BR112017020262B1 - Aparelho e método para processar sinais estéreo para reprodução em carros para alcançar som tridimensional individual por alto-falantes frontais - Google Patents

Aparelho e método para processar sinais estéreo para reprodução em carros para alcançar som tridimensional individual por alto-falantes frontais Download PDF

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Abstract

Modalidades fornecem um processador digital que compreende um extrator de porção ambiente e um estágio de processamento de efeito espacial. O extrator de porção ambiente é configurado para extrair uma porção ambiente de um sinal de canais múltiplos. O estágio de processamento de efeito espacial é configurado para gerar um sinal de efeito espacial com base na porção ambiente do sinal de canais múltiplos. O processador digital é configurado para combinar o sinal de canais múltiplos ou uma versão processada do mesmo com o sinal de efeito espacial.

Description

DESCRIÇÃO
[001] As modalidades referem-se a um processador digital e, especificamente, a um processador digital para processar um sinal de canais múltiplos, por exemplo, para reprodução de som tridimensional em veículos. As modalidades adicionais se referem a um método para processar um sinal de canais múltiplos. Algumas modalidades se referem a um aparelho e método para processar um sinal estéreo para reprodução em carros para alcançar som tridimensional individual por alto-falantes frontais.
[002] De modo convencional, um sistema de som 3D de canais e alto- falantes múltiplos que consiste em mais de 20 alto-falantes é usado para a reprodução de som tridimensional em veículos. Tal sistema de som de canais e alto-falantes múltiplos compreende, em uma área frontal do veículo, um alto- falante de canal central, um alto-falante de canal direito frontal e um alto-falante de canal esquerdo frontal. O alto-falante de canal central pode ser disposto em um centro do painel, em que os alto-falantes de canal direito frontal e canal esquerdo frontal podem ser dispostos nas portas frontais do veículo ou em posições direita e esquerda externas no painel. Adicionalmente, o sistema de som de canais e alto-falantes múltiplos compreende, em uma área traseira do veículo, um alto-falante de canal direito traseiro (ou surround direito) e um alto- falante de canal esquerdo traseiro (ou surround esquerdo). Os alto-falantes de canal direito traseiro e esquerdo traseiro podem ser dispostos nas portas traseiras do veículo ou nas posições direita e esquerda externas em uma prateleira traseira do veículo. Opcionalmente, o sistema de canais e alto-falantes múltiplos pode compreender pelo menos um subwoofer.
[003] Entretanto, um sistema de som 3D de canais e alto-falantes múltiplos convencional exige um esforço de cabeamento alto e um número alto de amplificadores de potência. Adicionalmente, um processamento de áudio complexo é exigido a fim de obter os sinais para os canais diferentes do sistema de som de canais e alto-falantes múltiplos com base em um sinal estéreo.
[004] Portanto, é o objetivo da presente invenção fornecer um conceito para reproduzir um sinal de canais múltiplos em três dimensões em um veículo que exija menos complexidade de integração, um número reduzido de alto-falantes e que tenha demandas de processamento de áudio reduzidas.
[005] Esse objetivo é solucionado pelas reivindicações independentes. As implantações vantajosas são abordadas nas reivindicações dependentes.
[006] As modalidades fornecem um processador digital que compreende um extrator de porção ambiente e um estágio de processamento de efeito espacial. O extrator de porção ambiente é configurado para extrair uma porção ambiente de um sinal de canais múltiplos. O estágio de processamento de efeito espacial é configurado para gerar um sinal de efeito espacial com base na porção ambiente do sinal de canais múltiplos. O processador digital é configurado para combinar o sinal de canais múltiplos ou uma versão processada do mesmo com o sinal de efeito espacial.
[007] De acordo com o conceito da presente invenção, o estágio de processamento de efeito espacial de áudio pode ser configurado para realizar o processamento de áudio de efeito espacial na porção ambiente do sinal de canais múltiplos a fim de adicionar um efeito espacial (por exemplo, pelo menos um dentre dimensão de estágio auditivo e envolvimento auditivo) ao sinal de estágio de som de canais múltiplos combinando-se o sinal de estágio de som de canais múltiplos individual e o sinal de efeito espacial.
[008] As modalidades adicionais se referem a um método que compreende: - extrair uma porção ambiente de um sinal de canais múltiplos; - gerar um sinal de efeito espacial com base na porção ambiente do sinal de canais múltiplos; e - combinar o sinal de canais múltiplos ou uma versão processada do mesmo com o sinal de efeito espacial.
[009] As implantações vantajosas são abordadas nas reivindicações dependentes.
[010] Em modalidades, o sinal de canais múltiplos (áudio) pode compreender dois ou mais, isto é, pelo menos dois canais (áudio). Por exemplo, o sinal de canais múltiplos (áudio) pode ser um sinal estéreo.
[011] Em modalidades, o processador digital pode compreender um estágio de processamento de canais múltiplos configurado para processar o sinal de canais múltiplos, para obter uma versão processada do sinal de canais múltiplos. Assim, o processador digital pode ser configurado para combinar a versão processada do sinal de canais múltiplos e do sinal de efeito espacial.
[012] O estágio de processamento de canais múltiplos pode ser configurado para gerar um sinal de estágio de som de canais múltiplos individual (= versão processada do sinal de canais múltiplos) com base no sinal de canais múltiplos. O sinal de estágio de som de canais múltiplos individual pode compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal de canais múltiplos. O sinal de estágio de som de canais múltiplos individual pode ser usado para gerar, por exemplo, com um sistema de reprodução de alto-falante, pelo menos dois estágios de som de canais múltiplos individuais para pelo menos duas posições de escuta diferentes.
[013] Por exemplo, o estágio de processamento de canais múltiplos pode ser configurado para gerar um sinal de estágio de som estéreo individual com base no sinal estéreo para geração, por exemplo, com um sistema de reprodução de alto-falante que compreende pelo menos três alto-falantes (por exemplo, três ou quatro alto-falantes), pelo menos dois estágios de som estéreo individual para pelo menos duas posições de escuta diferentes.
[014] Em modalidades, o estágio de processamento de efeito espacial pode compreender um estágio de binauralização configurado para aplicar filtros binaurais espaciais (ou filtros binaurais adaptados para aprimorar uma dimensão de estágio auditivo, por exemplo, pelo menos um dentre largura de estágio auditivo e altura de estágio auditivo) para a porção ambiente do sinal de canais múltiplos ou uma versão processada do mesmo.
[015] Os filtros binaurais espaciais podem corresponder a respostas de impulso de caminho de som direto.
[016] Por exemplo, os filtros binaurais podem corresponder a respostas de impulso de caminhos de som entre uma posição de escuta (ou um ouvinte (por exemplo, ouvidos de um ouvinte), por exemplo, representada por uma cabeça artificial com um ou mais microfones colocados ou dispostos na posição de escuta) e pelo menos duas fontes de áudio (por exemplo, alto-falantes) colocadas ou dispostas em posições diferentes em relação à posição de escuta. Os filtros binaurais podem ser obtidos, por exemplo, medindo-se respostas de impulso das duas fontes de áudio colocadas em um triângulo estéreo de pelo menos dois dentre 30°, 40°, 50°, 60°, 70°, 80°, 90°, 100°, 110° e 120° em relação à posição de escuta e determinando-se a convolução das respostas de impulso medidas.
[017] O estágio de binauralização pode ser configurado para aplicar o mesmo filtro binaural ou filtros binaurais aos canais da porção ambiente do sinal de canais múltiplos ou a versão processada do mesmo correspondente às posições de escuta diferentes.
[018] Em modalidades, o estágio de processamento de efeito espacial pode compreender um modificador de envolvimento de ouvinte configurado para aplicar filtros binaurais de envolvimento de ouvinte (ou filtros binaurais adaptados para aprimorar um envolvimento auditivo (do ouvinte)) à porção ambiente do sinal de canais múltiplos ou uma versão processada do mesmo.
[019] Os filtros binaurais de envolvimento de ouvinte podem corresponder a respostas de impulso de sala binaural.
[020] Por exemplo, o filtro binaural pode corresponder uma resposta de impulso de uma adjacência de sala (por exemplo, além e/ou atrás) de uma posição de escuta (ou um ouvinte (por exemplo, ouvidos de um ouvinte), por exemplo, representada por uma cabeça artificial com um ou mais microfones colocados ou dispostos na posição de escuta). O filtro binaural pode ser obtido, por exemplo, medindo-se uma resposta de impulso entre pelo menos uma fonte de áudio (por exemplo, alto-falante) colocada além ou atrás da posição de escuta.
[021] O modificador de envolvimento de ouvinte pode ser configurado para aplicar filtros binaurais diferentes aos canais do sinal de canais múltiplos ou a versão processada do mesmo correspondente às posições de escuta diferentes.
[022] Em modalidades, o estágio de processamento de efeito espacial pode compreender um descorrelacionador configurado para descorrelacionar a porção ambiente do sinal de canais múltiplos para obter um sinal descorrelacionado.
[023] O sinal descorrelacionado pode compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal de canais múltiplos. Por exemplo, o sinal de canais múltiplos pode ser um sinal estéreo, em que o sinal descorrelacionado pode compreender três ou quatro canais.
[024] O estágio de binauralização pode ser configurado para aplicar os filtros binaurais espaciais ao sinal descorrelacionado ou uma versão processada do mesmo (por exemplo, processado pelo modificador de envolvimento de ouvinte).
[025] O modificador de envolvimento de ouvinte pode ser configurado para aplicar os filtros binaurais de envolvimento ao sinal descorrelacionado ou uma versão processada do mesmo (por exemplo, processado pelo estágio de binauralização).
[026] Em modalidades, o estágio de processamento de efeito espacial pode compreender um estágio de atraso configurado para atrasar uma versão processada da porção ambiente do sinal de canais múltiplos, por exemplo, processada por pelo menos um dentre o estágio de binauralização e o modificador de envolvimento de ouvinte.
[027] Em modalidades, o estágio de processamento de efeito espacial pode compreender um estágio de ajuste de força de efeito espacial configurado para ajustar uma força de efeito espacial de uma versão processada da porção ambiente do sinal de canais múltiplos, por exemplo, processado por pelo menos um dentre o estágio de binauralização e o modificador de envolvimento de ouvinte.
[028] Em modalidades, o estágio de processamento de efeito espacial pode compreender um estágio de ajuste de efeito de dimensão de estágio auditivo configurado para ajustar uma força de efeito de dimensão de estágio auditivo de uma versão processada da porção ambiente do sinal de canais múltiplos, por exemplo, processado pelo estágio de binauralização.
[029] Em modalidades, o estágio de processamento de efeito espacial pode compreender um estágio de ajuste de efeito de envolvimento de ouvinte configurado para ajustar uma força de efeito de uma versão processada da porção ambiente do sinal de canais múltiplos, por exemplo, processada pelo modificador de envolvimento de ouvinte.
[030] Em modalidades, o sinal de efeito espacial fornecido pelo estágio de efeito espacial pode ser uma versão processada da porção ambiente do sinal de efeito de canais múltiplos processado por pelo menos um dentre o estágio de binauralização e o modificador de envolvimento de ouvinte, e opcional e adicionalmente processado por pelo menos um dentre o estágio de atraso e estágio de ajuste de efeito (por exemplo, estágio de ajuste de força de efeito espacial, estágio de ajuste de efeito de dimensão de estágio auditivo ou estágio de ajuste de efeito de envolvimento de ouvinte).
[031] Em modalidades, o processador digital pode ser configurado para combinar em canais o sinal de canais múltiplos ou uma versão processada do mesmo com o sinal de efeito espacial.
[032] O processador digital pode compreender um adicionador, configurado para adicionar em canais o sinal de canais múltiplos ou uma versão processada do mesmo com o sinal de efeito espacial.
[033] As modalidades adicionais se referem a um sistema de reprodução de alto-falante para um veículo. O sistema pode compreender o processador digital descrito acima e pelo menos três alto-falantes frontais configurados para reproduzir o sinal fornecido pelo processador digital.
[034] As modalidades da presente invenção são descritas no presente documento com referência às figuras anexas.
[035] A Figura 1 mostra um diagrama de blocos esquemático de um processador digital, de acordo com uma modalidade;
[036] A Figura 2 mostra um diagrama de blocos esquemático de um processador digital, de acordo com uma modalidade adicional;
[037] A Figura 3 mostra um diagrama de blocos esquemático de um processador digital, de acordo com uma modalidade adicional;
[038] A Figura 4 mostra uma vista esquemática de uma disposição de medição para obter os filtros binaurais do modificador de envolvimento de ouvinte, de acordo com uma modalidade;
[039] A Figura 5 mostra uma vista superior esquemática de um veículo com um sistema de reprodução de alto-falante que compreende um processador digital e quatro alto-falantes, de acordo com uma modalidade;
[040] A Figura 6 mostra uma vista superior esquemática do veículo com o sistema de reprodução de alto-falante mostrado na Figura 5 que indica adicionalmente a dimensão de estágio auditivo e o envolvimento de ouvinte;
[041] A Figura 7 mostra uma vista esquemática de uma estrutura de processamento de filtro de estágios de binauralização e modificação de envolvimento do estágio de processamento de efeito espacial; e
[042] A Figura 8 mostra um fluxograma de um método para processar um sinal, de acordo com uma modalidade.
[043] Os elementos iguais ou equivalentes ou elementos com funcionalidade igual ou equivalente são denotados na descrição a seguir por números de referência iguais ou equivalentes.
[044] Na descrição a seguir, uma pluralidade de detalhes é estabelecida para fornecer uma explicação mais completa de modalidades da presente invenção. Entretanto, será evidente para uma pessoa versada na técnica que as modalidades da presente invenção podem ser praticadas sem esses detalhes específicos. Em outros casos, estruturas e dispositivos bem conhecidos são mostrados na forma de diagrama de blocos em vez de detalhes a fim de evitar obscurecimento de modalidades da presente invenção. Além disso, os recursos de modalidades diferentes descritos mais adiante no presente documento podem ser combinados entre si, a menos que especificamente notado de outro modo.
[045] A Figura 1 mostra um diagrama de blocos esquemático de um processador digital 100, de acordo com uma modalidade. O processador digital 100 compreende um extrator de porção de som ambiente 102 e um estágio de processamento de som de efeito espacial 104. O extrator de porção de som ambiente 102 é configurado para extrair uma porção ambiente de um sinal de canais múltiplos 106. O estágio de processamento de som de efeito espacial 104 é configurado para gerar um sinal de efeito espacial 108 com base na porção ambiente 110 do sinal de canais múltiplos. O processador digital 100 é configurado para combinar o sinal de canais múltiplos 106 ou uma versão processada 112 do sinal de canais múltiplos com o sinal de efeito espacial 108.
[046] Conforme mostrado na Figura 1, o processador digital 100 pode compreender opcionalmente um estágio de processamento de áudio de canais múltiplos 114 configurado para processar o sinal de canais múltiplos 106 para obter a versão processada 112 do sinal de canais múltiplos. Assim, o processador digital 100 pode ser configurado para combinar a versão processada 112 do sinal de canais múltiplos e o sinal de efeito espacial 108, por exemplo, com o uso de um estágio de combinação 116.
[047] O estágio de processamento de áudio de canais múltiplos 114 pode ser configurado para gerar um sinal de estágio de som de canais múltiplos individual 112 (= versão processada do sinal de canais múltiplos) com base no sinal de canais múltiplos 106. O sinal de estágio de som de canais múltiplos individual 112 pode ser usado para geração, por exemplo, com um sistema de reprodução de alto-falante, pelo menos dois estágios de som de canais múltiplos individuais para pelo menos duas posições de escuta diferentes.
[048] O estágio de processamento de efeito espacial de áudio 104 pode ser configurado para realizar o processamento de áudio de efeito espacial na porção ambiente do sinal de canais múltiplos 106 a fim de adicionar um efeito espacial (por exemplo, pelo menos um dentre dimensão de estágio auditivo e envolvimento auditivo) ao sinal de estágio de som de canais múltiplos individual 112 combinando-se o sinal de estágio de som de canais múltiplos individual 112 e o sinal de efeito espacial 108.
[049] A dimensão de estágio auditivo (ASD) representa a combinação de largura de estágio auditivo (extensão horizontal do campo de som na frente do ouvinte) e altura de estágio auditivo (extensão espacial vertical do campo de som na frente do ouvinte).
[050] O envolvimento de ouvinte (LEV) representa o envolvimento auditivo (adjacência) pelo som do ouvinte percebido no lado e na traseira do ouvinte.
[051] A seguir, as modalidades são descritas, as quais são direcionadas à reprodução de um sinal estéreo em um veículo. Assim, o estágio de processamento de canais múltiplos 114 pode ser configurado para gerar um sinal de estágio de som estéreo individual 112 com base no sinal estéreo 106 para geração, com um sistema de reprodução de alto-falante, de pelo menos dois estágios de som estéreo individual para pelo menos duas posições de escuta diferentes, isto é, uma posição de condutor e uma posição de passageiro frontal.
[052] Em detalhes, a reprodução de sinais de entrada estéreo como sinais de som tridimensional em um veículo (por exemplo, carro) pode ser alcançada por dois pares de alto-falantes montados em um painel na frente dos ouvintes (ou três alto-falantes = um central e dois alto-falantes montados próximos do pilar A no painel). A extensão espacial auditiva do estágio de som na frente do ouvinte pode ser percebida horizontalmente em largura e verticalmente em altura, o envolvimento espacial auditivo é percebido no lado e na traseira, isto é, a profundidade espacial e a adjacência espacial são geradas.
[053] A ideia básica é sobrepor um estágio de som estéreo padrão estável do estado da técnica, o qual também pode ser reproduzido como um sinal estéreo (independente), por processamento de som ambiente adicionando-se um campo de som tridimensional. As informações de som ambiente podem ser calculadas a partir do sinal estéreo original 106 (extraindo-se informações espaciais do sinal estéreo), as mesmas podem ser binauralizadas e espacialmente conformadas por respostas de impulso medido modificado e processamento espectral. Então, pelo menos um dentre altura de estágio auditivo, largura de estágio auditivo e som de envolvimento pode ser processado dependendo da mistura do sinal de fonte com filtros digitais estáticos, os quais podem ser ajustados para percepção espacial individual ótima em largura e altura e envolvimento de estágio.
[054] Após um ou mais estágios de atraso, a força do efeito tridimensional pode ser ajustada (ou pesada) antes desse sinal 108 ser misturado sobre o sinal de áudio de estágio frontal de som estéreo 112. Uma unidade de geração de saída pode emitir os sinais a dois pares de alto-falantes ou três alto-falantes montados na frente dos dois assentos frontais no painel de um carro.
[055] A seguir, um processamento em série do algoritmo tridimensional é descrito em relação à Figura 2 e um processamento paralelo do algoritmo tridimensional, que permite uma escalabilidade melhor do campo de som tridimensional, são descritos em relação à Figura 3.
[056] A Figura 2 mostra um diagrama de blocos esquemático do processador de áudio 100 de acordo com uma modalidade adicional. O processador de som 100 compreende o extrator de porção de som ambiente (som direto/decomposição de ambiência) 102, o estágio de processamento de efeito espacial 104 e o estágio de combinação 116.
[057] A descorrelação dos dois canais de entrada pode ser usada apenas para ambos os canais centrais ou também para todos os quatro canais. A binauralização do estágio frontal pode ser feita por respostas de impulso de sala binaural medidas e sintonizadas, medidas em uma sala padrão, por exemplo, uma sala de estúdio ou uma sala de estar.
[058] Em detalhes, conforme mostrado na Figura 2, o estágio de processamento de efeito espacial 104 pode compreender um descorrelacionador 120 configurado para descorrelacionar a porção ambiente 110 do sinal estéreo, para obter um sinal descorrelacionado 122. O sinal descorrelacionado 122 pode compreender quatro canais.
[059] Adicionalmente, o estágio de processamento de efeito espacial 104 pode compreender um estágio de binauralização 124. O estágio de binauralização 124 pode ser configurado para aplicar filtros binaurais espaciais (ou filtros binaurais adaptados para aprimorar uma dimensão de estágio auditivo, por exemplo, pelo menos uma dentre largura de estágio auditivo e altura de estágio auditivo) à porção ambiente 110 do sinal estéreo ou uma versão processada do mesmo, por exemplo, ao sinal descorrelacionado 122 na modalidade mostrada na Figura 2.
[060] O estágio de binauralização 124 ou bloqueio de binauralização pode consistir em filtros binaurais, idênticos para o assento do condutor e o assento do condutor ajudante. Devido a filtros espaciais idênticos e posições de alto- falante simétricas, o processo de sintonização acústica é altamente simplificado visto que as definições para ambos os assentos são idênticas. Esses filtros binaurais podem ser medidos acusticamente em salas, conforme descrito acima. Para o estágio de binauralização, uma sala padrão ou um carro pode ser usado para medição. Ali, dois alto-falantes podem ser colocados simetricamente na frente de uma cabeça artificial montada em um torso ou um usuário. As respostas de impulso daqueles alto-falantes podem ser medidas. Esses pares de alto- falantes podem ser colocados em um triângulo estéreo em 30°, 40°, 50°, 60°, 70°, 80°, 90°, 100°, 110° ou 120° em relação à direção frontal do ouvinte. Entretanto, os filtros simulados gerados por uma simulação de sala acústica podem ser usados. A convolução dessas respostas de impulso na forma de filtros de resposta de impulso finito (FIRs equivalentes a respostas de impulso de sala binaural) pode ser feita no domínio de tempo, o domínio de frequência (economia de sobreposição ou adição de sobreposição) ou no domínio de banco de filtro QMF (QMR = filtro espelhado em quadratura), consultar, para a estrutura de processamento de filtro, a Figura 7.
[061] A versão processada 126 da porção de som ambiente 110 do sinal estéreo processado pelo estágio de binauralização 124 pode compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal estéreo. Por exemplo, o sinal 126 processado pelo estágio de binauralização 124 pode compreender três canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende três alto-falantes) ou quatro canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende quatro alto-falantes, ou para um processamento adicional).
[062] Adicionalmente, o estágio de processamento de efeito espacial 104 pode compreender um modificador de envolvimento de ouvinte 128 configurado para aplicar filtros binaurais de envolvimento de ouvinte (ou filtros binaurais adaptados para aprimorar um envolvimento auditivo (do ouvinte)) à porção ambiente 110 do sinal de canais múltiplos ou uma versão processada do mesmo, por exemplo, ao sinal 126 processado pelo estágio de binauralização 126 na modalidade mostrada na Figura 2.
[063] Para o modificador de envolvimento 128 (ou bloqueio de modificação de envolvimento ou estágio de envolvimento), uma medição dentro do carro que mede respostas de impulso de alto-falantes atrás do ouvinte pode ser usada. Nessas medições, uma cabeça artificial em um torso [Hess, W. e J. Weishãupl, “Replication of Human Head Movements in 3 Dimensions by a Mechanical Joint”, em Proc. ICSA International Conference on Spatial Acoustics, Erlangen, Alemanha, 2014.], um microfone em esfera ou um defletor [Jecklin, J.: “A different way to record classical music”, em J. Audio Eng. Soc, Volume 29, edição 5, páginas 329 a 332, 1981] pode ser usado para garantir uma separação de canal de áudio de canal de medição de orelha esquerda e direita. No carro, a cabeça artificial ou microfone pode ser colocado no assento frontal. Em cada assento frontal, uma medição pode ser feita, então, duas respostas de impulso de sala binaural podem ser medidas. Um alto-falante pode ser medido ou uma combinação de mais de um, consultar Figura 4. Consultar, para a estrutura de processamento de filtro, a Figura 7.
[064] A versão processada 130 da porção de som ambiente 110 do sinal estéreo processado pelo modificador de envolvimento 128 pode compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal estéreo. Por exemplo, o sinal 126 processado pelo modificador de envolvimento 128 pode compreender três canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende três alto-falantes) ou quatro canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende quatro alto-falantes, ou para um processamento adicional).
[065] Adicionalmente, o estágio de processamento de efeito espacial 104 pode compreender um estágio de atraso 132 configurado para atrasar uma versão processada da porção ambiente 110 do sinal estéreo, por exemplo, processada por pelo menos um dentre o estágio de binauralização 124 e o modificador de envolvimento de ouvinte 128, por exemplo, o sinal 130 processado pelo modificador de envolvimento 128 na modalidade mostrada na Figura 2.
[066] A versão processada 134 da porção de som ambiente 110 do sinal estéreo processado pelo estágio de atraso 132 pode compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal estéreo. Por exemplo, o sinal 134 processado pelo estágio de atraso pode compreender três canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende três alto-falantes) ou quatro canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende quatro alto-falantes).
[067] Adicionalmente, o estágio de processamento de efeito espacial 104 pode compreender um estágio de ajuste de força de efeito espacial 136 configurado para ajustar uma força de efeito espacial de uma versão processada da porção ambiente 110 do sinal estéreo, por exemplo, processada por pelo menos um dentre o estágio de binauralização 124 e o modificador de envolvimento de ouvinte 128, ou uma versão processada adicional do mesmo, por exemplo, o sinal 134 processado pelo estágio de atraso 134 na modalidade mostrada na Figura 2.
[068] A versão processada 138 da porção de som ambiente 110 do sinal estéreo processado pelo estágio de ajuste de força de efeito espacial 136 pode compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal estéreo. Por exemplo, o sinal 138 processado pelo estágio de ajuste de força de efeito espacial 136 pode compreender três canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende três alto-falantes) ou quatro canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende quatro alto- falantes, ou para um processamento adicional).
[069] O sinal de efeito espacial 108 fornecido pelo estágio de efeito espacial 104 pode ser uma versão processada da porção ambiente 110 do sinal estéreo processado por pelo menos um dentre o estágio de binauralização 124 e o modificador de envolvimento de ouvinte 128, e opcional e adicionalmente processado por pelo menos um dentre o estágio de atraso 132 e o estágio de ajuste de força de efeito espacial 136, por exemplo, o sinal 138 processado pelo estágio de ajuste de força de efeito espacial 136.
[070] O processador de som 100 pode compreender adicionalmente um estágio de processamento estéreo (geração de estágio frontal) 114 configurado para gerar um sinal de estágio de som estéreo individual 112 com base no sinal estéreo 106 para geração com um sistema de reprodução de alto-falante que tem três ou quatro alto-falantes em pelo menos dois estágios de som estéreo individual para pelo menos duas posições de escuta diferentes, isto é, uma posição de condutor e uma posição de passageiro frontal.
[071] O sinal de estágio de som estéreo individual 112 fornecido pelo estágio de processamento estéreo 114 pode compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal estéreo. Por exemplo, o sinal de estágio de som estéreo individual 112 pode compreender três canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende três alto-falantes) ou quatro canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende quatro alto-falantes).
[072] O estágio de combinação 116, por exemplo, adicionador, pode ser configurado para combinar em canais o sinal de estágio de som estéreo individual 112 e o sinal de efeito espacial 108, isto é, o sinal de estágio de som estéreo individual 112 e o sinal de efeito espacial 108 podem compreender o mesmo número de canais.
[073] O sinal 140 fornecido pelo estágio de combinação 116 pode compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal estéreo. Por exemplo, o sinal 140 fornecido pelo estágio de combinação 116 pode compreender três canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende três alto-falantes) ou quatro canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende quatro alto-falantes).
[074] O processador de som 100 pode compreender uma unidade de geração de saída de quatro canais 142 configurada para gerar um sinal de saída de quatro canais 144 que compreende quatro canais (esquerda esquerda (LL), esquerda direita (LR), direita esquerda (RL), direita direita (RR)) (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende quatro alto- falantes) com base no sinal 140 processado pelo estágio de combinação 116.
[075] Alternativamente, o processador de som 100 pode compreender uma unidade de geração de saída de três canais 146 configurada para gerar um sinal de saída de três canais 148 que compreende três canais (esquerda (LL), centro (CNTR), direita (RR)) (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto- falante que compreende três alto-falantes) com base no sinal 140 processado pelo estágio de combinação 116.
[076] A Figura 3 mostra um diagrama de blocos esquemático do processador de áudio 100 de acordo com uma modalidade adicional. O processador de som 100 compreende o extrator de porção de som ambiente (som direto/decomposição de ambiência) 102, o estágio de processamento de efeito espacial 104 e o estágio de combinação 116.
[077] Uma unidade de decomposição de som direto/ambiência 102 funciona como uma unidade de processamento dependente de sinal de entrada dinâmica. Esses algoritmos são bem conhecidos a partir da literatura, consultar, por exemplo, [WALTHER ANDREAS ET AL: "Direct-ambient decomposition and upmix of surround signals", APPLICATIONS OF SIGNAL PROCESSING TO AUDIO AND ACOUSTICS (WASPAA), 2811 IEEE WORKSHOP ON, IEEE, 16 de outubro de 2011] e [GAMPP PATRICK; HABETS EMANUEL; KRATZ MICHAEL; UHLE CHRISTIAN: APPARATUS AND METHOD FOR MULTICHANNEL DIRECT-AMBIENT DECOMPOSITION FOR AUDIO SIGNAL PROCESSING, Patente n°: 57367305 (documento n° WO14135235A1), publicado em 23 de outubro de 2013]. Todos os algoritmos a seguir são de natureza estática. Apenas filtros estáticos e convolução de bloco de latência baixa (por exemplo, adição de sobreposição ou economia de sobreposição) são usados para conformação de sinal através de filtros de resposta de impulso finito digital no bloco de “Binauralização” e “Modificação de envolvimento”.
[078] Em detalhes, conforme mostrado na Figura 3, o estágio de processamento de efeito espacial 104 pode compreender um descorrelacionador 120 configurado para descorrelacionar a porção ambiente 110 do sinal estéreo, para obter um sinal descorrelacionado 122. O sinal descorrelacionado 122 pode compreender quatro canais.
[079] Adicionalmente, o estágio de processamento de efeito espacial 104 pode compreender um estágio de binauralização 124. O estágio de binauralização 124 pode ser configurado para aplicar filtros binaurais espaciais (ou filtros binaurais adaptados para aprimorar uma dimensão de estágio auditivo, por exemplo, pelo menos uma dentre largura de estágio auditivo e altura de estágio auditivo) à porção ambiente 110 do sinal estéreo ou uma versão processada do mesmo, por exemplo, ao sinal descorrelacionado 122 na modalidade mostrada na Figura 3.
[080] O estágio de binauralização 124 ou bloqueio de binauralização pode consistir em filtros binaurais, idênticos para o assento do condutor e o assento do condutor ajudante. Esses filtros podem ser medidos acusticamente em salas, conforme descrito acima. Para o estágio de binauralização, uma sala padrão pode ser usada para medição. Ali, dois alto-falantes podem ser colocados simetricamente na frente de uma cabeça artificial montada em um torso ou um usuário. As respostas de impulso daqueles alto-falantes podem ser medidas. Esses pares de alto-falantes podem ser colocados em um triângulo estéreo em 30°, 40°, 50°, 60°, 70°, 80°, 90°, 100°, 110° ou 120° em relação à direção frontal do ouvinte. A convolução dos filtros de resposta de impulso finito (FIRs = respostas de impulso de sala binaural) pode ser feita no domínio de tempo, o domínio de frequência (economia de sobreposição ou adição de sobreposição) ou no domínio de banco de filtro QMF (QMR = filtro espelhado em quadratura), consultar, para a estrutura de processamento de filtro, a Figura 7.
[081] A versão processada 126 da porção de som ambiente 110 do sinal estéreo processado pelo estágio de binauralização 124 pode compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal estéreo. Por exemplo, o sinal 126 processado pelo estágio de binauralização 124 pode compreender três canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende três alto-falantes) ou quatro canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende quatro alto-falantes, ou para um processamento adicional).
[082] Adicionalmente, o estágio de processamento de efeito espacial 104 pode compreender um modificador de envolvimento de ouvinte 128 configurado para aplicar filtros binaurais de envolvimento de ouvinte (ou filtros binaurais adaptados para aprimorar um envolvimento auditivo (do ouvinte)) à porção ambiente 110 do sinal de canais múltiplos ou uma versão processada do mesmo, por exemplo, ao sinal descorrelacionado 122 na modalidade mostrada na Figura 3.
[083] Para o modificador de envolvimento 128 (ou bloqueio de modificação de envolvimento ou estágio de envolvimento), uma medição dentro do carro que mede respostas de impulso de alto-falantes atrás do ouvinte pode ser usada. Nessas medições, uma cabeça artificial em um torso [Hess, W. e J. Weishãupl, “Replication of Human Head Movements in 3 Dimensions by a Mechanical Joint”, em Proc. ICSA International Conference on Spatial Acoustics, Erlangen, Alemanha, 2014.], um microfone em esfera ou um defletor [Jecklin, J.: “A different way to record classical music”, em J. Audio Eng. Soc, Volume 29, edição 5, páginas 329 a 332, 1981] pode ser usado para garantir uma separação de canal de áudio de canal de medição de orelha esquerda e direita. No carro, a cabeça artificial ou microfone pode ser colocado no assento frontal. Em cada assento frontal, uma medição pode ser feita, então, duas respostas de impulso de sala binaural podem ser medidas. Um alto-falante pode ser medido ou uma combinação de mais de um, consultar Figura 4. Consultar, para a estrutura de processamento de filtro, a Figura 7.
[084] A versão processada 130 da porção de som ambiente 110 do sinal estéreo processado pelo modificador de envolvimento 128 pode compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal estéreo. Por exemplo, o sinal 126 processado pelo modificador de envolvimento 128 pode compreender três canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende três alto-falantes) ou quatro canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende quatro alto-falantes, ou para um processamento adicional).
[085] Adicionalmente, o estágio de processamento de efeito espacial 104 pode compreender um primeiro estágio de atraso 132_1 configurado para atrasar uma versão processada da porção ambiente 110 do sinal estéreo, por exemplo, processada pelo estágio de binauralização 124 na modalidade mostrada na Figura 3, e um segundo estágio de atraso 132_2 configurado para atrasar uma versão processada da porção ambiente 110 do sinal estéreo, por exemplo, processada pelo modificador de envolvimento 128 na modalidade mostrada na Figura 3.
[086] A versão processada 134_1 da porção de som ambiente 110 do sinal estéreo processado pelo primeiro estágio de atraso 132_1 e a versão processada 134_2 da porção de som ambiente 110 do sinal estéreo processado pelo segundo estágio de atraso 132_4 podem compreender, cada uma, pelo menos um canal a mais do que o sinal estéreo. Por exemplo, os sinais 134_1 e 134_2 processados pelo primeiro e pelo segundo estágios de atraso 132_1 e 132_2 podem compreender três canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende três alto-falantes) ou quatro canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende quatro alto-falantes).
[087] Adicionalmente, o estágio de processamento de efeito espacial 104 pode compreender um estágio de ajuste de efeito de dimensão de estágio auditivo 136_1 configurado para ajustar uma força de efeito de dimensão de estágio auditivo de uma versão processada da porção ambiente 110 do sinal estéreo, por exemplo, processado pelo estágio de binauralização 124 ou uma versão processada adicional do mesmo, por exemplo, o sinal 134_1 processado pelo primeiro estágio de atraso 132_1.
[088] A versão processada 138_1 da porção de som ambiente 110 do sinal estéreo processado pelo estágio de ajuste de efeito de dimensão de estágio auditivo 136_1 pode compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal estéreo. Por exemplo, o sinal 138_1 processado pelo estágio de ajuste de efeito de dimensão de estágio auditivo 136_1 pode compreender três canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende três alto-falantes) ou quatro canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende quatro alto-falantes).
[089] Adicionalmente, o estágio de processamento de efeito espacial 104 pode compreender um estágio de ajuste de efeito de envolvimento de ouvinte 136_2 configurado para ajustar uma força de efeito de uma versão processada da porção ambiente 110 do sinal estéreo, por exemplo, processada pelo modificador de envolvimento de ouvinte 128 ou uma versão processada adicional do mesmo, por exemplo, o sinal 134_2 processado pelo segundo estágio de atraso 132_2 na modalidade mostrada na Figura 3.
[090] A versão processada 138_2 da porção de som ambiente 110 do sinal estéreo processado pelo estágio de ajuste de efeito de envolvimento de ouvinte 136_2 pode compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal estéreo. Por exemplo, o sinal 138_2 processado pelo estágio de ajuste de efeito de envolvimento de ouvinte 136_2 pode compreender três canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende três alto- falantes) ou quatro canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto- falante que compreende quatro alto-falantes).
[091] O sinal de efeito espacial 108 fornecido pelo estágio de efeito espacial 104 pode ser uma versão processada da porção ambiente 110 do sinal estéreo processado por pelo menos um dentre o estágio de binauralização 124 e o modificador de envolvimento de ouvinte 128, e opcional e adicionalmente processado por pelo menos um dentre o primeiro estágio de atraso 132_1, segundo estágio de atraso 132_2, estágio de ajuste de efeito de dimensão de estágio auditivo 136_1 e estágio de ajuste de efeito de envolvimento de ouvinte 136_2 ou uma combinação desses sinais, por exemplo, uma combinação dos sinais 138_1 e 138_2 processados pelo estágio de ajuste de efeito de dimensão de estágio auditivo 136_1 e pelo estágio de ajuste de efeito de envolvimento de ouvinte 136_2 na modalidade mostrada na Figura 3. Causada por caminhos de sinal diferentes, a força de efeito ASD e LEV pode ser ajustada independentemente, para que um efeito 3D individual que compreende efeito 3D de estágio frontal e efeito 3D adjacente (ou que envolve a lateral e a traseira) possa ser sintonizado.
[092] O processador de som 100 pode compreender adicionalmente um estágio de processamento estéreo (geração de estágio frontal) 114 configurado para gerar um sinal de estágio de som estéreo individual 112 com base no sinal estéreo 106 para geração com um sistema de reprodução de alto-falante que tem três ou quatro alto-falantes em pelo menos dois estágios de som estéreo individual para pelo menos duas posições de escuta diferentes, isto é, uma posição de condutor e uma posição de passageiro frontal.
[093] O sinal de estágio de som estéreo individual 112 fornecido pelo estágio de processamento estéreo 114 pode compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal estéreo. Por exemplo, o sinal de estágio de som estéreo individual 112 pode compreender três canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende três alto-falantes) ou quatro canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende quatro alto-falantes).
[094] O estágio de combinação 116, por exemplo, adicionador, pode ser configurado para combinar em canais o sinal de estágio de som estéreo individual 112 e o sinal de efeito espacial 108, isto é, o sinal de estágio de som estéreo individual 112 e o sinal de efeito espacial 108 podem compreender o mesmo número de canais.
[095] O sinal 140 fornecido pelo estágio de combinação 116 pode compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal estéreo. Por exemplo, o sinal 140 fornecido pelo estágio de combinação 116 pode compreender três canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende três alto-falantes) ou quatro canais (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende quatro alto-falantes).
[096] O processador de som 100 pode compreender uma unidade de geração de saída de quatro canais 142 configurada para gerar um sinal de saída de quatro canais 144 que compreende quatro canais (esquerda esquerda (LL), esquerda direita (LR), direita esquerda (RL), direita direita (RR)) (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto-falante que compreende quatro alto- falantes) com base no sinal 140 processado pelo estágio de combinação 116.
[097] Alternativamente, o processador de som 100 pode compreender uma unidade de geração de saída de três canais 146 configurada para gerar um sinal de saída de três canais 148 que compreende três canais (esquerda (LL), centro (CNTR), direita (RR)) (por exemplo, para um sistema de reprodução de alto- falante que compreende três alto-falantes) com base no sinal 140 processado pelo estágio de combinação 116.
[098] A Figura 4 mostra uma vista esquemática de uma disposição de medição para obter os filtros binaurais do modificador de envolvimento de ouvinte, de acordo com uma modalidade.
[099] Em outras palavras, a Figura 4 mostra uma medição dos filtros (FIRs = respostas de impulso de sala binaural) para o caminho de envolvimento de ouvinte (LEV). A cabeça artificial pode ser colocada em um dentre os assentos frontais 150_1 e 150_2.
[100] Conforme representado na Figura 4, para as medições, os alto- falantes atrás dos assentos frontais 150_1 e 150_2 podem ser usados para o processo de medição. No veículo, as portas posteriores 152_1 e 152_2 são colocadas nos assentos traseiros 154 direcionadas para os lados, para frente ou para cima, colocadas no topo do encosto dos assentos traseiros 156, colocadas no topo da prateleira traseira 158 direcionada para frente ou para trás, colocadas na prateleira traseira ou no topo da mesma 160 direcionada para cima.
[101] A Figura 5 mostra uma vista superior esquemática de um veículo 200 com um sistema de reprodução de alto-falante 202 que compreende o processador digital 100 e quatro alto-falantes 204, 206, 208, 210.
[102] O sistema de reprodução de alto-falante 200 pode ser configurado para reproduzir o sinal processado pelo processador digital 100, por exemplo, o sinal fornecido pela unidade de emissão de geração de quatro canais 142 com o uso dos quatro alto-falantes 204, 206, 208, 210. Assim, cada um dentre os alto- falantes 204, 206, 208, 210 pode ser usado para reproduzir um dos canais do sinal processado pelo processador digital 100.
[103] Cada um dentre os alto-falantes 204, 206, 208, 210 pode compreender um acionador de alto-falante (por exemplo, um acionador de alcance completo ou acionador de alcance amplo) ou uma pluralidade de acionadores de alto-falante para bandas de frequência diferentes (por exemplo, um acionador de frequência alta (alto-falante de agudos) e acionador de frequência média; um acionador de frequência alta (alto-falante de agudos) e um woofer; ou um acionador de frequência alta (alto-falante de agudos), acionador de frequência média e um woofer).
[104] Os dois alto-falantes 204 e 206 podem ser direcionados a uma primeira posição de escuta (por exemplo, posição de condutor) 212 e podem ser usados para reproduzir os canais direito e esquerdo de um estágio frontal estéreo gerando-se um primeiro campo de som 216 para a primeira posição de escuta 212, em que os dois alto-falantes 208 e 210 podem ser direcionados a uma segunda posição de escuta (por exemplo, posição de passageiro frontal) 214 e podem ser usados para reproduzir os canais direito e esquerdo de um estágio frontal estéreo gerando-se um segundo campo de som 218 para a segunda posição de escuta 214.
[105] Conforme mostrado de modo exemplificativo na Figura 5, o veículo 200 pode ser um carro. O carro pode compreender pelo menos um assento de condutor 220 e um assento de passageiro frontal 222. Assim, uma posição de condutor 212 pode ser definida por uma posição do assento de condutor 220, em que uma posição de passageiro frontal 214 pode ser definida por uma posição do assento de passageiro frontal 222. Por exemplo, a posição de condutor 212 pode corresponder a (ou ser) uma posição na qual a cabeça de um condutor que está sentado no assento de condutor 220 seria disposta. De modo similar, a posição de passageiro frontal 214 pode corresponder a (ou ser) uma posição na qual a cabeça de um passageiro frontal que está sentado no assento de passageiro frontal 222 seria disposta.
[106] Naturalmente, o carro pode compreender adicionalmente pelo menos dois assentos traseiros ou pelo menos um assento de banco traseiro para pelo menos mais dois passageiros. Conforme se torna óbvio a partir da Figura 5, naquele caso, o primeiro e o segundo campos de som 216 e 218 também são direcionados para as posições de passageiro traseiras dispostas atrás do condutor e posições de passageiro frontais 212 e 214, por exemplo, em direção aos passageiros traseiros que estão sentados atrás do condutor (assento) e do passageiro frontal (assento), respectivamente. Adicionalmente, nos assentos atrás do condutor e do passageiro frontal, o sinal de som 3D virtual pode ser perceptível, visto que a posição para os alto-falantes que apresentam som também é semelhante à simétrica no assento frontal, entretanto, a distância é maior. Ambos os assentos estão em uma fileira em relação ao sistema de alto- falante na frente.
[107] Os alto-falantes 204, 206, 208, 210 podem ser dispostos, por exemplo, em um painel 224 do veículo 200.
[108] Em outras palavras, a Figura 5 mostra as fileiras de escuta no veículo, em que o exemplo é mostrado com o uso de quatro alto-falantes no painel. Os dois alto-falantes centrais também podem ser substituídos por um alto-falante central.
[109] A Figura 6 mostra uma vista superior esquemática de um veículo 200 com o sistema de reprodução de alto-falante 202 mostrado na Figura 5. Além da Figura 5, na Figura 6, a dimensão de estágio auditivo e o envolvimento de ouvinte são indicados pelas setas 230 e 232, respectivamente. Em outras palavras, a Figura 6 mostra o áudio tridimensional. A dimensão espacial auditiva ASD e LEV, ASD (dimensão de estágio auditivo) para largura e altura frontal, LEV para profundidade espacial.
[110] A Figura 7 mostra uma vista esquemática de uma estrutura de processamento de filtro de binauralização e estágios de modificação de envolvimento do estágio de processamento de efeito espacial. Um primeiro caminho de som entre uma primeira fonte de som (por exemplo, primeiro alto- falante) 250 e uma primeira orelha 252 de um ouvinte 254 pode ser descrita pelo coeficiente H11, um segundo caminho de som entre a primeira fonte de som 250 e uma segunda orelha 256 do ouvinte 254 pode ser descrito pelo coeficiente H21, um terceiro caminho de som entre uma segunda fonte de som (por exemplo, segundo alto-falante) 258 e a primeira orelha 252 do ouvinte pode ser descrito pelo coeficiente H12, e um quarto caminho de som entre a segunda fonte de som 258 e a segunda orelha 256 do ouvinte 254 pode ser descrito pelo coeficiente H22.
[111] A Figura 8 mostra um fluxograma de um método 300 para processar um sinal, de acordo com uma modalidade. O método 300 compreende uma etapa 302 de extrair uma porção ambiente de um sinal de canais múltiplos; uma etapa 304 de gerar um sinal de efeito espacial com base na porção ambiente do sinal de canais múltiplos; e uma etapa 306 de combinar o sinal de canais múltiplos ou uma versão processada do mesmo com o sinal de efeito espacial.
[112] Embora alguns aspectos tenham sido descritos no contexto de um aparelho, é claro que esses aspectos também representam uma descrição do método correspondente, em que um bloco ou dispositivo corresponde a uma etapa de método ou um recurso de uma etapa de método. De modo análogo, os aspectos descritos no contexto de uma etapa de método também representam uma descrição de um bloco correspondente ou item ou recurso de um aparelho correspondente. Algumas ou todas as etapas de método podem ser executadas por (ou com o uso) um aparelho de hardware, como, por exemplo, um microprocessador, um computador programável ou um circuito eletrônico. Em algumas modalidades, uma ou mais dentre as etapas de método mais importantes podem ser executadas por tal aparelho.
[113] Dependendo de certas exigências de implantação, as modalidades da invenção podem ser implantadas em hardware ou em software. A implantação pode ser realizada com o uso de um meio de armazenamento digital, por exemplo, um disquete, um DVD, um Blu-Ray, um CD, uma ROM, uma PROM, uma EPROM, uma EEPROM ou uma memória FLASH que tem sinais de controle eletronicamente legíveis armazenados no mesmo, os quais cooperam (ou têm capacidade para cooperar) com um sistema de computador programável, de modo que o respectivo método seja realizado. Portanto, o meio de armazenamento digital pode ser legível por computador.
[114] Algumas modalidades de acordo com a invenção compreendem uma portadora de dados que tem sinais de controle eletronicamente legíveis, a qual tem capacidade para cooperar com um sistema de computador programável, de modo que um dentre os métodos descritos no presente documento seja realizado.
[115] Geralmente, as modalidades da presente invenção podem ser implantadas como um produto de programa de computador com um código de programa, sendo que o código de programa é operacional para realizar um dentre os métodos quando o produto de programa de computador é executado em um computador. O código de programa pode ser, por exemplo, armazenado em uma portadora legível por máquina.
[116] Outras modalidades compreendem o programa de computador para realizar um dentre os métodos descritos no presente documento, armazenado em uma portadora legível por máquina.
[117] Em outras palavras, uma modalidade do método inventivo é, portanto, um programa de computador que tem um código de programa para realizar um dentre os métodos descritos no presente documento, quando o programa de computador é executado em um computador.
[118] Uma modalidade adicional dos métodos inventivos é, portanto, uma portadora de dados (ou um meio de armazenamento digital ou um meio legível por computador) que compreende, registrado na mesma, o programa de computador para realizar um dentre os métodos descritos no presente documento. A portadora de dados, o meio de armazenamento digital ou o meio registrado são tipicamente tangíveis e/ou não transitórios.
[119] Uma modalidade adicional do método inventivo é, portanto, um fluxo de dados ou uma sequência de sinais que representa o programa de computador para realizar um dentre os métodos descritos no presente documento. O fluxo de dados ou a sequência de sinais pode ser, por exemplo, configurada para ser transferida por meio de uma conexão de comunicação de dados, por exemplo, por meio da Internet.
[120] Uma modalidade adicional compreende um meio de processamento, por exemplo, um computador, ou um dispositivo de lógica programável, configurado ou adaptado para realizar um dentre os métodos descritos no presente documento.
[121] Uma modalidade adicional compreende um computador que tem instalado no mesmo o programa de computador para realizar um dentre os métodos descritos no presente documento.
[122] Uma modalidade adicional de acordo com a invenção compreende um aparelho ou um sistema configurado para transferir (por exemplo, de modo eletrônico ou óptico) um programa de computador para realizar um dentre os métodos descritos no presente documento a um receptor. O receptor pode ser, por exemplo, um computador, um dispositivo móvel, um dispositivo de memória ou semelhantes. O aparelho ou sistema pode compreender, por exemplo, um servidor de arquivos para transferir o programa de computador ao receptor.
[123] Em algumas modalidades, um dispositivo de lógica programável (por exemplo, um arranjo de porta programável em campo) pode ser usado para realizar algumas ou todas as funcionalidades dos métodos descritos no presente documento. Em algumas modalidades, um arranjo de porta programável em campo pode cooperar com um microprocessador a fim de realizar um dentre os métodos descritos no presente documento. Geralmente, os métodos são preferencialmente realizados por qualquer aparelho de hardware.
[124] O aparelho descrito no presente documento pode ser implantado com o uso de um aparelho de hardware, ou com o uso de um computador, ou com o uso de uma combinação de um aparelho de hardware e um computador.
[125] O aparelho descrito no presente documento, ou quaisquer componentes do aparelho descrito no presente documento, podem ser implantados pelo menos parcialmente em hardware e/ou em software.
[126] Os métodos descritos no presente documento podem ser realizados com o uso de um aparelho de hardware, ou com o uso de um computador, ou com o uso de uma combinação de um aparelho de hardware e um computador.
[127] Os métodos descritos no presente documento, ou quaisquer componentes do aparelho descrito no presente documento, podem ser realizados pelo menos parcialmente por hardware e/ou por software.
[128] As modalidades descritas acima são meramente ilustrativas para os princípios da presente invenção. É entendido que as modificações e variações das disposições e os detalhes descritos no presente documento serão evidentes para outras pessoas versadas na técnica. Pretende-se, portanto, se limitar apenas ao escopo das reivindicações da patente e não pelos detalhes específicos apresentados a título de descrição e explicação das modalidades no presente documento.

Claims (19)

1. Processador digital (100) para um sistema de reprodução de alto- falante (202) com pelo menos três alto-falantes frontais caracterizado por compreender: um extrator de porção ambiente (102) configurado para extrair uma porção ambiente de um sinal de canais múltiplos (106); e um estágio de processamento de efeito espacial (104) configurado para gerar um sinal de efeito espacial (108) com base na porção ambiente (110) do sinal de canais múltiplos; em que o processador digital (100) é configurado para combinar uma versão processada (112) do sinal de canais múltiplos (106) com o sinal de efeito espacial (108) para adquirir um sinal para os pelo menos três alto-falantes frontais; em que o processador digital (100) compreende um estágio de processamento de canais múltiplos (114) configurado para gerar a versão processada (112) do sinal de canais múltiplos; em que o processador digital (100) é configurado para combinar a versão processada (112) do sinal de canais múltiplos e o sinal de efeito espacial (108); em que o sinal de canais múltiplos é um sinal estéreo; e em que a versão processada (112) do sinal de canais múltiplos compreende pelo menos um canal a mais do que o sinal de canais múltiplos (106); em que o estágio de processamento de canais múltiplos é configurado para gerar pelo menos dois sinais de estágio de som estéreo individual como a versão processada do sinal de canais múltiplos (112) do sinal estéreo para geração, com o sistema de reprodução de alto-falante (202) que compreende os pelo menos três alto-falantes, de pelo menos dois estágios de som estéreo individual para pelo menos duas posições de escuta diferentes.
2. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o estágio de processamento de efeito espacial (104) compreender um estágio de binauralização (124) configurado para aplicar filtros binaurais espaciais à porção ambiente (110) do sinal de canais múltiplos ou uma versão processada (122, 130) do mesmo.
3. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por os filtros binaurais espaciais do estágio de binauralização (124) corresponderem às respostas de impulso de caminho de som direto binaural.
4. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o estágio de binauralização (124) ser configurado para aplicar os mesmos filtros binaurais aos canais da porção ambiente (110) do sinal de canais múltiplos ou a versão processada (122, 130) do mesmo correspondente a posições de escuta diferentes.
5. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o estágio de processamento de efeito espacial (104) compreender um modificador de envolvimento de ouvinte (128) configurado para aplicar os filtros binaurais de envolvimento de ouvinte à porção ambiente (110) do sinal de canais múltiplos ou uma versão processada (122, 126) do mesmo.
6. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por os filtros binaurais de envolvimento de ouvinte do modificador de envolvimento de ouvinte (128) corresponderem às respostas de impulso de sala binaural.
7. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o modificador de envolvimento de ouvinte (128) ser configurado para aplicar filtros binaurais diferentes a canais da porção ambiente (110) do sinal de canais múltiplos ou a versão processada (122, 126) do mesmo correspondente a posições de escuta diferentes.
8. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o estágio de processamento de efeito espacial (104) compreender um descorrelacionador (120) configurado para descorrelacionar a porção ambiente (110) do sinal de canais múltiplos para adquirir um sinal descorrelacionado (122); em que o estágio de processamento de efeito espacial (104) compreende um estágio de binauralização (124) configurado para aplicar filtros binaurais espaciais à porção ambiente do sinal multicanal ou uma versão processada do mesmo; em que o estágio de binauralização (124) é configurado para aplicar os filtros binaurais espaciais ao sinal descorrelacionado (122) ou uma versão processada (130) do mesmo.
9. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o sinal descorrelacionado (122) compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal de canais múltiplos (106).
10. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o estágio de processamento de efeito espacial (104) compreender um estágio de binauralização (124) configurado para aplicar filtros binaurais espaciais à porção ambiente do sinal multicanal ou uma versão processada do mesmo; em que o estágio de processamento de efeito espacial compreende um estágio de atraso (132, 132_1, 132_2) configurado para atrasar um sinal (126) processado pelo estágio de binauralização (124) ou uma versão processada adicional do mesmo.
11. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o estágio de processamento de efeito espacial (104) compreender um estágio de binauralização (124) configurado para aplicar filtros binaurais espaciais à porção ambiente do sinal multicanal ou uma versão processada do mesmo; em que o estágio de processamento de efeito espacial (104) compreende um modificador de envolvimento de ouvinte (128) configurado para aplicar filtros binaurais de envolvimento de ouvinte à porção ambiente do sinal multicanal ou uma versão processada do mesmo; em que o estágio de binauralização (124) e o modificador de envolvimento de ouvinte (128) estão conectados em série; em que o estágio de processamento de efeito espacial (104) compreende um estágio de ajuste de força de efeito espacial (136) configurado para ajustar uma força de efeito espacial fornecida pela conexão em série do estágio de binauralização (124) e do modificador de envolvimento de ouvinte (128).
12. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o estágio de processamento de efeito espacial (104) compreender um estágio de binauralização (124) configurado para aplicar filtros binaurais espaciais à porção ambiente do sinal multicanal ou uma versão processada do mesmo; em que o estágio de processamento de efeito espacial (104) compreende um modificador de envolvimento de ouvinte (128) é configurado para aplicar filtros binaurais de envolvimento de ouvinte à porção ambiente do sinal multicanal ou uma versão processada do mesmo; em que o estágio de binauralização (124) e o modificador de envolvimento do ouvinte (128) estão conectados em paralelo; em que o estágio de processamento de efeito espacial (104) compreende um estágio de ajuste de efeito de dimensão de estágio auditivo (136_1) configurado para ajustar uma força de efeito de um sinal (126) processado pelo estágio de binauralização (124) ou uma versão processada adicional (134_1) do mesmo; em que o estágio de processamento de efeito espacial (104) compreende um estágio de ajuste de efeito de envolvimento de ouvinte (136_2) configurado para ajustar uma força de efeito de um sinal (130) fornecido pelo modificador de envolvimento de ouvinte (128) ou uma versão processada adicional do mesmo (134_2).
13. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o processador digital (100) ser configurado para combinar em canais o sinal de canais múltiplos (106) ou a versão processada do mesmo (112) com o sinal de efeito espacial (108).
14. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o processador digital (100) compreender um adicionador, configurado para adicionar em canais o sinal de canais múltiplos (106) ou a versão processada do mesmo (112) ao sinal de efeito espacial (108).
15. Sistema de reprodução de alto-falante (202) para um veículo, sendo que o sistema é caracterizado por compreender: um processador digital (100), conforme definido na reivindicação 1; pelo menos três alto-falantes frontais (204, 206, 208, 210) configurados para reproduzir um sinal adquirido pela combinação do sinal de canais múltiplos ou a versão processada do mesmo e do sinal de efeito espacial.
16. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o estágio de processamento de efeito espacial (104) compreender um descorrelacionador (120) configurado para descorrelacionar a porção ambiente (110) do sinal de canais múltiplos para adquirir um sinal descorrelacionado (122); em que o estágio de processamento de efeito espacial (104) compreende um modificador de envolvimento de ouvinte (128) é configurado para aplicar filtros binaurais de envolvimento de ouvinte à porção ambiente do sinal multicanal ou uma versão processada do mesmo; em que o modificador de envolvimento de ouvinte (128) é configurado para aplicar os filtros binaurais de envolvimento ao sinal descorrelacionado ou uma versão processada do mesmo.
17. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por o sinal descorrelacionado (122) compreender pelo menos um canal a mais do que o sinal de canais múltiplos (106).
18. Processador digital (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o estágio de processamento de efeito espacial (104) compreender um modificador de envolvimento de ouvinte (128) configurado para aplicar os filtros binaurais de envolvimento de ouvinte à porção ambiente (110) do sinal de canais múltiplos ou uma versão processada do mesmo; em que o estágio de processamento de efeito espacial compreende um estágio de atraso (132, 132_1, 132_2) configurado para atrasar um sinal (126) processado pelo modificador de envolvimento de ouvinte (128) de acordo ou uma versão processada adicional do mesmo.
19. Método (300) para processar sinais para um sistema de reprodução de alto-falante (202) com pelo menos três alto-falantes frontais, sendo que o método é caracterizado por compreender: extrair (302) uma porção ambiente de um sinal de canais múltiplos; e gerar (304) um sinal de efeito espacial com base na porção ambiente do sinal de canais múltiplos; e gerar uma versão processada do sinal de canais múltiplos; combinar (306) a versão processada do sinal de canais múltiplos com o sinal de efeito espacial para adquirir um sinal para os pelo menos três alto- falantes frontais; em que o sinal de canais múltiplos é um sinal estéreo; em que a versão processada do sinal de canais múltiplos compreende pelo menos um canal a mais do que o sinal de canais múltiplos; e em que gerar a versão processada do sinal de canais múltiplos compreende gerar pelo menos dois sinais de estágio de som estéreo individual como a versão processada do sinal de canais múltiplos do sinal estéreo para geração, com o sistema de reprodução de alto-falante que compreende os pelo menos três alto-falantes, de pelo menos dois estágios de som estéreo individual para pelo menos duas posições de escuta diferentes.
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