determinados requisitos de implementação, as versões da invenção podem ser implementadas em hardware ou em software. A implementação pode ser efetuada utilizando um meio de armazenamento não transitório como um meio de armazenamento digital, por exemplo, uma disquete, um DVD, um Blu-Ray, um CD, um ROM, um PROM, uma EPROM, uma EEPROM ou uma memória amovível, com sinais de controlo eletronicamente legíveis aí guardados, que cooperam (ou conseguem cooperar) com um sistema de computador programável de modo a que o respetivo método seja efetuado. Desse modo, o meio de armazenamento digital poderá ser legível pelo computador.

[253] Algumas versões de acordo com a invenção incluem um transportador de dados com sinais de controlo eletronicamente legíveis, que conseguem cooperar com um sistema de computador programável de modo a que seja efetuado um dos métodos aqui descritos.

[254] No geral, as versões da presente invenção podem ser implementadas como um produto do programa de computador com um código do programa, sendo o código do programa operativo para efetuar um dos métodos quando o produto do programa de computador é executado em um computador. O código do programa poderá, por exemplo, ser guardado em um transportador legível pela máquina.

[255] Outras versões incluem o programa de computador para efetuar um dos métodos aqui descritos, guardados em um suporte legível pela máquina.

[256] Por outras palavras, uma versão do método da invenção é, desse modo, um programa de computador com um código do programa para efetuar um dos métodos aqui descritos, quando o programa de computador é executado em um computador.

[257] Uma outra versão do método inventivo é, desse modo, um transportador de dados (ou um meio de armazenamento digital ou um meio legível no computador) que inclui, conforme registado, o programa de computador para efetuar um dos métodos aqui descritos. O transportador de dados, o meio de armazenamento digital ou o meio registado são normalmente tangíveis e/ou não transitórios.

[258] Uma outra versão do método inventivo é, desse modo, um fluxo de dados ou uma sequência de sinais que representam o programa de computador para efetuar um dos métodos aqui descritos. O fluxo de dados ou a sequência de sinais poderão, por exemplo, ser configurados para serem transferidos através de uma ligação de comunicação de dados, por exemplo, através da data internet.

[259] Uma outra versão inclui um meio de processamento, por exemplo, um computador ou um dispositivo lógico programável programado para, configurado para ou adaptado para efetuar um dos métodos aqui descritos.

[260] Outra versão inclui um computador com o programa de computador nele instalado para efetuar um dos métodos aqui descritos.

[261] Outra versão de acordo com a invenção inclui um aparelho ou um sistema configurado para transferir (por exemplo, eletronicamente ou oticamente) para um receptor, um programa de computador para efetuar um dos métodos aqui descritos. O receptor poderá, por exemplo, ser um computador, um dispositivo móvel, um dispositivo de memória ou similar. O aparelho ou sistema poderá, por exemplo, incluir um servidor de arquivo para transferência do programa de computador para o receptor.

[262] Em algumas versões, poderá ser utilizado um dispositivo lógico programável (por exemplo, uma porta de matriz programável) para efetuar alguma sou todas as funcionalidades dos métodos aqui descritos. Em algumas versões, um painel de porta de campo programável poderá cooperar com um microprocessador para efetuar um dos métodos aqui descritos. No geral, os métodos são preferencialmente efetuados por qualquer aparelho de hardware.

[263] As versões acima descritas são meramente ilustrativas para os princípios da presente invenção. É entendido que as alterações e variações das disposições e dos pormenores aqui descritos serão aparentes aos especialistas. É intenção, desse modo, estar limitado apenas pelo âmbito das reivindicações da patente iminente e não pelos pormenores específicos apresentados através da descrição e explicação das versões.

Claims

1. Método para mapeamento de uma variedade de canais de entrada de áudio do altifalante de uma configuração do canal de entrada de áudio do altifalante (404) para os canais de saída de áudio do altifalante de uma configuração do canal de saída de áudio do altifalante (406), caracterizado por o método incluir: o fornecimento de um conjunto de regras (400) associadas a cada canal de entrada de áudio do altifalante da variedade de canais de entrada de áudio do altifalante, sendo que cada regra do conjunto de regras define um diferente mapeamento entre o canal de entrada de áudio do altifalante associado e um conjunto de canais de saída de áudio do altifalante; para cada canal de entrada de áudio do altifalante da variedade de canais de entrada de áudio do altifalante, o acesso (500) a uma regra associada ao canal de entrada de áudio do altifalante, a determinação (502) se o conjunto de canais de saída de áudio do altifalante definidos na regra acedida está presente na configuração do canal de saída de áudio do altifalante (406), e a seleção (402, 504) da regra acedida se o conjunto de canais de saída de áudio do altifalante definidos na regra acedida está presente na configuração do canal de saída de áudio do altifalante (406); e o mapeamento (508) de cada canal de entrada de áudio do altifalante para o conjunto de canais de saída de áudio do altifalante de acordo com a regra selecionada, sendo que as regras nos conjuntos de regras são priorizadas, sendo que as regras mais prioritárias são selecionadas com uma maior preferência em relação às regras menos prioritárias, sendo que o método compreende adicionalmente o recebimento de sinais áudio de entrada associados aos canais de entrada de áudio do altifalante, sendo que o mapeamento dos canais de entrada de áudio do altifalante para os canais de saída de áudio do altifalante inclui a avaliação das regras selecionadas para obter os coeficientes a serem aplicados aos sinais áudio de entrada e aplicação dos coeficientes para os sinais áudio de entrada para gerar sinais áudio de saída associados aos canais de saída de áudio do altifalante e a emissão dos sinais áudio de saída, sendo que aplica-se pelo menos uma regra de a), b), c) e d): a) sendo que a regra que define o mapeamento de um dos canais de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de um ou mais canais de saída de áudio do altifalante com um desvio menor da direção a partir do canal de entrada de áudio do altifalante em um plano horizontal do ouvinte é mais prioritária do que a regra que define o mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de um ou mais canais de saída com um desvio maior da direção a partir do canal de entrada de áudio do altifalante no plano horizontal do ouvinte, b) sendo que uma regra que define o mapeamento de um dos canais de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de um ou mais canais de saída com o mesmo ângulo de elevação do canal de entrada de áudio do altifalante é mais prioritária do que uma regra que define o mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de um ou mais canais de saída de áudio do altifalante com um ângulo de elevação diferente do ângulo de elevação do canal de entrada de áudio do altifalante, c) sendo que, nos conjuntos de regras associadas a um dos canais de entrada de áudio do altifalante, a regra mais prioritária define o mapeamento direto entre o canal de entrada de áudio do altifalante e um conjunto de um canal de saída de áudio do altifalante, com a mesma direção do canal de entrada de áudio do altifalante, d) sendo que uma regra de um conjunto de regras associadas a um dos canais de entrada de áudio do altifalante, com um ângulo de elevação de 90°, define o mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de todos os canais de saída de saída de áudio do altifalante disponíveis com um primeiro ângulo de elevação inferior ao ângulo de elevação do canal de entrada de áudio do altifalante, e outra regra menos prioritária desse conjunto de regras define o mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de todos os canais de saída de saída de áudio do altifalante disponíveis com um segundo ângulo de elevação inferior ao do primeiro ângulo de elevação.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir a não seleção da regra acedida se o conjunto de canais de entrada de áudio do altifalante definidos na regra acedida não estiver presente na configuração do canal de saída de áudio do altifalante e a repetição das fases de acesso, determinação e seleção para pelo menos outra regra associada ao canal de entrada de áudio do altifalante.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada regra definir, para o canal de entrada de áudio do altifalante associado, pelo menos um dos coeficientes de ganho a ser aplicado ao canal de entrada de áudio do altifalante, um coeficiente de atraso a ser aplicado ao canal de entrada de áudio do altifalante, uma lei de balanço a ser aplicada para mapear o canal de entrada de áudio do altifalante para dois ou mais canais de saída de áudio do altifalante e um ganho dependente da frequência a ser aplicado ao canal de entrada de áudio do altifalante.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir o acesso às regras nos conjuntos de regras em uma ordem específica até ser determinado se o conjunto de canais de saída de áudio do altifalante definido em uma regra acedida está presente na configuração do canal de saída de áudio do altifalante, sendo que a priorização das regras é dada pela ordem específica.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada regra ter designado ao mesmo um termo de custo que reflete um impacto de qualidade se a regra for aplicada, sendo que uma regra com um termo de custo inferior é mais prioritária do que uma regra com um termo de custo superior.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por nos conjuntos de regras de cada canal de entrada de áudio do altifalante, a regra mais prioritária define o mapeamento direto entre o canal de entrada de áudio do altifalante e um conjunto de um canal de saída de áudio do altifalante, com a mesma direção do canal de entrada de áudio do altifalante, sendo que o método inclui, para cada um dos canais de entrada de áudio do altifalante, verificar se um canal de saída de áudio do altifalante com a mesma direção do canal de entrada de áudio do altifalante está presente na configuração do canal de saída de áudio do altifalante antes de aceder à memória que guarda as outras regras do conjunto de regras associadas a cada canal de entrada de áudio do altifalante.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por nos conjuntos de regras, a regra menos prioritária definir o mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um ou ambos o canal de saída de áudio do altifalante esquerdo e um canal de saída de áudio do altifalante direito em um conjunto de canais de saída de áudio do altifalante de uma configuração de canal de saída de áudio do altifalante stereo com um canal de saída de áudio do altifalante esquerdo e um canal de saída de áudio do altifalante direito.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma regra de um conjunto de regras associadas a um dos canais de entrada de áudio do altifalante com uma direção diferente de uma direção central dianteira, definir o mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de dois canais de saída de áudio do altifalante localizados no mesmo lado da direção central dianteira do canal de entrada de áudio do altifalante e localizados em ambos os lados da direção do canal de entrada de áudio do altifalante, e outra regra menos prioritária desse conjunto de regras que define o mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de um único canal de saída de áudio do altifalante localizado no mesmo lado da direção central dianteira do canal de entrada de áudio do altifalante.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma regra de um conjunto de regras associadas a um dos canais de entrada de áudio do altifalante que inclui uma direção central dianteira definir o mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de dois canais de saída de áudio do altifalante, um localizado no lado esquerdo da direção central dianteira e o outro localizado no lado direito da direção central dianteira.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma regra de um conjunto de regras associadas a um dos canais de entrada de áudio do altifalante com uma direção diferente de uma direção central dianteira definir utilizar um coeficiente de ganho inferior a um no mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de um único canal de saída de áudio do altifalante localizado no mesmo lado da direção central dianteira do canal de entrada de áudio do altifalante, sendo que um ângulo do canal de saída de áudio do altifalante relativo a uma direção central dianteira é inferior a um ângulo do canal de entrada de áudio do altifalante relativo à direção central dianteira.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma regra que define o mapeamento de um dos canais de entrada de áudio do altifalante com um ângulo de elevação para um conjunto de um ou mais canais de saída de áudio do altifalante com um ângulo de elevação inferior ao ângulo de elevação do canal de entrada de áudio do altifalante definir utilizar um coeficiente de ganho inferior a um.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma regra que define o mapeamento de um dos canais de entra de de áudio do altifalante com um ângulo de elevação para um conjunto de um ou mais canais de saída de entrada de áudio do altifalante com um ângulo de elevação inferior ao ângulo de elevação do canal de entrada de áudio do altifalante definir aplicar um processamento seletivo da frequência.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir a emissão dos sinais de saída para os altifalantes associados aos canais de saída de áudio do altifalante.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir a geração de uma matriz de submistura (414) e a aplicação da matriz de submistura (414) para os sinais áudio de entrada.

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir a aplicação de atrasos de equilíbrio e ganhos de equilíbrio aos sinais áudio de saída de modo a reduzir ou compensar as diferenças entre as distâncias dos respetivos altifalantes a partir da posição central do ouvinte na configuração do canal de entrada de áudio do altifalante (404) e na configuração do canal de saída de áudio do altifalante (406).

16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir considerar um desvio entre um ângulo horizontal de um canal de saída de áudio do altifalante de cenário real e um ângulo horizontal de um canal de saída de áudio do altifalante específico definido no conjunto de regras quando avalia uma regra que define o mapeamento de um dos canais de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de um ou dois canais de saída de áudio do altifalante, incluindo o canal de saída de áudio do altifalante específico, sendo que os ângulos horizontais representam os ângulos dentro de um plano horizontal do ouvinte relativo a uma direção central dianteira.

17. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir a alteração de um coeficiente de ganho, que é definido em uma regra que define o mapeamento de um dos canais de entrada de áudio do altifalante com um ângulo de elevação para um conjunto de um ou mais canais de saída de entrada de áudio do altifalante com ângulos de elevação inferiores ao ângulo de elevação do canal de entrada de entrada de áudio do altifalante, tendo em consideração um desvio entre um ângulo de elevação de um canal de saída de entrada de áudio do altifalante de cenário real e um ângulo de elevação de um canal de saída de entrada de áudio do altifalante definido nessa regra.

18. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir a alteração de um processamento seletivo da frequência definido em uma regra que define o mapeamento de um dos canais de entrada de áudio do altifalante com um ângulo de elevação para um conjunto de um ou mais canais de saída de áudio do altifalante com ângulos de elevação inferiores ao ângulo de elevação do canal de entrada de áudio do altifalante, tendo em consideração um desvio entre um ângulo de elevação de um canal de saída de áudio do altifalante de cenário real e um ângulo de elevação do canal de saída de áudio do altifalante definido nessa regra.

19. Método para mapeamento de uma variedade de canais de entrada de áudio do altifalante de uma configuração do canal de entrada de áudio do altifalante (404) para os canais de saída de áudio do altifalante de uma configuração do canal de saída de áudio do altifalante (406), caracterizado por o método incluir: o fornecimento de um conjunto de regras associadas a cada canal de entrada de áudio do altifalante da variedade de canais de entrada de áudio do altifalante, sendo que cada regra do conjunto de regras define um diferente mapeamento entre o canal de entrada de áudio do altifalante associado e um conjunto de canais de saída de áudio do altifalante; para cada canal de entrada de áudio do altifalante da variedade de canais de entrada de áudio do altifalante, o acesso a uma regra associada ao canal de entrada de áudio do altifalante, a determinação se o conjunto de canais de saída de áudio do altifalante definidos na regra acedida está presente na configuração do canal de saída de áudio do altifalante, e a seleção da regra acedida se o conjunto de canais de saída de áudio do altifalante definidos na regra acedida está presente na configuração do canal de saída de áudio do altifalante; o mapeamento de cada canal de entrada de áudio do altifalante para o conjunto de canais de saída de áudio do altifalante de acordo com a regra selecionada, sendo que uma regra do conjunto de regras associadas a um dos canais de entrada de áudio do altifalante, que inclui uma direção central traseira, define o mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de dois canais de saída de áudio do altifalante, um localizado no lado esquerdo de uma direção central dianteira e o outro localizado no lado direito da direção central dianteira, sendo que a regra define também utilizar um coeficiente de ganho inferior a um, se um ângulo dos dois canais de saída de áudio do altifalante, relativo à direção central traseira, for superior a 90°, sendo que o coeficiente de ganho é utilizado em adição a ganhos de balanço resultantes da aplicação de uma lei de balanço entre os dois canais de saída de áudio do altifalante, sendo que o método compreende adicionalmente o recebimento de sinais áudio de entrada associados aos canais de entrada de áudio do altifalante, sendo que o mapeamento dos canais de entrada de áudio do altifalante para os canais de saída de áudio do altifalante inclui a avaliação das regras selecionadas para obter os coeficientes a serem aplicados aos sinais áudio de entrada e aplicação dos coeficientes para os sinais áudio de entrada para gerar sinais áudio de saída associados aos canais de saída de áudio do altifalante e a emissão dos sinais áudio de saída.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por uma regra de um conjunto de regras associadas a um dos canais de entrada de áudio do altifalante com uma direção diferente de uma direção central dianteira, definir utilizar um coeficiente de ganho inferior a um no mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de um único canal de saída de áudio do altifalante localizado no mesmo lado da direção central dianteira do canal de entrada de áudio do altifalante, sendo que um ângulo do canal de saída de áudio do altifalante relativo a uma direção central dianteira é inferior a um ângulo do canal de entrada de áudio do altifalante relativo à direção central dianteira.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por uma regra que define o mapeamento de um dos canais de entrada de áudio do altifalante com um ângulo de elevação para um conjunto de um ou mais canais de saída de áudio do altifalante com um ângulo de elevação inferior ao ângulo de elevação do canal de entrada de áudio do altifalante definir utilizar um coeficiente de ganho inferior a um.

22. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por uma regra que define o mapeamento de um dos canais de entra de de áudio do altifalante com um ângulo de elevação para um conjunto de um ou mais canais de saída de entrada de áudio do altifalante com um ângulo de elevação inferior ao ângulo de elevação do canal de entrada de áudio do altifalante definir aplicar um processamento seletivo da frequência.

23. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por incluir a emissão dos sinais de saída para os altifalantes associados aos canais de saída de áudio do altifalante.

24. Unidade de processamento do sinal (420), caracterizada por compreender um processador (422) configurado para realizar um método para mapeamento de uma variedade de canais de entrada de áudio do altifalante de uma configuração do canal de entrada de áudio do altifalante (404) para os canais de saída de áudio do altifalante de uma configuração do canal de saída de áudio do altifalante (406), sendo que o método compreende: o fornecimento de um conjunto de regras associadas a cada canal de entrada de áudio do altifalante da variedade de canais de entrada de áudio do altifalante, sendo que cada regra do conjunto de regras define um diferente mapeamento entre o canal de entrada de áudio do altifalante associado e um conjunto de canais de saída de áudio do altifalante; para cada canal de entrada de áudio do altifalante da variedade de canais de entrada de áudio do altifalante, o acesso a uma regra associada ao canal de entrada de áudio do altifalante, a determinação se o conjunto de canais de saída de áudio do altifalante definidos na regra acedida está presente na configuração do canal de saída de áudio do altifalante, e a seleção da regra acedida se o conjunto de canais de saída de áudio do altifalante definidos na regra acedida está presente na configuração do canal de saída de áudio do altifalante; e o mapeamento de cada canal de entrada de áudio do altifalante para o conjunto de canais de saída de áudio do altifalante de acordo com a regra selecionada, sendo que as regras nos conjuntos de regras são priorizadas, sendo que as regras mais prioritárias são selecionadas com uma maior preferência em relação às regras menos prioritárias, sendo que o método compreende adicionalmente o recebimento de sinais áudio de entrada associados aos canais de entrada de áudio do altifalante, sendo que o mapeamento dos canais de entrada de áudio do altifalante para os canais de saída de áudio do altifalante inclui a avaliação das regras selecionadas para obter os coeficientes a serem aplicados aos sinais áudio de entrada e aplicação dos coeficientes para os sinais áudio de entrada para gerar sinais áudio de saída associados aos canais de saída de áudio do altifalante,e sendo que aplica-se pelo menos uma regra de a), b), c) e d): a) sendo que a regra que define o mapeamento de um dos canais de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de um ou mais canais de saída de áudio do altifalante com um desvio menor da direção a partir do canal de entrada de áudio do altifalante em um plano horizontal do ouvinte é mais prioritária do que a regra que define o mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de um ou mais canais de saída com um desvio maior da direção a partir do canal de entrada de áudio do altifalante no plano horizontal do ouvinte, b) sendo que uma regra que define o mapeamento de um dos canais de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de um ou mais canais de saída com o mesmo ângulo de elevação do canal de entrada de áudio do altifalante é mais prioritária do que uma regra que define o mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de um ou mais canais de saída de áudio do altifalante com um ângulo de elevação diferente do ângulo de elevação do canal de entrada de áudio do altifalante, c) sendo que, nos conjuntos de regras associadas a um dos canais de entrada de áudio do altifalante, a regra mais prioritária define o mapeamento direto entre o canal de entrada de áudio do altifalante e um conjunto de um canal de saída de áudio do altifalante, com a mesma direção do canal de entrada de áudio do altifalante, d) sendo que uma regra de um conjunto de regras associadas a um dos canais de entrada de áudio do altifalante, com um ângulo de elevação de 90°, define o mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de todos os canais de saída de áudio do altifalante disponíveis com um primeiro ângulo de elevação inferior ao ângulo de elevação do canal de entrada de áudio do altifalante, e outra regra menos prioritária desse conjunto de regras define o mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de todos os canais de saída de áudio do altifalante disponíveis com um segundo ângulo de elevação inferior ao do primeiro ângulo de elevação.

25. Unidade de processamento do sinal, de acordo com a reivindicação 24, caracterizada por compreender adicionalmente: uma interface do sinal de entrada para receber os sinais áudio de entrada associados aos canais de entrada de áudio do altifalante da configuração do canal de entrada de áudio do altifalante (404), e uma interface do sinal de saída para emissão dos sinais áudio associados à configuração do canal de saída de áudio do altifalante (406).

26. Descodificador áudio caracterizado por compreender a unidade de processamento do sinal (420) de acordo com a reivindicação 24.

27. Unidade de processamento do sinal (420), caracterizada por compreender um processador (422) configurado para realizar um método para mapeamento de uma variedade de canais de entrada de áudio do altifalante de uma configuração do canal de entrada de áudio do altifalante (404) para os canais de saída de áudio do altifalante de uma configuração do canal de saída de áudio do altifalante (406), sendo que o método compreende: o fornecimento de um conjunto de regras associadas a cada canal de entrada de áudio do altifalante da variedade de canais de entrada de áudio do altifalante, sendo que cada regra do conjunto de regras define um diferente mapeamento entre o canal de entrada de áudio do altifalante associado e um conjunto de canais de saída de áudio do altifalante; para cada canal de entrada de áudio do altifalante da variedade de canais de entrada de áudio do altifalante, o acesso a uma regra associada ao canal de entrada de áudio do altifalante, a determinação se o conjunto de canais de saída de áudio do altifalante definidos na regra acedida está presente na configuração do canal de saída de áudio do altifalante, e a seleção da regra acedida se o conjunto de canais de saída de áudio do altifalante definidos na regra acedida está presente na configuração do canal de saída de áudio do altifalante; e o mapeamento de cada canal de entrada de áudio do altifalante para o conjunto de canais de saída de áudio do altifalante de acordo com a regra selecionada, sendo que uma regra do conjunto de regras associadas a um dos canais de entrada de áudio do altifalante, que inclui uma direção central traseira, define o mapeamento do canal de entrada de áudio do altifalante para um conjunto de dois canais de saída de áudio do altifalante, um localizado no lado esquerdo de uma direção central dianteira e o outro localizado no lado direito da direção central dianteira, sendo que a regra define também utilizar um coeficiente de ganho inferior a um, se um ângulo dos dois canais de saída de áudio do altifalante, relativo à direção central traseira, for superior a 90°, sendo que o coeficiente de ganho é utilizado em adição a ganhos de balanço resultantes da aplicação de uma lei de balanço entre os dois canais de saída de áudio do altifalante, sendo que o método compreende adicionalmente o recebimento de sinais áudio de entrada associados aos canais de entrada de áudio do altifalante, sendo que o mapeamento dos canais de entrada de áudio do altifalante para os canais de saída de áudio do altifalante inclui a avaliação das regras selecionadas para obter os coeficientes a serem aplicados aos sinais áudio de entrada e aplicação dos coeficientes para os sinais áudio de entrada para gerar sinais áudio de saída associados aos canais de saída de áudio do altifalante.

28. Unidade de processamento do sinal, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada por compreender adicionalmente: uma interface do sinal de entrada para receber os sinais áudio de entrada associados aos canais de entrada de áudio do altifalante da configuração do canal de entrada de áudio do altifalante (404), e uma interface do sinal de saída para emissão dos sinais áudio associados à configuração do canal de saída de áudio do altifalante (406).

29. Descodificador áudio caracterizado por compreender a unidade de processamento do sinal (420) de acordo com a reivindicação 27.