BRPI0611505A2 - reconfiguração de canal com informação secundária - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se ao processamento de pelo menos um sinal de áudio durante a produção para derivar instruções para reconfiguração de canal do mesmo. Pelo menos um sinal de áudio e as instruções são armazenadas ou transmitidas. Durante o consumo, pelo menos um sinal de áudio é reconfigurado de canal de acordo com as instruções. A reconfiguração de canal inclui "upmix", "downmix" e reconfiguração espacial. Pela determinação das instruções de reconfiguração de canal durante a produção, os recursos de processamento durante o consumo são reduzidos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "RECONFI-GURAÇÃO DE CANAL COM INFORMAÇÃO SECUNDÁRIA".

Antecedentes da Técnica

Com a difusão da adoção dos aparelhos de DVD, a utilização desistemas de reprodução de áudio de múltiplos canais (mais de dois canais)no domicílio tornou-se lugar-comum. Além disso, os sistemas de áudio demúltiplos canais estão se tornando predominantes no automóvel e a próximageração de satélite e dos sistemas de radio digital terrestres estão ansiosospara liberar conteúdo de múltiplos canais para um número crescente de am-bientes de reprodução de múltiplos canais. Em muitos casos, contudo, ospossíveis provedores de conteúdo de múltiplos canais encontram escassezde tais materiais. Por exemplo, a música mais pulular ainda existe apenascomo trilha estereofônica ("estéreo") de apenas dois canais. Como tal, háuma demanda para "upmix" tal conteúdo pré-existente que existe em mono-fônico ("mono") ou formato estéreo em um formato de múltiplos canais.

Existem soluções na técnica anterior para alcançar essa trans-formação. Por exemplo, o Dolby Pro Logic Il pode, a partir de uma gravaçãoestéreo original, gerar um "upmix" de múltiplos canais com base em informa-ções de direção derivadas da própria gravação estéreo. "Dolby", "Pro Logic",e "Pro Logic II" são marcas do "Dolby Laboratories Licensing Corporation".Para liberar tal "upmix" para um consumidor, um provedor de conteúdo podeaplicar uma solução "upmixing" para o conteúdo pré-existente durante a pro-dução e então transmitir o sinal de múltiplos canais resultante para um con-sumidor através de algum formado de múltiplos canais adequado tal como oDolby Digital. O "Dolby Digital" é uma marca da "Dolby Laboratories Licen-sing Corporation". Alternativamente, o conteúdo pré-existente inalterado po-de ser fornecido para um consumidor que então aplica o processo "upmi-xing" durante a reprodução. No formato anterior, o provedor de conteúdocontrola totalmente a maneira na qual é criado o "upmix", o que é desejáveldo ponto de vista do provedor de conteúdo. Além disso, as restrições deprocessamento no lado da produção são geralmente muito menores do queno lado da reprodução, portanto, existe a possibilidade do uso de técnicasde "upmixing" mais sofisticadas. Contudo, "upmixing" no lado da produçãooferece algumas desvantagens. Primeiramente, a transmissão de um sinalde múltiplos canais em comparação com um legado de sinal é mais dispen-diosa devido ao aumento do número de canais de áudio. Ainda, se o consu-midor não possuir um sistema de reprodução de múltiplos canais, o sinal demúltiplos canais transmitido precisa ser "downmixed" antes da reprodução.Geralmente, esse sinal "downmixed" não é idêntico ao conteúdo pre-existente original e pode, em muitos casos, soar inferior ao original.

As figuras 1 e 2 descrevem exemplos do estado da técnica de"upmix" aplicado nas finalizações de produção e de consumação, respecti-vamente, como descrito. Esses exemplos presumem que o sinal originalcontenha canais M = 2 e que o sinal "upmixed" contenha canais N = 6. Noexemplo da figura 1, o "upmix" é realizado na finalização da produção e, en-quanto que na figura 2, o "upmix" é realizado na finalização da consumação.

Um "upmix" como na figura 2, na qual o "upmixer" recebe apenas os sinaisde áudio nos quais deve realizar um "upmix" é algumas vezes referido comoum "upmix" "cego".

Referindo-se à figura 1, na parte de Produção 2 de um sistemade áudio, um ou mais sinais de áudio que constituem os Sinais de Originaisde Canal-M (nessa e em outras figuras aqui, cada sinal de áudio pode repre-sentar um canal, tal como um canal esquerdo, um canal direito, etc.) sãoaplicados para um dispositivo "upmix" ou uma função "upmixing" ("Upmix") 4que produz um número aumentado de sinais de áudio que constituem osSinais Upmix de Canal-N. Os Sinais Upmix são aplicados em um dispositivoformatador ou em uma função formatação ("Formatar") 6 que formata os Si-nais Upmix de Canal-N em um forma adequada para transmissão ou arma-zenamento. A formatação pode incluir codificação de compressão de dados.

Os sinais formatados são recebidos pela parte de Consumação 8 do sistemade áudio na qual a função de desformatação ou dispositivo desformatador("Desformatar") 10 restaura os sinais formatados para os Sinais Upmix deCanal-N (ou uma aproximação dos mesmos). Conforme comentado acima,em alguns casos um dispositivo "downmixer" ou função "downmixing"("Downmix") 12 também "downmixes" os Sinais Upmix de Canal-N para Si-nais Downmix de Canal-M (ou uma aproximação dos mesmos), onde M<N.

Referindo-se à figura 2, na parte de Produção 14 de um sistemade áudio, um ou mais sinais de áudio constituindo os Sinais Originais de Ca-nal-M são aplicados a um dispositivo formatador ou função de formação("Formatar") 6 que formata os mesmos em uma forma adequada paratransmissão ou armazenamento (nessa e em outras figuras, é usada amesma referência numérica para os dispositivos de funções que são essen-cialmente as mesmas em figuras diferentes). A formatação pode incluir codi-ficação de compressão de dados. Os sinais formatados são recebidos pelaparte de Consumação 16 do sistema de áudio 16 no qual uma função des-formatadora ("Desformatar") 10 restaura os sinais formatados para os SinaisOriginais de Canal-M (ou uma aproximação dos mesmos). Os Sinais Origi-nais de Canal-M podem ser proporcionados como uma saída e os mesmossão também aplicados para uma função "upmixer" ou dispositivo "upmixing"("Upmix") 18 que "upmixes" os Sinais Originais de Canal-M para produzir osSinais Upmix de Canal-N.

Descrição da Invenção

Os aspectos da presente invenção proporcionam alternativaspara as disposições das figuras 1 e 2. Por exemplo, de acordo com determi-nados aspectos da presente invenção, em vez de "fazer o upmix" do conteú-do pré-existente seja na produção ou no final do consumo, a análise do con-teúdo pré-existente por um processo, por exemplo, em um codificador podegerar informação auxiliar "secundário" ou "em composto "sidechain")" que éenviada, de algum modo, com a informação de áudio de conteúdo pré-existente para um processo adicional, por exemplo, em um decodificador. Amaneira pela qual a informação secundária é enviada não é crítica para ainvenção; são conhecidas várias maneiras de envio de informação lateral,incluindo, por exemplo, embutir a informação lateral na informação de áudio(por exemplo, escondendo a mesma) ou enviando a informação lateral sepa-radamente (por exemplo, no seu próprio fluxo de bits ou multiplexada com ainformação de áudio). "Codificador" e "decodificador" neste contexto se refe-rem, respectivamente, a ou dispositivo ou processo associado com a produ-ção e um dispositivo ou processo associado com a consumação - tais dis-positivos e processos podem ou não incluir "codificação" e "decodificação"de compressão de dados. A informação lateral gerada por um codificadorpode instruir o decodificador como "upmix" o conteúdo pré-existente. Portan-to, o decodificador proporciona "upmixing" com o auxilio da informação late-ral. Apesar do controle da técnica "upmix" se manter no final da produção, oconsumidor pode ainda receber um conteúdo pré-existente inalterado quepode ser reproduzido inalterado se um sistema de reprodução de múltiploscanais não estiver disponível. Além disso, a energia de processamento signi-ficativa pode ser utilizada em um codificador para analisar o conteúdo pré-existente e gerar informação lateral para um "upmix" de alta qualidade, per-mitindo que o decodificador empregue recursos dé processamento significa-tivamente menores porque o mesmo aplica apenas a informação lateral emvez de derivá-la. Finalmente, o custo da transmissão de tal "upmix" informa-ção lateral é tipicamente muito baixo.

Apesar da presente invenção e seus vários aspectos poderemenvolver sinais digitais ou analógicos, em aplicações práticas a maioria outodas as funções de processamento são propensas a serem realizadas nodomínio digital nos fluxos de sinal digital nos quais os sinais de áudio sãorepresentados por amostras. O processamento de sinal de acordo com apresente invenção pode ser aplicado por sinais de banda larga ou para cadafaixa de freqüência de um processador de múltiplas faixas, e dependendo daimplementação, pode ser realizado uma vez por amostra ou uma vez porconjunto de amostras, tal como um bloco de amostras quando o áudio digitalestá dividido em blocos. Uma modalidade de múltiplas faixas pode empregarum banco de filtros ou uma configuração de transformação. Portanto, os e-xemplos das modalidades da presente invenção ilustrados e descritos comrelação às figuras 3, 4A-4C, 5A-5C, e 6 podem receber sinais digitais nodomínio (tal como, por exemplo, sinais PCM) e aplicar os mesmos em umconversor de tempo para freqüência adequado ou conversão para proces-samento em faixas de freqüência múltiplas, cujas faixas podem ser relacio-nadas às faixas críticas do ouvido humano. Após o processamento, os sinaispodem ser convertidos de volta para o domínio de tempo. A princípio, podemser empregados ou o banco de filtro ou um transformador para alcançar aconversão de tempo para freqüência e sua inversão. Alguns exemplos deta-Ihados de modalidades de aspectos da invenção aqui descritos empregamtransformações de tempo para freqüência, a saber, a "Short-Time DiscreteFourier Transform" (STDFT). Deve ser observado, contudo, que a invençãoem seus vários aspectos não se limita ao uso de qualquer conversor detempo para freqüência ou processo de conversão específico.

De acordo com um aspecto da presente invenção, um métodopara processar pelo menos um sinal de áudio ou uma modificação do pelomenos um sinal de áudio sendo dotado do mesmo número de canais do pelomenos um sinal de áudio, cada sinal de áudio representando um canal deáudio compreende instruções de derivação para reconfigurar o canal do pelomenos um sinal de áudio ou sua modificação, onde a única informação deáudio que a derivação recebe é o pelo menos um sinal de áudio ou sua mo-dificação, e proporcionar uma saída que inclua (1) pelo menos um sinal deáudio ou sua modificação, e (2) as instruções para reconfiguração de canal,mas não inclua qualquer reconfiguração de canal do pelo menos um sinal deáudio ou sua modificação quando tal reconfiguração de canal resulte dasditas instruções para reconfiguração de canal. Pelo menos um sinal de áudioe sua modificação pode ser cada um dois ou mais sinais de áudio, em cujocaso, os dois ou mais sinais de áudio modificados podem ser uma modifica-ção de matriz codificada, e, quando decodificada, como por um decodifica-dor-matriz ou um decodificador-matriz ativo, os dois ou mais sinais de áudiomodificados podem proporcionar uma decodificação de múltiplos canais a-perfeiçoada com relação a uma decodificação dos dois ou mais sinais deáudio não modificados. A decodificação é "aperfeiçoada" no sentido dequaisquer características de realização bem-conhecidas de decodificadorestais como decodificadores de matriz, incluindo, por exemplo, separação decanal, formação de imagem espacial, estabilidade de imagem, etc.

Seja ou não pelo menos um sinal de áudio e sua modificaçãodois ou mais sinais de áudio, há varias alternativas para instruções de recon-figuração de canal. De acordo com uma alternativa, as instruções são para"upmix" pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação de maneira que,quando "upmixed" de acordo com as instruções para "upmix", o número re-sultante de sinais de áudio seja maior do que o número de sinais de áudioque compreendem o pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação. Deacordo com outras alternativas para instruções de reconfiguração de canal, opelo menos um sinal de áudio e sua modificação são dois ou mais sinais deáudio. Em uma primeira de tais outras alternativas, as instruções são para"downmix" os dois ou mais sinais de áudio de maneira que, quando "down-mixed" de acordo com as instruções para "downmix", o número resultante desinais de áudio seja menor do que o número de sinais de áudio que compre-endem dois ou mais sinais de áudio. Em uma segunda de tais outras alterna-tivas, as instruções são para reconfigurar os dois ou mais sinais de áudio demaneira que, quando reconfigurados de acordo com as instruções para re-configurar, o número resultante de sinais de áudio permaneça o mesmo,mas um ou mais locais espaciais no qual tais sinais de áudio são intenciona-dos a serem reproduzidos seja alterado. Pelo menos um sinal de áudio ousua modificação na saída pode ser uma versão de dados comprimidos depelo menos um sinal de áudio ou sua modificação, respectivamente.

Em qualquer das alternativas e sendo ou não empregada acompressão de dados, as instruções podem ser derivadas sem referência aqualquer reconfiguração de canal resultante das instruções para reconfigu-ração de canal. Pelo menos um sinal de áudio pode ser dividido em faixasde freqüência e as instruções para reconfiguração de canal podem ser comrelação aqueles respectivos de tais faixas de freqüência. Outros aspectos dainvenção incluem codificadores de áudio praticando tais métodos.

De acordo com outro aspecto da invenção, um método para pro-cessar pelo menos um sinal de áudio ou uma modificação do pelo menos umsinal de áudio sendo dotado do mesmo número de canais do pelo menos umsinal de áudio, cada sinal de áudio representando um canal de áudio, com-preende derivar instruções para reconfiguração de canal do pelo menos umsinal de áudio ou sua modificação, onde a única informação de áudio recebi-da pela dita derivação é o dito pelo menos um sinal de áudio ou sua modifi-cação, proporcionar uma saída que inclua (1) o pelo menos um sinal de áu-dio ou sua modificação, e (2) as instruções para reconfiguração de canal,mas que não inclua qualquer reconfiguração de canal do pelo menos umsinal de áudio ou sua modificação quando tal reconfiguração de canal resul-tar das ditas instruções para reconfiguração de canal, e recepção de saída.

O método compreende adicionalmente a reconfiguração de pelomenos um sinal de áudio ou sua modificação usando as instruções recebi-das para reconfiguração de canal. Pelo menos um sinal de áudio e sua mo-dificação podem ser dois ou mais sinais de áudio, em cujo caso, os dois oumais sinais de áudio modificados podem ser uma modificação de matriz co-dificada, e, quando decodificada, como por um decodificador-matriz ou umdecodificador-matriz ativo, os dois ou mais sinais de áudio modificados po-dem proporcionar uma decodificação de múltiplos canais aperfeiçoada comrelação à decodificação de dois ou mais sinais de áudio não modificados.

"Aperfeiçoada" é usada no mesmo sentido que no primeiro aspecto da pre-sente invenção, acima descrito.

Como no primeiro aspecto da invenção, há alternativas para ins-truções de reconfiguração de canal - por exemplo, "upmixing", "downmi-xing", e reconfiguração de maneira que o número de sinais de áudio perma-neça o mesmo, mas um ou mais locais espaciais nos quais tais sinais deáudio sejam intencionados a serem reproduzidos sejam alterados. Como noprimeiro aspecto da invenção, o pelo menos um sinal de áudio ou sua modi-ficação na saída pode ser uma versão de dados comprimidos do pelo menosum sinal de áudio ou sua modificação, em cujo caso o recebimento podeincluir descompressão de dados do pelo menos um sinal de áudio ou suamodificação. Em quaisquer alternativas desse aspecto da presente inven-ção, sendo ou não empregada a compressão e a descompressão, as instru-ções podem ser derivadas sem referência a qualquer reconfiguração de ca-nal resultante das instruções para reconfiguração de canal.

Como no primeiro aspecto da invenção, pelo menos um sinal deáudio ou sua modificação pode ser dividido em faixas de freqüência, em cujocaso as instruções para reconfiguração de canal pode ser com relação aque-les de tais faixas de freqüência. Quando o método compreende adicional-mente a reconfiguração do pelo menos um sinal de áudio ou sua modifica-ção usando as instruções recebidas para reconfiguração de canal, o métodopode ainda compreender adicionalmente proporcionar uma saída de áudio eselecionar como saída de áudio um dos: (1) pelo menos um sinal de áudioou sua modificação, ou (2) pelo menos um sinal de áudio reconfigurado.

Se o método compreende adicionalmente ou não a reconfigura-ção do pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação recebida usandoas instruções recebidas para reconfiguração de canal, o método pode com-preender adicionalmente proporcionar uma saída de áudio em resposta aopelo menos um sinal de áudio recebido ou sua modificação, em cujo casoquando pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação na saída de áudiosão dois ou mais sinais de áudio, o método pode ainda compreender adicio-nalmente decodificação de matriz dos dois ou mais sinais de áudio.

Quando o método compreende adicionalmente a reconfiguraçãode pelo menos um sinal de áudio recebido ou sua modificação usando asinstruções recebidas para reconfiguração de canal, o método pode aindacompreender adicionalmente proporcionar uma saída de áudio.

Outros aspectos da invenção incluem um sistema de codificaçãoe de decodificação de áudio praticando tais métodos, um codificador de áu-dio e um decodificador de áudio para uso em um sistema praticando tais mé-todos, um codificador de áudio para uso em um sistema praticando tais mé-todos, e um decodificador de áudio para uso em um sistema praticando taismétodos.

De acordo com outro aspecto da invenção, um método para pro-cessar pelo menos um sinal de áudio ou uma modificação do pelo menos umsinal de áudio sendo dotado do mesmo número de canais do dito pelo me-nos um sinal de áudio, cada sinal de áudio representando um canal de áu-dio, compreende o recebimento de pelo menos um sinal de áudio ou suamodificação e instruções para reconfiguração do pelo menos um sinal deáudio ou sua modificação, mas nenhuma reconfiguração de canal do pelomenos um sinal de áudio ou sua modificação resultante das ditas instruçõespara reconfiguração de canal, as ditas instruções tendo sido derivadas poruma derivação de instruções na qual a única informação de áudio recebida éo dito pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação, e a reconfiguraçãode canal do pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação usando asditas instruções. Pelo menos um sinal de áudio e sua modificação podem serdois ou mais sinais de áudio, em cujo caso, os dois ou mais sinais de áudiomodificados podem ser uma modificação de matriz codificada, e, quandodecodificada, como por um decodificador-matriz ou um decodificador-matrizativo, os dois ou mais sinais de áudio modificados podem proporcionar umadecodificação de múltiplos canais aperfeiçoada com relação à decodificaçãodos dois ou mais sinais de áudio não modificados. "Aperfeiçoada" é usadono mesmo sentido que nos outros aspectos da presente invenção, acimadescritos.

Como em outros aspectos da invenção, há alternativas para ins-truções de reconfiguração de canal - por exemplo, "upmixing", "downmi-xing", e reconfiguração de maneira que o número de sinais de áudio perma-neça o mesmo, mas um ou mais locais espaciais nos quais tais sinais deáudio sejam intencionados a serem reproduzidos sejam alterados.

Como nos outros aspectos da invenção, pelo menos um sinal deáudio ou sua modificação na saída pode ser uma versão de dados compri-midos do pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação, em cujo caso orecebimento pode incluir descompressão de dados do pelo menos um sinalde áudio ou sua modificação. Em quaisquer alternativas desse aspecto dapresente invenção, seja ou não empregado compressão ou descompressãode dados, as instruções podem ser derivadas sem referência a qualquer re-configuração de canal resultante das instruções para reconfiguração de ca-nal. Como nos outros aspectos da invenção, pelo menos um sinal de áudioou sua modificação pode ser dividido em faixas de freqüência, em cujo casoas instruções para reconfiguração de canal podem ser com relação aquelesde tais faixas de freqüência. De acordo com uma alternativa, esse aspectoda invenção pode compreender adicionalmente proporcionar uma saída deáudio, e selecionar como a saída de áudio um dos: (1) pelo menos um sinalde áudio ou sua modificação, ou (2) pelo menos um sinal de áudio de canalreconfigurado. De acordo com outra alternativa, esse aspecto da invençãopode compreender adicionalmente proporcionar uma saída de áudio em res-posta ao pelo menos um sinal de áudio recebido ou sua modificação, emcujo caso cada pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação pode sercada um dois ou mais sinais de áudio e os dois ou mais sinais de áudio sãomatrizes decodificadas. Ainda de acordo com outra alternativa, esse aspectoda invenção pode compreender adicionalmente proporcionar uma saída deáudio em resposta ao pelo menos um sinal de áudio de canal reconfiguradorecebido. Outros aspectos da invenção incluem um decodificador de áudiopraticando quaisquer desses métodos.

Ainda de acordo com outro aspecto da presente invenção, um método paraprocessar pelo menos dois sinais de áudio ou uma modificação dos pelomenos dois sinais de áudio sendo dotados do mesmo número de canais dodito pelo menos um sinal de áudio, cada sinal de áudio representando umcanal de áudio, compreende receber os ditos pelo menos dois sinais de áu-dio e instruções para reconfiguração de canal dos pelo menos dois sinais deáudio, mas nenhuma reconfiguração de canal dos pelo menos dois sinais deáudio resultantes das ditas instruções para reconfiguração de canal, as ditasinstruções tendo sido derivadas por uma derivação de instrução na qual aúnica informação de áudio recebida são os ditos pelo menos dois sinais deáudio, e decodificação de matriz de dois ou mais sinais de áudio. A decodifi-cação de matriz pode ser com ou sem referência às instruções recebidas.Quando decodificados, os dois ou mais sinais de áudio proporcionam umadecodificação aperfeiçoada com relação à decodificação dos dois ou maissinais de áudio não modificados. Os dois ou mais sinais de áudio modifica-dos podem ser uma modificação de matriz codificada, e, quando decodifica-da, como por um decodificador-matriz ou um decodificador-matriz ativo, osdois ou mais sinais de áudio modificados podem proporcionar decodificaçãode múltiplos canais aperfeiçoada com relação à decodificação dos dois oumais sinais de áudio não modificados. "Aperfeiçoada" é usado no mesmosentido que nos outros aspectos da presente invenção, acima descritos. Ou-tros aspectos da invenção incluem um decodificador de áudio praticandoqualquer um de tais métodos.

Em ainda outro aspecto da invenção, dois ou mais sinais de áu-dio, cada sinal de áudio representando um canal de áudio, são modificadosde maneira que os sinais modificados possam proporcionar uma decodifica-ção de múltiplos canais aperfeiçoada com relação à decodificação dos sinaisnão modificados, quando decodificados por um decodificador-matriz. Issopode ser realizado pela modificação de uma ou mais diferenças nas caracte-rísticas de sinal intrínsecas entre ou dentre os sinais de áudio. Tais caracte-rísticas de sinal intrínsecas podem incluir apenas uma ou tanto a amplitudequanto a fase. A modificação de uma ou mais diferenças nas característicasde sinal intrínsecas entre ou dentre os sinais de áudio pode incluir "upmi-xing" dos sinais não modificados para um número maior de sinais, e "down-mixing" dos sinais "upmixed" usando um decodificador-matriz. Alternativa-mente, a modificação de uma ou mais diferenças nas características de sinalintrínsecas entre ou dentre os sinais de áudio pode também incluir o aumen-to ou a diminuição da correlação transversal entre ou dentre alguns dos si-nais de áudio. A correlação cruzada entre ou dentre os sinais de áudio podeaumentar e/ou diminuir variavelmente e uma ou mais faixas de freqüência.

Outros aspectos da invenção incluem (1) aparelho adaptado pa-ra realizar os métodos de quaisquer métodos aqui descritos, (2) um progra-ma de computador, armazenado em um meio legível de computador, paralevar um computador a realizar quaisquer dos métodos aqui descritos, (3)um fluxo de bits produzido por alguns dos métodos aqui descritos, e um (4)fluxo de bits produzido por aparelho adaptado para realizar os métodos dealguns daqueles aqui descritos.

Descrição dos Desenhos

A figura 1 é um diagrama em bloco esquemático funcional deuma disposição do estado da técnica para "upmix" sendo dotado de umaparte de produção e uma parte de consumação na qual o "upmixing" é reali-zado na parte de consumação.

A figura 2 é um diagrama em bloco esquemático funcional deuma disposição do estado da técnica para "upmix" sendo dotado de umaparte de produção e uma parte de consumação na qual o "upmixing" é reali-zado na parte de produção.

A figura 3 é um diagrama em bloco esquemático funcional de umexemplo de uma modalidade de "upmixing" de aspectos da presente inven-ção nos quais as instruções para "upmix" são derivadas em uma parte deprodução e as instruções são aplicadas em uma parte de consumação.

A figura 4A é um diagrama em bloco esquemático funcional deuma modalidade de reconfiguração de canal generalizada de aspectos dapresente invenção nos quais as instruções para reconfigu ração de canal sãoderivadas em uma parte de produção e as instruções são aplicadas em umaparte de consumação.

A figura 4B é um diagrama em bloco esquemático funcional deoutra modalidade de reconfiguração de canal generalizada de aspectos dapresente invenção nos quais as instruções para reconfiguração de canal sãoderivadas em uma parte de produção e as instruções são aplicadas em umaparte de consumação. Os sinais aplicados à parte de produção podem sermodificados para aperfeiçoar sua reconfiguração de canal quando tal recon-figuração é realizada na parte de consumação sem referencia às instruçõespara reconfiguração de canal.

A figura 4C é um diagrama em bloco esquemático funcional deoutra modalidade de reconfiguração de canal generalizada de aspectos dapresente invenção. Os sinais aplicados à parte de produção são modificadospara aperfeiçoar sua reconfiguração de canal quando tal reconfiguração érealizada na parte de consumação sem referência às instruções para recon-figuração de canal. A informação de reconfiguração não é enviada pela partede produção para a parte de consumação.

A figura 5A é um diagrama em bloco esquemático funcional deuma disposição na qual a parte de produção modifica os sinais aplicadospelo emprego de um "upmixer" ou de uma função "upmixing" e um codifica-dor matriz ou função de codificação de matriz.

A figura 5B é um diagrama em bloco esquemático funcional deuma disposição na qual a parte de produção modifica os sinais aplicadospela redução de sua correlação cruzada.

A figura 5C é um diagrama em bloco esquemático funcional deuma disposição na qual a parte de produção modifica os sinais aplicadospela redução de sua correlação cruzada em uma base de subfaixa.

A figura 6A é um diagrama em bloco esquemático funcional ilus-trando um exemplo de um codificador do estado da técnica em um sistemade codificação espacial no qual o codificador recebe sinais de Canal-N quese desejam reproduzir pelo decodificador no sistema de codificação espacial.

A figura 6B é um diagrama em bloco esquemático funcional ilus-trando um exemplo de um codificador do estado da técnica em um sistemade codificação espacial no qual o codificador recebe sinais de Canal-N quese desejam reproduzir pelo decodificador no sistema de codificação espaciale que também recebe os sinais compósitos de canal-M que são enviados docodificador para o decodificador.

A figura 6C é um diagrama em bloco esquemático funcional ilus-trando um exemplo de um decodificador do estado da técnica em um siste-ma de codificação espacial que é usável com o codificador da figura 6A ou ocodificador da figura 6B.

A figura 7 é um diagrama em bloco esquemático funcional deuma modalidade de uma modalidade de codificador de aspectos da presenteinvenção usável em um sistema de codificação espacial.

A figura 8 é um diagrama em bloco funcional ilustrando um codi-ficador matriz 5:2 do estado da técnica idealizado adequado para uso comum decodificador-matriz ativo 2:5.

Descrição da Invenção

A figura 3 descreve um exemplo dos aspectos da invenção emuma disposição "upmixing". Na parte de Produção 20 da disposição, os Si-nais Originais de Canal-M (por exemplo, legado de sinais de áudio) são apli-cados em um dispositivo ou função que deriva um ou mais conjuntos de in-formação lateral "upmix" ("Derivar Informação "Upmix"") 21 e para um dispo-sitivo formatador ou de função de formatação ("Formatar") 22. Alternativa-mente, os Sinais Originais de Canal-M da figura 3 podem ser uma versãomodificada do legado de sinais de áudio, conforme descrito abaixo. Formatar22 pode incluir um multiplexador ou uma função de multiplexação, por e-xemplo, que formata ou dispõe os Sinais Originais de Canal-M, a informaçãolateral "upmix", e outros dados em, por exemplo, um fluxo de bits ou fluxosde bits paralelos. Se o fluxo de bits de saída da parte de Produção 20 dadisposição é serial ou paralela não é crítico para a invenção. Formatar 22pode também incluir um codificador ou função de codificação de compressãode dados adequado tal como um codificador com perdas, sem perdas ouuma combinação de um codificador ou função codificação com perdas e semperdas. Também não é crítico para a invenção se o fluxo de bits ou os fluxosde bits de saída são codificados. O fluxo de bits ou fluxos de bits de saídasão transmitidos ou armazenados de qualquer maneira que seja adequada.

Na parte de Consumação 24 da disposição do exemplo da figura3, o fluxo de bits ou fluxos de bits de saída são recebidos e um desformata-dor ou função desformatadora ("Desformatar") 26 desfaz a ação do Formatar22 para proporcionar os Sinais Originais de Canal-M (ou uma aproximaçãodos mesmos) e a informação "upmix". O desformatar 26 pode incluir, tantosquanto necessários, um decodificador de compressão de dados adequadoou uma função de decodificação. A informação "upmix" e os Sinais Originaisde Canal-M (ou uma aproximação dos mesmos) são aplicados em um dis-positivo "upmix" ou função "upmixing" ("Upmix") 28 que "upmixes" os SinaisOriginais de Canal-M (ou uma aproximação dos mesmos) de acordo com asinstruções "upmix" para proporcionar Sinais Originais de Canal-M. Pode ha-ver múltiplos conjuntos de instruções "upmix", cada um proporcionando, porexemplo, um "upmixing" para um número diferente de canais. Se houvermúltiplos conjuntos de instruções "upmix", são escolhidos um ou mais con-juntos (tal escolha pode ser fixada na parte de Consumação da disposiçãoou pode ser selecionado de alguma maneira). Os Sinais Originais de Canal-M e os Sinais "Upmix" de Canal-N são saídas potenciais da parte de Con-sumação 24 da disposição. Cada um ou ambos podem ser proporcionadoscomo saídas (conforme ilustrado) ou um ou o outro pode ser selecionado, aseleção sendo implementada por um seletor ou uma função seletora (nãoilustrada), sob controle automático ou manual, por exemplo, por um usuárioou consumidor. Apesar da figura 3 ilustrar simbolicamente que M=2 e N=6,deve ser entendido que MeN não são limitados a isso.

Em um exemplo de uma aplicação prática de aspectos da pre-sente invenção dois sinais de áudio, representando os canais de som esté-reo respectivos, são recebidos por um dispositivo ou processo e é desejadoderivar instruções adequadas para uso em "upmixing" aqueles sinais de áu-dio para o que é tipicamente referido como canais "5.1" (na verdade, seiscanais, nos quais um canal é um canal de efeitos de baixa freqüência querequer pouquíssimos dados). Os dois sinais de áudio originais juntamentecom as instruções "upmixing" podem então ser enviados para um "upmixer"ou processo "upmixing" que aplique as instruções "upmixing" para os doissinais de áudio a fim de proporcionar os canais 5.1 desejados (um "upmix"empregando informação lateral). Contudo, em alguns casos os dois sinais deáudio originais e as instruções "upmixing" relacionadas podem ser recebidospor um dispositivo ou processo que possa ser incapaz de usar as instruções"upmixing". Mas, todavia, pode ser adaptado para realizar um "upmix" dosdois sinais de áudio recebidos, um "upmix" que é freqüentemente referidocomo um "upmix" "cego", conforme mencionado acima. Tais "upmixes" ce-gos podem proporcionados, por exemplo, por um decodificador-matriz ativotal como um decodificador Pro Logic, Pro Logic II, ou Pro Logic Ilx (Pro Lo-gic, Pro Logic Il e Pro Logic Ilx são marcas de Dolby Laboratories LicencingCorporation). Podem ser empregados outros decodificadores matriz ativos.Tais "upmixers" cego matriz ativos dependem de e operam em resposta àscaracterísticas de sinal intrínsecas (tais como amplitude e/ou relacionamen-tos de fase entre sinais aplicados ao mesmo) para realizar um "upmix". Um"upmix" cego pode ou não resultar no mesmo número de canais que teriamsido proporcionados por um dispositivo ou função adaptado para usar asinstruções "upmix" (por exemplo, nesse exemplo, um "upmix" cego poderianão resultar em canais 5.1).

Um "upmix" cego representado por um decodificador-matriz ativoé melhor quando suas entradas tiverem sido pré-codificadas por um disposi-tivo ou função compatível com o decodificador-matriz ativo tal como um de-codificador-matriz, especificamente um decodificador-matriz complementarpara o decodificador. Nesse caso, os sinais de entrada são dotados de am-plitude intrínseca e relações de fase que são usadas pelo decodificador-matriz ativo. Um "upmix" cego de sinais, que não tenha sido pré-codificadopor um dispositivo compatível, tais como sinais não sendo dotados de carac-terísticas de sinal intrínsecas, (ou sendo apenas dotados de característicasde sinal intrínsecas úteis mínimas), tais como relações de amplitude ou fase,é mais bem-realizado pelo que pode se denomina "upmixer" "artístico", tipi-camente um "upmixer" complexo computacionalmente, conforme comentadomais adiante abaixo.

Apesar dos aspectos da invenção serem vantajosamente usadospara "upmixing", os mesmos empregam o caso mais geral no qual pelo me-nos um sinal de áudio projetado para uma "configuração de canal" particularé alterada para reproduzir acima de uma ou mais configurações de canalalternadas. Um codificador, por exemplo, gera informação lateral que instruium decodificador, por exemplo, como alterar o sinal original, se desejado,para uma ou mais configurações de canal alternadas. "Configuração de Ca-nal" nesse contexto inclui, por exemplo, não apenas o número de reprodu-ções de sinais de áudio relativo aos sinais de áudio originais, mas tambémos locais espaciais nos quais os sinais de reprodução de áudio são intencio-nados a serem reproduzidos com relação aos locais espaciais dos sinais deáudio originais. Portanto, uma "reconfiguração" de canal pode incluir, porexemplo, "upmixing" no qual um ou mais canais são mapeados de algumamaneira para um número maior de canais, "downmixing" no qual dois oumais canais são mapeados de alguma maneira para um número menor decanais, reconfiguração de local espacial no qual aqueles locais nos quais oscanais são intencionados a serem reproduzidos ou direções com as quais oscanais estão associados são alterados ou remapeados de alguma maneira,e a conversão do formato biauricular para alto-falante (por cancelamento dediafonia ou processando com um eliminador de diafonia) ou proveniente deum formato de alto-falante para biauricular (tornando biauricular ou por pro-cessando pó um formato de alto-falante para conversor biauricular, um "bi-nauralizer"). Portanto, em um contexto de reconfiguração de canal de acordocom aspectos da presente invenção, o número de canais no sinal originalpode ser menor do que, maior do que, ou igual ao número de canais emquaisquer configurações de canais alternadas resultantes.

Um exemplo de uma configuração de local espacial é uma con-versão de uma configuração quadrafônica (um Iayout "quadrado" com frenteesquerda, frente direita, o fundo esquerdo e o fundo direito) para uma confi-guração de movimento de imagem convencional (um Iayout "diamante", comfrente esquerda, frente central, frente direita e borda).

Um exemplo de uma aplicação de "reconfiguração" não "upmi-xing" de aspectos da presente invenção está descrita no Pedido de PatenteS.N. U.S. 10/911.404, de Michael John Smithers, depositado em 3 de agostode 2004, intitulado "Método para Combinação de Sinais de Áudio UsandoAnálise de Cena Auditivo". Smithers descreve uma técnica para fazer o"downmix" de sinais dinamicamente de uma maneira que evite a filtragem depente comum e efeitos de cancelamento de fase associados a um "downmix'estático". Por exemplo, um sinal original pode consistir em canais esquerdo,central e direito, mas em muitos ambientes de reprodução não está disponí-vel um canal central. Nesse caso, o canal central precisa ser mesclado noesquerdo e no direito para reprodução em estéreo. O método descrito porSmithers mede dinamicamente durante a reprodução uma média de retardototal entre o canal central e os canais esquerdo e direito. É então aplicadoum retardo de compensação correspondente ao canal central antes de sermesclado com os canais esquerdo e direito a fim de evitar filtragem de pen-te. Além disso, uma compensação de energia é computada para e aplicadaa cada faixa crítica de cada canal "downmixed" a fim de remover outros efei-tos de cancelamento de fase. Em vez de computar tal retardo e valores decompensação de energia durante a reprodução, a invenção vigente permitesua geração como informação lateral em um codificador, e então os valorespodem ser opcionalmente aplicados em um decodificador se for requeridauma reprodução acima de uma configuração estéreo convencional.

A figura 4A descreve um exemplo de aspectos da invenção emuma disposição de reconfiguração de canal generalizada. Na parte de Pro-dução 30 da disposição, os Sinais Originais de Canal-M (legado de sinais deáudio) são aplicados em um dispositivo ou função que deriva um ou maisconjuntos de informação lateral de reconfiguração de canal ("Derivar Infor-mação de Reconfiguração de Canal") 32 e para um dispositivo formatadorou função de formatação ("Formatar") 22 (descrito com relação ao exemploda figura 3). Os Sinais Originais de Canal-M da figura 4 podem ser uma ver-são modificada do legado de sinais de áudio, conforme descrito abaixo. Ofluxo de bits ou os fluxos de bis de saída são transmitidos ou armazenadosde qualquer maneira adequada.

Em uma parte de Consumação 34 da disposição, o fluxo de bitsos fluxos de bits da saída ou são recebidos e um dispositivo desformatadorou uma função desformatadora ("Desformatar") 26 (descrita com relação àfigura 3) desfaz a ação de Formatar 22 para proporcionar Sinais Originais deCanal-M (ou uma aproximação dos mesmos) e a informação de reconfigura-ção de canal. A informação de reconfiguração de canal e os Sinais Originaisde Canal-M (ou uma aproximação dos mesmos) são aplicados a um disposi-tivo ou função ("Reconfigurar Canais") 36 que reconfigura os Sinais Originaisde Canal-M (ou uma aproximação dos mesmos) de acordo com as instru-ções para proporcionar Sinais Reconfigurados de Canal-N. Conforme o e-xemplo na figura 3, se houver múltiplos conjuntos de instruções, um ou maisconjuntos são escolhidos ("Selecionar Reconfiguração de Canal") (tal esco-lha pode ser fixada na parte de Consumação da disposição ou pode ser se-lecionada de alguma maneira). Conforme o exemplo na figura 3, os SinaisOriginais de Canal-M e os Sinais Reconfigurados de Canal-N são saídaspotenciais da parte de Consumação 34 da disposição. Um ou outro ou am-bos podem ser proporcionados como saídas (conforme ilustrado) ou um ou ooutro pode ser selecionado, a seleção sendo implementada por um seletorou uma função de seleção (não ilustrada) sob controle automático ou manu-al, por exemplo, por um usuário ou consumidor. Apesar da figura 4A ilustrarsimbolicamente que M=3 e N=2, deve ser compreendido que MeN não selimitam a isso. Conforme observado acima, a "reconfiguração de canal" podeincluir, por exemplo, "upmixing" no qual um ou mais canais são mapeadosde alguma maneira para um número maior de canais, "downmixing" no qualdois ou mais canais são mapeados de alguma maneira para um númeromenor de canais, reconfiguração local espacial na qual aqueles locais nosquais os canais são intencionados a serem reproduzidos são remapeadosde alguma maneira, e a conversão do formato biauricular para alto-falante(por cancelamento de diafonia ou processando com um eliminador de diafo-nia) ou de um formato de alto-falante para biauricular ("tornando biauricular"ou processando por um formato de alto-falante para conversor biauricular,um "binauralizer"). No caso de tornar biauricular, o canal reconfigurado podeincluir (1) um "upmixing" para múltiplos canais virtuais e/ou (2) uma reconfi-guração de local espacial virtual conferido como sinal biauricular estereofô-nico de dois canais. O posicionamento "upmixing" virtual e o alto-falante vir-tual são bem-conhecidos na técnica uma vez que pelo menos desde o iníciodos anos sessenta (ver, por exemplo, Atal et al, "Tradutor de Fonte de SomEvidente", Patente N°. U.S. 3.236.949 (26 de fevereiro de 1966) e Bauer,"Aparelho de Conversão de Estereofônico para Biauricular", Patente N°. U.S.3.088.997 (7 de maio de 1963.).

Conforme acima mencionado com relação aos exemplos da figu-ra 3 e da figura 4A, uma versão modificada dos Sinais Originais de Canal-Mpode ser empregada como entradas. Os sinais são modificados de modo afacilitar uma reconfiguração cega por um dispositivo consumidor comumentedisponível tal como um decodificador-matriz ativo. Alternativamente, quandoos sinais não modificados são dois sinais de canal estereofônicos, os sinaismodificados podem ser uma versão de dois canais biauriculares. Os SinaisOriginais de Canal-M modificados podem ser dotados do mesmo número decanais dos sinais não modificados, apesar disso não ser crítico para esseaspecto da invenção. Com relação ao exemplo da figura 4B, na parte deProdução 38 da disposição, os Sinais Originais de Canal-M (legado de sinaisde áudio) são aplicados em um dispositivo ou função que gera um conjuntode sinais de áudio alternados ou modificados (Gerar Sinais Alternados") 40,cujos sinais alternados ou modificados são aplicados em um dispositivo oufunção que deriva um ou mais conjuntos de informação lateral de reconfigu-ração de canal ("Derivar Informação de Reconfiguração de Canal") 32 e paraum dispositivo formatador ou função formatadora ("Formatar")22 (tanto 32quanto 22 estão descritos acima). O Derivar Informação de Reconfiguraçãode Canal 32 pode também receber uma informação de não áudio provenien-te do Gerar Sinais Alternados 40 para auxiliar o mesmo na derivação da in-formação de reconfiguração. O fluxo de bits ou fluxos de bit de saída sãotransmitidos ou armazenados de qualquer maneira adequada.

Na parte de Consumação 42 da disposição, o fluxo de bits oufluxos de bit de saída são recebidos e um Desformatar 26 (descrito acima)desfaz a ação do Formatar 22 para proporcionar os Sinais Alternados deCanal-M (ou uma aproximação dos mesmos) e a informação de reconfigura-ção de canal. A informação de reconfiguração de canal e os Sinais Alterna-dos de Canal-M (ou uma aproximação dos mesmos) podem ser aplicadosem um dispositivo ou função ("Reconfigurar Canais") 44 que reconfigura oscanais de Sinais Originais de Canal-M (ou uma aproximação dos mesmos)de acordo com as instruções para proporcionar Sinais Reconfigurados deCanal-M. Como nos exemplos das figuras 3 e 4A, se houver múltiplos con-juntos de instruções, é escolhido um conjunto (tal escolha pode ser fixada naparte de Consumação da disposição ou pode ser selecionada de algumamaneira). Conforme observado acima na descrição do exemplo da figura 4A,a "reconfiguração de canal" pode incluir, por exemplo "upmixing" (incluindo"upmixing" virtual no qual um sinal biauricular de dois canais é conferidosendo dotado de canais virtuais "upmixed"), "downmixing", reconfiguraçãode local espacial, e conversão do formato biauricular para alto-falante ou doformato alto-falante para biauricular. Os sinais Alternados de Canal-M (ouuma aproximação dos mesmos) também podem ser aplicados em um dispo-sitivo ou função que reconfigure os sinais Alternados de Canal-M sem refe-rência à informação de reconfiguração (Reconfigurar Canais sem Informaçãode Reconfiguração") 46 para proporcionar Sinais Reconfigurados de CanalΡ. O número de canais P não precisa ser o mesmo número de canais N.Conforme comentado acima, tal dispositivo ou função 46 pode ser, quando areconfiguração "upmixing", por exemplo, um "upmixer" cego tal como umdecodificador-matriz ativo (exemplos dos quis estão descritos acima). O dis-positivo ou função 46 pode também proporcionar conversão do formato biau-ricular para alto-falante ou do formato alto-falante para biauricular. Da mes-ma maneira que o dispositivo ou função 36 do exemplo da figura 4A, o dis-positivo ou função 46 pode proporcionar um "upmixing" virtual e/ou uma re-posição de alto-falante virtual no qual dois sinais biauriculares de dois canaisé conferida sendo dotada de canais virtuais "upmixed" e/ou reposicionados.

Os Sinais Alternados de Canal-M, os Sinais Reconfigurados de Canal-N, eos Sinais Reconfigurados de Canal-P são saídas potenciais da parte deConsumação 42 da disposição. Qualquer combinação dos mesmos pode serproporcionada como saídas (a figura ilustra três) ou pode ser selecionadauma combinação dos mesmos, a seleção sendo implementada por um sele-tor ou uma função de seleção (não ilustrado) sob controle automático oumanual, por exemplo, por um usuário ou consumidor.

Uma alternativa adicional está ilustrada no exemplo da figura 4C.

Nesse exemplo, os Sinais Originais de Canal-M são modificados, mas a In-formação de Reconfiguração de Canal não é transmitida ou gravada. Portan-to, o Derivar Informação de Reconfiguração de Canal 32 pode ser omitido naparte de Produção 38 da disposição de maneira que apenas os Sinais Alter-nados de Canal-M sejam aplicados para Formatar 22. Portanto, um legadode transmissão, ou disposição de gravação, que pode ser incapaz de trans-portar a informação de reconfiguração além da informação de áudio, é re-querido apenas para transportar um sinal do tipo legado, como um sinal es-tereofônico de dois canais, que, nesse caso, foi modificado para proporcio-nar melhores resultados quando aplicados em um "upmixer" do tipo consu-midor de baixa complexidade, como um decodificador-matriz ativo. Na partede Consumação 42 da disposição, o Reconfigurar Canais 44 pode ser omiti-do a fim de proporcionar uma ou as duas saídas potenciais, os Sinais Alter-nados de Canal-M e os Sinais Reconfigurados de Canal-P.

Conforme indicado acima, pode ser desejável modificar o con-junto de Sinais Originais de Canal-M aplicado na parte de Produção de umsistema de áudio de maneira que os Sinais Originais de Canal-M (ou umaaproximação dos mesmos) seja mais adequado para "upmixing" cego naparte de Consumação,o do sistema por um "upmixer" tipo consumidor, comoum decodificador-matriz adaptável.

Uma maneira de modificar tal conjunto de sinais de áudio, nãomuito favorável, é (1) "upmix" o conjunto de sinais usando um dispositivo oufunção que opere com menor dependência das características de sinal in-trínsecas, (tais como amplitude e/ou relação de fase entre os sinais aplica-dos ao mesmo), do que um decodificador-matriz adaptável, e (2) codificar oconjunto "upmixed" de sinais usando um codificador matriz compatível com odecodificador-matriz adaptável. Essa abordagem está descrita abaixo comrelação ao exemplo da figura 5A.

Outra maneira de modificar tal conjunto de sinais é aplicar um oumais "espaçamento" conhecido e/ou técnicas de síntese de sinal. Algumasdessas técnicas são algumas vezes caracterizadas como técnicas "falso es-téreo" ou "falsa quadra". Por exemplo, pode ser adicionado conteúdo nãocorrelato e/ou fora de fase para um ou mais canal. Tal procedimento aumen-ta a largura de imagem e som evidente ou envolvimento de som ao custo daestabilidade de imagem central diminuída. Isso está descrito com relação aoexemplo da figura 5B. Para auxiliar o alcance de um equilíbrio entre essascaracterísticas de sinal (largura/envolvimento versus estabilidade de imagemcentral) poderia ser aproveitado o fenômeno em que a estabilidade de ima-gem central é determinada principalmente por abaixar para freqüências mé-dias, ao mesmo tempo em que a largura da imagem e o envolvimento sãoprincipalmente determinados por freqüências mais altas. Dividindo o sinalem duas ou mais faixas de freqüência, as subfaixas de áudio poderiam serprocessadas independentemente de maneira a manter a estabilidade de i-magem em freqüências baixas e moderadas pela aplicação de descorrela-ção mínima, e aumentar o sentido de envolvimento em freqüências mais al-tas empregando maior não descorrelação. Isso está descrito no exemplo dafigura 5C.

Com relação ao exemplo da figura 5A, na parte de Produção 48da disposição, os Sinais de Canal-M são "upmixed" para Sinais de Canal-Ppelo que pode ser caracterizado como um dispositivo "upmixer" "artístico" oufunção "upmixing" artística ("Upmix" Artístico) 50. Um "upmixer" "artístico",tipicamente, mas não necessariamente, um "upmixer" complexo computa-cionaímente, opera com pouca ou nenhuma dependência das característicasde sinal intrínsecas (como uma relação de amplitude e/ou relação de faseentre os sinais aplicados ao mesmo) nas quais os decodificadores de matrizativos confiam para realizar um "upmix". Em vez disso, um "upmixer" "artísti-co" opera de acordo com um ou mais processos em que o projetista, ou pro-jetistas, do "upmixer" considere adequado para produzir resultados específi-cos. Tais "upmixers" "artísticos" podem tomar muitas formas. Está aqui pro-porcionado um exemplo com relação à figura 7 e a descrição sob o título "Apresente invenção aplicada a um codificador espacial". De acordo com oexemplo da figura 7, o resultado é um sinal "upmixed" com, por exemplo,melhor separação esquerda/direita para minimizar "acumulação central", oumaior separação frontal/posterior para aperfeiçoar o "envolvimento". A esco-lha de uma técnica ou técnicas especificas para realizar um "upmix" "artísti-co" não é crítica para esse aspecto da invenção.

Ainda com referência à figura 5A, os Sinais de Canal-P "upmi-xed" são aplicados a um codificador matriz ou função de decodificação ma-triz ("Codificador Matriz") 52 que proporciona um número menor de canais,os Sinais Alternados de Canal-M, cujos canais são codificados com caracte-rísticas de sinal intrínsecas, como avisos de amplitude e de fase, adequadaspara decodificação por um decodificador-matriz. Um codificador matriz ade-quado é o codificador matriz 5:2 descrito abaixo com relação à figura 8. Ou-tros codificadores matriz podem também ser adequados. O Codificador Ma-triz é aplicado ao Formatar 22 que gera, por exemplo, um fluxo de bits serialou paralelo, conforme acima descrito. Idealmente, a combinação de um"Upmix" Artístico 50 e o Codificador Matriz 52 resulta na geração de sinais,que, quando decodificados por um decodificador-matriz ativo de consumidorconvencional, proporciona uma experiência de escuta aperfeiçoada emcomparação com uma decodificação dos sinais originais aplicados ao "Up-mix" Artístico 50.

Na parte de Consumação 54 da disposição da figura 5A, o fluxode bits ou os fluxos de bits de saída são recebidos e um Desformatar 26 (a-cima descrito) desfaz a ação do Formatar 22 para proporcionar os SinaisAlternados de Canal-M (ou uma aproximação dos mesmos). Os Sinais Alter-nados de Canal-M (ou uma aproximação dos mesmos) podem ser propor-cionados como uma saída e aplicados em um dispositivo ou função que re-configure os Sinais Alternados de Canal-M sem referência a qualquer infor-mação de reconfiguração ("Reconfigurar Canais sem Informação de Recon-figuração) 56 para proporcionar Sinais Reconfigurados de Canal-P. O núme-ro de canais P não precisa ser o mesmo número dos canais M. Conformecomentado acima, tal dispositivo ou função 56 pode ser, no caso de umareconfiguração "upmixing", por exemplo, um "upmixer" cego tal como umdecodificador-matriz ativo (conforme comentado acima). Os Sinais Alterna-dos de Canal-M e os Sinais Reconfigurados de Canal-P são saídas potenci-ais da parte de Consumação 54 da disposição. Pode ser selecionado um ouambos, a seleção sendo implementada por um seletor ou uma função deseleção (não ilustrado) sob controle automático ou manual, por exemplo, porum usuário ou consumidor.

No exemplo da figura 5B, é ilustrada outra maneira de modificarum conjunto não muito favorável de sinais de entrada, a saber, um tipo de"espaçamento" no qual a correlação entre os canais é modificada. Na partede Produção 58 da disposição, os Sinais de Canal-M são aplicados em umconjunto de dispositivos de descorrelação ou funções ("Decorrelator") 60.

Uma redução na correlação cruzada entre ou dentre os canais de sinal podeser alcançada independentemente do processamento dos canais individuaiscom quaisquer técnicas de descorrelação bem-conhecidas. Alternativamen-te, a descorrelação pode ser feita por processamento independentementeentre ou dentre os canais. Por exemplo, o conteúdo fora de fase (isto é, cor-relação negativa) entre os canais pode ser alcançada pela escalada e inver-tendo o sinal proveniente de um canal e mesclando em outro. Em ambos oscasos, o processo pode ser controlado pelo ajuste dos níveis relativos dosinal processado e não processado em cada canal. Conforme mencionadoacima, há uma escolha entre a largura de imagem de som evidente ou en-volvimento de som e uma estabilidade de imagem central diminuída. Umexemplo da correlação pelos canais individuais de processamento indepen-dentemente está descrito nos Pedidos de Patente pendentes U.S. de See-feldt et al, Número de Série 60/604.725 (depositado em 25 de agosto de2004), Número de Série 60/700.137 (depositado em 18 de julho de 2005), eNúmero de Série 60/705.784 (depositado em 5 de agosto de 2005, númerodo agente DOL14901), cada um intitulado "Múltiplos Canais não Correlacio-nados em Codificação de Áudio Espacial". Outro exemplo de não correlaçãopor canais individuais de processamento independentemente está descritono "Breebaart et al "AES Paper Convention 6072" e no Pedido InternacionalWO 03/090206, acima mencionado. Os sinais de Canal-M com correlaçãodiminuída são aplicados ao Formatar 22, conforme acima descrito, que pro-porciona uma saída adequada, como um ou mais fluxos de bits, para aplica-ção em uma transmissão ou gravação adequada. A parte de Consumação54 da disposição da figura 5B pode ser a mesma da parte de Consumaçãoda disposição da figura 5A.

Conforme mencionado acima, a adição da descorrelação e/ouconteúdo fora de fase para um ou mais canais aumenta a largura imagem desom evidente ou o envolvimento de som ao custo da estabilidade de imagemcentral diminuída. No exemplo da figura 5C, para auxiliar a alcançar um e-quilíbrio entre a largura/envolvimento versus a estabilidade de imagem cen-tral, os sinais são divididos em duas ou mais faixas de freqüências e as sub-faixas de áudio são processadas independentemente de modo a manter aestabilidade de imagem em freqüências baixas e moderadas pela aplicaçãoda descorrelação mínima, e o aumento do sentido de envolvimento em fre-qüências mais altas pelo emprego de maior descorrelação.Com relação à figura 5C, a parte de produção 58', os Sinais deCanal-M são aplicados em um filtro de subfaixa ou função de filtragem sub-faixa ("Filtro de Subfaixa") 62. Apesar da figura 5C ilustrar explicitamente talFiltro de Subfaixa 62, deve ser compreendido que um filtro ou função de fil-tragem pode ser empregado em outros exemplos, conforme mencionadoacima. Apesar do Filtro de Subfaixa 62 poder ser dotado de várias formas ea escolha do filtro ou função de filtragem (por exemplo, um banco de filtro ouum transformar) não é crítica para a invenção. O Filtro de Subfaixa 62 divideo espectro dos Sinais de Canal-M em faixas R, cada uma das quais pode seraplicada ao respectivo "Decorrelator". O desenho ilustra, esquematicamente,o "Decorrelator"64 para a faixa 1, e o "Decorrelator" 66 para faixa 2, e o "De-correlator" 68 para a faixa R, sendo compreendido que cada faixa pode serdotada de seu próprio "Decorrelator". Algumas faixas podem não ser aplica-das a um "Decorrelator". Os "Decorrelators" são essencialmente os mesmosdo "Decorrelator" 60 do exemplo da figura 5B exceto que os mesmos nãooperam em todo o espectro dos Sinais de Canal-M. Para simplificar a opera-ção, a figura 5C ilustra um Filtro de Subfaixa e "Decorrelators" relacionadospara um único sinal, sendo entendido que cada sinal é dividido em subfaixase que cada subfaixa pode ser descorrelacionada . Após a descorrelação, sealguma, as subfaixas para cada sinal podem ser somadas por um somadorou função somadora ("Somar") 70. A saída do Somar 70 é aplicada ao For-matar 22 que gera, por exemplo, um fluxo de bits serial ou paralelo, confor-me acima descrito. A parte de Consumação 54 da disposição da figura 5C podeser a mesma da parte de Consumação das disposições das figuras 5A e 5B.

Integração com Codificação Espacial

Determinadas técnicas de codificação nível de bit recém introdu-zidas (ver lista de patentes exemplificativas abaixo, pedidos de patentes epublicações relacionadas à codificação espacial) analisam o sinal de entradade canal N juntamente com um sinal compósito de canal M (N>M) para gerarinformação lateral contendo um modelo de parâmetro de campo de som desinal de entrada de canal N com relação aquele compósito de canal M. Tipi-camente o sinal compósito é derivado do mesmo material mestre como osinal de canal original Ν. A informação lateral e o sinal compósito são trans-mitidos para um decodificador que aplica o modelo de parâmetro ao sinalcompósito a fim de recriar uma aproximação do campo de som de sinal decanal N original. O objetivo principal de tal sistema de "codificação espacial"é recriar o campo de som original com uma quantidade de dados limitada;por esta razão, isso reforça as limitações no modelo de parâmetro usadopara simular o campo do som original. Tais sistemas de codificação espacialtipicamente empregam parâmetros para modelo do campo de som de sinalde canal N original como diferença de níveis de intercanal (ILD), e tempointercanal ou diferentes fases (TTD ou IPD), e coerência intercanal (ICC).Tipicamente tais parâmetros são estimados para múltiplas faixas espectraisatravés de todos os canais N do sinal de entrada sendo codificado e são di-namicamente estimados acima do tempo.

Alguns exemplos de codificação espacial do estado da técnicaestão ilustrados nas figuras 6A-6B (codificador) e 6C (decodificador). Os si-nais Originais de Canal-N podem ser convertidos por um dispositivo ou umafunção ("Tempo e Freqüência") para o domínio de freqüência utilizando umainformação de tempo para freqüência apropriada, como o bem-conhecido"Short-Time Discrete Fourier Transform" (STDFT). Tipicamente, o transfor-mar é manipulado de maneira que suas faixas de freqüência se aproximemdas faixas críticas do ouvido. Uma estimativa das diferenças de amplitudeentre canais, tempo intercanal ou diferenças de fase, e correlação intercanalé computada para cada faixa (Gerar Informação Lateral Espacial). Se os Si-nais Compósitos de Canal-M correspondentes aos Sinais Originais de Ca-nal-N ainda não existirem, essas estimativas podem ser utilizados para"downmixing" ("Downmixing") os Sinais Originais de Canal-N em SinaisCompósitos de Canal-M (como no exemplo da figura 6A). Alternativamente,um compósito de canal M existente pode ser processado simultaneamentecom a mesma transformar de tempo para freqüência (ilustrado separada-mente para clareza na apresentação) e os parâmetros espaciais dos SinaisOriginais de Canal-N podem ser computados com relação aqueles dos Si-nais Compósitos de Canal-M (como no exemplo da figura 6B). Similarmente,se os Sinais Originais de Canal-N não estiverem disponíveis, um conjuntodisponível de Sinais Compósitos de Canal-M pode ser "upmixed" no domíniode tempo para produzir os "Sinais Originais de Canal-N - cada conjunto desinais proporcionado um conjunto de entradas para o respectivos dispositi-vos ou funções de Tempo para Freqüência nos exemplos da figura 6B. Osinal compósito e os parâmetros espaciais estimados são então codificados("Formatar") em um único fluxo de bit. No decodificador (figura 6C), essefluxo de bits é decodificado ("Desformatar") para gerar os Sinais Compósitosde Canal-M juntamente com a informação lateral espacial. Os sinais compó-sitos são transformados para o domínio de freqüência ("Tempo para Fre-qüência") onde os parâmetros espaciais decodificados são aplicados às su-as faixas correspondentes ("Aplicar Informação Lateral Espacial") para gerarSinais Originais em Canal-N no domínio da freqüência. Finalmente, a trans-formação de freqüência para tempo ("Freqüência para Tempo") é aplicadapara produzir os Sinais originais de Canal-N ou aproximação dos mesmos.

Alternativamente a informação lateral espacial pode ser ignorada e os SinaisCompósitos de Canal-M selecionados para reprodução.

Ao mesmo tempo em que os sistemas de codificação espacialdo estado da técnica presumem a existência de sinais de Canal-N a partirdos quais é estimada uma representação de parâmetro de nível de dadosbaixos do seu campo de som, tal sistema pode ser alterado para funcionarcom a invenção descrita. Em vez de estimar os parâmetros espaciais prove-nientes dos sinais de canal-N, tais parâmetros espaciais podem em vez dis-so ser gerados diretamente a partir de uma análise de legado de sinais decanal M, onde M<N. Os parâmetros são gerados de maneira que um "upmix"do cànal-N desejado do legado dos sinais de canal-M seja produzido no de-codificador de maneira que os parâmetros sejam aplicados no mesmo. Issopode ser alcançado sem gerar os sinais atuais "upmix" de canal-N real nodecodificador, mas em vez disso produzir uma representação de parâmetrodo campo de som de sinal "upmixed" desejado diretamente do legado desinais de canal-M. A figura 7 descreve um codificador "upmixing", que écompatível com o decodificador espacial descrito na figura 6C. Detalhes adi-cionais da produção de tal representação de parâmetro são proporcionadosabaixo sob o cabeçalho "A presente invenção aplicada a um codificador es-pacial".

Com relação aos detalhes da figura 7, os Sinais Originais deCanal-M no domínio do tempo são convertidos para o domínio de freqüênciautilizando uma transformação de tempo para freqüência apropriada ("Tempopara Freqüência") 72. Um dispositivo ou função 74 ("Derivar Informação"Upmix" como Informação Lateral") deriva instruções "upmixing" da mesmamaneira que a informação lateral espacial é gerada no sistema de codifica-ção espacial. Os detalhes da geração da informação lateral espacial em umsistema de codificação espacial estão descritos em uma ou mais referênciasaqui citadas. Os parâmetros da codificação espacial, constituindo as instru-ções "upmix", juntamente com os Sinais Originais de Canal-M são aplicadosa um dispositivo ou função ("Formatar") 76 que formata os Sinais Originaisde Canal-M e os parâmetros da codificação espacial em uma forma adequa-da para transmissão ou armazenamento. A formatação pode incluir codifica-ção de compressão de dados.

Um "upmixer" empregando a geração de parâmetro exatamentecomo descrita em combinação com um dispositivo ou função para aplicá-losem sinais para serem "upmixed" como, por exemplo, um decodificador dafigura 6C, é adequado como um "upmixer" computacionalmente complexopara uso na geração de sinais alternados como nos exemplos das figuras4B, 4C 5A e 5B.

Apesar da vantagem de produzir a representação de parâmetrodiretamente do legado de sinais de canal-M sem a geração de sinais "upmix"de canal-N no decodificador (como no exemplo abaixo), não é crucial para ainvenção. Alternativamente, os parâmetros espaciais podem ser derivadospela geração dos sinais "upmix" de canal-N desejados no decodificador.Funcionalmente, tais sinais seriam gerados no bloco 74 da figura 7. Portan-to, mesmo nessa alternativa, a única informação de áudio que a derivaçãode instruções recebe é o legado de sinais de canal-M.

A figura 8 é um diagrama em bloco funcional idealizado em umcodificador matriz passivo convencional do estado da técnica 5:2 (lineartempo invariável) compatível com os decodificadores matriz ativos Pro LogicII. Tal decodificador é adequado para uso no exemplo da figura 5A, acimadescrita. O codificador aceita cinco sinais de entrada separados; esquerdo,central, direito, borda esquerda, e borda direita (L, C, R, LS, RS), e cria duassaídas finais, total esquerda e total direita (Lt e Rt). A entrada C é divididaigualmente e somada com as entradas LeR (em combinadores 80 e 82,respectivamente) com um nível 3 dB (amplitude) atenuação (provida por umatenuador 84) para manter energia acústica constante. As entradas L e R1cada uma somada com a entrada C de nível reduzido, são dotadas de ver-sões de fase e de nível deslocados das entradas LS e RS diminutiva e au-mentativamente combinadas com as mesmas. A borda esquerda (LS) entraidealmente na fase deslocada a 90° ilustrada no bloco 86, e então reduzidano nível por 1,2 dB no atenuador 88 para combinação subtrativa no combi-nador 90 com o L somado e o nível C reduzido. É então adicionalmente re-duzido em nível por 5 dB no atenuador 92 para combinação aditiva no com-binador 94 com o R somado, o nível C reduzido, e a versão da fase desloca-da de nível reduzido de RS, conforme descrito a seguir, para proporcionar asaída Rt. A entrada de borda direita RS é idealmente fase deslocada a 90graus, ilustrada no bloco 96, e então reduzida em nível por 1,2 dB no atenu-ador 98 para combinação aditiva no combinador 100 com o R somado e onível C reduzido. É então reduzido adicionalmente no nível por 5 dB no ate-nuador 102 para combinação subtrativa no combinador 104 com o R soma-do, o nível C reduzido, e a fase deslocada de nível reduzido LS para propor-cionar a saída Lt.

Em principio é apenas necessário um bloco de deslocamento defase de 90 graus em cada rota de entrada de borda, conforme ilustrado nafigura. Na prática, um deslocador de fase a 90Q é irrealizável, de maneiraque quatro redes de todos os passos possam ser usadas com os desloca-mentos de fase apropriados de maneira a realizar os deslocamentos de fase a909 desejados. Todas as redes de passo são dotadas da vantagem de não afe-tar o timbre (espectro da freqüência) dos sinais de áudio sendo processados.Os sinais codificados total esquerdo (Lt) e o total direito (Rt) po-dem ser expressos como

Lt = L + m(-3)dB*C - j*[m(-1,2)dB*Ls + m(-6,2)dB*Rs], eRt = R + m(-3)dB*C + j*[(m(-1,2)dB*Rs + m(-6,2)dB*Ls),

onde L é o sinal de entrada esquerdo, R é o sinal de entrada direito, C é osinal de entrada central, Ls é o sinal de entrada da borda esquerda, Rs é osinal de entrada da borda direita, "j" é o sinal de raiz quadrada do menos um(-1)(um deslocamento de fase de 90Q), e "m" indica multiplicar pela atenua-ção indicada em decibéis (assim, m(-3)dB = 3dB de atenuação).

Alternativamente, as equações podem ser expressas como sesegue:

Lt = L +(0,707)*C - j*(0,87*Ls + 0,56*Rs), eRt = R +(0,707)*C + j*(0,87*Rs + 0,56*Ls),

onde, 0,707 é uma aproximação da atenuação 3dB, 0,87 é uma aproxima-ção da atenuação 1,2dB, e 0,56 é uma aproximação da atenuação 6,2dB.Os valores (0,707, 0,87, e 0,56) não são críticos. Podem ser empregadosoutros valores com resultados aceitáveis. A extensão na qual podem serempregados outros valores depende da extensão para qual o projetista dosistema considera os resultados audíveis aceitáveis.

Melhor Modo de Realizar a Invenção

Antecedentes da Codificação Espacial

Considerar um sistema de codificação espacial que utiliza comosua informação lateral por faixa crítica a estimativa das diferenças de nívelintercanal (ILD) e a coerência intercanal (ICC) do sinal de canal N. Presume-se que o número de canis no sinal compósito seja M=2 e que o número decanais no sinal original seja N=5. Definir a seguinte notação:

Xj[b,t]: A representação do domínio da freqüência do canal j dosinal compósito χ na faixa b e o bloco de tempo t. Esse valor é derivado pelaaplicação de um tempo em uma transformação de freqüência para o sinalcompósito χ enviado para o decodificador:

Zj[b,t]: A representação do domínio da freqüência do canal i dosinal original estimado ζ na faixa b e no bloco de tempo i. Esse valor é com-putado pela aplicação da informação lateral para Xj[b,t].

ILDjj[b,t]: A diferença de nível intercanal do canal i do sinal origi-nal com relação ao canal j do compósito na faixa b no bloco de tempo t. Es-se valor é enviado como informação lateral.

ICCi[b,t]: Essa coerência intercanal do canal i do sinal original nafaixa b no bloco de tempo t. Esse valor é enviado como informação lateral.

Como uma primeira etapa na decodificação, uma representaçãodo domínio da freqüência intermediária do sinal de canal N é gerada atravésda aplicação das diferenças de nível intercanal para o compósito como sesegue:

<formula>formula see original document page 33</formula>

A seguir uma versão descorrelacionado de Y, é gerada atravésda aplicação de um único filtro de descorrelação Hi para cada canal i, onde aaplicação do filtro pode ser alcançada através da multiplicação no domínioda freqüência:

<formula>formula see original document page 33</formula>

Finalmente, o domínio da freqüência estimado do sinal original z

<formula>formula see original document page 33</formula>

é computado como uma combinação linear de A* e ** onde a cóerenciaintercanal controla a proporção dessa combinação:

<formula>formula see original document page 33</formula>

O sinal final ζ é então gerado pela aplicação de uma freqüênciapara a transformação do tempo para Zj[b,t].

A presente invenção aplicada para um codificador espacial

É agora descrita uma modalidade da presente invenção que uti-liza o decodificador espacial acima descrito a fim de "upmix" um sinal de ca-nal M=2 para um sinal de canal N=6. A codificação requer sintetização dainformação lateral ILDij[b.t] e ICCi[b,t] de apenas Xj[b,t] de maneira que o"upmix" desejado seja produzido no decodificador quando ILDjj[b,t] e ICCj[b,t]sejam aplicados a Xj[b,t], conforme acima descrito. Conforme indicado aci-ma, essa abordagem também aplica proporcionar um "upmixing" complexocomputacionalmente adequado para uso, quando os sinais "upmixed" sãoentão aplicados a um codificador matriz, na geração de sinais alternadosadequados para "upmixing" por um "upmixer" de baixa complexidade tal co-mo um decodificador-matriz ativo tipo consumidor.

A primeira etapa do sistema "upmixing" cego preferido é conver-ter as duas entradas de canal em um domínio espectral. A conversão para odomínio espectral pode ser realizada usando 75% de DFTS sobreposto com50% do bloco zero adicionado para impedir efeitos de convolução causadospelos filtros de descorrelação. Esse esquema DFT se encaixa no esquemade conversão de freqüência de tempo usado na modalidade preferida dosistema de codificação espacial. A representação espectral do sinal é entãoseparada em múltiplas faixas se aproximando da escala de faixa retangularequivalente (ERB); novamente, essa estrutura de faixa é a mesma daquelausada pelo sistema de codificação espacial de maneira que a informaçãolateral possa ser usada para realizar o "upmixing" cego no decodificador. Emcada faixa b uma matriz co-variante é calculada, conforme ilustrada na se-guinte equação:

<formula>formula see original document page 34</formula>

onde, Xi[K,t] é o DFT do primeiro canal no lote Keo bloco t, X2[K,t] [e o DFTdo segundo canal no compartimento Keo bloco t,W é a largura da faixa b

<formula>formula see original document page 34</formula>

contada nos lotes, e ^x é uma estimativa instantânea da matriz co-variantena faixa b no bloco t para dois canais de entrada. Além disso o operador "*"na equação acima representa a conjugação dos valores DFT.

A estimativa instantânea da matriz co-variante é então aplainadaacima de cada bloco usando uma simples primeira ordem de filtro IIR aplica-da à matriz co-variante em cada faixa na seguinte equação:

<formula>formula see original document page 34</formula>

onde, x^ é outra estimativa aplainada da matriz co-variante, e λ é o coefi-ciente de aplainamento, que pode ser sinal e faixa independentes.

Para um sistema de "upmixing" sego simples de 2 a 6 é definidoque a ordenação de canal como se segue:<table>table see original document page 35</column></row><table>

Usando o mapeamento de canal acima é desenvolvido a ILD porfaixa que se segue e ICC para cada canal com relação à matriz co-varianteaplainada:

Define:

<formula>formula see original document page 35</formula>

Então para o canal 1 (Esquerdo):

<formula>formula see original document page 35</formula>

Para o canal 2 (Central):

<formula>formula see original document page 35</formula>

Para o canal 3 (Direito):

<formula>formula see original document page 35</formula>

Para o canal 4 (Borda Esquerda):

<formula>formula see original document page 35</formula>

Para o canal 5 (Borda Direita):<formula>formula see original document page 36</formula>

Na prática, detectou-se que uma disposição de acordo com oexemplo há pouco descrito funciona bem - o mesmo separa os sons diretosdos sons ambientes, coloca os sons diretos nos canais Esquerdo e Direito, emove os sons ambientes para os canais posteriores. Podem ser criadas dis-posições mais complicadas usando a informação lateral no sistema de codi-ficação espacial.

Incorporação por Referência

As patentes a seguir, os pedidos de patente e as publicaçõesestão inteiramente incorporados ao presente pedido à guisa de referência.Processamento de Som Virtual

Patente N°. U.S. 3.236.949 (26 de fevereiro de 1996) de Atal etal, intitulada "Tradutor de Fonte de Som Evidente".

Patente N°. U.S. 3.088.997 (7 de maio de 1963), de Bauer, intitu-lada "Aparelho de Conversão Biauricular Estereofônico".AC-3(Bolby Digital)

ATSC Padrão A52/A: Padrão de Compressão de Áudio Digital(AC-3), Revisão A, Comitê de Sistemas de Televisão Avançado, 20 de agos-to de 2001. O documento A/52A está disponível na Web Mundial emhttp://www.ats.org/standards.html.

"Projeto e Implementação de Codificadores AC-3" de Steve Ver-non, IEEE "Trans. Consumer Electronics", Vol. 41, No. 3, Agosto de 1995.

"O Codificador Multicanal AC-3" de Mark Davis, "Audio Enginee-ring Society Preprint" 3774, 95ã. Convenção AES, Outubro de 1993."Alta Qualidade, Codificação de Transformação de Nível de Áu-dio para Transmissão e Aplicações Multimídia", de Bosi et al, "Audio Engine-ering Society Preprint" 3365, 93ã Convenção AES, Outubro de 1992.

Patentes Nos. U.S. 5.583.962; 5.632.005; 5.633.981; 5.727.119;e 6.021.386.

Codificação Espacial

Pedido de Patente Publicado US 2003/0026441, publicado em 6de fevereiro de 2003.

Pedido de Patente Publicado US 2003/0035553, publicado emfevereiro de 2003.

Pedido de Patente Publicado US 2003/0219130, (Baumgarte &Faller) publicado em 27 de novembro de 2003.

"Áudio Engineering Society Paper" 5852, Março de 2003.

Pedido de Patente Internacional Publicado WO 03/090206, pu-blicado em 30 de outubro de 2003.

Pedido de Patente Internacional Publicado WO 03/090207, pu-blicado em 30 de outubro de 2003.

Pedido de Patente Internacional Publicado WO 03/090208, pu-blicado em 30 de outubro de 2003.

Pedido de Patente Internacional Publicado WO 03/007656, pu-blicado em 22 de janeiro de 2003.

Pedido de Patente Publicado US 2003/0236583 A1, Baumgarteet al, publicado em 25 de dezembro de 2003, intitulado "Codifica-ção/Codificação de Múltiplos Canais/de Avisos Híbridos de Sinais de Áudio",Pedido de Série Número 10/246.570.

"Codificação de Aviso Biauricular para Estéreo e Compressão deÁudio de Múltiplos Canais", de Faller et al, "Áudio Engineering Society Pa-per" 5574, 112- Convenção, Munique, Maio de 2002.

"Porque a Codificação de Aviso Biauricular é Melhor do que Co-dificação de Intensidade Estéreo", de Baumgarte et al, "Áudio EngineeringSociety Convention Paper" 5575, 112- Convenção, Munique, maio de 2002.

"Projeto e Avaliação de Esquemas de Codificação de Aviso Bi-auricular", de Baumgarte et al, "Áudio Engineering Society Convention Pa-per" 5706, 113§, Los Angeles, Outubro de 2002.

"Representação Eficiente de Parâmetro Receptivo Usando ÁudioEspacial", de Faller et al, IEEE Workshop em Aplicações de Processamentode Sinal para Áudio e Acústico 2001, New Paltz, Nova York, outubro de2001, pp. 199-202.

"Estimativa de Avisos Espaciais Auditivo para Codificação deAviso Biauricular", de Baumgarte et al, Proc ICASSP 2002, Orlando, Flórida,maio de 2002, pp. 11-1801-1804.

"Codificação de Aviso Biauricular: Uma Representação Nova eEficiente de Áudio Espacial", de Faller et al, Proc. ICASSP 2002, Orlando,Flórida, maio de 2002, pp 11-1841 -11-1844.

"Codificação de Áudio Espacial de parâmetro de Alta Qualidadeem Fluxo de Bits Baixo", de Breebaart et al, "Áudio Engineering SocietyConvention Paper" 6072, 116ã Convenção, Berlim, maio de 2004.

"Aumento de Codificador de Áudio Usando Codificação de AvisoBiauricular Escalável com Combinação Equalizada", de Baumgarte et al,"Áudio Engineering Society Convention Paper" 6060, 116a Convenção, Ber-lim, maio de 2004.

"Codificação Estéreo de Parâmetro de Baixa Complexidade", deSchuijers et al, "Áudio Engineering Society Convention Paper" 6073, 116-Convenção, Berlim, Maio de 2004.

"Ambientação Sintética em Codificação de Parâmetro Estéreo",de Engdegard et al, "Áudio Engineering Society Convention Paper" 6074,116- Convenção, Berlim, maio de 2004.Outros

Patente N°. U.S. 6.760.448, de Kenneth James Gundry, intitula-da "Canais de Som de Borda de Matriz Codificada Compatível em um For-mato de Som Digital Discreto".

Pedido de Patente U.S. Número de Série 10/911.404, de Micha-el John Smithers, depositado em 3 de agosto de 2004, intitulado "Métodopara Combinação de Sinais de Áudio Usando Analise de Cena Auditiva".Pedidos de Patente U.S., de Seefeldt et al, Série Número60/604.725 (depositado em 25 de agosto de 2004), Série Número 60/700.137(depositado em 18 de julho de 2005), e Série Número 60/705.784 (depositadoem 5 de agosto de 2005) referência do agente DOL14901), todos intitulados""Decorrelation" de Múltiplos Canais na Codificação de Áudio Espacial".

Pedido de Patente Internacional Publicado WO 03/090206, pu-blicado em 30 de outubro de 2003.

"Codificação de Áudio Espacial de Parâmetro de Alta Qualidadeem Fluxo de Bits Baixo", de Breebaart et al, "Áudio Engineering SocietyConvention Paper" 6072, 116- Convenção, Berlim, maio de 2004.

Implementação

A invenção pode ser implementada em hardware ou software, ouuma combinação dos mesmos (por exemplo, arranjos lógicos programáveis).A menos que especificado de outro modo, os algoritmos incluídos como par-te da invenção não estão inerentemente relacionados a nenhum computadorou outros aparelhos específicos. Especificamente, podem ser usadas váriasmáquinas de propósitos gerais com programas escritos de acordo com osensinamentos da invenção, ou pode ser mais conveniente construir apare-lhos mais especializados (por exemplo, circuitos integrados) para realizaremas etapas e métodos exigidos. Portanto, a invenção pode ser implementadaem um ou mais programas de computador executando em um ou mais sis-temas de computador programáveis cada um compreendendo pelo menosum processador, pelo menos um sistema de armazenamento de dados (in-cluindo memória volátil e não volátil e/ou elementos de armazenamento),pelo menos um dispositivo ou orifício de entrada, e pelo menos um dispositi-vo ou orifício de saída. O código de programa é aplicado para dados de en-trada para realizar as funções aqui descritas e gerar informação de saída. Ainformação de saída é aplicada a um ou mais dispositivos de saída, na formaconhecida.

Cada programa pode ser implementado em qualquer linguagemde computador desejada (incluindo máquina, montagem, ou procedimentode nível alto, lógico, ou linguagens de programação de objeto orientado) pa-ra se comunicar com um sistema de computador. Em qualquer caso, a lin-guagem pode ser uma linguagem compilada ou interpretada.

Cada programa de computador é preferivelmente armazenadoem ou carregado para um meio ou dispositivo de armazenamento (por e-xemplo, meio ou memória de estado sólido, ou meio magnético ou óptico)legível por um computador programável com um propósito geral ou especial,para configurar e operar o computador quando o meio ou dispositivo de ar-mazenamento é lido pelo sistema de computador para realizar os procedi-mentos aqui descritos. O sistema inventivo pode também ser considerado aser implementado como um meio de armazenamento legível de computador,configurado com um programa de computador, onde o meio de armazena-mento assim configurado leva um sistema de computador a operar em umamaneira específica ou pré-definida para realizar as funções aqui descritas.

Foi descrito um grupo de modalidades da invenção. Todavia,deve ser compreendido que podem ser feitas várias modificações sem seafastar do espírito e do escopo da invenção. Por exemplo, algumas das eta-pas aqui descritas podem ser ordenadas independentes, e, portanto, podemser realizadas em uma ordem diferente daquela descrita.

Claims (44)

1. Método para processar pelo menos um sinal de áudio ou umamodificação do pelo menos um sinal de áudio tendo o mesmo número decanais do pelo menos um sinal de áudio, cada sinal de áudio representandoum canal de áudio, compreendendo as etapas de:derivar instruções para reconfiguração de canal do pelo menosum sinal de áudio ou sua modificação, em que a única informação de áudiorecebida pela derivação é o pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação, eproporcionar uma saída que inclua (1) pelo menos um sinal deáudio ou sua modificação, e (2) as instruções para reconfiguração de canal.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que os pelomenos um sinal de áudio e sua modificação são, individualmente, dois oumais sinais de áudio.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que os sinais deáudio são um par estereofônico de sinais de áudio e a modificação é um parde sinais de áudio que são uma versão biauricular do par estereofônico desinais de áudio.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que os dois oumais sinais de áudio modificados são decodificados por um decodificador dematriz.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, em que o decodifi-cador de matriz é um decodificador de matriz ativo.

6. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que os dois oumais sinais de áudio modificados são uma modificação de uma matriz codifi-cada.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que as instru-ções de derivação para reconfiguração de canal deriva instruções para fazer"upmix" de pelo menos um sinal de áudio ou da sua modificação de modoque, quando feito o "upmix" de acordo com as instruções para fazer o "up-mix", o número resultante de sinais de áudio seja maior do que o número desinais de áudio compreendendo pelo menos um sinal de áudio ou sua modi-ficação.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o pelo me-nos um sinal de áudio e sua modificação são, individualmente, dois ou maissinais de áudio e as instruções de derivação para reconfiguração de canalderiva instruções para fazer "downmix" dos dois ou mais sinais de áudio demodo que, quando feito o "downmix" de acordo com as instruções para fazero "downmix", o número resultante de sinais de áudio seja menor do que onúmero de sinais de áudio compreendendo os dois ou mais sinais de áudio.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o pelo me-nos um sinal de áudio e sua modificação são, individualmente, dois ou maissinais de áudio e as instruções de derivação para reconfiguração de canalderiva instruções para reconfigurar os dois ou mais sinais de áudio de modoque, quando reconfigurados de acordo com as instruções para reconfigura-ção, o número de sinais de áudio permaneça o mesmo, porém um ou maislocais espaciais aos quais tais sinais de áudio são destinados a serem re-produzidos sejam alterados.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que pelo me-nos um sinal de áudio ou sua modificação na saída é uma versão de dadoscomprimidos do pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação, respecti-vãmente.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o pelomenos um sinal de áudio ou sua modificação está dividido em faixas de fre-qüência e as instruções para a reconfiguração de canal têm relação comaquelas de tais faixas de freqüência.

12. Método para processar pelo menos um sinal de áudio ouuma modificação do pelo menos um sinal de áudio tendo o mesmo númerode canais do pelo menos um sinal de áudio, cada sinal de áudio represen-tando um canal de áudio, compreendendo as etapas de:receber pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação e ins-truções para reconfiguração de canal do pelo menos um sinal de áudio ousua modificação, as instruções tendo sido derivadas por uma derivação deinstrução na qual a única informação de áudio recebida é o pelo menos umsinal de áudio ou sua modificação, ereconfigurar o canal do pelo menos um sinal de áudio ou suamodificação usando as instruções.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que os pelomenos um sinal de áudio e sua modificação são, individualmente, dois oumais sinais de áudio.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, em que os doisou mais sinais de áudio modificados são decodificados por um decodificadorde matriz.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, em que o decodi-ficador de matriz é um decodificador de matriz ativo.

16. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que os doisou mais sinais de áudio modificados são uma modificação de uma matrizcodificada.

17. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que as ins-truções para reconfiguração de canal são instruções para fazer "upmix" dopelo menos um sinal de áudio ou sua modificação e a reconfiguração de ca-nal faz "upmix" do pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação de mo-do que o número resultante de sinais de áudio seja maior do que o númerode sinais de áudio compreendendo o pelo menos um sinal de áudio ou suamodificação.

18. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que os pelomenos um sinal de áudio e a sua modificação são, individualmente, dois oumais sinais de áudio e as instruções para reconfiguração de canal são ins-truções para fazer "downmix" dos dois ou mais sinais de áudio e a reconfigu-ração de canal faz o "downmix" dos dois ou mais sinais de áudio de modoque o número resultante de sinais de áudio seja menor do que o número desinais de áudio compreendendo os dois ou mais sinais de áudio.

19. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que os pelomenos um sinal de áudio e a sua modificação são, individualmente, dois oumais sinais de áudio e as instruções para reconfiguração de canal são ins-truções para reconfigurar os dois ou mais sinais de áudio de modo que onúmero de sinais de áudio permaneça o mesmo, porém os respectivos lo-cais espaciais aos quais tais sinais de áudio sejam destinados a serem re-produzidos sejam alterados.

20. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que as ins-truções para reconfiguração de canal são instruções para conferir um sinalestereofônico biauricular tendo um "upmix" para múltiplos canais virtuais dopelo menos um sinal de áudio ou sua modificação.

21. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que as ins-truções para reconfiguração de canal são instruções para conferir um sinalestereofônico biauricular tendo uma reconfiguração virtual de localizaçãoespacial.

22. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que o pelomenos um sinal de áudio ou sua modificação têm os dados comprimidos, ométodo compreendendo adicionalmente a etapa de descomprimir os dadosdos pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação.

23. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que o pelomenos um sinal de áudio ou sua modificação é dividido em faixas de fre-qüência e as instruções para reconfigurar o canal têm relação com aquelasrespectivas de tais faixas de freqüência.

24. Método, de acordo com a reivindicação 12, ainda compreen-dendo as etapas de:proporcionar uma saída de áudio, eselecionar como a saída de áudio:(1) pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação, ou(2) o canal reconfigurado do pelo menos um sinal de áudio.

25. Método, de acordo com a reivindicação 12, ainda compreen-dendo a etapa de proporcionar uma saída de áudio em resposta ao pelomenos um sinal de áudio recebido ou sua modificação.

26. Método, de acordo com a reivindicação 25, em que o pelomenos um sinal de áudio e sua modificação são, individualmente, dois oumais sinais de áudio, o método ainda compreendendo a etapa de decodificara matriz dos dois ou mais sinais de áudio.

27. Método, de acordo com a reivindicação 12, ainda compreen-dendo a etapa de proporcionar uma saída de áudio em resposta ao pelomenos um sinal de áudio recebido e reconfigurado pelo canal.

28. Método para processar pelo menos dois sinais de áudio ouuma modificação de pelo menos dois sinais de áudio tendo o mesmo núme-ro de canais do pelo menos dois sinais de áudio, cada sinal de áudio repre-sentando um canal de áudio, compreendendo as etapas de:receber os pelo menos dois sinais de áudio e instruções parareconfiguração de canal de pelo menos dois sinais de áudio, as ditas instru-ções tendo sido derivadas por uma derivação de instrução na qual a únicainformação de áudio recebida são os pelo menos dois sinais de áudio, edecodificar a matriz de dois ou mais sinais de áudio.

29. Método, de acordo com a reivindicação 28, em que a etapade decodificar a matriz está sem referência às instruções recebidas.

30. Método, de acordo com a reivindicação 28, em que a etapade decodificar a matriz está com referência às instruções recebidas.

31. Aparelho para processar pelo menos um sinal de áudio ouuma modificação do pelo menos um sinal de áudio tendo o mesmo númerode canais do pelo menos um sinal de áudio, cada sinal de áudio representa-do um canal de áudio, compreendendo:dispositivos para derivar instruções para reconfiguração de canaldo pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação, em que a única infor-mação de áudio recebida pelo dispositivo para derivar é o pelo menos umsinal de áudio ou sua modificação, edispositivos para proporcionar uma saída que inclui (1) o pelomenos um sinal de áudio ou sua modificação, e (2) as instruções para recon-figurar o canal.

32. Aparelho para processar pelo menos um sinal de áudio ouuma modificação do pelo menos um sinal de áudio tendo o mesmo númerode canais do pelo menos um sinal de áudio, cada canal de áudio represen-tado um canal de áudio, compreendendo:dispositivos para derivar instruções para reconfigurar o canal dopelo menos um sinal de áudio ou sua modificação, em que a única informa-ção de áudio recebida pelo dispositivo para derivar é o pelo menos um sinalde áudio ou sua modificação,dispositivos para proporcionar uma saída que inclui (1) o pelomenos um sinal de áudio ou sua modificação, e (2) as instruções para recon-figurar o canal, edispositivos para receber a saída.

33. Aparelho para processar pelo menos um sinal de áudio ouuma modificação do pelo menos um sinal de áudio tendo o mesmo númerode canais do pelo menos um sinal de áudio, cada sinal de áudio represen-tando um canal de áudio, compreendendo:dispositivos para receber pelo menos um sinal de áudio ou suamodificação e instruções para reconfiguração de canal de pelo menos umsinal de áudio ou sua modificação, as instruções tendo sido derivadas deuma derivação de instruções na qual a única informação de áudio recebida éo pelo menos um sinal de áudio ou sua modificação, edispositivos para reconfiguração de canal do pelo menos um si-nal de áudio ou sua modificação usando as instruções.

34. Aparelho para processar pelo menos dois sinais de áudio ouuma modificação dos pelo menos dois sinais de áudio tendo o mesmo núme-ro de canais dos pelo menos dois sinais de áudio, cada sinal de áudio repre-sentando um canal de áudio, compreendendo:dispositivos para receber os pelo menos dois sinais de áudio einstruções para reconfiguração de canal de pelo menos dois sinais de áudio,as instruções tendo sido derivadas de uma derivação de instrução na qual aúnica informação de áudio recebida são os pelo menos dois sinais de áudio,edispositivos para decodificar a matriz de dois ou mais sinais deáudio.

35. Método para modificar dois ou mais sinais de áudio, cadasinal de áudio representando um canal de áudio de modo que os sinais mo-dificados possam proporcionar uma decodificação de múltiplos canais aper-feiçoada com relação a uma decodificação dos sinais não modificados,quando decodificados por um decodificador de matriz, compreendendo aetapa de:modificar uma ou mais diferenças nas características de sinalintrínsecas entre ou dentre os sinais de áudio.

36. Método, de acordo com a reivindicação 35, em que as carac-terísticas de sinal intrínsecas incluem uma ou ambas de amplitude e fase.

37. Método, de acordo com a reivindicação 35 ou 36, em que aetapa de modificar uma ou mais diferenças nas características de sinal in-trínsecas entre ou dentre os sinais de áudio inclui as etapas de:fazer o "upmix" dos sinais não modificados para um númeromaior de sinais, efazer o "downmix" dos sinais que foram feitos o "upmix" usandoum decodificador de matriz.

38. Método, de acordo com a reivindicação 35 ou 36, em que aetapa de modificar uma ou mais diferenças nas características de sinal in-trínsecas entre ou dentre os sinais de áudio inclui a etapa de:aumentar ou diminuir a correlação cruzada entre ou dentre al-guns dos sinais de áudio.

39. Método, de acordo com a reivindicação 35, em que a corre-lação cruzada entre ou dentre os sinais de áudio é variavelmente aumentadae/ou diminuída em uma ou mais faixas de freqüência.

40. Aparelho para modificar dois ou mais sinais de áudio, cadasinal de áudio representado um canal de áudio de modo que os sinais modi-ficados possam proporcionar uma decodificação de múltiplos canais aperfei-çoada com relação a uma decodificação dos sinais não modificados quandodecodificados por um decodificador de matriz, compreendendo:dispositivos para receber os dois ou mais sinais de áudio, edispositivos para modificar uma ou mais diferenças nas caracte-rísticas de sinal intrínsecas entre ou dentre os sinais de áudio.

41. Aparelho, de acordo com a reivindicação 40, em que as ca-racterísticas de sinal intrínsecas incluem uma ou ambas de amplitude e fase.

42. Aparelho, de acordo com a reivindicação 40 ou 41, em queos dispositivos para modificar uma ou mais diferenças de características desinal intrínsecas entre ou dentre alguns dos sinais de áudio incluem:dispositivos para fazer o "upmix" dos sinais não modificados pa-ra um número maior de sinais, edispositivos para fazer o "downmix" os sinais que foram feitos o"upmix" usando um codificador de matriz.

43. Aparelho, de acordo com a reivindicação 40 ou 41, em queos dispositivos para modificar uma ou mais diferenças nas características desinal intrínsecas entre ou dentre alguns dos sinais de áudio incluem:dispositivos para aumentar ou diminuir a correlação cruzada en-tre ou dentre alguns sinais de áudio.

44. Aparelho, de acordo com a reivindicação 43, em que a corre-lação cruzada entre ou dentre os sinais de áudio é variavelmente aumentadae/ou diminuída em uma ou mais faixas de freqüência.