MX2014011213A - Metodo y sistema para la generacion de la funcion de transferencia relacionada con la cabeza mediante el mezclado lineal de las funciones de transferencia relacionadas con la cabeza. - Google Patents

Abstract

Un método para realizar el mezclado lineal en funciones de transferencia relacionadas con la cabeza (HRTF) acopladas, para determinar una HRTF interpolada para cualquier dirección de llegada especificada en un intervalo (por ejemplo, un intervalo que abarca al menos 60 grados en un plano, o un intervalo completo de 360 grados en un plano), en donde las HRTF acopladas se han predeterminado para tener propiedades, de manera que el mezclado lineal puede realizarse en las mismas (para generar HRTF interpoladas), sin introducir distorsión significativa de la filtración de peine. En algunas modalidades, el método incluye los pasos de: en respuesta a una señal indicativa de una dirección de llegada especificada, realizar el mezclado lineal en los datos indicativos de las HRTF acopladas de un conjunto de HRTF acopladas, para determinar una HRTF para la dirección de llegada especificada; y realizar el filtrado de la HRTF en una señal de audio de entrada utilizando la HRTF para la dirección de llegada especificada.

Description

MÉTODO Y SISTEMA PARA LA GENERACIÓN DE LA FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA RELACIONADA CON LA CABEZA MEDIANTE EL MEZCLADO LINEAL DE LAS FUNCIONES DE TRANSFERENCIA RELACIONADAS CON LA CABEZA REFERENCIA CRUZADA A LAS SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama la prioridad de la Solicitud Provisional de Patente de los Estados Unidos No. 61/614,610, presentada el 23 de Marzo del 2012, que se incorpora en el presente documento como referencia en su totalidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la Invención La invención se relaciona con métodos y sistemas para realizar la interpolación de funciones de transferencia relacionadas con la cabeza (HRTF) para generar HRTF interpoladas. De manera más específica, la invención se relaciona con métodos y sistemas para realizar el mezclado lineal en HRTF acopladas (es decir, en valores que determinan las HRTF acopladas) , para determinar las HRTF interpoladas, para realizar la filtración con las HRTF interpoladas y para predeterminar las HRTF acopladas, para que tengan propiedades de manera que la interpolación pueda realizarse en las mismas, de una manera especialmente deseable (mediante mezclado lineal) . 2. Antecedentes de la Invención A través de esta descripción, incluyendo en las reivindicaciones, la expresión realizar una operación "en" las señales o datos (por ejemplo, filtrar, escalar o transformar las señales o datos) , se utiliza en un sentido amplio para denotar la realización de la operación directamente en las señales o datos, o en las versiones procesadas de las señales o datos (por ejemplo, en las versiones de las señales que se han sometido a una filtración preliminar antes de la realización de la operación en los mismos) .

A través de esta descripción y en las reivindicaciones, la expresión "mezclado lineal" de los valores (por ejemplo, coeficientes que determinan las funciones de transferencia relacionadas con la cabeza) denota determinar una combinación lineal de los valores. Aquí, realizar la "interpolación lineal" en las funciones de transferencia relacionadas con la cabeza (HRTF) para determinar una HRTF interpolada, denota realizar el mezclado lineal de los valores que determinan la HRTF (determinar una combinación lineal de tales valores) , para determinar los valores que determinan la HRTF interpolada.

A través de esta descripción, incluyendo en las reivindicaciones, la expresión "sistema" se utiliza en un sentido amplio para denotar un dispositivo, sistema o subsistema. Por ejemplo, un subsistema que implementa el trazado de mapas, puede referirse como un sistema de trazado de mapas (o un trazador) , y un sistema que incluye tal subsistema (por ejemplo, un sistema que realiza varios tipos de procesamiento en la entrada de audio, en el cual el subsistema determina una función de transferencia para utilizarse en una de las operaciones de procesamiento) , puede también referirse como un sistema de trazado de mapas (o un trazador) .

A través de esta descripción, incluyendo en las reivindicaciones, el término "entregar" denota el proceso de convertir una señal de audio (por ejemplo, una señal de audio en múltiples canales) , en una o más alimentaciones de un altavoz (en donde cada alimentación del altavoz es una señal de audio a ser aplicada directamente a una bocina o a un amplificador y una bocina en serie) , o el proceso de convertir una señal de audio en una o más alimentaciones del altavoz y convertir la alimentación del altavoz a sonido utilizando una o más bocinas. En el último caso, la entrega es referida algunas veces como la entrega "por" las bocinas .

A través de esta descripción, incluyendo en las reivindicaciones, los términos "altavoz" y "bocina" se utilizan como sinónimos y denotan cualquier transductor que emita sonido. Esta definición incluye bocinas implementadas como múltiples transductores (por ejemplo, woofer (altavoz de graves) y tweeter (altavoz de agudos) ) .

A través de esta descripción, incluyendo en las reivindicaciones, el verbo "incluye" se utiliza en un sentido amplio para denotar "es o incluye" y otras formas del verbo "incluir" se utilizan en el mismo sentido amplio. Por ejemplo, la expresión "un filtro que incluye un filtro de retroalimentación" (o la expresión "un filtro, incluyendo un filtro de retroalimentación"), denota en el presente documento, un filtro que es un filtro de retroalimentación (es decir, no incluye un filtro de compensación) , o un filtro que incluye un filtro de retroalimentación (y al menos otro filtro) .

A través de esta descripción, incluyendo en las reivindicaciones, el término "virtualizador" (o "sistema virtualizador" ) , denota un sistema acoplado y configurado para recibir N señales de audio de entrada (indicativas de un conjunto de ubicaciones de la fuente) y generar M señales de audio de salida para la reproducción por un conjunto de altavoces físicos (por ejemplo, audífonos o bocinas) colocados en ubicaciones de salida diferentes de las ubicaciones de la fuente, en donde cada una de N y M es un número mayor que uno. N puede ser igual o diferente que M.

Un virtualizador genera (o intenta generar) las señales de audio de salida, de manera que cuando se reproduzcan, el oyente percibe las señales reproducidas como que son emitidas de las ubicaciones de la fuente más que de las ubicaciones de salida de los altavoces físicos (las ubicaciones de la fuente y las ubicaciones de salida son relativas para el oyente) . Por ejemplo, en el caso en que M = 2 y N =1, un virtualizador mezcla de manera ascendente la señal de entrada para generar señales de salida izquierda y derecha para la reproducción estereofónica (o reproducción por audífonos) . Para otro ejemplo, en el caso en que M = 2 y N > 3, un virtualizador mezcla de manera descendente las N señales de entrada para la reproducción estereofónica. En otro ejemplo en el cual N = M = 2, las señales de entrada son indicativas del sonido de dos ubicaciones posteriores de la fuente (detrás de la cabeza del oyente) , y un virtualizador genera dos señales de audio de salida para la reproducción por las bocinas estereofónicas colocadas en frente del oyente, de manera que el oyente percibe las señales reproducidas como que se emiten de las ubicaciones de la fuente (atrás de la cabeza del oyente) , más que de las ubicaciones de la bocina (en frente de la cabeza del oyente) .

Las Funciones de Transferencia Relacionadas con la Cabeza ( "HRTF" ) son las características del filtro (representadas como respuestas del impulso o respuestas de la frecuencia) que representan la manera en que el sonido en el espacio libre se propaga a los dos oídos de un sujeto humano. Las HRTF varían de una persona a otra, y también varían dependiendo del ángulo de llegada de las ondas acústicas . La aplicación de un filtro de la HRTF al oído derecho (es decir, la aplicación de un filtro que tiene una respuesta del impulso HRTF en el oído derecho) a una señal de sonido, x(t) , produciría una señal con HRTF filtrada, XR(t) , indicativa de la señal de sonido como se percibiría por un oyente después de propagarla en una dirección de llegada específica desde una fuente al oído derecho del oyente. La aplicación de un filtro de la HRTF en el oído izquierdo (es decir, la aplicación de un filtro que tiene una respuesta del impulso HRTF en el oído izquierdo) a la señal de sonido, x(t), produciría una señal con HRTF filtrada, XL(t), indicativa de la señal de sonido como se percibiría por el oyente después de propagarla en una dirección de llegada específica desde una fuente al oído izquierdo del oyente .

Aunque las HRTF son referidas con frecuencia en el presente documento como "respuestas del impulso," cada una de tales HRTF podría referirse de manera alterna con otras expresiones, incluyendo "función de transferencia", "respuesta de la frecuencia" y "respuesta del filtro" Una HRTF podría representarse como una respuesta del impulso en el dominio del tiempo o como una respuesta de la frecuencia en el dominio de la frecuencia.

Podemos definir la dirección de llegada en términos de ángulos de Azimuth y de Elevación (Az, El) , o en términos de un vector unitario (x,y,z) . Por ejemplo, en la Figura 1, la dirección de llegada del sonido (en los oídos del oyente 1) , puede definirse en términos de un vector unitario (x,y,z), en donde los ejes x y y son como se muestra, y el eje z es perpendicular al plano de la Figura 1, y la dirección de llegada del sonido también puede definirse en términos del ángulo de Azimuth Az mostrado (por ejemplo, con un ángulo de Elevación, El, igual a cero) .

La Figura 2 muestra la dirección de llegada del sonido (emitido desde la posición de la fuente S) en la ubicación L (por ejemplo, la ubicación de un oído del oyente), definida en términos de un vector unitario (x,y,z), en donde los ejes x, y y z son como se muestra, y en términos de ángulo de Azimuth Az y ángulo de Elevación, El.

Es común hacer mediciones de las HRTF para los individuos, emitiendo el sonido de diferentes direcciones, y capturando la respuesta en los oídos del oyente. Las mediciones pueden hacerse cerca del tímpano del oído del oyente, o en la entrada del canal auditivo bloqueado, o mediante cualesquier otros métodos que son bien conocidos en la técnica. Las respuestas HRTF medidas pueden modificarse de varias formas (también, bien conocidas en la técnica) , para compensar la ecualización de la bocina utilizada en las mediciones, así como para compensar la ecualización de los audífonos que se utilizarán posteriormente en la presentación del material binaural al oyente . ün uso típico de las HRTF es como respuestas del filtro para el procesamiento de la señal pretendido para crear la ilusión de sonido 3D, para un oyente que usa audífonos . Otros usos típicos de las HRTF incluyen la creación de la reproducción mejorada de las señales de audio a través de las bocinas. Por ejemplo, es convencional utilizar las HRTF para implementar un virtualizador que genere señales de audio de salida (en respuesta a las señales de audio de entrada indicativas del sonido de un conjunto de ubicaciones de la fuente) , de manera que cuando las señales de audio de salida se reproduzcan por los altavoces, se perciban como que son emitidas de las ubicaciones de la fuente, más que de las ubicaciones de los altavoces físicos (en donde las ubicaciones de la fuente y las ubicaciones de salida son relativas para el oyente) . Pueden implementarse virtualizadores en una amplia variedad de dispositivos con múltiples medios que contienen bocinas estereofónicas (televisiones, PC, puertos para iPod) , o que son pretendidos para utilizarse con bocinas estereofónicas o audífonos.

El sonido envolvente virtural puede ayudar a crear la percepción de que hay más fuentes de sonido que altavoces físicos (por ejemplo, audífonos o bocinas) . Típicamente, se requieren al menos dos altavoces para que un oyente normal perciba el sonido reproducido como si se emitiera de múltiples fuentes del sonido. Es convencional que los sistemas envolventes virtuales utilicen las HRTF para generar señales de audio que cuando se reproduzcan por los altavoces físicos (por ejemplo, un par de altavoces físicos) , colocados enfrente de un oyente, se perciban en los tímpanos del oído del oyente como el sonido de las bocinas, en cualquiera de una amplia variedad de posiciones (incluyendo posiciones detrás del oyente) .

La mayoría de todos los usos convencionales de las HRTF se beneficiarían de las modalidades de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En una clase de modalidades, la invención es un método para realizar el mezclado lineal en HRTF acopladas (es decir, en valores que determinan las HRTF acopladas) , para determinar una HRTF interpolada para cualquier dirección de llegada especificada en un intervalo (por ejemplo, un intervalo que abarca al menos 60 grados en un plano, o un intervalo completo de 360 grados en un plano) , en donde las HRTF acopladas se han predeterminado para tener propiedades, de manera que el mezclado lineal pueda realizarse en las mismas (para generar HRTF interpoladas) , sin introducir distorsión significativa de la filtración de peine (en el sentido de que cada HRTF interpolada determinada mediante tal mezclado lineal, tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe distorsión significativa de la filtración de peine) .

Típicamente, el mezclado lineal se realiza en los valores de un "conjunto de HRTF acopladas", predeterminado, en donde el conjunto de HRTF acopladas comprende valores que determinan un conjunto de HRTF acopladas, cada una de las HRTF acopladas corresponde a una de un conjunto de al menos dos direcciones de llegada. Típicamente, el conjunto de HRTF acopladas incluye un número pequeño de HRTF acopladas, cada una para una diferente de un pequeño número de direcciones de llegada dentro de un espacio (por ejemplo, un plano o parte de un plano) , y la interpolación lineal realizada en las HRTF acopladas en el conjunto, determina una HRTF para cualquier dirección de llegada especificada en el espacio. Típicamente, el conjunto de HRTF acopladas incluye un par de HRTF acopladas (una HRTF acoplada del oído izquierdo y una HRTF acoplada del oído derecho) , para cada uno de un número pequeño de ángulos de llegada que abarcan un espacio (por ejemplo, un plano horizontal) y son cuantificadas a una resolución angular particular. Por ejemplo, el conjunto de HRTF acopladas puede consistir de un par de HRTF acopladas para cada uno de doce ángulos de llegada alrededor de un círculo de 360 grados, con una resolución angular de 30 grados (es decir, ángulos de 0, 30, 60, 300 y 330 grados) .

En algunas modalidades, el método inventivo utiliza (por ejemplo, incluye pasos de determinar y utilizar) un conjunto base de HRTF, que a su vez, determina un conjunto de HRTF acopladas. Por ejemplo, el conjunto base de HRTF puede determinarse (del conjunto de HRTF acopladas predeterminado) , realizando un ajuste de mínimos cuadrados medios u otro proceso de ajuste, para determinar los coeficientes del conjunto base de HRTF, de manera que el conjunto base de HRTF determina el conjunto de HRTF acopladas dentro de una exactitud adecuada (predeterminada) . El conjunto base de HRTF "determina" el conjunto de HRTF acopladas en el sentido de que la combinación lineal de valores (por ejemplo, coeficientes) del conjunto base de HRTF (en respuesta a una dirección de llegada especificada) , determina las mismas HRTF (dentro de una exactitud adecuada) , determinadas por la combinación lineal de HRTF acopladas en el conjunto de HRTF acopladas, en respuesta a la misma dirección de llegada.

Las HRTF acopladas generadas o empleadas en las modalidades típicas de la invención, difieren de las HRTF normales (por ejemplo, HRTF medidas físicamente) , al tener un retraso del grupo interaural reducido de manera significativa a altas frecuencias (por encima de una frecuencia de acoplamiento) , mientras que todavía proporcionan una respuesta de la fase interaural bien apareada (en comparación con aquélla proporcionada por un par de HRTF normales del oído izquierdo y del oído derecho) a bajas frecuencias (por debajo de la frecuencia de acoplamiento) . La frecuencia de acoplamiento es mayor que 700 Hz y típicamente menor que 4 kHz. Las HRTF acopladas de un conjunto de HRTF acopladas generadas (o empleadas) en las modalidades típicas de la invención, se determinan típicamente de las HRTF normales (para las mismas direcciones de llegada) , alterando intencionalmente la respuesta de la fase de cada una de las HRTF normales por encima de la frecuencia de acoplamiento (para producir una HRTF acoplada correspondiente) . Esto se hace de manera que las respuestas de la fase de todos los filtros de la HRTF acoplada en el conjunto, se acoplan por encima de la frecuencia de acoplamiento (es decir, de manera que la diferencia entre la fase de cada HRTF acoplada del oído izquierdo y cada HRTF acoplada del oído derecho, es al menos sustancialmente constante como una función de la frecuencia, para todas las frecuencias sustancialmente por encima de la frecuencia de acoplamiento, y de manera preferida, de manera que la respuesta de la fase de cada HRTF acoplada en el conjunto, es al menos sustancialmente constante como una función de la frecuencia, para todas las frecuencias sustancialmente por encima de la frecuencia de acoplamiento) .

En las modalidades típicas, el método inventivo incluye los pasos de : (a) en respuesta a una señal indicativa de una dirección de llegada especificada (por ejemplo, datos indicativos de la dirección de llegada especificada) , realizar el mezclado lineal en los datos indicativos de las HRTF acopladas de un conjunto de HRTF acopladas (en donde el conjunto de HRTF acopladas comprende valores que determinan un conjunto de HRTF acopladas, cada una de las HRTF acopladas corresponde a una de un conjunto de al menos dos direcciones de llegada) , para determinar una HRTF para la dirección de llegada especificada; y (b) realizar el filtrado de la HRTF en una señal de audio de entrada (por ejemplo, datos de audio del dominio de la frecuencia indicativos de uno o más canales de audio, o datos de audio del dominio del tiempo indicativos de uno o más canales de audio) , utilizando la HRTF para la dirección de llegada especificada. En algunas modalidades, el paso (a) incluye el paso de realizar el mezclado lineal en los coeficientes de un conjunto base de HRTF para determinar la HRTF para la dirección de llegada especificada, en donde el conjunto base de HRTF determina el conjunto de HRTF acopladas .

En algunas modalidades, la invención es un trazador de HRTF (y un método de trazado de mapas implementado por tal trazador de HRTF) , configurado para realizar la interpolación lineal en (es decir, mezclado lineal de) las HRTF acopladas de un conjunto de HRTF acopladas, para determinar una HRTF para cualquier dirección de llegada especificada en un intervalo (por ejemplo, un intervalo que abarca al menos 60 grados en un plano, o un intervalo completo de 360 grados en un plano, o incluso el intervalo completo de ángulos de llegada en tres dimensiones) . En algunas modalidades, el trazador de HRTF está configurado para realizar el mezclado lineal de los coeficientes del filtro de un conjunto base de HRTF (que a su vez, determina un conjunto de HRTF acopladas) , para determinar una HRTF para cualquier dirección de llegada especificada en un intervalo (por ejemplo, un intervalo que abarca al menos 60 grados en un plano, o un intervalo completo de 360 grados en un plano, o incluso del intervalo completo de ángulos de llegada en tres dimensiones) .

En una clase de modalidades, la invención es un método y sistema para realizar el filtrado de la HRTF en una señal de audio de entrada (por ejemplo, datos de audio del dominio de la frecuencia, indicativos de uno o más canales de audio, o datos de audio del dominio del tiempo, indicativos de uno o más canales de audio) . El sistema incluye un trazador de HRTF (acoplado para recibir una señal, por ejemplo, datos, indicativos de una dirección de llegada) , y un subsistema del filtro de la HRTF (por ejemplo, etapa) acoplado para recibir la señal de audio de entrada y configurado para filtrar la señal de audio de entrada utilizando una HRTF determinada por el trazador de HRTF en respuesta a la dirección de llegada. Por ejemplo, el trazador puede almacenar (o configurarse para tener acceso) los datos que determinan un conjunto base de HRTF (que a su vez, determina un conjunto de HRTF acopladas) , y puede configurarse para realizar la combinación lineal de los coeficientes del conjunto base de HRTF, de una manera determinada por la dirección de llegada (por ejemplo, una dirección de llegada, especificada como un ángulo o como un vector unitario, que corresponde a un conjunto de datos de audio de entrada impuesto al subsistema del filtro de la HRTF) para determinar un par de HRTF (es decir una HRTF del oído izquierdo y una HRTF del oído derecho) para la dirección de llegada. El subsistema del filtro de la HRTF puede configurarse para filtrar un conjunto de datos de audio de entrada impuesto al mismo, con un par de HRTF determinado por el trazador para una dirección de llegada que corresponde a los datos de audio de entrada. En algunas modalidades, el subsistema del filtro de la HRTF implementa un virtualizador, por ejemplo, un virtualizador configurado para procesar los datos indicativos de una señal de audio de entrada monofónica para generar canales de salida de audio izquierdo y derecho (por ejemplo, para la presentación en audífonos, para proporcionar a un oyente la impresión de un sonido emitido de una fuente en la dirección de llegada especificada) . En algunas modalidades, el virtualizador está configurado para generar un audio de salida (en respuesta al audio de entrada indicativo del sonido de una fuente fija) , indicativo de un sonido de una fuente que se mueve suavemente entre los ángulos de llegada en un espacio abarcado por un conjunto de HRTF acopladas (sin introducir una distorsión significativa de la filtración de peine) .

Utilizando un conjunto de HRTF acopladas determinadas de acuerdo con una clase de modalidades de la invención, el audio de entrada puede procesarse de manera que parezca que llega de cualquier ángulo en un espacio abarcado por el conjunto de HRTF acopladas, incluyendo ángulos que no corresponden de manera exacta con las HRTF acopladas incluidas en el conjunto, sin introducir una distorsión significativa de la filtración de peine.

Las modalidades típicas de la invención determinan (o determinan y utilizan) un conjunto de HRTF acopladas, que satisface los siguientes tres criterios (algunas veces referidos en el presente documento como la "Regla de Oro") : 1. La respuesta de la fase interaural de cada par de filtros de la HRTF (es decir, cada HRTF del oído izquierdo y HRTF del oído derecho creada para una dirección de llegada especificada) que se crea del conjunto de HRTF acopladas (mediante un proceso de mezclado lineal) , coincide con la respuesta de la fase interaural de un par correspondiente de HRTF normales del oído izquierdo y del oído derecho con menos que 20% de error de la fase (o de manera más preferida, con menos que 5% de error de la fase) , para todas las frecuencias por debajo de una frecuencia de acoplamiento. La frecuencia de acoplamiento es mayor que 700 Hz y es típicamente menor que 4 kHz. En otras palabras, el valor absoluto de la diferencia entre la fase de la HRTF del oído izquierdo creada del conjunto y la fase de la HRTF del oído derecho correspondiente, creada del conjunto, difiere por menos que 20% (o de manera más preferida, menos que 5%) del valor absoluto de la diferencia entre la fase de las HRTF normales del oído izquierdo correspondientes y la fase de las HRTF normales del oído derecho correspondientes, en cada frecuencia por debajo de la frecuencia de acoplamiento. En las frecuencias por encima de la frecuencia de acoplamiento, la respuesta de la fase de los filtros de la HRTF que se crean del conjunto (mediante el proceso de mezclado lineal) , se desvía del comportamiento de las HRTF normales, de manera que el retraso del grupo interaural (a tales altas frecuencias) , se reduce de manera significativa en comparación con las HRTF normales; 2. La respuesta de la magnitud de cada filtro de la HRTF creada del conjunto (mediante un proceso de mezclado lineal) para una dirección de llegada, está dentro del intervalo esperado para las HRTF normales para la dirección de llegada (por ejemplo, en el sentido en que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine con relación a la respuesta de la magnitud de un filtro típico de las HRTF normales para la dirección de llegada) ; y 3. El intervalo de ángulos de llegada que puede ser abarcado por el proceso de mezclado (para generar un par de HRTF para cada ángulo de llegada en el intervalo, mediante un proceso de mezclado lineal de las HRTF acopladas en el conjunto) es de al menos 60 grados (y de manera preferida, es de 360 grados) .

Un aspecto de la invención es un sistema configurado para realizar cualquier modalidad del método inventivo. En algunas modalidades, el sistema inventivo es o incluye un procesador de propósito general o especial (por ejemplo, un procesador de la señal digital de audio) programado con un programa (o instrucciones fijas) y/u configurado de otra manera para realizar una modalidad del método inventivo. En algunas modalidades, el sistema inventivo es implementado configurando de manera apropiada (por ejemplo, mediante programación) , un procesador configurable de la señal digital de audio (DSP) . El DSP de audio puede ser un DSP de audio convencional que sea configurable (por ejemplo, programable mediante un programa o instrucciones fijas apropiadas, o configurable de otra manera en respuesta a los datos de control) para realizar cualquiera de una variedad de operaciones en el audio de entrada, así como realizar una modalidad del método inventivo. En operación, un DSP de audio que se ha configurado para realizar una modalidad del método inventivo de acuerdo con la invención, se acopla para recibir al menos una señal de audio de entrada, y al menos una señal indicativa de una dirección de llegada, y el DSP realiza típicamente una variedad de operaciones en cada una de la señal de audio, además de realizar el filtrado de la HRTF en las mismas, de acuerdo con la modalidad del método inventivo.

Otros aspectos de la invención son métodos para generar un conjunto de HRTF acopladas (por ejemplo, uno que satisfaga la Regla de Oro descrita en el presente documento) , un medio legible por computadora (por ejemplo, un disco) que almacena (de forma tangible) , un código para la programación de un procesador u otro sistema para realizar cualquier modalidad del método inventivo, y un medio legible por computadora (por ejemplo, un disco) que almacena (en forma tangible) , los datos que determinan un conjunto de HRTF acopladas, en donde el conjunto de HRTF acopladas se ha determinado de acuerdo con una modalidad de la invención (por ejemplo, para satisfacer la Regla de Oro descrita en el presente documento) .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama que muestra la definición de una dirección de llegada del sonido (en los oídos del oyente 1) en términos de un vector unitario (x,y,z), en donde el eje z es perpendicular al plano de la Figura 1, y en términos de ángulo de Azimuth Az (con un ángulo de Elevación, El, igual a cero) .

La Figura 2 es un diagrama que muestra la definición de una dirección de llegada del sonido (emitido de una posición de la fuente S) en la ubicación L, en términos de un vector unitario (x,y,z), y en términos de ángulo de Azimuth Az y ángulo de Elevación, El.

La Figura 3 es un conjunto de gráficas (magnitud versus tiempo) de pares de respuestas del impulso de la HRTF determinada de manera convencional para ángulos de Azimuth de 35 y 55 grados (marcadas HRTFL(35,0) y HRTFR(35,0), y HRTFL(55,0) y HRTFR (55 , 0) ) , un par de respuestas del impulso de la HRTF determinadas (medidas) de manera convencional para un ángulo de Azimuth de 45 grados (marcadas HRTFL(45,0) y HRTFR(45,0), y un par de respuestas del impulso de la HRTF sintetizadas, para un ángulo de Azimuth de 45 grados (marcadas (HRTFL(35,0) + HRTFL (55 , 0) ) /2 y (HRTFR(35,0) + HRTFR (55,0))/2), generadas mezclando linealmente las respuestas del impulso de la HRTF convencionales para ángulos de Azimuth de 35 y 55 grados.

La Figura 4 es una gráfica de la respuesta de la frecuencia de la HRTF del oído derecho sintetizada ( (HRTFR (35,0) + HRTFR (55 , 0) ) /2) de la Figura 3, y la respuesta de la frecuencia de la HRTF del oído derecho verdadera para un Azimuth de 45 grados (HRTFR (45 , 0) ) de la Figura 3.

La Figura 5 (a) es una gráfica de las respuestas de la frecuencia (magnitud versus frecuencia) de las HRTFR del oído derecho no sintetizadas a 35, 45 y 55 grados, de la Figura 3.

La Figura 5 (b) es una gráfica de las respuestas de la fase (fase versus frecuencia) de las HRTFR del oído derecho no sintetizadas a 35, 45 y 55 grados, de la Figura 3.

La Figura 6 (a) es una gráfica de las respuestas de la fase de las HRTF acopladas del oído derecho (generadas de acuerdo con una modalidad de la invención) para ángulos de Azimuth de 35 y 55 grados.

La Figura 6 (b) es una gráfica de las respuestas de la fase de las HRTF acopladas del oído derecho (generadas de acuerdo con otra modalidad de la invención) para ángulos de Azimuth de 35 y 55 grados.

La Figura 7 es una gráfica de la respuesta de la frecuencia (magnitud versus frecuencia) de una HRTF del oído derecho determinada de manera convencional para un ángulo de Azimuth de 45 grados (marcado HRTFR (45,0)), y una gráfica de la respuesta de la frecuencia de una HRTF del oído derecho (marcada (HRTFR ( 35 , 0) + HRTFZR (55, 0)/2), determinada de acuerdo con una modalidad de la invención, mezclando linealmente las HRTF acopladas (también determinadas de acuerdo con la invención) para ángulos de Azimuth de 35 y 55 grados .

La Figura 8 es una gráfica (que gráfica la magnitud versus frecuencia, con la frecuencia expresada en unidades de índice k del periodo FFT) de una función de ponderación, W(k) , empleada en algunas modalidades de la invención para determinar las HRTF acopladas .

La Figura 9 es un diagrama de bloques de una modalidad del sistema inventivo.

La Figura 10 es un diagrama de bloques de una modalidad del sistema inventivo, que incluye un trazador de HRTF 10 y un procesador de audio 20, y está configurado para procesar una señal de audio monofónica, para la presentación en audífonos, para proporcionar a un oyente la impresión de un sonido localizado en un ángulo de Azimuth, Az especificado.

La Figura 11 es un diagrama de bloques de otra modalidad del sistema inventivo, que incluye un mezclador 30 y un trazador de HRTF 40.

La Figura 12 es un diagrama de bloques de otra modalidad del sistema inventivo.

La Figura 13 es un diagrama de bloques de otra modalidad del sistema inventivo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Muchas modalidades de la presente invención son tecnológicamente posibles. Será evidente para aquellos con experiencia en la técnica de la presente descripción, cómo implementarlas . Las modalidades del sistema inventivo, el medio y el método se describirán con referencia a las Figuras 3-13.

En el presente documento, un "conjunto" de HRTF denota una colección de HRTF que corresponde a múltiples direcciones de llegada. Una tabla de búsqueda puede almacenar un conjunto de HRTF, y puede producir (en respuesta a la entrada indicativa de una dirección de llegada) , un par de HRTF del oído izquierdo y del oído derecho (incluido en el conjunto) , que corresponde a la dirección de llegada. Típicamente, una HRTF del oído izquierdo y una HRTF del oído derecho (que corresponden a cada dirección de llegada) se incluyen en un conjunto.

Las HRTF del oído izquierdo y del oído derecho implementadas como respuestas del impulso de longitud finita (que es la manera en la cual son implementadas más comúnmente) , algunas veces serán referidas en el presente documento como: HRTFL (x, y, z, n) y HRTFR (x, y, z, n) , respectivamente, en donde (x,y, z) identifican el vector unitario que define la dirección de llegada correspondiente (de manera alterna, las HRTF se definen con referencia a los ángulos de Azimuth y de Elevación, Az y El, en lugar de las coordenadas de posición x, y y z, en algunas modalidades de la invención) , y en donde 0 < n < N, en donde N es el orden de los filtros FIR, y n es el número de muestra de la respuesta del impulso. Algunas veces, por simplicidad, nos referiremos a tales filtros sin referencia a las muestras de la respuesta del impulso que los comprenden (por ejemplo, los filtros serán referidos como HRTFL(x, y, z) o HRTFL(Az, El)), cuando no surja confusión de la omisión de la referencia al número de muestra de la respuesta del impulso, n.

En el presente documento, la expresión "HRTF normales" denota una respuesta del filtro que se parece estrechamente a la Función de Transferencia Relacionada con la Cabeza de un sujeto humano real. Una HRTF normal puede crearse mediante cualquiera de una variedad de métodos bien conocidos en la técnica. Un aspecto de la presente invención es un nuevo tipo de HRTF (referida en el presente documento como una HRTF acoplada) , que difiere de las HRTF normales en formas específicas a ser descritas.

En el presente documento, la expresión "conjunto base de HRTF" denota una colección de respuestas del filtro (generalmente coeficientes del filtro FIR) que pueden combinarse linealmente juntas para generar HRTF (coeficientes de la HRTF) para varias direcciones de llegada. Se conocen muchos métodos en la técnica para producir conjuntos de coeficientes del filtro de tamaño reducido, incluyendo el método que es referido comúnmente como el análisis del componente principal .

En el presente documento, la expresión "trazador de HRTF" denota un método o sistema que determina un par de respuestas del impulso de la HRTF (una respuesta del oído izquierdo y una respuesta del oído derecho) en respuesta a una dirección de llegada especificada (por ejemplo, una dirección especificada como un ángulo o como un vector unitario) . Un trazador de HRTF puede operar utilizando un conjunto de HRTF, y puede determinar el par de HRTF para la dirección especificada, eligiendo la HRTF en el conjunto cuya dirección de llegada correspondiente está más cercana a la dirección de llegada especificada. De manera alterna, un trazador de HRTF puede determinar cada HRTF para la dirección solicitada, interpolando entre las HRTF en el conjunto, en donde la interpolación es entre las HRTF en el conjunto que tienen direcciones de llegada correspondientes cerca de la dirección solicitada. Ambas de estas técnicas (coincidencia más cercana e interpolación) son bien conocidas en la técnica.

Por ejemplo, un conjunto de HRTF puede contener una colección de coeficientes de la respuesta del impulso que representan las HRTF para múltiples direcciones de llegada, incluyendo varias direcciones en el plano horizontal (E1=0) . Si el conjunto incluye entradas para (Az=35°, El=0°) y (Az=55°, E1=0°) , entonces un trazador de HRTF podría producir una respuesta de HRTF estimada para (Az=45° , E1=0°) mediante alguna forma de la mezcla: BRTPL(i5 ) = mix(HRTFL(35,0). HRTFt(S5M ^ De manera alterna, un trazador de HRTF puede producir los filtros de la HRTF para un ángulo de llegada particular, mezclando linealmente juntos los coeficientes del filtro de un conjunto base de HRTF. Una exposición más detallada de este ejemplo se proporciona en la descripción siguiente, con respecto a las HRTF acopladas con formato B.

Es tentador realizar cada operación de mezclado de las ecuaciones (1.1) promediando simplemente las respuestas del impulso, por ejemplo, como sigue: /;/»/,.¾n„, "R:l '"·"·" <"»> '<?-:> »< 2 ÍJ.2) HRII'„(45.()./í) = — ^ —L 2 Sin embargo, el enfoque de la interpolación lineal simple para mezclar (por ejemplo, como en las ecuaciones (1.2)) de las HRTF generadas de manera convencional, conduce a problemas debido a la existencia de diferencias significativas del retraso del grupo entre las respuestas que son mezcladas (por ejemplo, las respuestas determinadas de manera convencional HRTFR(35,0) y HRTFR(55,0) en las ecuaciones (1.2)).

La Figura 3 muestra las respuestas del impulso de las HRTF normales típicas para ángulos de Azimuth de 35 y 55 grados (las respuestas marcadas HRTFL(35,0) y HRTFR(35,0), y las respuestas marcadas HRTFL(55,0) y HRTFR(55,0) en la Figura 3) , junto con un par de HRTF verdaderas (medidas) con un Azimuth de 45 grados (marcadas HRTFL(45,0) y HRTFR(45,0) en la Figura 3) . La Figura 3 también muestra un par de HRTF sintetizadas de 45 grados (marcadas (HRTFL (35 , 0) + HRTFL (55 , 0) ) /2 y (HRTFR(35,0) + HRTFR (55, 0) ) /2 en la Figura 3) , generadas promediando las respuestas de 35 y 55 grados respuestas de la forma mostrada en las ecuaciones (1.2) . La Figura 4 muestra la respuesta de la frecuencia de la HRTF del oído derecho promediada ( " (HRTFR (35, 0) + HRTFR(55, 0) ) /2" ) versus la verdadera ( "HRTFR (45 , 0) " ) para el ángulo de Azimuth de 45 grados.

En la Figura 5 (a) , se grafican las respuestas de la frecuencia (magnitud versus frecuencia) de los filtros de la HRTFR verdadera de 35, 45 y 55 grados (de la Figura 3) . En la Figura 5(b), se grafican las respuestas de la fase (fase versus frecuencia) de los filtros de la HRTFR verdadera de 35, 45 y 55 grados (de la Figura 3) .

Como es evidente de la Figura 3, las respuestas del impulso de HRTFR(35,0) y HRTFR(55,0) muestran retrasos significativamente diferentes (como se indica por la secuencia de coeficientes cercanos a cero al inicio de cada una de estas respuestas del impulso) . Estos retrasos del inicio son causados por el tiempo tomado por el sonido para propagarse al oído más distante (puesto que los ángulos de azimuth de 35, 45 y 55 implican que el sonido alcanza el oído izquierdo primero, y por lo tanto, habrá un retraso al oído derecho, y este retraso se incrementará conforme el azimuth se incrementa de 35 a 55 grados) . También es evidente de la Figura 3 que la respuesta de HRTFR(45,0) tiene un retraso del inicio que está en algún lugar entre los retrasos de las respuestas de 35 y 55 grados (como se esperaría) . Sin embargo, la respuesta creada promediando las respuestas del impulso de 35 y 55 grados parece ser muy diferente a la respuesta del impulso (HRTFR (45 , 0 ) ) verdadera de 45 grados. Esta diferencia, que es bastante notable en las gráficas de la respuesta del impulso de la Figura 3, es aún más evidente en las gráficas de la respuesta de la frecuencia de la Figura 4.

Por ejemplo, hay una profunda muesca aparente en la Figura 4 a aproximadamente 3.5 kHz en la respuesta del filtro que se creó promediando la HRTF de 35 y 55 grados. La HRTF de 45 grados "correcta" (marcada "HRTFR (45 , 0) " en la Figura 4), no tiene una muesca a aproximadamente 3.5k Hz . Así, es evidente que la operación de mezclado realizada para generar la respuesta promediada " (HRTFR (35 , 0) + HRTFR (55,0) ) /2" introduce de manera indeseada la muesca, que es un ejemplo de una introducción de un artefacto referida comúnmente como una "filtración de peine." Nótese que las muescas (artefactos de filtración de peine) también aparecen en la Figura 4 en la respuesta del filtro sintetizada (creada promediando la HRTF de 35 y 55 grados), a 10 kHz y 17 kHz .

La causa de esta filtración de peine (peinado) puede observarse examinando la respuesta de la fase de los filtros de la HRTFR, como se muestra en la Figura 5 (b) . Es evidente de la Figura 5(b) que a 3.5 kHz, la HRTF de 35 grados para el oído derecho tiene un desplazamiento de fase de -600 grados, mientras que la HRTF de 55 grados para el oído derecho tiene un desplazamiento de fase de -780 grados. La diferencia de la fase de 180 grados entre los filtros de 35 y 55 grados significa que cualquier suma de estos filtros (como ocurriría cuando se promedian) , resultaría en la cancelación parcial de la respuesta a 3.5 kHz (y por lo tanto, la muesca profunda mostrada en la Figura 4) .

Aunque sería deseable utilizar técnicas de interpolación lineal (tal como el método de promediado descrito anteriormente) para implementar un trazador de HRTF, los problemas de la filtración de peine (formación de muescas) del tipo descrito, presentan una dificultad significativa, debido a que las muescas resultantes resultarán en artefactos audibles en la HRTF producida con tal trazador de HRTF. Si la resolución espacial del conjunto de HRTF se incrementa (por ejemplo, utilizando un conjunto mayor, con mediciones hechas en una rejilla con escala más fina) , los problemas de formación de muescas típicamente, estarían presentes todavía (pero las muescas en la respuesta interpolada pueden aparecer a frecuencias más altas) .

En una clase de modalidades, la presente invención es un trazador de HRTF que puede determinar un par de HRTF (HRTFL y HRTFR) para una dirección de llegada arbitraria, formando una suma ponderada de HRTF de una pequeña biblioteca (conjunto) de HRTF generadas especialmente (por ejemplo, un conjunto de menos que 50 HRTF) . Si el conjunto contiene L entradas (d =1,..., L) , el trazador puede calcular: HKTFL z> n) - ¿ WC '1 lRj (n ) 7 (1-3) HRTFK(x,y. z,n) =?WR;;- Z XlRd(n) .1- 1 en donde los valores WL y WR son conjuntos de coeficientes de ponderación (cada uno para una dirección de llegada específica, determinada por x, y y z, y el índice del conjunto, d) , y los coeficientes IRd(n) son las respuestas del impulso en el conjunto.

Las HRTF generadas especialmente (referidas en el presente documento como "HRTF acopladas" o "filtros de la HRTF acoplada") en el conjunto de HRTF inventivo (referido en el presente documento como un "conjunto de HRTF acopladas") son creadas artificialmente (por ejemplo, modificando la HRTF "normal"), de manera que las respuestas en el conjunto pueden mezclarse linealmente según las ecuaciones (1.3) para producir HRTF para las direcciones de llegada arbitrarias. El conjunto de HRTF acopladas incluye típicamente un par de HRTF acopladas (una HRTF del oído izquierdo y una HRTF del oído derecho) para cada uno de varios ángulos de llegada que abarcan un espacio dado (por ejemplo, un plano horizontal) y son cuantificados a una resolución angular particular (por ejemplo, un conjunto de HRTF acopladas representa ángulos de llegada con una resolución angular de 30 grados alrededor de un círculo de 360 grados: 0, 30, 60, 300 y 330 grados). Las HRTF acopladas en el conjunto se determinan de manera que difieren de las HRTF "normales" (verdaderas, por ejemplo, medidas) para los ángulos de llegada del conjunto. De manera específica, difieren en que la respuesta de la fase de cada HRTF normal es alterada intencionalmente por encima de una frecuencia de acoplamiento específica (para producir una HRTF acoplada correspondiente) . De manera más específica, la respuesta de la fase de cada una de las HRTF normales es alterada intencionalmente de manera que las respuestas de la fase de todos los filtros de la HRTF acoplada en el conjunto se acoplan por encima de la frecuencia de acoplamiento (es decir, de manera que la diferencia de la fase interaural, entre la fase de cada HRTF acoplada del oído izquierdo y cada HRTF acoplada del oído derecho, es al menos sustancialmente constante como una función de la frecuencia para todas las frecuencias sustancialmente por encima de la frecuencia de acoplamiento, y de manera preferida, de modo que la respuesta de la fase de cada HRTF acoplada en el conjunto, es al menos sustancialmente constante como una función de la frecuencia para todas las frecuencias sustancialmente por encima de la frecuencia de acoplamiento) .

La creación de los conjuntos de HRTF acopladas hace uso de la Teoría Doble de Ubicación del Sonido, propuesta por Lord Rayleigh. La Teoría Doble afirma que las diferencias del retraso de tiempo en la HRTF, proporciona importantes claves para los oyentes humanos a las frecuencias más bajas (hasta una frecuencia en el intervalo de aproximadamente 1000 Hz a aproximadamente 1500 Hz) , y que las diferencias de la amplitud proporcionan claves importantes para los oyentes humanos a frecuencias más altas. La Teoría Doble no implica que las propiedades de la fase o del retraso de la HRTF a frecuencias más altas sean totalmente sin importancia, sino que simplemente dice que son de una importancia relativamente menor, con las diferencias de la amplitud siendo más importantes a altas frecuencias.

Para determinar un conjunto de HRTF acopladas, uno empieza seleccionando una "frecuencia de acoplamiento" (Fc) , que es la frecuencia debajo de la cual cada par de las HRTF acopladas para una dirección de llegada (es decir, HRTF acopladas del oído izquierdo y derecho para la dirección de llegada) , tienen una respuesta de la fase interaural (la fase relativa entre los filtros del oído izquierdo y derecho, como una función de la frecuencia) que coincide estrechamente con la respuesta de la fase interaural de las HRTF "normales" izquierda y derecha correspondientes, para la misma dirección de llegada. En las modalidades preferidas, las respuestas de la fase interaural coinciden estrechamente en el sentido de que la fase de cada HRTF acoplada está dentro de 20% (o de manera más preferida, dentro de 5%) de la fase de la HRTF "normal", para frecuencias debajo de la frecuencia de acoplamiento .

Para apreciar el concepto de la "coincidencia estrecha" notada entre las respuestas de la fase interaural, considerar las respuestas de la fase de las HRTFR acopladas de 35 y 55 grados (HRTFZR(35, 0), HRTFZR (55 , 0), HRTFCR(35, 0) , y HRTFR (55, 0)), como se muestra en las Figuras 6(a) y 6(b). Las respuestas de la magnitud de estas HRTF acopladas (no graficadas en las Figuras 6(a) y 6(b) son las mismas que aquéllas de las HRTF "normales" correspondientes (es decir, HRTFR (35, 0) y HRTFR (55, 0) de las Figuras 5(a) y 5 (b) ) , de las cuales se determinaron (de manera que las respuestas de la magnitud son las mismas que aquéllas graficadas en la Figura 5(a)). Para determinar cada una de las HRTFR acopladas de las HRTF normales correspondientes, sólo la respuesta de la fase se altera (con relación a aquélla de la HRFT normal correspondiente) , y sólo por encima de la frecuencia de acoplamiento (que es Fc =1000 Hz, en el ejemplo) . El resultado de esta modificación de la respuesta de la fase es permitir que las HRTF acopladas se mezclen linealmente sin causar artefactos indeseados del filtro de peine (en el sentido de que cada HRTF interpolada determinada mediante tal mezclado lineal tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine) .

Así, la respuesta de la fase de HRTFZR (35, 0) de la Figura 6 (a) coincide estrechamente con aquélla de la HRTFR normal (35, 0) de la Figura 5(b) por debajo de la frecuencia de acoplamiento (Fc = 1000 Hz) , aquélla de HRTFZ (55 , 0) de la Figura 6 (a) coincide estrechamente con aquélla de la HRTFR normal (55, 0) de la Figura 5(b) por debajo de la frecuencia de acoplamiento (Fc = 1000 Hz) , aquélla de HRTFCR (35, 0) de la Figura 6 (b) coincide estrechamente con aquélla de la HRTFR normal (35, 0) de la Figura 5(b) por debajo de la frecuencia de acoplamiento (Fc = 1000 Hz) , y aquélla de HRTFCR(55, 0) de la Figura 6 (b) coincide estrechamente con aquélla de la HRTFR normal (35, 0) de la Figura 5(b) por debajo de la frecuencia de acoplamiento (Fc = 1000 Hz) . Las respuestas de la fase de HRTFR(35, 0) y HRTFZR(55, 0) de la Figura 6(a) difieren sustancialmente de aquéllas de la HRTFR normal (35, 0) y la HRTFR normal (55, 0) de la Figura 5(b) por encima de la frecuencia de acoplamiento, y las respuestas de la fase de HRTFCR (35, 0) y HRTFC (55 , 0) de la Figura 6(b) difieren sustancialmente de aquéllas de la HRTFR normal (35, 0) y la HRTFR normal (55, 0) de la Figura 5(b) por encima de la frecuencia de acoplamiento.

Las respuestas de la fase de HRTFZR (35, 0) y HRTFZ (55, 0) de la Figura 6(a) están acopladas a frecuencias por encima de la frecuencia de acoplamiento (de manera que las respuestas de la fase interaural determinadas de las mismas, y las HRTFZL(35, 0) y HRTFZL(55, 0) del oído izquierdo correspondientes, coincidirían o coincidirían estrechamente a las frecuencias sustancialmente por encima de la frecuencia de acoplamiento) . De manera similar, las respuestas de la fase de HRTFCR(35, 0) y HRTFCR (55, 0) de la Figura 6(b) están acopladas a frecuencias por encima de la frecuencia de acoplamiento (de manera que las respuestas de la fase interaural determinadas de ellas, y las HRTFCL(35, 0) y HRTFCL (55, 0) del oído izquierdo, coincidirían o coincidirían estrechamente con las frecuencias sustancialmente por encima de la frecuencia de acoplamiento) . Como se muestra en la Figura 6 (b) , las respuestas de la fase graficadas para HRTFCR(35, 0) y HRTFCR(55, 0) no se desvían una de la otra por más que aproximadamente 90 grados, y consideramos esto una "coincidencia" estrecha de las respuestas de la fase, puesto que esta coincidencia asegura que estos filtros acoplados puedan mezclarse juntos linealmente sin causar peinado significativo.

La Figura 7 es una gráfica de la respuesta de la frecuencia (magnitud versus frecuencia) de la HRTFR del oído derecho (45,0) determinada de manera convencional (normal) de la Figura 5(b), y una gráfica de la respuesta de la frecuencia de una HRTF del oído derecho (marcada (HRTFZR (35, 0) + HRTFZR(55, 0)/2) determinada de acuerdo con una modalidad de la invención, mezclando linealmente la HRTFZR(35, 0) y la HRTFZR (55, 0) de la Figura 6(a). El mezclado lineal se realiza sumando HRTFZR (35, 0) y HRTFZR (55, 0), y dividiendo la suma entre 2. Como es evidente de la Figura 7, la HRTF del oído derecho (HRTFZR(35, 0) + HRTFZR(55, 0)/2) inventiva, carece de artefactos del filtro de peine.

En la Figura 6(a), las gráficas de fase de la HRTFZR (35, 0) y HRTFZR (55, 0) muestran la respuesta de la fase "extendida a cero" de estas HRTF acopladas. De manera similar, la Figura 6 (b) muestra la fase los filtros de la HRTFZR (35, 0) y HRTFZR (55, 0) con la fase (por encima de la frecuencia de acoplamiento de 1 kHz) , que es modificada para una transición suave a una fase constante (a frecuencias sustancialmente por encima de la frecuencia de acoplamiento) .

La HRTF acoplada puede crearse de acuerdo con la invención mediante una variedad de métodos. Un método preferido funciona tomando un par de HRTF normales (es decir, HRTF del oído izquierdo/derecho medidas de una cabeza falsa o un sujeto real, o creado de cualquier método convencional para generar HRTF adecuadas) , y modificando la respuesta de la fase de las HRTF normales a altas frecuencias (por encima de la frecuencia de acoplamiento) .

A continuación, describimos los ejemplos de los métodos para determinar un par de HRTF acopladas del oído izquierdo y del oído derecho, de un par de HRTF normales del oído izquierdo y del oído derecho, de acuerdo con la invención.

En la implementación de estos métodos ejemplares, la modificación de la respuesta de la Fase de las HRTF normales puede lograrse utilizando una función de ponderación del dominio de la frecuencia (algunas veces referida como un vector de ponderación), W(k), en donde k es un índice que indica la frecuencia (por ejemplo, un índice del periodo FFT) , que opera en la respuesta de la fase de cada HRTF original (normal) . La función de ponderación W(k) debe ser una curva suave, por ejemplo, del tipo mostrado en la Figura 8. En el caso típico en que las HRTF normales se operen utilizando una Transformada de Fourier Rápida (FFT) de longitud K, el índice del periodo FFT, k corresponde a la frecuencia: f = k x Fs /K, en donde Fs es la frecuencia de muestreo de la señal digital. En el ejemplo de la Figura 8, de la función de ponderación, si los índices del periodo de la ki y k2 corresponden a las frecuencias de 1 kHz y 2 kHz, la frecuencia de acoplamiento, Fc, es Fc = 1 kHz, y ki « 1000 x K/Fs, y k2 « 2000 x K/Fs.

En una clase de modalidades del método inventivo para determinar las HRTF acopladas (es decir, un par de HRTF acopladas del oído izquierdo y del oído derecho para cada dirección de llegada en un conjunto de direcciones de llegada) de un conjunto de HRTF acopladas en respuesta a las HRTF normales (es decir, un par de HRTF normales del oído izquierdo y del oído derecho para cada una de las direcciones de llegada en el conjunto) , el método incluye los siguientes pasos: 1. Utilizar una Transformada de Fourier Rápida de longitud K, convertir cada par de HRTF normales, HRTFL (x, y, z, n) y HRTFR (X, y, z, n) , en un par de respuestas de la frecuencia, FRL(k) y FRR(k) , en donde k es el índice del entero de los periodos de la frecuencia, centrado en la frecuencia f = k x Fs/K, (en donde -N/2 < k < N/2, y en donde Fs es la velocidad de muestreo) ; 2. A continuación, determinar los componentes de la magnitud y la fase (ML, MR, PL, PR) , de manera que FRL (k) = ML(k)ejPL(k) y FRR (k) = MR (k) ejPR(k) , y en donde los componentes de la fase (PL, PR) no están envueltos (unwrapped) (de manera que cualesquier discontinuidades de más que p se eliminan mediante la adición de los múltiplos del entero de 2p a las muestras del vector, por ejemplo, utilizando la función "unwrap" de Matlab convencional) ; 3. Si el par de HRTF corresponde a una dirección de llegada que cae en el hemisferio izquierdo (de manera que y>0) , entonces realizar los siguientes pasos para calcular FR'L y FR'R: (a) calcular el vector de Fase modificado: ' (k) = (PR(k) -PL(k) )xW(k) , en donde W(k) es la función de ponderación definida anteriormente; y (b) a continuación, calcular FR'L y FR'R como sigue : 4. Si el par de HRTF normales corresponde a una dirección de llegada que cae en el hemisferio derecho (de manera que y<0) , entonces realizar los pasos de: (a) calcular el vector de Fase modificado: P' (k) = (PL(k) -PR(k) )x (k) ; y (b) entonces, calcular FR'L y FR'R como sigue: FR'¿k)^ML(k)e ~ni)> FR'kík)^Mk(k)e^,M . 5. Si el par de HRTF normales corresponde a una dirección de llegada que cae en el plano medio (de manera que y=0) , entonces no hay necesidad de alterar la fase de la respuesta del oído lejano, de manera que simplemente calculamos : FR {k) = ML(k)e rii 6. Finalmente, utilizar la transformada de Fourier inversa para calcular las HRTF acopladas (y agregar un retraso en volumen adicional de g muestras a ambas HRTF acopladas) como sigue: HRTF (x ,z,n) = IFFT { FR (k)x e RTF lx, v, Z I) = fFFT{ FR (k)Xe~:*il!kfK } La modificación que se hace a la respuesta de la fase en el paso 3 (o el paso 4) con frecuencia resulta en algo de corrido del tiempo de las respuestas del impulso final, de manea que un filtro FIR HRTF que era originalmente causal, puede transformarse en un filtro FIR a-causal. Para proteger contra este corrido del tiempo, puede necesitarse un retraso en volumen adicional, en los filtros de las HRTF acopladas del oído izquierdo y del oído derecho, como se implementa en el paso 6. Un valor típico de g sería g=48.

El proceso descrito anteriormente con referencia a los pasos 1-6 debe repetirse para cada par de los filtros de HRTFL y HRTFR normales, para producir cada filtro de la HRTFZL acoplada y cada filtro de la HRTFZR acoplada en el conjunto de HRTF acopladas. Puede hacerse variaciones al proceso descrito.

Por ejemplo, el paso 3(b) anterior muestra la respuesta de la fase del canal Izquierdo original como conservada, mientras que la respuesta del canal derecho es generada utilizando la fase Izquierda más la diferencia de la fase Derecha- Izquierda modificada. Como una alternativa, las ecuaciones en el paso 3(b) podrían modificarse para leerse: En este caso, la respuesta de la Fase de la HRTF del oído izquierdo original se ignora completamente, y la nueva HRTF del oído derecho es impartida con la diferencia de la fase Derecha-Izquierda modificada.

Aún otra variación en el método descrito involucra el desplazamiento de la fase de las HRTF del oído izquierdo y del oído derecho (con desplazamientos de la fase opuestos) : Por supuesto, si las ecuaciones alternas (1.4 ó 1.5) se sustituyen en el paso 3(b) anterior, entonces las ecuaciones complementarias correspondientes deberían aplicarse en el paso 4 (b) (para permitir el caso en donde la dirección de llegada de la HRTF está en el hemisferio derecho) .

La simetría implicada por las ecuaciones (1.5) se emplea en otra clase de modalidades del método inventivo para determinar las HRTF acopladas (es decir, un par de HRTF acopladas del oído izquierdo y del oído derecho para cada dirección de llegada en un conjunto de direcciones de llegada) de un conjunto de HRTF acopladas en respuesta a las HRTF normales (es decir un par de HRTF normales del oído izquierdo y del oído derecho para cada una de las direcciones de llegada en el conjunto) . En estas modalidades, el método incluye los siguientes pasos: 1. Utilizar una Transformada de Fourier Rápida de longitud K, convertir cada par de HRTF normales, HRTFL (x, y, z, n) y HRTFR (X, y, z, n) , en un par de respuestas de la frecuencia, FRL(k) y FRR(k) , en donde k es el índice del entero de los periodos de la frecuencia, centrado en la frecuencia f = k x Fs/K, (en donde -N/2 < k < N/2, y en donde Fs es la velocidad de muestreo) ; 2. A continuación, determinar los componentes de la magnitud y la fase (ML, MR, PL, PR) , de manera que FRL (k) = ML(k)ejpL(k) y FRR (k) = MR (k) ejpR(k) , y en donde los componentes de la fase (PL, PR) no están "envueltos" (unwrapped) (de manera que cualesquier discontinuidades de más que p se eliminan mediante la adición de los múltiplos del entero de 2p a las muestras del vector, por ejemplo, utilizando la función "unwrap" de Matlab convencional) ,· 3. Calcular el vector de la Fase modificado: P' (k) = (PR(k) -PL(k) )xw(k) . 4. A continuación, calcular FR'L y FR'R como sigue: ; Y 5. Finalmente, utilizar la transformada de Fourier inversa para calcular las HRTF acopladas (y agregar un retraso en volumen adicional de g muestras a ambas HRTF acopladas) : H TF ix,y,s,«)= IFFT{ FU*, (k) e':xjx } HRTF^ix, y, z, n) = iFFT{FR (k)x e'2*h } Un método alternativo (algunas veces referido en el presente documento como un "método de extensión de la fase constante" ) puede implementarse con el siguiente paso (paso 3a) realizado en lugar del paso 3 anterior: 3a. calcular el vector de la Fase modificado: P\k) = (PH (k) - PL (k))xW{k)+ (A, ) - PL(kv ))x (1 - W(k)) ' La ecuación modificada, expuesta en el paso 3a sustituto, tiene el efecto de obligar a la (P' (k) ) a altas frecuencias a ser igual a la fase en la frecuencia de acoplamiento, como se muestra en el ejemplo de la Figura 6(b) .

A continuación, describimos otra clase de modalidades de la invención, en la cual un conjunto de HRTF acopladas se determina por un conjunto base de HRTF.

Un conjunto típico de HRTF (por ejemplo, un conjunto de HRTF acopladas) consiste de una colección de pares de respuestas del impulso (HRTF del oído izquierdo y del oído derecho) , en donde cada par corresponde a una dirección de llegada particular. En este caso, el trabajo de un trazador de HRTF es tomar una dirección de llegada especificada (por ejemplo, determinada por el vector de la dirección de llegada, (x,y,z)) y determina un par de filtros de HRTFL y HRTFR que corresponde a la dirección de llegada especificada, encontrando una HRTF en un conjunto de HRTF (por ejemplo, un conjunto de HRTF acopladas) que está más cerca de la dirección de llegada especificada, y realizando algo de interpolación en la HRTF en el conjunto.

Si el conjunto de HRTF se ha generado de acuerdo con la invención para comprender las HRTF acopladas (tales HRTF acopladas están "acopladas" a altas frecuencias, como se describió anteriormente) , entonces la interpolación puede ser una interpolación lineal. Puesto que se utiliza la interpolación lineal (mezclado lineal) , esto implica que el conjunto de HRTF acopladas puede determinarse por un conjunto base de HRTF. Un conjunto base de HRTF preferido, de interés, es la base armónica esférica (algunas veces referida como formato B) .

El proceso bien conocido de un ajuste de mínimos cuadrados medios (u otro proceso de ajuste) , puede utilizarse para representar un conjunto de HRTF acopladas en términos de un conjunto base de HRTF, basándose en las armónicas esféricas. A manera de ejemplo, un conjunto de base armónica esférica de primer grado (Hw, Hx, Hy y Hz) puede determinarse, de manera que cualquier HRTF del oído izquierdo (u oído derecho) (para cualquier dirección de llegada específica, x, y, z, o cualquier dirección de llegada específica x, y, z, en un intervalo que abarca al menos 60 grados) puede generarse como: HRTFL (x, v. ?, ? ) = Hw (n) + xHr (n) + vHr (n) + zHz {n) RTFK (? >·, _:, «) = Hw (n) + xHx (n)- yHv (n)+ -H z («) en donde cuatro conjuntos de coeficientes del filtro FIR (Hw, Hx, Hy, Hz) del conjunto base de HRTF son determinados para proporcionar un mejor ajuste con mínimos cuadrados medios para un conjunto de HRTF acopladas. Al implementar las ecuaciones (1.6) , una tabla de coeficientes de cuatro filtros FIR (Hw, Hx, Hy, Hz) es suficiente para determinar una HRTF del oído izquierdo (y del oído derecho) para cualquier dirección de llegada especificada, y así, los cuatro filtros FIR (Hw, Hx, Hy, Hz) determinan un conjunto de HRTF acopladas .

Una representación de la armónica esférica de grado superior proporcionará exactitud agregada. Por ejemplo, puede definirse una representación de segundo grado de un conjunto base de HRTF (Hw, Hx, Hy, Hz, HX2, HY2í HZ2/ ???, HYZ) , de manera que cualquier HRTF del oído izquierdo (o el oído derecho) (para una dirección de llegada específica x, y, z, o cualquier dirección de llegada específica x, y, z, en un intervalo que abarca al menos 60 grados) puede generarse como: HR'i f] (x.y, ~. n) = Hw (n) + xHx (n) + Hr (n) + ~HZ (n) +(r - 2 )Hx ,i n) ^1?}??1(?) +2???^(?) + 2}%?„{??) + (2r - ~ -y2)Hzl(n) HRTFg (x,y»r. ti) = Hw (n ) + xlix («) - yHf (« + zHf. (ti) + ?? - y2 )HX An) -2xyH Y , (ri) +2xzHxx(n) - 2 yzH n (¡i ) + Í2z' - X1 - y' )H7 Án) (1.7) en donde los nueve conjuntos de coeficientes del filtro FIR (HWí Hx, Hy, Hz, Hx2, Hy2, Hxz, Hyz, Hz2) del conjunto base de HRTF se determinan para proporcionar un mejor ajuste con mínimos cuadrados medios para un conjunto de HRTF acopladas. Implementando las ecuaciones (1.7), una tabla de coeficientes de los nueve filtros FIR es suficiente para determinar una HRTF del oído izquierdo (y del oído derecho) para cualquier dirección de llegada especificada, y así, los nueve filtros FIR determinan un conjunto de HRTF acopladas.

Las ecuaciones simplificadas resultarán si los ángulos de llegada están limitados al plano horizontal (como puede desearse de manera común) . En este caso, todos los componentes z del conjunto armónico esférico pueden descartarse, de manera que las ecuaciones de 2° grado (ecuaciones 1.7) se simplifican para volverse: HRTFL(x.y, ?,?) = ?.? («)+xHs(n)÷ >//, (>t) + (x: - r )HX2w) t 2xyHrt{n) HRTFt(x,y, ?,?) =- H, (n) + xHx (n)- yfí}. (n) + (x: - y1 ) x,{n)-2xyHt.,(« (1.8) Las ecuaciones 1.8 pueden escribirse de manera alterna en términos del ángulo de Azimuth, Az, como sigue: H iTFf (Az. H) - Hw (n)+cos(Az)Hx(n)+ sin(.4-)H}. (//) + co&(2 Az)H„ , (tí) + Sin(2Az )H,., (n) (1.9) HRTF Az. n) = Hw ín ) + co$(Az)H x (ii) ~ún(Az)Hy (/ú + os(2 Az)Hx,(/j) ~ Sii¡(2Az )H: En una modalidad preferida, un trazador de HRTF horizontal de tercer grado opera utilizando una representación de tercer grado de un conjunto de base definido, de manera que cualquier HRTF del oído izquierdo (o el oído derecho) para cualquier dirección de llegada específica se genera como: HRTFL(Az,n) = Hw (n)+cw(Az)Hx («) + ün(Az)HY («) + cmi2Az)HX 2(n)+ sin(2Áz)Hr2(n) + CG MzW^{n) + $Ítt(3Az)HY (n) ( 1..1Ü) HRTF (Az, n) - Hw (») + cos{Az)Hx (n} -ún{Az)HY(n) + eos(2 Az)H x n) - sin(2Az)Hy* (n) + cosí 3, - )HX , (») - smQÁz)HYX («) en donde los siete conjuntos de coeficientes del filtro FIR (Hw, Hx, Hy, HX2, HY2, HX3 y Hy3) del conjunto base de HRTF se determinan para proporcionar un mejor ajuste con mínimos cuadrados medios para un conjunto de HRTF acopladas. Así, los siete filtros FIR determinan un conjunto de HRTF acopladas. Un trazador de HRTF que emplea un conjunto base de HRTF definido de esta forma, es una modalidad preferida de la presente invención, debido a que permite que un conjunto base de HRTF que consiste de sólo 7 filtros (Hw(n) , Hx(n) , Hy(n) , Hx2 (n) , Hy2 (n) , Hx3 (n) y Hy3 (n) ) se utilice para generar una filtro de la HRTF del oído izquierdo (y del oído derecho) para cualquier dirección de llegada en el plano horizontal, con un grado alto de exactitud de la fase para las frecuencias hasta la frecuencia de acoplamiento (por ejemplo, hasta 1000 Hz o más) .

A continuación, describimos el uso de un conjuntos de base de HRTF pequeños (cada uno que determina un conjunto de HRTF acopladas) para el mezclado de la señal, de acuerdo con las modalidades de la presente invención.

Es posible implementar un trazador de HRTF como un aparado que emplea un conjunto base de HRTF pequeño (por ejemplo, del tipo definido con referencia a las ecuaciones 1.10) para determinar un conjunto de HRTF acopladas, y para realizar el mezclado de la señal utilizando tal aparato, de acuerdo con las modalidades de la presente invención.

El trazador de HRTF 10 de la Figura 10 es un ejemplo de tal trazador de HRTF que emplea el conjunto base de HRTF pequeño definido con referencia a las ecuaciones 1.10, para determinar un conjunto de HRTF acopladas. El aparato de la Figura 10 también incluye un procesador de audio 20 (que es un virtualizador) configurado para procesar una señal de audio monofónica ("Sig"), para genera canales de salida de audio izquierdo y derecho (SalidaL y SalidaR) para la presentación en audífonos, para proporcionar a un oyente una impresión de un sonido localizado en un ángulo de Azimuth, Az especificado.

En el sistema de la Figura 10, una sola entrada del canal de audio (Sig) se procesa por dos filtros FIR 21 y 22 (cada uno marcado con el operador de convolución, ®) , implementado por el procesador 20, para producir las señales del oído izquierdo y del oído derecho, SalidaL y SalidaR respectivamente, (para la presentación en audífonos) . Los coeficientes del filtro para el filtro FIR del oído izquierdo 21 se determinan en el trazador 10 del conjunto base de HRTF (Hw, Hx, Hy, Hx2, HY2, HX3, HY3 de las ecuaciones 1.10) ponderando cada uno de los coeficientes del conjunto base de la HRTF con una correspondiente de las funciones de seno y coseno (mostradas en las ecuaciones 1.10) del ángulo de azimuth ángulo, Az (es decir Hw(n) no se pondera, Hx(n) se multiplica por eos (Az) , Hy(n) se multiplica por sin(Az) , y así sucesivamente) , y sumando los siete coeficientes ponderados (incluyendo Hw(n)), para cada valor de n, en la etapa de suma 13. Los coeficientes del filtro para el filtro FIR del oído derecho 22 se determinan en el trazador 10 del conjunto base de HRTF (Hw, Hx, Hy, Hx2/ HY2, HX3> Hy3 de las ecuaciones 1.10) ponderando cada uno de los coeficientes del conjunto base de la HRTF con una correspondiente de las funciones seno y coseno (mostradas en las ecuaciones 1.10) del ángulo de azimuth, Az (es decir Hw(n) no se pondera, Hx(n) se multiplica por eos (Az) , Hy(n) se multiplica por sen(Az), y así sucesivamente) , multiplicando cada una de las versiones ponderadas de los coeficientes Hy(n), Hy2(n) y HY3 (n) por uno negativo (en los elementos de la multiplicación 11) y sumando los siete coeficientes ponderados resultantes en la etapa de suma 12.

Así, el sistema de la Figura 10 rompe el procesamiento en dos componentes principales. Primero, el trazador de HRTF 10 se utiliza para calcular los coeficientes del filtro FIR, HRTFL(Az,n) y HRTFR(Az,n) , que se aplican por los filtros 21 y 22. Segundo, los filtros FIR 21 y 22 (del procesador 20) , se configuran con los coeficientes del filtro FIR que se calculan por el trazador de HRTF, y los filtros 21 y 22 configurados, procesan a continuación la entrada de audio para producir las señales de salida del audífono.

Un sistema de mezclado puede configurarse de una forma muy diferente (como se muestra en la Figura 11) , para producir el mismo resultado (producido por el sistema de la Figura 10) , en respuesta a la misma señal de audio de entrada y la dirección de llegada especificada (ángulo de Azimuth) . El aparato de la Figura 11 (que implementa un virtualizador) , se configura para procesar una señal de audio monofónica ("InSig"), para generar los canales de salida de audio izquierdo y derecho (binaural) (SalidaL y SalidaR) , que puede presentarse en audífonos, para proporcionar al oyente con una impresión de un sonido localizado a una dirección de llegada especificada (ángulo de Azimuth, Az) .

En la Figura 11, la etapa de desplazamiento horizontal de la señal (panoramizador) 30, genera un conjunto de siete señales intermedias en respuesta a la señal de entrada ("InSig"), según las siguientes ecuaciones: = ¡nSig X = lnSigxco${Az) Y ~ ¡iiSig xam(Az) X2 = lnSigxcos(2A?) (1.11) Y2 = htSig xün(2Az) Xi = ínSíg xc (3Az) Y3 - InSig XÜnQAz) en donde Az es en ángulo de Azittiuth especificado. Cada una de las siete señales intermedias se filtra a continuación en la etapa del filtro de la HRTF 40, convolucionándola (en la etapa 44) con los coeficientes del filtro FIR de un filtro FIR correspondiente de un conjunto de Base del HRTF (es decir, InSig se convoluciona con los coeficientes Hw, InSig'cos (Az) se convoluciona con los coeficientes Hx de las ecuaciones 1.10, InSig'sin(Az) se convoluciona con los coeficientes Hy de las ecuaciones 1.10, InSig'cos (2Az) se convoluciona con los coeficientes Hx2 de las ecuaciones 1.10, InSig"sin(2Az) se convoluciona con los coeficientes Hy2 de las ecuaciones 1.10, InSig'cos (3Az) se convoluciona con los coeficientes HX3 de las ecuaciones 1.10, e InSig'sin (3Az) se convoluciona con los coeficientes Hy3 de las ecuaciones 1.10) . Las salidas de la etapa de convolución 44, se suman a continuación (en la etapa de suma 41), para generar la señal de salida del canal izquierdo, SalidaL.

Algunas de las salidas de la etapa de convolución 44 se multiplican por uno negativo en los elementos de multiplicación 42 (es decir, cada uno de sin(Az) , convolucionado con los coeficientes HY, InSig'sin (2Az) convolucionado con los coeficientes Hy2, e InSig'sin (3Az) convolucionado con los coeficientes Hy3 se multiplica por uno negativo en los elementos 42) , y las salidas de los elementos de multiplicación 42 se agregan a las otras salidas de la etapa de convolución (en la etapa de suma 43) , para generar la señal de salida del canal derecho, SalidaR. Los coeficientes del filtro aplicados en la etapa de convolución 44, son aquéllos del conjunto base de HRTF Hw, Hx, Hy, Hx2, Hy2, HX3, Hy3 de las ecuaciones 1.10.

Si un conjunto de M señales de entrada, InSigm, se va a procesar por la reproducción binaural, un solo conjunto de señales intermedias puede producirse en el panoramizador 30, con todas las señales de entrada M presentes-.

X = rnSigm xcos(Áz¡i:) Una vez que estas señales intermedias se han generado, se filtran en la etapa de convolución 44 como sigue : y las señales de salida del oído izquierdo y derecho se derivan como sigue: Por lo tanto, las operaciones combinadas mostradas en las ecuaciones (1.12), (1.13) y (1.14), permiten que un conjunto de señales de entrada M, {lnSigm: l<m<M} (cada una con un ángulo de azimuth correspondiente, Azm) , se vuelvan binaurales, utilizando sólo 7 filtros FIR. Puede haber un ángulo de azimuth Azm diferente para cada una de las señales de entrada. Esto significa que el número pequeño de conjuntos de filtro FIR en el conjunto Base de la HRTF, permite un método eficiente para entregar binauralmente un gran número de señales de entrada, aplicando el proceso implementado por el sistema de la Figura 11, para multiplicar las señales de entrada como se muestra en la Figura 12.

En la Figura 12, cada uno de los bloques 30i representa el panoramizador 30 de la Figura 11 durante el procesamiento de la "i" ésima señal de entrada (en donde el índice i varía de 1 hasta M) , y la etapa de suma 31 se acopla y configura para sumar las salidas generadas en los bloques 30i-30 para generar las siete señales intermedias expuestas en las ecuaciones 1.12.

Otra modalidad del sistema y método inventivos para el procesamiento de un conjunto de M señales de entrada, InSigm, se describirá con referencia a la Figura 13. En esta modalidad, M señales de entrada son procesadas para la reproducción binaural, utilizando el hecho de que los formatos de la señal intermedia también pueden modificarse mediante mezclado ascendente. En este contexto, "mezclado ascendente" se refiere a un proceso en donde una señal intermedia de resolución inferior (una compuesta de un número menor de canales) , se procesa para crear una señal intermedia de resolución superior (compuesta de un número mayor de señales intermedias) . Se conocen muchos métodos en la técnica para mezclar tales señales intermedias, por ejemplo, incluyendo aquéllos descritos en la Patente de los Estados Unidos 8,103,006, del inventor actual (y asignado al cesionario de la presente invención) . El proceso de mezclado ascendente permite que se utilice una señal intermedia de resolución menor, con el mezclado ascendente llevado a cabo antes de la filtración de la HRTF, como se muestra en la Figura 13.

En la Figura 13, cada uno de los bloques 13 OÍ representa el mismo panoramizador (a ser referido como el panoramizador de la Figura 13) durante el procesamiento de la "i" ésima señal de entrada, InSigi (en donde el índice i varía de 1 hasta M) , y la etapa de suma 131 se acopla y configura para sumar las salidas generadas en los bloques 130i-130M para generar señales intermedias, que se mezclan en la etapa de mezclado 132. La etapa 40 (que es idéntica a la etapa 40 de la Figura 11), filtra la salida de la etapa 132.

El panoramizador de la Figura 13 pasa la señal de entrada actual ("InSigi") a la etapa 131. El panoramizador de la Figura 13 incluye las etapas 34 y 35, que generan los valores eos (Az ) y sin(Azi), respectivamente, en respuesta al ángulo de Azimuth Az^ actual. El panoramizador de la Figura 13 también incluye las etapas de multiplicación 36 y 37, que generan los valores Insigúeos (Azi) e InSigi'sin (Azi) , respectivamente, en respuesta a la señal de entrada actual InSigi y a las salidas de las etapas 34 y 35.

La etapa de suma 131 se acopla y configura para sumar las salidas generadas en los bloques 13 OÍ- 130M para generar tres señales intermedias como sigue: la etapa 131 suma las M salidas "InSigi" para generar una señal intermedia; la etapa 131 suma los M valores Insigúeos (Azi) para generar una segunda señal intermedia, y la etapa 131 suma los M valores InSigi'sin (Azi) para generar una tercera señal intermedia. Cada una de estas tres señales intermedias corresponde a un canal diferente. La etapa de mezclado 132, mezcla las tres señales intermedias de la etapa 131 (por ejemplo, de una manera convencional) para generar siete señales intermedias mezcladas, cada una de las cuales corresponde a uno diferente de los siete canales. La etapa 40 filtra estas siete señales mezcladas de la misma manera en que la etapa 40 de la Figura 11 filtra las siete señales asignadas a los mismos por la etapa 30 de la Figura 11.

La forma particular de las señales intermedias descritas anteriormente (con referencia a las Figuras 11, 12 y 13) puede modificarse, para formar conjuntos base alternos para la descomposición del conjunto base de la HRTF, como se apreciará por alguien con experiencia ordinaria en la técnica. En todas de tales modalidades de la invención, el uso de un conjunto base de la HRTF para simplificar el procesamiento del audio (por ejemplo, como en el sistema de la Figural2 o la Figura 13) , es solo posible si el conjunto base de la HRTF se ha construido para permitir que los filtros HRTF se creen mediante el mezclado lineal (por ejemplo, por los elementos 34, 35, 36, 37, 131 y 132 de la Figura 13, o por los elementos de la etapa 10 mostrados en la Figura 10) . Si el conjunto base determina un conjunto de los filtros de las HRTF acopladas inventivas, permitirá que se creen filtros de la HRTF, que se han modificado para "acoplarse" , que son más susceptibles para el mezclado lineal .

Las modalidades típicas de la presente invención generan (o determinan y utilizan) , un conjunto de HRTF acopladas, que satisfacen los siguientes tres criterios (algunas veces referidos en el presente documento por conveniencia, como la "Regla de Oro") : 1. La respuesta de la fase interaural de cada par de filtros de la HRTF (es decir, cada HRTF del oído izquierdo y HRTF del oído derecho creada para una dirección de llegada especificada) , que se crean del conjunto de HRTF acopladas (mediante un proceso de mezclado lineal) , coincide con la respuesta de la fase interaural de un par correspondiente de HRTF normales del oído izquierdo y del oído derecho con menos de 20% de error de la fase (o de manera más preferida, con menos de 5% de error de la fase) , para todas las frecuencias por debajo de la frecuencia de acoplamiento. En otras palabras, el valor absoluto de la diferencia entre la fase de la HRTF del oído izquierdo creada del conjunto y la fase del HRTF del oído derecho correspondiente, creada del conjunto, difiere por menos que 20% (o de manera más preferida, menos que 5%) del valor absoluto de la diferencia entre la fase de la HRTF normal del oído izquierdo correspondiente, y la fase de la HRTF normal del oído derecho correspondiente, a cada frecuencia por debajo de la frecuencia de acoplamiento. La frecuencia de acoplamiento es mayor que 700 Hz, y es típicamente menor que 4 kHz . A las frecuencias por encima de la frecuencia de acoplamiento, la respuesta de la fase de los filtros de la HRTF que se han creado del conjunto (mediante un proceso de mezclado lineal) , se desvían del comportamiento de las HRTF normales, de manera que el retraso del grupo interaural (a tales frecuencias altas) , se reduce de manera significativa en comparación con las HRTF normales; 2. La respuesta de la magnitud de cada filtro de la HRTF creada del conjunto (mediante un proceso de mezclado lineal) para una dirección de llegada, está dentro del intervalo esperado para las HRTF normales para las direcciones de llegada (por ejemplo, en el sentido de que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine con relación a la respuesta de la magnitud de un filtro de las HRTF normales típicos, para la dirección de llegada) ; y 3. El intervalo de ángulos de llegada que puede abarcarse por el proceso de mezclado (para generar un par de HRTF para cada ángulo de llegada en el intervalo, mediante un proceso de mezclado lineal de las HRTF acopladas en el conjunto) , es de al menos 60 grados (y de manera preferida es de 360 grados) .

En las modalidades en las cuales el método inventivo incluye la determinación de un conjunto base de las HRTF, que a su vez determina un conjunto de HRTF acopladas (por ejemplo, realizando un ajuste de mínimos cuadrados medios u otro proceso de ajuste para determinar los coeficientes del conjunto base de las HRTF, de manera que el conjunto base de las HRTF determina el conjunto de las HRTF acopladas dentro de una exactitud adecuada) , o utiliza tal conjunto base de las HRTF para determinar un par de HRTF, en respuesta a una dirección de llegada, el conjunto de HRTF acopladas satisface de manera preferida la Regla de Oro.

Típicamente, un conjunto de HRTF acopladas que satisface la Regla de Oro, comprende valores de los datos que determinan un conjunto de HRTF acopladas del oído izquierdo y un conjunto de HRTF acopladas del oído derecho para los ángulos de llegada, que pueden abarcar un intervalo de ángulos de llegada, una HRTF del oído izquierdo determinada (mediante el mezclado lineal de acuerdo con una modalidad de la invención) , para cualquier ángulo de llegada en el intervalo, y una HRTF del oído derecho determinada (mediante el mezclado lineal de acuerdo con una modalidad de la invención) , para el ángulo de llegada, tienen una respuesta de la fase interaural que coincide con la respuesta de la fase interaural de una HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada, con relación a una HRTF normal del oído derecho típica para el ángulo de llegada, con menos de 20% (y de manera preferida, menos de 5%) de error de la fase para todas las frecuencias por debajo de la frecuencia de acoplamiento (en donde la frecuencia de acoplamiento es mayor que 700 Hz y de manera típica menor que 4 kHz) , y la HRTF del oído izquierdo determinada (mediante el mezclado lineal de acuerdo con la modalidad de la invención) para cualquier ángulo de llegada en el intervalo, tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine con relación a la respuesta de la magnitud de la HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada, y la HRTF del oído derecho determinada (mediante mezclado lineal, de acuerdo con la modalidad de la invención) para cualquier ángulo de llegada en el intervalo, tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine, con relación a la respuesta de la magnitud de la HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada, en donde el intervalo de ángulos de llegada es de al menos 60 grados (de manera preferida, el intervalo de ángulos de llegada es de 360 grados) .

Se ha propuesto simplificar las bibliotecas de HRTF vía conjuntos de base armónica esférica (por ejemplo, como se describe en la Patente de los Estados Unidos 6,021,206 del inventor actual) , pero todos de tales intentos previos para simplificar las HRTF mediante el uso de una base armónica esférica, han sufrido de problemas de peinado significativos del tipo descrito en el presente documento. Por lo tanto, las bibliotecas de HRTF de armónicas esféricas determinadas de manera convencional, no satisfacen el segundo criterio de la Regla de Oro expuesta anteriormente.

También, algunos intentos iniciales para crear filtros binauralizantes con elementos de circuitos análogos resultaron en filtros de la HRTF que satisfacen el segundo criterio de la Regla de Oro, como un efecto secundario accidental de las limitaciones de las técnicas del circuito análogo. Por ejemplo, tal filtro de la HRTF se describe en el documento de Bauer, titulado "Stereophonic Earphones and Binaural Loudspeakers" , en Journal of the Audio Engineering Society, Abril 1961, Volumen 9, No. 2. Sin embargo, tales HRTF no satisfacen el primer criterio de la Regla de Oro.

Las modalidades típicas de la invención son métodos para generar un conjunto de HRTF acopladas, que representan ángulos de llegada que abarcan un espacio dado (por ejemplo, plano horizontal) , y se cuantifican a una resolución angular particular (por ejemplo, un conjunto de HRTF acopladas que representa ángulos de llegada con una resolución angular de 30 grados alrededor de un circulo de 360, 0, 30, 60,..., 300, y 330 grados) . Las HRTF acopladas en el conjunto se construyen de manera que difieren de las HRTF verdaderas (es decir, medidas) de los ángulos de llegada en el conjunto (excepto para el azimuth de 0 y 180 grados, puesto que estos ángulos del HRTF típicamente tienen una fase interaural de cero, y por lo tanto, no requieren ningún procesamiento especial para hacer que obedezcan la Regla de Oro) . De manera específica, difieren en que la respuesta de la fase de las HRTF se altera de manera intencional por encima de una frecuencia de acoplamiento específica. De manera más específica, las fases son alteradas, de manera que las respuestas de la fase de las HRTF en el conjunto se acoplan (es decir, son las mismas o casi las mismas) por encima de la frecuencia de acoplamiento. Típicamente, la frecuencia de acoplamiento anterior, en que las respuestas de la fase se acoplan, se elige dependiendo de la resolución angular de las HRTF incluidas en el conjunto. De manera preferida, la frecuencia de corte se elige de manera que conforme la resolución angular del conjunto se incrementa (es decir, más HRTF acopladas se agregan al conjunto) , la frecuencia de acoplamiento también se incrementa.

En las modalidades alternas, cada HRTF aplicada (o cada uno de un subconjunto de las HRTF aplicadas) de acuerdo con la invención, se define y aplica en el dominio de la frecuencia (por ejemplo, cada señal a ser transformada de acuerdo con tales HRTF, se someten a una transformación en el dominio del tiempo al dominio de la frecuencia, la HRTF se aplica a continuación a los componentes de la frecuencia resultantes, y los componentes transformados se someten a continuación a una transformación del dominio de la frecuencia al dominio del tiempo) .

En algunas modalidades, el sistema inventivo es o incluye un procesador de propósito general acoplado para recibir, o generar los datos de entrada indicativos de al menos un canal de entrada de audio, y programado por un programa (o instrucciones fijas) y/o configurado de otra manera (por ejemplo, en respuesta a los datos de control) , para realizar cualquiera de una variedad de operaciones en los datos de entrada, incluyendo una modalidad del método inventivo. Tal procesador de propósito general típicamente se acoplaría a un dispositivo de entrada (por ejemplo, un ratón y/o un teclado) , una memoria, y un dispositivo de representación. Por ejemplo, el sistema de la Figura 9, 10, 11, 12 ó 13, podría implementarse como un procesador de propósito general, programado y/o configurado de otra manera para realizar cualquiera de una variedad de operaciones en los datos de audio de entrada, incluyendo una modalidad del método inventivo, para generar datos de salida de audio. Un convertidor digital a análogo (DAC) convencional, podría operar en los datos de salida de audio para generar versiones análogas de las señales de audio de salida, para la reproducción mediante altavoces físicos.

La Figura 9 es un diagrama de bloques de un sistema (que puede implementarse como un DSP de audio programable) , que se ha configurado para realizar una modalidad del método inventivo. El sistema incluye la etapa del filtro de la HRTF 9, acoplado para recibir una señal de audio de entrada (por ejemplo, datos de audio del dominio de la frecuencia indicativos de sonido, o datos de audio del dominio del tiempo indicativos de un sonido), y el trazador de la HRTF 7. El trazador de la HRTF 7 incluye la memoria 8, que almacena los datos que determinan un conjunto de HRTF acopladas (por ejemplo, datos que determinan un conjunto base de las HRTF, que a su vez, determina un conjunto de HRTF acopladas) , y se acopla para recibir datos ( "Dirección de Llegada" ) , indicativos de una dirección de llegada (por ejemplo, especificada como un ángulo o como un vector unitario) , que corresponde a un conjunto de datos de audio de entrada impuestos a la etapa 9. En las implementaciones típicas, el trazador 7 implementa una tabla de búsqueda configurada para recuperar de la memoria 8, en respuesta a los datos de la Dirección de Llegada, datos suficientes para realizar el mezclado lineal, para determinar una par de HRTF (una HRTF del oído izquierdo y una HRTF del oído derecho) , para la dirección de llegada.

El trazador 7 está acoplado opcionalmente a un medio legible por computadora 8a externo, que almacena los datos que determinan el conjunto de HRTF acopladas (y opcionalmente, también codifican la programación del trazador 7 y/o la etapa 9, para realizar una modalidad del método inventivo) , y el trazador 7 está configurado para tener acceso (del medio 8a) , a los datos indicativos del conjunto de HRTF acopladas (por ejemplo, datos indicativos de unas seleccionadas de las HRTF acopladas del conjunto) . El trazador 7 opcionalmente no incluye la memoria 8 cuando el trazador 7 se configura para tener acceso al medio externo 8a. Los datos que determinan el conjunto de HRTF acopladas (almacenadas en la memoria 8 o que se acceden por el trazador 7 desde un medio externo) , pueden ser coeficientes de un conjunto base de las HRTF, que determina el conjunto de HRTF acopladas .

El trazador 7 está configurado para determinar un par de respuestas del impulso de las HRTF (una respuesta del oído izquierdo y una respuesta del oído derecho) , en respuesta a una dirección de llegada especificada (por ejemplo, una dirección de llegada, especificada como un ángulo o como un vector unitario, que corresponde a un conjunto de datos de audio de entrada) . El trazador 7 está configurado para determinar cada HRTF para la dirección especificada realizando la interpolación lineal de las HRTF acopladas en el conjunto (realizando el mezclado lineal en los valores que determinan las HRTF acopladas) . Típicamente, la interpolación es entre las HRTF acopladas en el conjunto que tienen direcciones de llegada correspondientes, cercanas a la dirección especificada. De manera alterna, el trazador 7 está configurado para tener acceso a los coeficientes de un conjunto base de las HRTF (que determina el conjunto de HRTF acopladas) y para realizar el mezclado lineal en los coeficientes, para determinar cada HRTF para la dirección especificada.

La Etapa 9 (que es un virtualizador) , está configurada para procesar los datos indicativos de una señal de audio de entrada monofónica ( "Audio de Entrada" ) , que incluye, aplicando el par de HRTF (determinado por el trazador 7) a la misma, generar señales de audio de salida del canal izquierdo y derecho (SalidaL y SalidaR) . Por ejemplo, las señales de audio de salida pueden ser adecuadas para transmitirse en audífonos, para proporcionar a un oyente una impresión de un sonido emitido de una fuente en la dirección de llegada especificada. Si los datos indicativos de una secuencia de direcciones de llegada (para un conjunto de datos de audio de entrada) se imponen al sistema de la Figura 9, la etapa 9 puede realizar el filtrado de las HRTF (utilizando una secuencia de pares de HRTF determinados por el trazador 7, en respuesta a los datos de la dirección de llegada) , para generar una secuencia de las señales de audio de salida del canal izquierdo y derecho, que pueden entregarse para proporcionar a un oyente una impresión de un sonido emitido de una fuente que se desplaza a través de la secuencia de direcciones de llegada.

En operación, un DSP de audio que se ha configurado para realizar la virtualización del sonido envolvente, de acuerdo con la invención (por ejemplo, el sistema virtualizador de la Figura 9, o el sistema de cualquiera de las Figuras 10, 11, 12 ó 13) , se acopla para recibir al menos una señal de entrada de audio, y el DSP típicamente realiza una variedad de operaciones en el audio de entrada además de (así como) , filtración mediante una HRTF. De acuerdo con varias modalidades de la invención, un DSP de audio es operable para realizar una modalidad del método inventivo, después de configurarse (por ejemplo, programarse) para emplear un conjunto de HRTF acopladas (por ejemplo, un conjunto base de las HRTF que determina un conjunto de HRTF acopladas) para generar al menos una señal de audio de salida en respuesta a cada señal de audio de entrada, realizando el método en la señal de audio de entrada.

Otros aspectos de la invención son un medio legible por computadora (por ejemplo, un disco) , que almacena (en forma tangible) , un código para programar un procesador u otro sistema para realizar cualquier modalidad del método inventivo, y un medio legible por computadora (por ejemplo, un disco) que almacena (en forma tangible) los datos que determinan un conjunto de HRTF acopladas, en donde el conjunto de HRTF acopladas se ha determinado de acuerdo con una modalidad de la invención (por ejemplo, para satisfacer la Regla de Oro descrita en el presente documento) . Un ejemplo de tal medio, es un medio legible por computadora 8a de la Figura 9.

Aunque las modalidades específicas de la presente invención y las aplicaciones de la invención se han descrito en el presente documento, será evidente para aquellos con experiencia ordinaria en la técnica, que son posibles muchas variaciones en las modalidades y aplicaciones descritas en el presente documento, sin apartarse del alcance de la invención descrita y reclamada en el presente documento. Deberá entenderse que aunque ciertas formas de la invención se han mostrado y descrito, la invención no está limitada a las modalidades específicas descritas y mostradas en los métodos específicos descritos.

Claims (52)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para filtrar una función de transferencia relacionada con la cabeza (HRTF) , el método incluye los pasos de : (a) en respuesta a una señal indicativa de una dirección de llegada, realizar el mezclado lineal utilizando los datos de un conjunto de HRTF acopladas para determinar una HRTF para la dirección de llegada, en donde el conjunto de HRTF acopladas comprende valores de los datos que determinan un conjunto de HRTF acopladas; el conjunto de HRTF acopladas comprende un conjunto de HRTF acopladas del oído izquierdo y un conjunto de HRTF acopladas del oído derecho, para las direcciones de llegada, en donde las HRTF acopladas se determinan de las HRTF normales para las mismas direcciones de llegada, alterando la respuesta de la fase de cada HRTF normal por encima de una frecuencia de acoplamiento, de manera que la diferencias entre la fase de una HRTF acoplada del oído izquierdo y una HRTF acoplada del oído derecho para la misma dirección de llegada, es al menos sustancialmente constante como una función de la frecuencia, para todas las frecuencias sustancialmente por encima de la frecuencia de acoplamiento; y (b) realizar el filtrado de la HRTF en una señal de audio de entrada (por ejemplo, datos de audio del dominio de la frecuencia, indicativos de uno o más canales de audio, o datos de audio del dominio del tiempo, indicativos de uno o más canales de audio) , utilizando la HRTF determinada en el paso (a) para la dirección de llegada. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde el conjunto de HRTF acopladas es un conjunto base de HRTF que comprende coeficientes que determinan el conjunto de HRTF acopladas, y el paso (a) incluye el paso de realizar el mezclado lineal utilizando los coeficientes del conjunto base de HRTF para determinar la HRTF para la dirección de llegada . 3. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde el paso (a) incluye el paso de realizar el mezclado lineal en los datos indicativos de las HRTF acopladas determinadas por el conjunto de HRTF acopladas, y los datos indicativos de la dirección de llegada, y en donde la HRTF determinada para la dirección de llegada es una versión interpolada de las HRTF acopladas que tienen una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine. 4. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde la HRTF determinada en el paso (a) para la dirección de llegada, es una versión interpolada de las HRTF acopladas, que tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine . 5. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde la señal de audio de entrada es datos de audio del dominio de la frecuencia, indicativos de al menos un canal de audio . 6. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde la señal de audio de entrada es datos de audio del dominio del tiempo, indicativos de al menos un canal de audio . 7. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde el paso (a) incluye el paso de realizar el mezclado lineal en los datos del conjunto de HRTF acopladas para determinar una HRTF del oído izquierdo para la dirección de llegada y una HRTF del oído derecho para la dirección de llegada. 8. El método de conformidad con la reivindicación 7, en donde el conjunto de HRTF acopladas comprende valores de los datos que determinan un conjunto de HRTF acopladas del oído izquierdo y un conjunto de HRTF acopladas del oído derecho para ángulos de llegada que abarcan un intervalo de ángulos de llegada, la HRTF del oído izquierdo determinada en el paso (a) para cualquier ángulo de llegada en el intervalo y la HRTF del oído derecho determinada en el paso (a) para el ángulo de llegada, tienen una respuesta de la fase interaural que coincide con la respuesta de la fase interaural de la HRTF normal del oído izquierdo típica, para el ángulo de llegada y la HRTF normal del oído derecho típica, para el ángulo de llegada, con menos que 20% de error de la fase para todas las frecuencias por debajo de una frecuencia de acoplamiento, en donde la frecuencia de acoplamiento es mayor que 700 Hz, y la HRTF del oído izquierdo determinada en el paso (a) para cualquier ángulo de llegada en el intervalo, tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine, con relación a la respuesta de la magnitud de la HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada, y la HRTF del oído derecho determinada en el paso (a) para cualquier ángulo de llegada en el intervalo, tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine, con relación a la respuesta de la magnitud de la HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada, en donde el intervalo de ángulos de llegada es de al menos 60 grados. . El método de conformidad con la reivindicación 8, en donde el intervalo de ángulos de llegada es de 360 grados . 10. El método de conformidad con la reivindicación 8 , en donde la HRTF del oído izquierdo determinada en el paso (a) para cualquier ángulo de llegada en el intervalo y la HRTF del oído derecho determinada en el paso (a) para el ángulo de llegada, tienen una respuesta de la fase interaural que coincide con la respuesta de la fase interaural de la HRTF normal del oído izquierdo típica, para el ángulo de llegada y la HRTF normal del oído derecho típica para el ángulo de llegada, con menos que 5% de error de la fase, para todas las frecuencias por debajo de una frecuencia de acoplamiento . 11. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde las HRTF acopladas se determinan de las HRTF normales para las mismas direcciones de llegada, alterando la respuesta de la fase de cada HRTF normal por encima de una frecuencia de acoplamiento, de manera que la respuesta de la fase de cada HRTF acoplada es sustancialmente constante como una función de la frecuencia para todas las frecuencias sustancialmente por encima de la frecuencia de acoplamiento. 12. Un método para determinar una función de transferencia relacionada con la cabeza (HRTF) interpolada, que incluye los pasos de : (a) imponer una señal indicativa de una dirección de llegada; y (b) en respuesta a la señal, realizar el mezclado lineal en los valores que determinan las HRTF acopladas de un conjunto de HRTF acopladas, para determinar una HRTF interpolada para la dirección de llegada, en donde el conjunto de HRTF acopladas comprende valores de los datos que determinan un conjunto de HRTF acopladas del oído izquierdo y un conjunto de HRTF acopladas del oído derecho para las direcciones de llegada que abarcan un intervalo de direcciones de llegada, y la dirección de llegada es cualquiera de las direcciones de llegada en el intervalo, en donde las HRTF acopladas del conjunto de HRTF acopladas se determinan de las HRTF normales para las mismas direcciones de llegada, alterando la respuesta de la fase de cada HRTF normal por encima de una frecuencia de acoplamiento, de manera que la diferencia entre la fase de cada HRTF acoplada del oído izquierdo y cada HRTF acoplada del oído derecho es al menos sustancialmente constante como una función de la frecuencia, para todas las frecuencias sustancialmente por encima de la frecuencia de acoplamiento. 13. El método de conformidad con la reivindicación 12 , en donde la HRTF interpolada tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine. 14. El método de conformidad con la reivindicación 12, en donde las direcciones de llegada en el intervalo, abarcan al menos 60 grados en un plano. 15. El método de conformidad con la reivindicación 12, en donde las direcciones de llegada en el intervalo, abarcan un intervalo completo de 360 grados en un plano. 16. El método de conformidad con la reivindicación 12, en donde el paso (b) incluye el paso de realizar el mezclado lineal en los coeficientes de un conjunto base de HRTF para determinar la HRTF interpolada para la dirección de llegada, en donde el conjunto base de HRTF determina el conjunto de HRTF acopladas. 17. El método de conformidad con la reivindicación 12, en donde el paso (b) incluye el paso de realizar el mezclado lineal para determinar una HRTF del oído izquierdo para la dirección de llegada y una HRTF del oído derecho para la dirección de llegada. 18. El método de conformidad con la reivindicación 17, en donde el conjunto de HRTF acopladas comprende valores de los datos que determinan un conjunto de HRTF acopladas del oído izquierdo y un conjunto de HRTF acopladas del oído derecho para los ángulos de llegada que abarcan un intervalo de ángulos de llegada, la HRTF del oído izquierdo determinada en el paso (b) para cualquier ángulo de llegada en el intervalo y la HRTF del oído derecho determinada en el paso (b) para el ángulo de llegada, tienen una respuesta de la fase interaural que coincide con la respuesta de la fase interaural de una HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada y una HRTF normal del oído derecho típica para el ángulo de llegada, con menos que 20% de error de la fase para todas las frecuencias por debajo de una frecuencia de acoplamiento, en donde la frecuencia de acoplamiento es mayor que 700 Hz, y la HRTF del oído izquierdo determinada en el paso (b) para cualquier ángulo de llegada en el intervalo, tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine, con relación a la respuesta de la magnitud de la HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada, y la HRTF del oído derecho determinada en el paso (b) para cualquier ángulo de llegada en el intervalo, tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine, con relación a la respuesta de la magnitud de la HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada, en donde el intervalo de ángulos de llegada es de al menos 60 grados. 19. El método de conformidad con la reivindicación 18, en donde el intervalo de ángulos de llegada es de 360 grados . 20. El método de conformidad con la reivindicación 18, en donde la HRTF del oído izquierdo determinada en el paso (b) para cualquier ángulo de llegada en el intervalo y la HRTF del oído derecho determinada en el paso (b) para el ángulo de llegada, tienen una respuesta de la fase interaural que coincide con la respuesta de la fase interaural de la HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada y la HRTF normal del oído derecho típica para el ángulo de llegada, con menos que 5% de error de la fase para todas las frecuencias por debajo de una frecuencia de acoplamiento . 21. Una trazador de la función de transferencia relacionada con la cabeza (HRTF) , acoplado para recibir una señal indicativa de una dirección de llegada, y configurado para realizar el mezclado lineal de los valores que determinan las HRTF acopladas de un conjunto de HRTF acopladas, para generar los datos que determinan una HRTF interpolada para la dirección de llegada, en donde el conjunto de HRTF acopladas comprende valores de los datos que determinan un conjunto de HRTF acopladas del oído izquierdo y un conjunto de HRTF acopladas del oído derecho, para las direcciones de llegada que abarcan un intervalo de direcciones de llegada, y la dirección de llegada es cualquiera de las direcciones de llegada en el intervalo, en donde las HRTF acopladas se determinan de las HRTF normales para las mismas direcciones de llegada, alterando la respuesta de la fase de cada HRTF normal por encima de una frecuencia de acoplamiento, de manera que la diferencia entre la fase de cada HRTF acoplada del oído izquierdo y cada HRTF acoplada del oído derecho para la misma dirección de llegada es al menos sustancialmente constante como una función de la frecuencia, para todas las frecuencias sustancialmente por encima de la frecuencia de acoplamiento. 22. El trazador de conformidad con la reivindicación 21, en donde los valores son coeficientes de un conjunto base de HRTF, y el conjunto base de HRTF determina el conjunto de HRTF acopladas. 23. El trazador de conformidad con la reivindicación 21, en donde la HRTF interpolada tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine. 24. El trazador de conformidad con la reivindicación 21, en donde las direcciones de llegada en el intervalo abarcan al menos 60 grados en un plano. 25. El trazador de conformidad con la reivindicación 21, en donde las direcciones de llegada en el intervalo abarcan un intervalo completo de 360 grados en un plano . 26. El trazador de conformidad con la reivindicación 21, en donde el trazador está configurado para realizar el mezclado lineal de los valores que determinan las HRTF acopladas de un conjunto de HRTF acopladas, para generar los datos que determinan una HRTF del oído izquierdo para la dirección de llegada y una HRTF del oído derecho para la dirección de llegada. 27. El trazador de conformidad con la reivindicación 26, en donde el conjunto de HRTF acopladas comprende valores de los datos que determinan un conjunto de HRTF acopladas del oído izquierdo y un conjunto de HRTF acopladas del oído derecho, para ángulos de llegada que abarcan un intervalo de ángulos de llegada, el trazador está configurado para generar datos que determinan la HRTF del oído izquierdo para cualquier ángulo de llegada en el intervalo y los datos que determinan la HRTF del oído derecho para el ángulo de llegada, de manera que la HRTF del oído izquierdo y la HRTF del oído derecho para el ángulo de llegada, tienen una respuesta de la fase interaural que coincide con la respuesta de la fase interaural de una HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada y una HRTF normal del oído derecho típica para el ángulo de llegada, con menos que 20% de error de la fase para todas las frecuencias por debajo de una frecuencia de acoplamiento, en donde la frecuencia de acoplamiento es mayor que 700 Hz, y el trazador está configurado para generar los datos que determinan la HRTF del oído izquierdo para cualquier ángulo de llegada en el intervalo, y los datos que determinan la HRTF del oído derecho para el ángulo de llegada, de manera que la HRTF del oído izquierdo para el ángulo de llegada tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine, con relación a la respuesta de la magnitud de la HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada, y de manera que la HRTF del oído derecho para el ángulo de llegada tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine, con relación a la respuesta de la magnitud de la HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada, en donde el intervalo de ángulos de llegada es de al menos 60 grados. 28. El trazador de conformidad con la reivindicación 21, en donde las HRTF acopladas se determinan de las HRTF normales para las mismas direcciones de llegada, alterando la respuesta de la fase de cada HRTF normal por encima de una frecuencia de acoplamiento, de manera que la respuesta de la fase de cada HRTF acoplada es sustancialmente constante como una función de la frecuencia, para todas las frecuencias sustancialmente por encima de la frecuencia de acoplamiento. 29. El trazador de conformidad con la reivindicación 27, en donde el intervalo de ángulos de llegada es de 360 grados. 30. El trazador de conformidad con la reivindicación 21, en donde el trazador es un procesador de propósito general programado. 31. El trazador de conformidad con la reivindicación 21, en donde el trazador es un procesador de la señal digital de audio. 32. Un sistema para realizar la filtración de una función de transferencia relacionada con la cabeza (HRTF) , en una señal de audio de entrada, el sistema incluye: un trazador de HRTF, acoplado para recibir una señal indicativa de una dirección de llegada y configurado para realizar, en respuesta a la señal, el mezclado lineal de los valores que determinan las HRTF acopladas de un conjunto de HRTF acopladas, para determinar una HRTF interpolada para la dirección de llegada, en donde el conjunto de HRTF acopladas comprende valores de los datos que determinan un conjunto de HRTF acopladas del oído izquierdo y un conjunto de HRTF acopladas del oído derecho para las direcciones de llegada que abarcan un intervalo de direcciones de llegada, y la dirección de llegada es cualquiera de las direcciones de llegada en el intervalo; en donde las HRTF acopladas se determinan de las HRTF normales para las mismas direcciones de llegada, alterando la respuesta de la fase de cada HRTF normal por encima de una frecuencia de acoplamiento, de manera que la diferencia entre la fase de cada HRTF acoplada del oído izquierdo y cada HRTF acoplada del oído derecho para la misma dirección de llegada es al menos sustancialmente constante como una función de la frecuencia, para todas las frecuencias sustancialmente por encima de la frecuencia de acoplamiento, y un subsistema del filtro de la HRTF acoplado al trazador de HRTF para recibir los datos indicativos de la HRTF interpolada, en donde el subsistema del filtro de la HRTF se acopla para recibir la señal de audio de entrada y está configurado para filtrar la señal de audio de entrada en respuesta a los datos indicativos de la HRTF interpolada, aplicando la HRTF interpolada a la señal de audio de entrada. 33. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, en donde los valores que determinan las HRTF acopladas son coeficientes de un conjunto base de HRTF, y el conjunto base de HRTF determina el conjunto de HRTF acopladas . 34. El sistema de conformidad con la reivindicación 33, en donde el trazador de HRTF está configurado para realizar la combinación lineal de los coeficientes del conjunto base de HRTF, de una manera determinada por la dirección de llegada, para determinar una HRTF del oído izquierdo interpolada y una HRTF del oído derecho interpolada para la dirección de llegada. 35. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, en donde el subsistema del filtro de la HRTF implementa un virtualizador . 36. El sistema de conformidad con la reivindicación 35, en donde la señal de audio de entrada es datos de audio monofónicos, y el virtualizador está configurado para generar señales de audio de salida izquierdo y derecho, en respuesta a los datos de audio monofónicos, incluyendo aplicar la HRTF interpolada a la señal de audio de entrada monofónica. 37. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, en donde el sistema es un procesador de propósito general programado. 38. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, en donde el sistema es un procesador de la señal digital de audio. 39. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, en donde la HRTF interpolada tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine. 40. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, en donde las direcciones de llegada en el intervalo abarcan al menos 60 grados en un plano. 41. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, en donde las direcciones de llegada en el intervalo abarcan un intervalo completo de 360 grados en un plano . 42. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, en donde el trazador de HRTF está configurado para realizar el mezclado lineal de los valores que determinan las HRTF acopladas de un conjunto de HRTF acopladas, para generar datos que determinan una HRTF del oído izquierdo para la dirección de llegada y una HRTF del oído derecho para la dirección de llegada. 43. El sistema de conformidad con la reivindicación 42, en donde el conjunto de HRTF acopladas comprende valores de los datos que determinan un conjunto de HRTF acopladas del oído izquierdo y un conjunto de HRTF acopladas del oído derecho, para ángulos de llegada que abarcan un intervalo de ángulos de llegada, el trazador está configurado para generar datos que determinan la HRTF del oído izquierdo para cualquier ángulo de llegada en el intervalo y datos que determinan la HRTF del oído derecho para el ángulo de llegada, de manera que la HRTF del oído izquierdo y la HRTF del oído derecho para el ángulo de llegada tienen una respuesta de la fase interaural que coincide con la respuesta de la fase interaural de una HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada y una HRTF normal del oído derecho típica para el ángulo de llegada con menos que 20% de error de la fase para todas las frecuencias por debajo de una frecuencia de acoplamiento, en donde la frecuencia de acoplamiento es mayor que 700 Hz, y el trazador está configurado para generar los datos que determinan la HRTF del oído izquierdo para cualquier ángulo de llegada en el intervalo y los datos que determinan la HRTF del oído derecho para el ángulo de llegada, de manera que la HRTF del oído izquierdo para el ángulo de llegada tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine con relación a la respuesta de la magnitud de la HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada, y de manera que la HRTF del oído derecho para el ángulo de llegada tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine con relación a la respuesta de la magnitud de la HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada, en donde el intervalo de ángulos de llegada es de al menos 60 grados. 44. El sistema de conformidad con la reivindicación 43, en donde el intervalo de ángulos de llegada es de 360 grados. 45. Un método para determinar un conjunto de funciones de transferencia relacionadas con la cabeza (HRTF) acopladas, para un conjunto de ángulos de llegada que abarca un intervalo de ángulos de llegada, en donde las HRTF acopladas incluyen una HRTF acoplada del oído izquierdo y una HRTF acoplada del oído derecho, para cada uno de los ángulos de llegada en el conjunto, el método incluye el paso de: procesar los datos indicativos de un conjunto de HRTF normales del oído izquierdo y un conjunto de HRTF normales del oído derecho para cada uno de los ángulos de llegada en el conjunto de ángulos de llegada, para generar datos de la HRTF acoplada, en donde los datos de la HRTF acoplada son indicativos de una HRTF acoplada del oído izquierdo y una HRTF acoplada del oído derecho, para cada uno de los ángulos de llegada en el conjunto, de manera que el mezclado lineal de los valores de los datos de la HRTF acoplada, en respuesta a los datos indicativos de cualquier ángulo de llegada en el intervalo, determina una HRTF interpolada para cualquier ángulo de llegada en el intervalo, la HRTF interpolada tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine, en donde el procesamiento incluye alterar la respuesta de la fase de cada HRTF normal por encima de una frecuencia de acoplamiento, de manera que la diferencia entre la fase de cada HRTF acoplada del oído izquierdo y cada HRTF acoplada del oído derecho es al menos sustancialmente constante como una función de la frecuencia, para todas las frecuencias por encima de la frecuencia de acoplamiento. 46. El método de conformidad con la reivindicación 45, en donde los datos de la HRTF acoplada son generados de manera que el mezclado lineal de los valores de los datos de la HRTF acoplada, en respuesta a los datos indicativos de cualquier ángulo de llegada en el intervalo, determinan una HRTF del oído izquierdo para el ángulo de llegada y una HRTF del oído derecho para el ángulo de llegada, y en donde la HRTF del oído izquierdo y la HRTF del oído derecho para el ángulo de llegada, tienen una respuesta de la fase interaural que coincide con la respuesta de la fase interaural de una a HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada y una HRTF normal del oído derecho típica para el ángulo de llegada, con menos que 20% de error de la fase para todas las frecuencias por debajo de una frecuencia de acoplamiento, en donde la frecuencia de acoplamiento es mayor que 700 Hz, y la HRTF del oído izquierdo para el ángulo de llegada tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine con relación a la respuesta de la magnitud de la HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada, y la HRTF del oído derecho para el ángulo de llegada tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine con relación a la respuesta de la magnitud de la HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada, en donde el intervalo de ángulos de llegada es de al menos 60 grados. 47. El método de conformidad con la reivindicación 46, en donde el intervalo de ángulos de llegada es de 360 grados . 48. El método de conformidad con la reivindicación 45, en donde las HRTF acopladas se determinan de las HRTF normales para las mismas direcciones de llegada, alterando la respuesta de la fase de cada HRTF normal por encima de una frecuencia de acoplamiento, de manera que la respuesta de la fase de cada HRTF acoplada es sustancialmente constante como una función de la frecuencia para todas las frecuencias por encima de la frecuencia de acoplamiento. 49. El método de conformidad con la reivindicación 45, que también incluye el paso de: procesar los datos de la HRTF acoplada para generar un conjunto base de HRTF, incluyendo realizar un proceso de ajuste para determinar los valores del conjunto base de HRTF, de manera que el conjunto base de HRTF determina el conjunto de HRTF acopladas dentro de una exactitud predeterminada. 50. Un medio legible por computadora que almacena, en forma tangible, datos que determinan un conjunto de una función de transferencia relacionada con la cabeza (HRTF) acoplada, en donde el conjunto de HRTF acopladas comprende valores de los datos que determinan un conjunto de HRTF acopladas del oído izquierdo y un conjunto de HRTF acopladas del oído derecho, para ángulos de llegada que abarcan un intervalo de ángulos de llegada, en donde el mezclado lineal de los valores del conjunto de HRTF acopladas, en respuesta a los datos indicativos de cualquier ángulo de llegada en el intervalo, determina una HRTF del oído izquierdo para el ángulo de llegada y una HRTF del oído derecho para el ángulo de llegada, y en donde la HRTF del oído izquierdo para cualquier ángulo de llegada en el intervalo y la HRTF del oído derecho para el ángulo de llegada, tienen una respuesta de la fase interaural que coincide con la respuesta de la fase interaural de una HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada y una HRTF normal del oído derecho típica para el ángulo de llegada, con menos que 20% de error de la fase para todas las frecuencias por debajo de una frecuencia de acoplamiento, en donde la frecuencia de acoplamiento es mayor que 700 Hz, en donde las HRTF acopladas se determinan de las HRTF normales típicas para las mismas direcciones de llegada, alterando la respuesta de la fase de cada HRTF normal típica por encima de la frecuencia de acoplamiento, de manera que la diferencia entre la fase de una HRTF acoplada del oído izquierdo y la HRTF acoplada del oído derecho para la misma dirección de llegada, es al menos sustancialmente constante como una función de la frecuencia, para todas las frecuencias sustancialmente por encima de la frecuencia de acoplamiento; y la HRTF del oído izquierdo para cualquier ángulo de llegada en el intervalo tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine, con relación a la respuesta de la magnitud de la HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada, y la HRTF del oído derecho para cualquier ángulo de llegada en el intervalo tiene una respuesta de la magnitud que no exhibe una distorsión significativa de la filtración de peine con relación a la respuesta de la magnitud de la HRTF normal del oído izquierdo típica para el ángulo de llegada, en donde el intervalo de ángulos de llegada es de al menos 60 grados. 51. El medio de conformidad con la reivindicación 50, en donde el intervalo de ángulos de llegada es de 360 grados . 52. El medio de conformidad con la reivindicación 50, en donde la frecuencia de acoplamiento es menor que cuatro kHz .