ES2604133T3 - Dispositivo y método para generar una señal de ambiente - Google Patents

Abstract

Un dispositivo para generar una senal de ambiente adecuada para emitirse a traves de unos altavoces (Ls, Rs) para los que no hay senal de altavoz adecuada, que comprende: un detector de transitorios (11) para detectar un transitorio (22) en un bloque de una senal de test para obtener un periodo transitorio (20) que comprende el bloque de la senal de test; un generador de senal de sintesis (12) para generar una senal de sintesis durante el periodo transitorio (20), implementandose el generador de senal de sintesis (12) para generar una senal de sintesis que comprende un curso temporal mas plano que la senal de test en el periodo transitorio (20) y cuya intensidad se desvia de una intensidad de una parte de la senal de test anterior al periodo transitorio (20) o posterior al periodo transitorio (20) en menos que un umbral predeterminado; y un sustituto de senal (14) para sustituir la senal de test en el periodo transitorio por la senal de sintesis para obtener la senal de ambiente, en el que el detector de transitorios (11) se implementa para calcular los contenidos de alta frecuencia ponderados para el bloque de la senal de test (71), en el que los contenidos de alta frecuencia ponderados son una suma ponderada de los valores absolutos de todas las lineas de frecuencia en el bloque con el aumento de los factores de ponderacion desde las frecuencias mas bajas a las mas altas; en el que el detector de transitorios (11) se implementa para comparar (73) los contenidos de alta frecuencia ponderados del bloque para un valor medio flotante (72) con los contenidos de alta frecuencia ponderados de una pluralidad de bloques anteriores o posteriores del bloque sin ningun transitorio, en el que el detector de transitorios (11) se implementa para detectar un transitorio para el bloque cuando los contenidos de alta frecuencia ponderados del bloque superan el valor medio flotante en mas de un umbral (c), en el que el generador de senal de sintesis se implementa para calcular (74), cuando se genera la senal de sintesis para todos los valores espectrales de un espectro a corto plazo de una pluralidad de bloques, que forman la parte de la senal de test anterior al periodo transitorio (20) o posterior al periodo transitorio (20), un valor medio que usa los valores espectrales correspondientes de la pluralidad de bloques para obtener un espectro de valor medio para el bloque, calcular, para los valores espectrales del espectro de valor medio para el bloque, las desviaciones que difieren de los valores espectrales del espectro de valor medio para el bloque y que son mas pequenas que una desviacion maxima (Δmax), y anadir (75) las desviaciones y el valor medio de los valores espectrales para obtener los valores espectrales para el bloque, y convertir (43, 76) los valores espectrales para el bloque en una representacion temporal que representa la senal de sintesis (44).

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Dispositivo y metodo para generar una senal de ambiente DESCRIPCION

La presente invencion se refiere al procesamiento de una senal de audio y, en particular, a los conceptos de la generacion de senales de ambiente para altavoces en un escenario multicanal para el que no se ha transmitido ninguna senal de altavoz especial.

El material de audio multicanal esta aumentando en popularidad. Esto ha dado lugar a muchos usuarios finales que ahora poseen sistemas de reproduccion multicanal. Esto puede atribuirse principalmente al hecho de que los DVD estan aumentando en popularidad y que muchos usuarios de DVD estan ahora en la posesion de equipos multicanal 5.1. Los sistemas de reproduccion de este tipo, en general, incluyen tres altavoces L (izquierdo), C (central) y R (derecho), que normalmente estan dispuestos delante del usuario, y dos altavoces Ls y Rs dispuestos detras del usuario, y por lo general un canal LFE, que tambien se conoce como un canal de efectos de baja frecuencia o subwoofer. Un escenario de canal de este tipo se indica en las figuras 10 y 11. Mientras que la colocacion de los altavoces L, C, R, Ls, Rs con respecto al usuario se realiza como se indica en la figura 10 y la figura 11 con el fin de que el usuario reciba la mejor impresion auditiva posible, la colocacion del canal LFE (no mostrada en las figuras 10 y 11) no es tan importante ya que el ofdo no puede realizar la localizacion en tales bajas frecuencias y el canal LFE puede de este modo organizarse en cualquier lugar donde no tenga ningun efecto perturbador debido a su tamano considerable.

Un sistema multicanal de este tipo produce varias ventajas en comparacion con una reproduccion de estereo tfpica que es una reproduccion de dos canales, como se muestra a modo de ejemplo en la figura 9.

Fuera de la posicion de audicion optima central, el resultado tambien sera la estabilidad mejorada de la impresion de audicion delantera que tambien se conoce como “imagen delantera”, debido al canal central. Por lo tanto, el resultado es mayor que un “punto dulce”, representando el “punto dulce” la posicion de audicion optima.

Ademas, debido a los dos altavoces traseros Ls y Rs, el oyente tiene una sensacion mejorada de “profundizar en” la escena de audio.

Sin embargo, hay una gran cantidad de material de audio en posesion de los usuarios o disponible en general que solo esta presente como material estereo, que por lo tanto solo tiene dos canales, a saber, el canal izquierdo y el canal derecho. Los soportes de sonido tfpicos para las piezas estereo de este tipo son los discos compactos.

Con el fin de reproducir un material estereo de este tipo a traves de un aparato de audio multicanal 5.1, hay dos opciones recomendadas de acuerdo con la ITU.

La primera opcion es reproducir los canales izquierdo y derecho a traves de los altavoces izquierdo y derecho del sistema de reproduccion multicanal. Sin embargo, esta solucion tiene el inconveniente de que la pluralidad de altavoces ya presentes no hacen uso de los mismos, es decir, que no se hace uso de una manera ventajosa del altavoz central y deblos dos altavoces traseros presentes.

Otra opcion es convertir los dos canales para formar una senal multicanal. Esto puede tener lugar durante la reproduccion o mediante un preprocesamiento especial, lo que hace un uso ventajoso de los seis altavoces del sistema de reproduccion 5.1 ya presentes a modo de ejemplo y por lo tanto resulta en una impresion auditiva mejorada cuando se realiza una mezcla ascendente de dos canales a cinco y/o seis canales sin errores.

Solo entonces la segunda opcion, es decir, usando todos los altavoces del sistema multicanal, sera ventajosa en comparacion con la primera solucion, en el caso de que no se produzcan errores al realizar la mezcla ascendente. Los errores de mezcla ascendente de este tipo pueden ser espedficamente preocupantes cuando las senales de los altavoces traseros, que tambien se conocen como senales de ambiente, no se generan de una manera libre de errores.

Una forma de realizar este llamado proceso de mezcla ascendente se conoce bajo la expresion clave “concepto de ambiente directo”. Las fuentes de sonido directas se reproducen por los tres canales delanteros presentes de tal manera que se perciben por el usuario en la misma posicion como en la version original de dos canales. La version original de dos canales se ilustra esquematicamente en la figura 9 usando el ejemplo de los diferentes instrumentos de percusion.

La figura 10 muestra una version de mezcla ascendente del concepto en el que todas las fuentes de sonido originales, es decir, los instrumentos de percusion, se reproducen de nuevo por los tres altavoces delanteros L, C y R, en los que ademas las senales de ambiente especiales se emiten por los dos altavoces traseros. Por lo tanto, la

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expresion “fuente de sonido dirigida” se usa para describir un tono procedente unico y directamente de la fuente de sonido discreta, tal como, por ejemplo, un instrumento de percusion u otro instrumento, o, en general, un objeto de audio especial, tal como se ilustra a modo de ejemplo esquematicamente en la figura 9 usando un instrumento de percusion. Cualquier sonido adicional, tal como, por ejemplo, debido a las reflexiones de pared, etc., no esta presente en dicha fuente de sonido directo. En este escenario, las senales sonoras emitidas por los dos altavoces traseros Ls, Rs en la figura 10 incluyen, o no, solo las senales de ambiente presentes en la grabacion original. Las senales de ambiente de este tipo no pertenecen a una sola fuente de sonido, sino que contribuyen a la reproduccion de la acustica de la sala de una grabacion y por lo tanto dan lugar a la llamada sensacion de “productividad en” en el oyente.

Otro concepto alternativo denominado como concepto “en la banda” se ilustra esquematicamente en la figura 11. Todo tipo de sonido, es decir, las fuentes de sonido directo y los tonos de tipo ambiente, se colocan alrededor del oyente. La posicion de un tono es independiente de su caractenstica (fuentes de sonido directo o tonos de tipo ambiente) y solo depende del diseno espedfico del algoritmo, como se ilustra a modo de ejemplo en la figura 11. Por lo tanto, se ha determinado en la figura 11 por el algoritmo de mezcla ascendente que los dos instrumentos 1100 y 1102 se colocan lateralmente en relacion con el oyente, mientras que los dos instrumentos 1104 y 1106 se colocan delante del usuario. El resultado de esto es que los dos altavoces traseros Ls, Rs tambien contienen partes de los dos instrumentos 1100 y 1102 y ya no solo los tonos del tipo ambiente, como ha sido el caso en la figura 10 donde todos los mismos instrumentos estaban colocados delante del usuario.

La publicacion especializada de C. Avendano y J.M. Jot: “Ambience Extraction and Synthesis from Stereo Signals for Multichannel Audio Mixup”, Conferencia Internacional IEEE sobre Acustica, Habla y Procesamiento de Senales, ICASSP 02, Orlando, Fl, mayo de 2002 desvela una tecnologfa de dominio de frecuencia para identificar y extraer informacion de ambiente en senales de audio estereo. Este concepto se basa en calcular una coherencia entre los canales y una funcion de mapeo no lineal que es para permitir determinar las regiones tiempo-frecuencia en las senales estereo que incluyen principalmente componentes de ambiente. A continuacion, las senales de ambiente se sintetizan y se utilizan para almacenar los canales traseros o canales de “sonido envolvente” Ls, Rs (figuras 10 y 11) de un sistema de reproduccion multicanal.

En la publicacion especializada de R. Irwan y Ronald M Aarts: “A method to covert stereo to multi-channel sound”, Procedimientos de la 19a Conferencia Internacional de AES, Schloss Elmau, Alemania, junio 21-24, paginas 139143, 2001, se presenta un metodo para convertir una senal estereo en una senal multicanal. La senal para los canales de sonido envolvente se calcula usando una tecnica de correlacion cruzada. El analisis de componentes principales (PCA) se usa para calcular un vector que indica una direccion de la senal dominante. A continuacion, este vector se mapea desde una representacion de dos canales a una representacion de tres canales para producir los tres canales delanteros.

La publicacion especializada de G. Soulodre, “Ambience-Based Up-mixing”, Taller de “Spatial Coding of Surround Sound: A Progress Report”, 117a Convencion de AES, San Francisco, CA, US, 2004 desvela un sistema que produce una senal multicanal a partir de una senal estereo. La senal se divide en los llamados flujos de fuente y flujos de ambiente individuales. Basandose en estos flujos, un llamado “procesador de estetica” sintetiza la senal de salida multicanal.

Todas las tecnologfas conocidas tratan de extraer de diferentes maneras las senales de ambiente de la senal estereo original o incluso de sintetizarlas a partir de ruido y/o de informacion adicional, en las que la informacion que no esta en la senal estereo puede usarse tambien para sintetizar las senales de ambiente. Al final, sin embargo, todo esta alrededor de la extraccion de informacion de la senal estereo y/o la alimentacion de informacion a un escenario de reproduccion, no estando la informacion presente de manera explfcita, ya que por lo general solo estan disponibles una senal estereo de dos canales y, tal vez, una informacion adicional y/o una meta informacion.

Desde este punto de vista, la extraccion o la extraccion parcial y la smtesis parcial de tales senales de ambiente es un asunto arriesgado, ya que un usuario lo percibina como molesto si la informacion de las fuentes de sonido esta contenida en los canales de ambiente, que el usuario identifica que viene directamente desde la parte delantera, es decir, desde el canal izquierdo, el canal central y el canal derecho. Por esta razon, una produccion de las senales de ambiente se volvena muy “defensiva” con el fin de garantizar que no se producen perturbaciones percibidas por el usuario que sean preocupantes. El otro caso extremo, cuando se actua demasiado a la defensiva produciendo las senales de ambiente es una senal de ambiente que es muy debil o casi imperceptible para extraerse o la senal de ambiente solo comprende el ruido, pero no mas informacion especial de manera que la senal de ambiente contribuye muy ligeramente a un placer de audicion y en este caso realmente podna omitirse completamente.

Es problematico cuando se produce la senal de ambiente que, por una parte, se produzca una senal de ambiente que incluya informacion que va mas alla del ruido normal, pero que la senal de ambiente no da lugar a perturbaciones audibles, es decir, que debe mantenerse una medida apropiada entre audibilidad y contenidos de informacion.

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El documento US 2006/0018486 A1 desvela un filtro eficiente para generar una senal de ambiente artificial. El filtro incluye un modulo de reduccion de transitorios adaptado para reducir los transitorios en una senal de audio, comprendiendo la senal de audio uno o varios canales. Ademas, el filtro incluye un filtro de reverberacion adaptado para recibir la senal reducida transitoriamente y para generar una senal de reverberacion que comprende uno o varios canales y que corresponde a la senal reducida transitoriamente.

La patente de Estados Unidos 4.076.969 A desvela un sistema de reduccion de ruido de impulso para detectar senales de sonido de chispas y clics no deseadas generadas por defectos mecanicos en un medio de grabacion. Se generan un par de senales correlacionadas total o parcialmente a partir de la informacion de sonido grabada por medio de un dispositivo de grabacion estereo. Las senales de salida del dispositivo de grabacion estereo se combinan de tal manera que se restan las senales de sonido deseadas generadas por un movimiento horizontal sobre el medio de grabacion y se anaden las senales no deseadas generadas por un movimiento vertical sobre el medio de grabacion. La senal no deseada resultante se detecta como senal de ruido. Una senal de control que empieza desde el borde delantero de la senal de sonido no deseada detectada y que tiene una anchura que es mas grande que la anchura de la senal de sonido no deseada detectada se usa en el sistema para eliminar las senales no deseadas.

La publicacion especializada “Restauration of Historical Recordings by Means of Digital Signal Processing”, preimpresa n.° 2091, WA Deutsch, et al., 75a Convencion de 1984, se refiere al hecho de mejorar la calidad general de las grabaciones que se han deteriorado debido a diversas perturbaciones. En particular, deben eliminarse los ruidos impulsivos generados por rasgunos y saltos en el material de grabacion. Ademas, deben compensarse las distorsiones en el intervalo de frecuencias generadas por el dispositivo de grabacion. Ademas, debe reducirse el ruido superficial de banda ancha continuo.

La publicacion especializada “Detection and modeling of fast attack transients”, X. Rodet et al., Proc. Of Intl. Computer Music Conf. (ICMC), 1 de septiembre de 2001, paginas 1-4, desvela la deteccion y el modelado de los transitorios basados en ataques rapidos. Por esto, se examina la energfa en una banda de frecuencias y se busca un pico que tenga una forma triangular que este entre las mesetas anteriores y posteriores.

La publicacion especializada “Enhancement of Audio Signals Using Transient Detection and Modification”, Documento de la convencion AES, Nueva York, vol. 6255, 2004, paginas 2-11, desvela un enfoque de procesamiento que permite una modificacion perceptivamente agradable de las senales de audio a traves de resaltar y suprimir, respectivamente, los transitorios. Se usa el analisis de intervalo de frecuencias que da lugar a un parametro de flujo espectral. Este parametro se compara con un umbral para obtener una funcion de deteccion de transitorios binarios.

Es el objeto de la presente invencion proporcionar un concepto para producir una senal de ambiente en la que se reducen las perturbaciones audibles.

Este objeto se consigue mediante un dispositivo para producir una senal de ambiente de acuerdo con la reivindicacion 1, un metodo para producir una senal de ambiente de acuerdo con la reivindicacion 9 o un programa informatico de acuerdo con la reivindicacion 10.

La presente invencion se basa en el hallazgo de que las perturbaciones que se perciben por los oyentes como que son mas negativas en las senales de ambiente siendo perturbaciones que dan lugar a que el oyente crea que hay una fuente de sonido directo en el altavoz posterior, aunque perciba esta fuente de sonido como viniendo de la parte delantera. Las caractensticas para percibir las fuentes de sonido directas son procesos transitorios, es decir senales de estructuras finas en la senal de tiempo relacionadas con un cambio (rapido) a lo largo de un umbral de alteracion desde un estado debil a un estado alto o desde un estado alto a un estado debil y/o relacionando con un aumento (fuerte) de la energfa a lo largo de un umbral de alteracion en las bandas especiales y, en particular, en las bandas superiores dentro de un tiempo determinado.

Los procesos transitorios de este tipo son, por ejemplo, un instrumento de partida o un instrumento de percusion que se golpean o el final de un tono que no se desvanece lentamente sino que se detiene bruscamente. Un oyente percibira tales procesos transitorios como caractensticas de las fuentes de sonido directo que, de acuerdo con la invencion, se eliminan de una senal de ambiente de tal manera que los altavoces de ambiente estan provistos de una senal de ambiente producida segun la invencion que no incluye transitorios o solo transitorios fuertemente atenuados.

De acuerdo con la invencion, se garantiza que la supresion de un transitorio en la senal de ambiente no da lugar a una modulacion de amplitud demasiado grande. Se ha descubierto de acuerdo con la invencion que las variaciones en la amplitud, es decir, en la intensidad de sonido, a pesar de que no es transitoria, es decir, por debajo del umbral de transitorio, pero por encima de un cierto umbral de variacion, senan reconocidas por el usuario como que son

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perturbadoras y senan reconocidas por el oyente como perturbaciones o errores cuando tales variaciones de amplitud resultan debido a una simple eliminacion de un transitorio en una senal de ambiente.

De acuerdo con la invencion, en una senal de test, se detecta un periodo transitorio en el que esta presente una region transitoria en la senal de test. Posteriormente, usando un generador de senal de smtesis, se produce una senal de smtesis durante el penodo transitorio, implementandose el generador para generar la senal de smtesis de tal manera que tiene un curso temporal mas plano que la senal de test en la region transitoria, implementandose ademas el generador de senal de smtesis para generar la senal de smtesis de tal manera que difiera, con respecto a la intensidad de una parte anterior o posterior de la senal de test, menos que un umbral predeterminado. Esta senal de smtesis producida se usa a continuacion por un sustituto de senal en lugar de la senal de test en el periodo transitorio para obtener la senal de ambiente.

Por lo tanto, se mejora la extraccion de una senal de tipo senal de ambiente de una senal de entrada estereo de dos canales de acuerdo con la invencion, o se realiza un post-procesado de una senal existente que, por ejemplo, ya es una senal de ambiente en bruto extrafda. En el primer caso, la senal de test es la senal estereo de dos canales real y/o un canal respectivo de la senal de dos canales, mientras que en el segundo caso la senal de test es una senal de ambiente extrafda o una senal de ambiente pre-sintetizada. Por lo tanto, el concepto de la invencion es espedficamente util para el concepto de mezcla ascendente que tambien se ha ilustrado como “concepto de ambiente directo”. El concepto de la invencion tambien puede ser ventajoso para el concepto de “en la banda”, ya que, en este caso, tambien, dara lugar a una senal de ambiente mejorada que, por un lado, no tiene mas perturbaciones inquietantes pero, por el contrario, todavfa incluye informacion suficiente con el fin de que un usuario se beneficie de la senal de ambiente.

La generacion de la senal de ambiente de la invencion tiene el resultado de que la senal de ambiente no tiene partes relevantes de las fuentes de sonido directo, en la que, en particular, no hay transitorios contenidos y/o transitorios solo incluidos en una forma muy fuertemente atenuada. De lo contrario, el oyente percibina fuentes de sonido directo detras de sf mismo, lo que estana en conflicto con la experiencia del usuario que normalmente solo percibe fuentes de sonido desde la parte delantera.

Ademas, el concepto de la invencion garantiza que la senal de ambiente sea una senal de tono difuso continuo ininterrumpido ya que un tono de tipo ambiente interrumpido que se obtiene simplemente, por ejemplo, cuando los transitorios se eliminan completamente, sena percibido por el usuario como que es desagradable o incluso como un error en el proceso de mezcla ascendente.

En una realizacion preferida de la presente invencion, se extrae una senal de tipo ambiente para los canales traseros a partir de la senal estereo para lograr un proceso de mezcla ascendente de tipo ambiente directo. Con el fin de lograr esto, solo se usan a modo de ejemplo los componentes de senal no correlacionados o, como una solucion simple, se usa simplemente la diferencia entre los canales derecho e izquierdo originales. Si los canales traseros se producen de esta manera, a menudo comprenderan unos componentes de tipo transitorio de las fuentes de sonido directas. Estos transitorios pueden ser tonos, tales como, por ejemplo, inicios de notas o partes de instrumentos de percusion. Un transitorio percibido como que esta detras del oyente, mientras que una fuente de sonido directo (a la que el transitorio normalmente pertenece) se coloca delante del oyente, tiene un impacto negativo en la localizacion de la fuente de sonido directo. Por lo tanto, la fuente de sonido directo parece ser o mas amplia que la original o se percibe, que es aun mas perjudicial, como una fuente de sonido directo independiente detras del usuario, en el que ambos efectos son muy desfavorables, en particular, para el concepto de ambiente directo.

De acuerdo con la invencion, estos problemas se abordan suprimiendo los transitorios en la senal de tipo ambiente y minimizando el efecto de esta supresion en la senal restante, es decir, manteniendo la continuidad de la senal, permitiendo solo unas variaciones de intensidad limitadas para el periodo transitorio.

En la realizacion preferida de la presente invencion, la senal producida durante el penodo transitorio se mezcla, antes de usarse por el sustituto de senal, con la senal originalmente presente en el periodo transitorio, que es lo que se logra, por ejemplo, mediante un procesamiento de superposicion. Como alternativa o adicionalmente, puede realizarse una atenuacion cruzada para suprimir o al menos reducir las discontinuidades en los bordes del periodo transitorio, con el fin de realizar una atenuacion cruzada lentamente en una region de atenuacion cruzada desde la senal antes del penodo transitorio a la senal en el penodo transitorio o para atenuarla de nuevo lentamente desde el penodo transitorio.

En particular, es preferible atenuar desde el penodo transitorio a la senal original cuando no se detectan mas transitorios para una impresion auditiva libre de perturbaciones, ya que es preciso garantizar que no se produce ningun efecto de chisporroteo o similar por la transicion desde la senal de smtesis a la senal de test original cuando hay una senal de test no viciada por perturbaciones.

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En otras realizaciones preferidas de la presente invencion, la manipulacion de la senal en el penodo transitorio en el dominio de frecuencia se realiza por aleatorizacion de senales de valores espectrales o, dicho de manera mas general, fases de los valores espectrales, que inevitablemente da lugar a suavizar la estructura fina temporal de esta senal manipulada en el dominio de frecuencia. El procesamiento espectral adicional realiza una prediccion en cuanto a la frecuencia de los valores espectrales y a continuacion, usa los valores espectrales de prediccion como valores espectrales de la senal de smtesis, ya que la prediccion en cuanto a los resultados de frecuencia da lugar a suavizar la senal de tiempo correspondiente.

Con el fin de suprimir los transitorios al mantener simultaneamente o solo influir ligeramente en los mismos, se prefiere cambiar la intensidad del penodo transitorio como maximo un +/- 50 %, es decir, limitando la variacion de los valores espectrales de un bloque al siguiente, en el que esta limitacion puede tener lugar globalmente, es decir, igual para todos los valores espectrales o selectivamente, es decir, solo para ciertos valores espectrales que comprenden espedficamente una gran variacion.

Las realizaciones preferidas de la presente invencion se detallaran posteriormente haciendo referencia a los dibujos adjuntos en los que:

la figura 1

la figura 2a

la figura 2b la figura 3

la figura 4

la figura 5a la figura 5b la figura 5c la figura 6 la figura 7

la figura 8

la figura 9 la figura 10

la figura 11

es un diagrama de circuito de bloques del dispositivo de la invencion para producir una senal de ambiente;

es una ilustracion esquematica del proceso de bloques con unos bloques no superpuestos, pero con una region de atenuacion cruzada;

es una ilustracion esquematica de la generacion de senal de smtesis con bloques superpuestos;

muestra una implementacion especial de atenuacion cruzada con una funcion introduccion lenta y una funcion de apagado lento que puede usarse para la figura 2a o la figura 2b;

es un diagrama de circuito de bloques de una realizacion preferida que incluye el procesamiento en el dominio de frecuencia;

muestra una implementacion alternativa del procesamiento de dominio de frecuencia;

muestra otro procesamiento de dominio de frecuencia alternativo;

muestra una implementacion preferida del procesamiento basado en intensidad;

muestra una implementacion para mantener las regiones tonales en la senal de smtesis;

es un diagrama de circuito de bloques de una realizacion preferida basada en los contenidos de alta frecuencia HFC;

muestra una implementacion preferida del dispositivo de la invencion con una funcionalidad adicional para producir los canales de sonido directo L, R, C;

muestra un escenario de reproduccion estereo;

muestra un escenario de reproduccion multicanal en el que todas las fuentes de sonido directo se reproducen por los canales delanteros; y

muestra un escenario de reproduccion multicanal en el que las fuentes de sonido tambien pueden reproducirse por los canales traseros.

La figura 1 muestra un dispositivo de la invencion para generar una senal de ambiente 10 adecuada para emitirse a traves de unos altavoces para los que no se ha transmitido una senal de altavoz especial. Los altavoces de este tipo son normalmente los altavoces traseros o los altavoces de sonido envolvente, como se muestra a modo de ejemplo en la figura 10 y la figura 11 en Ls, Rs.

El dispositivo mostrado en la figura 1 incluye un detector de transitorios 11 para detectar un periodo transitorio (mostrado en la figura 2 en 20) en el que una senal de test comprende una region transitoria. Aunque varias implementaciones del detector de transitorios se describen en el presente documento, se ha de senalar que puede usarse cualquier otro metodo para detectar transitorios, como son, por ejemplo, los encontrados en un codificador de audio MPEG-4, en el que la conmutacion de ventanas cortas a largas se realiza en dependencia de una deteccion transitoria. En otros campos de procesamiento de senales de audio tambien se usan detectores de transitorios que

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son capaces de detectar variaciones rapidas y fuertes de la envolvente de una senal de tiempo. Las ordenes de magnitud a modo de ejemplo a detectarse son variaciones de la envolvente que en un penodo de 1 ms se refieren a variaciones de igual o mas del 100 % de la amplitud de la envolvente.

El detector de transitorios 11 esta acoplado a un generador de senal de smtesis 12 que esta disenado para generar una senal de smtesis 13 que cumple las dos condiciones, es decir, la condicion transitoria por un lado y la condicion de continuidad por el otro. La condicion transitoria es que la senal de smtesis tiene un curso temporal mas plano que la senal de test en la region transitoria, mientras que la condicion de continuidad es que la intensidad de la senal de smtesis en la region transitoria se desvfa de una intensidad de una parte anterior o posterior de la senal de test menos que un umbral predeterminado. Preferentemente, el umbral es un umbral relativo y esta en un valor = 2,5, en el que los valores = 1,5 se prefieren incluso. Esto significa que la intensidad de la senal en la region transitoria es como maximo 1,5 veces o 0,66 veces la intensidad de una parte no transitoria anterior o de una parte no transitoria posterior de la senal de test. Por lo tanto, se garantiza que una supresion de transitorios no da como resultado una variacion de amplitud y/o una variacion intensidad perturbadora.

El umbral tambien puede realizarse mediante un intervalo de confianza del 80 % o menos lo que se determina usando los valores historicos.

Las medidas de intensidad que pueden emplearse para la presente invencion incluyen la energfa obtenida sumando los cuadrados de muestra o los cuadrados de valor espectral de un bloque, o una medicion de potencia que puede obtenerse teniendo en cuenta la longitud de bloque temporal, o incluso una medicion que suma las magnitudes de los valores espectrales en una banda de una manera ponderada o no ponderada, en la que esta medida especial que representa tambien una intensidad se refiere a los contenidos de alta frecuencia cuando la banda en la que tiene lugar la suma es la banda de frecuencia superior de la senal de test o en general las frecuencias mas altas se ponderan mas fuertemente en comparacion con las frecuencias mas bajas o tienen una influencia mas fuerte en el resultado final.

A continuacion, el generador de senal de smtesis genera una senal de smtesis usada por un sustituto de senal 14 para usar la senal de smtesis en lugar de la region correspondiente de la senal de test original, para proporcionar finalmente la senal de ambiente 10. El sustituto de senal 14 recibe, aparte de la senal de smtesis a traves de la lmea 13, la senal de test a traves de una lmea 15, como se indica en la figura 1. El detector de transitorios 11 recibe la senal de test a traves de una lmea de entrada 16 y proporciona una informacion transitoria a traves de una lmea de salida 17 al generador de senal de smtesis 12 con el fin de que genere la senal de smtesis usando la senal de test proporcionada a traves de una lmea 18.

En las realizaciones especiales de la presente invencion, se usa un proceso de bloques no superpuestos, como se ilustra en la figura 2a, o un proceso de bloques superpuestos, como se ilustra en la figura 2. En el proceso de bloques no superpuestos de la figura 2a, una senal de test 21 esta preferentemente dividida en bloques de igual longitud que tienen una longitud de bloque especial. A continuacion, el detector de transitorios detecta un transitorio 22 en el penodo transitorio 20. por lo tanto, el transitorio 22 esta en el penodo transitorio 20 de la figura 2a, siendo el resultado que el detector de transitorios 11 proporciona una senal de salida a traves de su lmea de salida 17 que comunica al generador de senal de smtesis 12 que tiene que iniciar la smtesis de senal. Mientras que los bloques anteriores y posteriores al penodo transitorio 20 representan directamente las partes correspondientes de la senal de ambiente 10 a excepcion de una atenuacion cruzada en una region de atenuacion cruzada 23, el bloque de la senal de test correspondiente al penodo transitorio 20 se sintetiza a continuacion mediante el generador de senal de smtesis y a continuacion se usa por el sustituto de senal 14 en lugar del bloque original de la senal de test en la senal de ambiente.

Como se explicara mas adelante, en las realizaciones preferidas se procesa el bloque de la senal de test, que tiene lugar en el dominio de frecuencia. Esto tiene como resultado que la senal de smtesis en un lfmite de bloque tiene un valor de muestra que puede diferir considerablemente de una muestra que es la ultima muestra del bloque anterior en la senal de test. Con el fin de eliminar tales perturbaciones de lfmite de bloque que pueden surgir, se prefiere en la realizacion mostrada en la figura 2a realizar una atenuacion cruzada de un bloque antes de un penodo transitorio a la senal de smtesis en el penodo transitorio, por ejemplo sumando la primera muestra de la senal de smtesis generada a, por ejemplo, las ultimas diez muestras del bloque anterior que se ponderan de acuerdo con la funcion de atenuacion cruzada a modo de ejemplo de acuerdo con la funcion de introduccion lenta en la figura 3. Al mismo tiempo, se anade la ultima muestra del bloque anterior, de acuerdo con la funcion de apagado lento de la figura 3, a las primeras muestras o a las muestras que siguen a la primera muestra, del bloque sintetizado que se ponderan de acuerdo con la funcion de introduccion lenta en el periodo transitorio para proporcionar una atenuacion cruzada. Correspondientemente, puede aplicarse el mismo metodo en la region de atenuacion cruzada posterior, es decir, cuando se pasa desde el penodo transitorio posterior al bloque de la senal de ambiente no influenciado por los transitorios.

Con el fin de reducir aun mas las perturbaciones de lfmite de bloque de este tipo, se prefiere el procesamiento de

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superposicion, como se muestra en la figura 2b. En la realizacion mostrada en la figura 2b, el detector de transitorios detecta las regiones de bloque representadas por numeros rodeados (1), (2), (3), (4), (5), (6). Se detecta un transitorio en 22. El resultado es que comparado con la figura 2a, hay un mayor periodo de transicion 20 ya que el transitorio se ha detectado en la posicion 22, tanto en el bloque 4 como en el bloque 5. Por lo tanto, el generador de senal de smtesis 12 de la figura 1 producira las senales de smtesis tanto para el bloque 4 como para el bloque 5. Mientras que para los bloques anteriores a las tres regiones de periodo transitorio A, B, C, la senal de test no tiene transitorios y por lo tanto se toma directamente para la senal de ambiente, las regiones A, B, C se sustituyen por el sustituto de senal 14 de la figura 1 por las partes A, B, C producidas por los generadores de senales de smtesis. Una parte A se produce sumando la segunda mitad del bloque 3 de la senal de test no influenciada por los transitorios a la primera mitad de la senal de smtesis producida por el bloque 4. La segunda parte B del periodo transitorio 20 se proporciona sumando la segunda mitad de la senal de smtesis producida por el bloque 4 a la primera mitad de la senal de smtesis producida por el bloque 5 y sustituida por el sustituto de senal como una parte correspondiente de la senal de ambiente 10. La tercera parte C del periodo transitorio 20 se produce sumando la segunda mitad del bloque 5 producida por el generador de senales de smtesis a la primera mitad del bloque 6 que ya no esta influida por transitorios y escrita por el sustituto de senal 14 para la senal de ambiente.

La funcion de apagado lento mostrada en la figura 3 se discutira con mas detalle a continuacion. Por lo tanto, esta funcion de apagado lento puede usarse para proporcionar, cuando se trata de procesamiento de bloques con bloques no superpuestos, una transicion de bloque suave desde un bloque no sintetizado a un bloque sintetizado y para proporcionar ademas una transicion suave de un bloque sintetizado de vuelta a un bloque no sintetizado. Como alternativa, tambien puede usarse una funcion de atenuacion cruzada para realizar de nuevo una atenuacion cruzada a la senal de test original, en particular, cuando se ha producido una senal de smtesis por un cierto numero espedfico de bloques. Ya que hay una probabilidad de que la senal de smtesis, debido a la extrapolacion, se haya desviado considerablemente de la senal de test, una vuelta atras de manera brusca a la senal de test en ciertos casos dana lugar a perturbaciones audibles. Por lo tanto, se prefiere realizar la atenuacion cruzada lenta de acuerdo con la funcion de introduccion lenta/apagado lento de la figura 3, produciendo, para un bloque en el que no se han detectado mas transitorios, una senal de smtesis que consiste en un 90 % del ultimo bloque sintetizado y en un 10 % del bloque de test actual. En el siguiente bloque, la relacion puede cambiarse al 80 %: 20 % hasta que, despues de un cierto numero de bloques, la senal de smtesis se apaga lentamente por completo y la senal de test actual no afectada por los transitorios se introduce lentamente de nuevo por completo.

Posteriormente, una implementacion preferida de una parte del generador de senal de smtesis 12 se tratara haciendo referencia a la figura 4. Para esto, la senal de tiempo que representa un bloque de la senal de test se convierte en una representacion de dominio de frecuencia o una representacion de sub-banda por un convertidor 40 que puede incluir un transformador o un banco de filtros de analisis. La representacion espectral en la forma de coeficientes espectrales o de las senales de sub-banda puede a continuacion, como se ilustra en 41, sustituirse por la informacion en una representacion espectral extrapolada y/o unas senales de sub-banda extrapoladas si esto es un bloque de la senal de tiempo en el que se ha detectado un transitorio. Posteriormente, la representacion espectral se alimenta, tal vez usando una informacion adicional debido a una extrapolacion, a un suavizador 42 que influye en los valores espectrales de tal manera que se suaviza el curso temporal de la senal subyacente. En el caso de un banco de filtros, este suavizador 42 influira en las senales de sub-banda de tal manera que el curso temporal de la senal subyacente de las senales de sub-banda es mas suave que antes de realizar el suavizado. A continuacion, en el bloque 43, se realiza una conversion inversa al dominio del tiempo, en la que o bien se usa un retransformador o un banco de filtros de smtesis para finalmente llegar a una senal de tiempo 44 que tiene un curso mas suave que la senal de tiempo en la entrada de la etapa 40, sin embargo, tiene una cantidad de energfa no influenciada de manera considerable por el suavizado. Ademas, el suavizado se ha realizado de tal manera que la energfa de la senal de tiempo suavizada 44 no se diferencia de la energfa de la senal de tiempo anterior en mas que el umbral.

Por lo tanto, en la presente invencion, puede tener lugar una manipulacion de energfa total de la energfa de la senal de tiempo. Sin embargo, solo se atenuan los transitorios, mientras que las partes tonales continuan y/o se sintetizan a partir de la historia sintetizando la senal en el penodo transitorio por una prediccion que usa una senal no transitoria del pasado.

Si, sin embargo, la energfa no se toca, como cuando en una aleatorizacion o en una prediccion espectral, el suavizado ha dado lugar a que la energfa se distribuya de manera mas uniforme sobre el bloque de tal manera que se ha generado un curso temporal mas suave sin cambiar, sin embargo, considerablemente la energfa del bloque de muestras de la senal de test. Esto es suficiente en la mayona de los casos y se garantiza que el usuario escuchara una senal de test cumpliendo siempre con la condicion de continuidad. Solo si el transitorio da lugar a un aumento considerable de energfa, teniendo en cuenta todo el bloque, sera solo el suavizado, es decir, una distribucion mas uniforme de la energfa sobre el bloque, que ya no es suficiente, y puede realizarse el recorte de senal controlado.

Unos metodos bien conocidos, que incluyen evitar la localizacion de las fuentes de sonido directo en los canales traseros, estan retrasando los canales traseros durante unos pocos milisegundos. Esta solucion no da lugar a la supresion de transitorios, sino que trata de “enmascarar” los transitorios usando el efecto de precedencia. El efecto

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de precedencia es que el ofdo supone que una fuente de sonido esta donde se oye por primera vez algo de esta fuente de sonido, en el que lo que se oye a continuacion, a partir de esta fuente de sonido puede muy bien ser mas fuerte o venir desde una direccion diferente. Sin embargo, esta solucion es una desventaja por que los eventos de sonido muy cortos que tienen transitorios pronunciados a menudo aun pueden ofrse y a continuacion se perciben dos veces, por un altavoz delantero y algunos milisegundos mas tarde por los canales traseros, provocando una impresion de audicion desagradable.

Los decodificadores de matriz comercialmente disponibles, tales como, por ejemplo, Dolby Pro Logic II o Logic 7, tienen la capacidad de mezclar de manera ascendente unos archivos de 2 canales estereo no pre-procesados en archivos de sonido envolvente multicanal aunque no estan disenados directamente para esta tarea. Estos decodificadores de matriz a menudo no son capaces de suprimir los tonos transitorios en los canales traseros, lo que resulta en una senal que no cumple con los requisitos de libertad y continuidad transitoria en amplitud y/o intensidad.

Sin embargo, se detectan y se atenuan las regiones de canal donde hay transitorios de acuerdo con la invencion. Sin embargo, simplemente atenuando la senal completa en estos penodos dana como resultado una modulacion de amplitud de la senal de ambiente y sena percibida como desagradable o incluso como una perturbacion. Por lo tanto, esto podna evitar la sensacion de calidad de la senal de ambiente extrafda o procesada. Para superar este efecto de modulacion de amplitud desagradable, se produce una supresion de transitorio de acuerdo con la invencion sin evitar la continuidad de la senal de smtesis y/o de la senal de ambiente. En el presente documento, una senal de entrada, tal como, por ejemplo, una senal de mezcla ascendente, en la medida que se consigue mediante un mezclador ascendente de matriz, se usa para los canales traseros o una senal que tiene caractensticas similares y un campo similar de aplicacion se analiza para detectar si existe un transitorio.

Si se detecta un transitorio, el bloque procesado en la actualidad sera sustituido por una senal de sustitucion que tiene una envolvente (no transitoria) temporal plana. Esta senal de sustitucion se produce o por las partes de senal anteriores, donde no ha habido transitorios o se produce por el bloque procesado en el presente por una etapa de procesamiento que realiza la envolvente temporal y/o una estructura fina de la senal mas plana, o producida por una combinacion de ambos metodos.

La senal de sustitucion producida por las partes anteriores se produce, por ejemplo, por una extrapolacion de los niveles de energfa anteriores de la senal o copiando/repitiendo las partes de senal anteriores con ninguna region transitoria de la senal.

El “aplanamiento” de la estructura fina temporal o la senal de tiempo fina sobre la base del bloque procesado en el presente pueden, por ejemplo, realizarse de una manera ilustrada posteriormente haciendo referencia a las figuras 5a, 5b o 5c.

Los valores absolutos de los coeficientes espectrales pueden aleatorizarse dentro de una region limitada que se extiende alrededor de los coeficientes o magnitudes espectrales extrapolados de la misma, como se explicara mas adelante en relacion con la figura 5c.

Alternativa o adicionalmente, las fases y/o signos de los coeficientes espectrales del bloque de procesado en el que el transitorio puede aleatorizarse por un aleatorizador 50. Para esto, se produce un espectro a corto plazo del bloque de la senal de test considerado y se calculan los valores espectrales complejos obtenidos de acuerdo con la magnitud y la fase para, a continuacion, aleatorizar las fases de los valores espectrales. Si se usa una transformacion, que solo puede resolver las fases de +/- 180°, es decir, que solo puede proporcionar valores espectrales con un signo positivo y negativo, las senales tambien pueden aleatorizarse para obtener un espectro a corto plazo que tiene las fases/signos aleatorizados de un curso temporal mas plano de la senal de tiempo correspondiente.

Este enfoque se basa en el hecho de que un cambio rapido en una senal de tiempo solo sera posible si las fases de la onda fundamental que subyacen a esta region transitoria y los respectivos armonicos estan en una relacion especial. Si se logra una aleatorizacion de las fases, esto dara lugar a suavizar la region transitoria ya que la interaccion especial de las fases de las oscilaciones sinusoidales individuales mapeadas por los valores espectrales ya no esta allt

Una implementacion alternativa se ilustra en la figura 5b que usa un predictor 51 que esta implementado para realizar una prediccion del espectro a corto plazo a lo largo de la frecuencia. Un predictor de este tipo se ilustra en J. Herre, J.D Johnston; “Exploiting Both Time and Frequency Structure in a System that Uses an Analysis/Synthesis Filterbank with High Frequency Resolution”, 103a Convencion de AES, Nueva York 1997, Preimpresion 4519.

Una vez mas, se produce un espectro a corto plazo que tiene un curso transitorio en su senal de tiempo asociada. Normalmente, usando un predictor de bucle abierto, se predice un valor espectral actual del espectro a corto plazo por medio de un valor espectral anterior o una pluralidad de valores espectrales anteriores, en el que el valor espectral predicho podna, a continuacion, restarse del valor espectral real para obtener un valor residual espectral.

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Mientras que el valor residual espectral de una prediccion tipica sobre la frecuencia representa ese valor que es de interes y lleva informacion junto con los coeficientes de un filtro de prediccion, un cierto filtro de prediccion se preestablece inventivamente y los valores espectrales del espectro a corto plazo se sustituyen por los valores espectrales predichos usando este filtro de prediccion, mientras que ya no se usa la senal de error de prediccion.

Sin embargo, los valores espectrales reales de prediccion defectuosa obtenidos a continuacion tienen un curso temporal mas plano que el espectro a corto plazo original, pero todavfa tienen aproximadamente la misma cantidad de energfa de tal manera que se cumplen tanto la condicion transitoria como la condicion de continuidad, como se ha ilustrado en relacion con el generador de senal de smtesis 12 de la figura 1. Una simple implementacion preferida del filtro de prediccion es simplemente usar un valor de una lmea espectral que tiene un mdice menor como un valor de prediccion para una lmea espectral actual.

En general, la senal extrapolada puede realizar una atenuacion cruzada con la senal original despues de un tiempo determinado, en lugar de cambiar bruscamente para evitar perturbaciones de extrapolacion a largo plazo.

Ademas, se prefiere, como se ilustra haciendo referencia a la figura 6, para detectar las partes/bandas tonales por un detector 60 y no influir en las mismas mediante el generador de senal de smtesis, pero combinar las mismas en un mezclador/combinador 61 con las senales de smtesis para las bandas de transitorios para obtener, despues de la transformacion o la conversion en el dominio de tiempo, que puede tener lugar en el bloque 61, una senal de tiempo que tiene un curso temporal mas plano, que, sin embargo, todavfa incluye las bandas tonales, es decir, las partes que no han sido transitorios, de forma inalterada.

Por lo tanto, se detectan los componentes de frecuencia estacionarios/tonales en la senal de entrada que han estado presentes, por ejemplo, durante la duracion del transitorio solo en partes del espectro y se genera una senal de sustitucion que incluye una extrapolacion de los componentes de senal estacionarios/tonales pasados y los componentes de frecuencia estacionarios/tonales en el bloque actual.

Posteriormente, una implementacion de la presente invencion que usa un detector de transitorios implfcito y ya no explfcito se ilustrara haciendo referencia a la figura 5c. El medio 53 para calcular la intensidad de un bloque y un bloque anterior se muestra en la figura 5c. Una medida de la intensidad de un bloque de senal procesada es, por ejemplo, la energfa o los contenidos de alta frecuencia (HFC) u otra medida que se basa en los valores espectrales, muestras de tiempo, energfa, potencia u otra medida de la senal relacionada con la amplitud. A continuacion, se determina por el medio 54 si una intensidad aumenta desde un bloque al siguiente mas alla de un umbral. Si este es el caso, los valores espectrales del bloque procesado se limitan de tal manera que sus intensidades no superan la intensidad del bloque de senal anterior en mas de un cierto umbral relativo o absoluto de tal manera que al menos se reduce el dominio global de los transitorios. Esta limitacion se realiza en el medio 55 que se implementa para limitar, si se ha detectado una demanda para una limitacion, es decir, la deteccion implfcitamente de un transitorio, los valores espectrales ya sea individualmente o globalmente. Una limitacion individual debena calcular un aumento en la energfa para los valores espectrales o para las bandas y los valores espectrales y/o las bandas de energfa que aumentan solo hasta un aumento maximo de energfa y que se corta mas alla.

El medio 55 para limitar los valores espectrales limita por lo tanto los valores espectrales individual o globalmente, en el que una limitacion individual es que solo los valores espectrales que aumentan mas alla de un umbral se limitan y preferentemente se limitan a este umbral, mientras que no se influencian los otros valores espectrales que no aumentan tan fuertemente. Como alternativa, sin embargo, sera mas favorable en algunos casos y mas facil con respecto al calculo de complejidad para limitar todos los valores espectrales en la misma medida absoluta o relativa si se han determinado dos fuertes aumentos.

Ademas, se prefiere realizar el post-procesamiento de los valores espectrales limitados mediante el medio 56 para el post-procesamiento, en el que este post-tratamiento puede ser una aleatorizacion, como se describe en la figura 5a, o una prediccion, como se describe en la figura 5b. El orden de procesamiento por el medio 55 y 66 tambien puede invertirse de tal manera que en la primera aleatorizacion y/o proceso de prediccion se realiza con un bloque para el que se ha detectado un transitorio, en el que solo entonces se realiza una limitacion de intensidad de acuerdo con el procesamiento en el bloque 55.

Con respecto a la figura 5c, se ha de senalar que el bloque t/f representa una conversion de dominio de tiempo/frecuencia 57, en el que una conversion desde el dominio de tiempo al de frecuencia tambien puede filtrarse por medio de un banco de filtro de analisis de tal manera que en este caso la representacion espectral consiste en unas senales de sub-banda y no en componentes individuales.

Posteriormente, se tratara una realizacion especialmente preferida de la presente invencion con referencia a la figura 7. El detector de transitorios, como se muestra en las figuras 1 a 11, en esta realizacion incluye un medio 71 para calcular los contenidos de alta frecuencia (HFC) para cada bloque corriente abajo del medio para calcular el HFC 72 a largo plazo. A continuacion, un comparador 73 detectara si existe un transitorio o si existe un penodo transitorio en

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el que existe un transitorio. En particular, el medio 71 se implementa para calcular los contenidos de alta frecuencia ponderados (HFC) para cada bloque de la senal izquierda original y la senal derecha original. Como alternativa, un HFC puede calcularse para cada canal. El HFC es la suma ponderada de los valores absolutos de todas las lmeas de frecuencia en un bloque, aumentando los factores de ponderacion desde las frecuencias mas bajas a las mas altas. El HFC se calcula de la siguiente manera:

HFC = suma (X(f)w(f)),

en la que X(f) son los coeficientes espectrales para ciertas frecuencias, siendo w(f) factores de ponderacion para ciertas frecuencias.

Debido al hecho de que los factores de ponderacion aumentan desde las frecuencias mas bajas a las mas altas, se garantiza que en el valor del HFC, se pondera la energfa en los componentes de frecuencia mas alta en comparacion con la energfa en los componentes de frecuencia mas baja. Una energfa en los componentes espectrales mas altos es mejor que un mdice para un transitorio que una energfa en los componentes espectrales mas bajos. En la implementacion, pueden usarse todos los componentes espectrales para calcular el HFC. Como alternativa, el calculo del HFC tambien puede realizarse partiendo de un valor de umbral que esta aproximadamente en la region central del espectro de tal manera que los coeficientes espectrales mas bajos no desempenan un papel en el calculo del HFC.

Ademas, se calcula un valor medio de HFC a largo plazo tambien denominado como HFC' en al menos tres y preferentemente en cinco bloques anteriores. Si se determina en el medio 73 que el HFC en el bloque actual se desvfa del valor medio a largo plazo del HFC' un factor mayor que un factor constante c, un numero > 1,0 que se usa como el factor constante c, se detectara un transitorio. El umbral depende del tipo del valor medio flotante. Si el valor medio flotante es un valor medio en el que la historia se pondera mas fuerte en comparacion con el bloque mas actual, es decir, un valor medio mas lento, el umbral estara mas cerca de 1 que en el caso en el que la historia introduce el valor medio flotante a una menor medida. En este caso, el umbral estana mas lejos de 1.

Si se detecta un transitorio, como se senaliza para el medio 74 para calcular el valor medio mediante el medio 73, se calculara el valor medio de los valores absolutos pasados de cada lmea de frecuencia (los coeficientes espectrales) a lo largo de un intervalo de tiempo definido, tales como, por ejemplo, cinco bloques. Ademas, se calcula un intervalo de fiabilidad de prediccion Amax para los valores absolutos extrapolados. Los valores absolutos extrapolados vanan aleatoriamente dentro de este intervalo Amax. Con el fin de lograr esto, se realiza un calculo de acuerdo con una ecuacion como se muestra en la figura 7 en el medio 75. RN representa un numero aleatorio, Amax representa el intervalo de fiabilidad, SW es un valor espectral, como se calcula por el medio 75 de calculo, y SWm es el valor espectral que resulta como un valor medio de varios bloques anteriores, como se ha calculado por el bloque 74. El medio 75 se implementa por lo tanto para evaluar la siguiente ecuacion:

SW = SWm + RN • Amax

Con el fin de evitar los efectos de repeticion que pueden surgir cuando un transitorio detectado es demasiado largo, se realiza la atenuacion cruzada en los valores extrapolados con los valores originales, en un momento cuando ha pasado un intervalo de tiempo fijo, por ejemplo, tres bloques de senales de smtesis que tienen que estar presentes desde los que la senal original debe llegar de nuevo. Sin embargo, si el penodo transitorio es mas corto que los tres bloques, se preferira no realizar la atenuacion cruzada, ya que puede suponerse entonces que las senales extrapoladas aun no se han desviado demasiado de las senales originales. El atenuamiento cruzado puede tener lugar o antes de una conversion al dominio de tiempo o, preferentemente, despues de una conversion al dominio de tiempo, como se ilustra en la figura 7 en 76, para obtener la senal de smtesis.

En una implementacion, el concepto de la invencion puede integrarse en un proceso de extraccion de una senal de ambiente o usarse como una etapa de post-procesamiento separada usando una senal de ambiente existente que, sin embargo, todavfa incluye transitorios no deseados antes de que el procesamiento de la invencion.

Las etapas de proceso de la invencion pueden realizarse en el dominio de frecuencia por lmea de frecuencia o en las sub-bandas. Sin embargo, pueden realizarse tambien solo en parte en el dominio de frecuencia normalmente por encima de un cierto lfmite de frecuencia o en un dominio de tiempo exclusivamente o en una combinacion de unos dominios de tiempo y frecuencia.

La figura 8 muestra una realizacion preferida de la presente invencion en la que el dispositivo para generar una senal de ambiente no solo se implementa para generar las senales de ambiente para una salida 80 para un canal de ambiente izquierdo y una salida 81 para un canal de ambiente derecho. Ademas, el dispositivo de la invencion incluye un mezclador ascendente 82 para generar senales para el canal izquierdo L, el canal derecho R, el canal central C y preferentemente tambien para el canal LFE como se muestra en la figura 8. Tanto la combinacion del

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detector de transitorios 12, el generador de smtesis 14 y un sustituto de senal 16 y el mezclador ascendente 82 se alimentan por un decodificador 84. El decodificador 84 esta implementado para recibir y procesar un flujo de bits 85 para proporcionar una senal mono o una senal estereo 86 en el lado de salida. El flujo de bits puede ser un flujo de bits de MP3 o un archivo de MP3 o puede ser un archivo de AAC o puede ser una representacion de una senal multicanal parametricamente codificada. Por lo tanto, el flujo de bits 85 puede ser, por ejemplo, un parametro de representacion del canal izquierdo, el canal derecho y el canal central, en el que se contiene un canal de transmision y varias senales para los canales segundo y tercero, este procesamiento se conoce a partir del procesamiento de multiples canales BCC. Entonces, el decodificador 84 sena un decodificador BCC que no solo proporciona una senal mono o estereo, sino que incluso proporciona una senal de tres canales, que, sin embargo, no incluye datos en los dos canales de sonido envolvente Ls, Rs. En una implementacion, la senal de test sera en este caso una senal mono, una senal estereo o incluso una senal multicanal que, sin embargo, no incluye senales de altavoces especiales para los canales de sonido envolvente Ls, Rs.

Cabe senalar que, puede calcularse o bien la misma senal de ambiente para ambos canales de sonido envolvente o una senal especial para cada canal de sonido envolvente. En el primer caso, la senal de test y/o la senal de sonido envolvente se obtienen, por ejemplo, de una suma de los canales izquierdo y derecho. En el otro caso, la senal de ambiente para el canal de sonido envolvente izquierdo se calcula, por ejemplo, a partir del canal izquierdo y la senal de ambiente para el canal derecho se calcula a partir del canal derecho.

Un aspecto de la presente invencion se refiere a un dispositivo para generar una senal de ambiente adecuada para emitirse a traves de unos altavoces Ls, Rs para los que no hay una senal de altavoz adecuada, que comprende: un detector de transitorios 11 para detectar un penodo transitorio 20 en el que una senal de test comprende una region transitoria 22; un generador de senal de smtesis 12 para generar una senal de smtesis durante el penodo transitorio 20, implementandose el generador de senal de smtesis 12 para generar una senal de smtesis que comprende un curso temporal mas plano que la senal de test en el penodo transitorio 20 y cuya intensidad desvfa de una intensidad de una parte anterior o posterior de la senal de test menos que un umbral predeterminado; y un sustituto de senal 14 para sustituir la senal de test en el penodo transitorio por la senal de smtesis para obtener la senal de ambiente.

En una realizacion, el dispositivo se implementa para el procesamiento de bloque para procesar los bloques posteriores de muestras de tiempo discreto de una manera superpuesta o no superpuesta.

En una realizacion, el detector de transitorios 11 se implementa para calcular los valores de intensidad para los bloques posteriores y para detectar un penodo transitorio 20 cuando un valor de intensidad de un bloque difiere de un valor de intensidad anterior o posterior mas que un umbral transitorio predeterminado.

En una realizacion, el generador de senal de smtesis 12 se implementa para limitar, para un bloque en el penodo transitorio 20, una pluralidad de valores espectrales que representan un espectro a corto plazo del bloque de tal manera que sus intensidades difieren de la intensidad de un bloque o transitorio anterior o posterior menos que el umbral predeterminado.

En una realizacion, el generador de senal de smtesis 12 se implementa para aleatorizar los valores espectrales complejos que representan un espectro a corto plazo del bloque incluyendo el penodo transitorio 20 con respecto a sus fases o signos.

En una realizacion, el generador de senal de smtesis 12 se implementa para realizar el procesamiento de prediccion 51 sobre la frecuencia para obtener un espectro de prediccion de la senal de tiempo asociada de la que comprende un curso temporal mas plano que una senal de tiempo asociada a un espectro antes del proceso de prediccion a lo largo de la frecuencia.

De acuerdo con la invencion, el detector de transitorios 11 se implementa para calcular 61 los contenidos de alta frecuencia para un bloque de la senal de test; en el que el detector de transitorios 11 se implementa para comparar 73 los contenidos de HF ponderados para un valor medio flotante con una pluralidad de bloques anteriores o posteriores sin transitorios, en el que el detector de transitorios 11 se implementa para detectar un transitorio de un bloque cuando los contenidos de Hf de un bloque actual supera el valor medio flotante en mas que un umbral c.

En una realizacion, el detector de transitorios se implementa para usar un umbral que se selecciona en funcion del tipo de calculo del valor medio flotante y que esta mas cerca del mismo cuando la historia tiene una fuerte influencia en el valor medio flotante, y esta mas lejos del mismo cuando la historia tiene una influencia comparativamente mas pequena en el valor medio flotante.

De acuerdo con la invencion, el generador de senal de smtesis se implementa para calcular 74, para cada valor espectral de un espectro a corto plazo de una pluralidad de bloques, un valor medio usando los valores espectrales correspondientes de la pluralidad de bloques para obtener un espectro de valor medio, para calcular, para los

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valores espectrales, las desviaciones que difieren de los valores espectrales y que son mas pequenas que una desviacion maxima Amax, y para sumar las desviaciones y los valores medios a los valores espectrales para obtener un espectro procesado.

En una realizacion, el generador de senal de smtesis 12 se implementa para calcular la senal de smtesis a partir de las partes de senal de las senales de test antes o despues del penodo transitorio, a partir de la senal de test en el penodo transitorio despues de suavizar el curso temporal de la misma o a partir de una combinacion de las partes de senal de la senal de test y la senal de test despues del suavizado.

En una realizacion, el generador de senal de smtesis 12 se implementa para copiar las partes de senal de la senal de test antes o despues del penodo transitorio.

En una realizacion, el generador de senal de smtesis 12 se implementa para aleatorizar, en un dominio predeterminado, los valores espectrales extrapolados obtenidos a partir de la senal de test fuera del penodo transitorio.

En una realizacion, el generador de senal de smtesis 12 se implementa para mezclar, cuando el penodo transitorio tiene una duracion mas larga que un tiempo predeterminado, para tiempos despues que el penodo predeterminado, los valores de senal de smtesis con los valores de senal de la senal de test.

En una realizacion, el sustituto de senal 14 se implementa para realizar la atenuacion cruzada desde una parte antes del penodo transitorio al penodo transitorio de acuerdo con una funcion de atenuacion cruzada o una atenuacion cruzada desde el periodo transitorio a una parte despues del penodo transitorio de acuerdo con una funcion de atenuacion cruzada.

En una realizacion, el generador de senal de smtesis 12 se implementa para calcular 40, 41, 42 un espectro a corto plazo de la senal de smtesis con unos valores espectrales, para convertir 43 el espectro a corto plazo en una representacion temporal que representa la senal de smtesis 44.

En una realizacion, el generador de senal de smtesis 12 se implementa para calcular 40, 41, 42 un espectro a corto plazo de la senal de smtesis con unas senales de sub-banda, y para convertir el espectro a corto plazo con unas senales de sub-banda en una representacion temporal que representa 43 la senal de smtesis.

En una realizacion, el generador de senal de smtesis 12 se implementa para generar la senal de smtesis de tal manera que el umbral predeterminado es menor que o igual a un factor de 2.

En una realizacion, el generador de senal de smtesis 12 se implementa para usar un umbral preestablecido de banda selectiva o un unico umbral para todo el espectro.

En una realizacion, el dispositivo comprende ademas medios para procesar una senal de canal izquierdo y una senal de canal derecho para extraer la senal de test.

En una realizacion, el dispositivo comprende un mezclador de dos a tres 82 para generar un canal izquierdo, un canal derecho y un canal central a partir de una senal estereo o mono transmitida; en el que el generador de senal de smtesis 12 se implementa para proporcionar la misma senal de ambiente a los canales izquierdo trasero y derecho trasero o para escalar la senal de test de manera que el canal izquierdo trasero y el canal derecho trasero pueden recibir diferentes versiones escaladas de la senal de ambiente o para calcular dos senales de ambiente especiales para dos canales de sonido envolvente.

Ademas, la presente invencion se refiere a un metodo para generar una senal de ambiente adecuada para emitirse a traves de unos altavoces Ls, Rs para los que no hay una senal de altavoz adecuada, que comprende las etapas de: detectar 11 un penodo transitorio 20 en el que una senal de test comprende una region transitoria 22; generar 12 una senal de smtesis durante el penodo transitorio 20, implementandose el generador de senal de smtesis 12 para generar una senal de smtesis que comprende un curso temporal mas plano que de la senal de test en el penodo transitorio 20 y cuya intensidad se desvfa de una intensidad de una parte anterior o posterior de la senal de test menos que un umbral predeterminado; y sustituir 14 la senal de test en el penodo transitorio 20 por la senal de smtesis para obtener la senal de ambiente.

Dependiendo de las circunstancias, el metodo de la invencion puede implementarse o en hardware o en software. La implementacion puede ser en un medio de almacenamiento digital, en particular, en un disco o CD que tiene senales de control que pueden leerse electronicamente, que puede funcionar junto con un sistema informatico programable de tal manera que se ejecute el metodo. En general, la invencion por lo tanto tambien esta en un producto de programa informatico que tiene un codigo de programa almacenado en un soporte legible por maquina para realizar el metodo de la invencion cuando el producto de programa informatico se ejecuta en un ordenador. Dicho de otra

manera, la invencion puede por lo tanto realizarse tambien como un programa informatico que tiene un codigo de programa para realizar el metodo cuando el programa informatico se ejecuta en un ordenador.

Claims (10)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   REIVINDICACIONES

   1. Un dispositivo para generar una senal de ambiente adecuada para emitirse a traves de unos altavoces (Ls, Rs) para los que no hay senal de altavoz adecuada, que comprende:

   un detector de transitorios (11) para detectar un transitorio (22) en un bloque de una senal de test para obtener un periodo transitorio (20) que comprende el bloque de la senal de test;

   un generador de senal de smtesis (12) para generar una senal de smtesis durante el penodo transitorio (20), implementandose el generador de senal de smtesis (12) para generar una senal de smtesis que comprende un curso temporal mas plano que la senal de test en el periodo transitorio (20) y cuya intensidad se desvfa de una intensidad de una parte de la senal de test anterior al penodo transitorio (20) o posterior al penodo transitorio (20) en menos que un umbral predeterminado; y

   un sustituto de senal (14) para sustituir la senal de test en el penodo transitorio por la senal de smtesis para obtener la senal de ambiente,

   en el que el detector de transitorios (11) se implementa para calcular los contenidos de alta frecuencia ponderados para el bloque de la senal de test (71), en el que los contenidos de alta frecuencia ponderados son una suma ponderada de los valores absolutos de todas las lmeas de frecuencia en el bloque con el aumento de los factores de ponderacion desde las frecuencias mas bajas a las mas altas;

   en el que el detector de transitorios (11) se implementa para comparar (73) los contenidos de alta frecuencia ponderados del bloque para un valor medio flotante (72) con los contenidos de alta frecuencia ponderados de una pluralidad de bloques anteriores o posteriores del bloque sin ningun transitorio,

   en el que el detector de transitorios (11) se implementa para detectar un transitorio para el bloque cuando los contenidos de alta frecuencia ponderados del bloque superan el valor medio flotante en mas de un umbral (c), en el que el generador de senal de smtesis se implementa para calcular (74), cuando se genera la senal de smtesis para todos los valores espectrales de un espectro a corto plazo de una pluralidad de bloques, que forman la parte de la senal de test anterior al penodo transitorio (20) o posterior al penodo transitorio (20), un valor medio que usa los valores espectrales correspondientes de la pluralidad de bloques para obtener un espectro de valor medio para el bloque,

   calcular, para los valores espectrales del espectro de valor medio para el bloque, las desviaciones que difieren de los valores espectrales del espectro de valor medio para el bloque y que son mas pequenas que una desviacion maxima (Amax), y

   anadir (75) las desviaciones y el valor medio de los valores espectrales para obtener los valores espectrales para el bloque, y

   convertir (43, 76) los valores espectrales para el bloque en una representacion temporal que representa la senal de smtesis (44).
2. 2. El dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, que se implementa para procesar el bloque con el fin de dividir la senal de test en bloques sucesivos y superpuestos o no superpuestos de valores de muestras de tiempo discreto.
3. 3. El dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el umbral (c) se selecciona en funcion del tipo de calculo del valor medio flotante y que esta mas cerca de uno cuando la historia tiene una influencia mas fuerte en el valor medio flotante, y esta mas lejos de uno cuando la historia tiene una influencia comparativamente mas pequena en el valor medio flotante.
4. 4. El dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el generador de senal de smtesis (12) se implementa para calcular la senal de smtesis a partir de partes de senal de las senales de test antes o despues del penodo transitorio, a partir de la senal de test en el penodo transitorio despues de suavizar el curso temporal de la misma o a partir de una combinacion de las partes de senal de la senal de test y la senal de test despues del suavizado.
5. 5. El dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el generador de senal de smtesis (12) se implementa para generar la senal de smtesis de tal manera que el umbral predeterminado es menor que o igual a un factor de 2.
6. 6. El dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el umbral predeterminado es un umbral preestablecido de banda selectiva o un unico umbral para todo el espectro.
7. 7. El dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas:

   medios de extraccion para procesar una senal de canal izquierdo y una senal de canal derecho para extraer la senal de test.
8. 8. El dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas:

   5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   un mezclador de dos a tres (82) para generar un canal izquierdo, un canal derecho y un canal central a partir de una senal estereo transmitida; y

   en el que el generador de senal de smtesis (12) se implementa para proporcionar la senal de ambiente a un canal izquierdo trasero (Ls) y la senal de ambiente a un canal derecho trasero (Rs), en el que el canal izquierdo trasero y el canal derecho trasero son los canales para los que no hay senal de altavoz adecuada, o en el que el generador de senal de smtesis (12) se implementa para escalar la senal de test de tal manera que se obtienen versiones de la senal de ambiente escaladas de manera diferente para el canal izquierdo trasero y el canal derecho trasero, o

   en el que el generador de senal de smtesis (12) se implementa para calcular una primera senal de ambiente para el canal izquierdo trasero y para calcular una segunda senal de ambiente que difiere de la primera senal de ambiente para el canal derecho trasero.
9. 9. Un metodo para generar una senal de ambiente adecuada para emitirse a traves de unos altavoces (Ls, Rs) para los que no hay una senal de altavoz adecuada, que comprende las etapas de:

   detectar (11) un transitorio (22) en un bloque de una senal de test para obtener un penodo transitorio (20) que comprende el bloque de la senal de test;

   generar (12) una senal de smtesis durante el penodo transitorio (20), implementandose el generador de senal de smtesis (12) para generar una senal de smtesis que comprende un curso temporal mas plano que el de la senal de test en el penodo transitorio (20) y cuya intensidad se desvfa de una intensidad de una parte de la senal de test anterior al penodo transitorio (20) o posterior al penodo transitorio (20) en menos que un umbral predeterminado; y

   sustituir (14) la senal de test en el penodo transitorio (20) por la senal de smtesis para obtener la senal de ambiente,

   en el que en la etapa de detectar (11) se calculan los contenidos de alta frecuencia ponderados para el bloque de la senal de test (71), en el que los contenidos de alta frecuencia ponderados son una suma ponderada de los valores absolutos de todas las lmeas de frecuencia en el bloque con el aumento de los factores de ponderacion desde las frecuencias mas bajas a las mas altas;

   en el que en la etapa de detectar (11) los contenidos de alta frecuencia ponderados del bloque se comparan (73) con un valor medio flotante (72) a lo largo de los contenidos de alta frecuencia ponderados de una pluralidad de bloques anteriores o posteriores del bloque sin ningun transitorio,

   en el que en la etapa de detectar (11) se detecta un transitorio para el bloque cuando los contenidos de alta frecuencia ponderados del bloque superan el valor medio flotante en mas de un umbral (c),

   en el que en la etapa de generar (12) cuando se genera la senal de smtesis para todos los valores espectrales de un espectro a corto plazo de una pluralidad de bloques, que forman la parte de la senal de test anterior al penodo transitorio (20) o posterior al penodo transitorio (20), se calcula un valor medio (74) usando los valores espectrales correspondientes de la pluralidad de bloques para obtener un espectro de valor medio para el bloque, en el que en la etapa de generar (12) para los valores espectrales del espectro de valor medio para el bloque, se calculan desviaciones que difieren de los valores espectrales del espectro de valor medio para el bloque y que son mas pequenas que una desviacion maxima (Amax), y

   en el que en la etapa de generar (12) las desviaciones y los valores medios, se anaden (75) los valores espectrales para obtener los valores espectrales para el bloque, y

   en el que en la etapa de generar (12), los valores espectrales para el bloque se convierten (43, 76) en una representacion temporal que representa la senal de smtesis.
10. 10. Un programa informatico para realizar un metodo de acuerdo con la reivindicacion 9, cuando el metodo se ejecuta en un ordenador.