WO2016030545A2 - Comparison or optimization of signals using the covariance of algebraic invariants - Google Patents

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WO2016030545A2
WO2016030545A2 PCT/EP2015/069876 EP2015069876W WO2016030545A2 WO 2016030545 A2 WO2016030545 A2 WO 2016030545A2 EP 2015069876 W EP2015069876 W EP 2015069876W WO 2016030545 A2 WO2016030545 A2 WO 2016030545A2
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    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
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    • H04S1/00Two-channel systems
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    • H04S3/00Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic
    • H04S3/008Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic in which the audio signals are in digital form, i.e. employing more than two discrete digital channels
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    • H04S2400/03Aspects of down-mixing multi-channel audio to configurations with lower numbers of playback channels, e.g. 7.1 -> 5.1
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    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2420/00Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2420/03Application of parametric coding in stereophonic audio systems

Definitions

  • Gaussian signals whose degrees of freedom are not known are studied according to the prior art on the basis of statistical models.
  • the so-called covariance represents a measure of the similarity.
  • the covariance is defined as
  • WO2012032178 and WO2014072513 are hereby incorporated by reference.
  • the correlation for a measurement series with random variables X and Y with the probability E and the variance var is defined as follows:
  • spatial audio signals for example a stereo signal according to the transfer functions, can be used
  • the first nontrivial conical equation should show the same apolar behavior to the trivial algebraic conic equation (13), namely u 2
  • the invention is not to determine the covariance on the basis of Gaussian signals or samples of Gaussian signals, but to project these Gaussian signals or these samples of Gaussian signals onto the complex plane, and rather the time-varying algebraic invariants of these Gaussian signals or derive the algebraic invariants of these samples from Gaussian signals, and then determine their covariance.
  • the covariance of two signals X and Y or samples of two signals X and Y is examined, but rather the covariance of their non-polar invarian th.
  • the Gaussian signal X or the sample X of a Gaussian signal can be projected onto the complex plane, and the algebraic invariants of this Gaussian signal X occurring over time or the algebraic invariants of the sample X of a Gaussian signal can be derived. Then the function values of the second Gaussian signal Y occurring simultaneously with the particular invariants or the further sample of the Gaussian signals Y are determined, and then their covariance with the first determined invariants. Thus, not the covariance of two signals X and Y or samples of two signals X and Y is examined, but rather the covariance of the apolar invariants of the signal X and the function values of the signal Y.
  • FIG. 3 shows the non-trivial case of a first algebraic cone that is apolary to FIG. 1 and intersects the complex plane.
  • Fig. 7 shows the parameters of the inverse coding according to ECMA-407 ("Table 3").
  • Fig. 10 shows a NHK-22.2 loudspeaker arrangement.
  • FIG. 13 shows a multichannel upmix (in particular 3D upmix) on the basis of a measurement series database.
  • FIG. 16 shows the application of FIG. 15 for an ECMA
  • FIGS. 5 and 6 cite ECMA-407 (there “ Figure 1" and “ Figure 2") and show the schematic structure of an ECMA-407 S5 encoder and ECMA-407 S5 decoder:
  • An audio signal (“f-channel audio source”, see (51)) is supplied to an S5 base encoder ("Base S5 encoder”, see (52)), which performs signal analysis (see (53)
  • the parameters ("Inverse Coding parameter data”, see (55) and (65)) for the subsequent inverse coding ("") are output and the downmix (see (54)).
  • S5 upmix see (63)) in the S5 base decoder (" Base S5 decoder ", see (62)) as well as the downmix (“ g-channel audio downmix (g ⁇ f) ", see (56) resp (66)).
  • S5Directivity is first set equal to zero.
  • S5Incidence is first set equal to zero.
  • S5Alpha is first set equal to n / 2.
  • S5Beta is first set equal to n / 2.
  • S5Scale is first set equal to 100ms.
  • S5Side is first set equal to 0.05.
  • the parameters S5Incidence, S5Alpha, S5Beta S5Side and S5Swap of the inverse coding are optimized.
  • the parameter S5Scale is then optimized, starting with the value 29ms.
  • the parameter S5Directivity is then optimized, starting with the value 0.
  • the parameter S5Side is again optimized in order to achieve for the resulting inverse coded signal those sample correlation coefficients or those short-term cross-correlation which is as equal as possible to the sample correlation coefficient or the short-term cross-correlation of the associated original signal pair:
  • Correlation coefficient or determined on the basis of the short-term cross-correlation degree of correlation of that of the original signal sufficiently close or new 1 falls below a predetermined limit.
  • the flow of one possible embodiment of the signal analysis (53) for ECMA-407 is shown in the flowchart of Figure 9 as well as the arrangement of Figure 16.
  • the steps for one of the successive windows include, for example, 512 samples at a sampling rate of 48kHz for every two adjacent channels of the original signal:
  • Original signal for the window of, for example, 512 samples and, for example, the following 7680 samples (in order to be able to calculate all delays for the inverse coding of the downmix signal), the determination of the function values of the transfer functions (6.), (7.) and (8.) the two channels of the inverse coded Signal and their commutation for all possible parameter variations of S5Incidence, S5Alpha, S5Beta, S5Side, and the optimization of these inverse encoding parameters including S5Swap in terms of the sample covariance of these function values and the apolar invariants of 2.,
  • a highly complex 3D loudspeaker format such as NHK 22.2, see FIG. 10, can be calculated in terms of its inverse encoding in real time, for example according to WO2014072513.
  • discrete time signals X and Y are available for the determination by means of the transfer functions (6), (7) for the determination of the described algebraic invariants, all of which lie on the diagonal passing through the origin of the first and third quadrants of the complex number plane .) and (8.) are available.
  • the algorithm can be obtained by considering only those pairs of successive samples (for example, the pairs S_ 3 , Sj_ 2 and Sj_ 2 r Sj-i in FIG. 11), whose distance - in functional dependence on the energy spectrum of the transfer function (6). resulting signal - the shortest distance of its first sample from the going through the origin diagonal of the first and third quadrant, respectively, significantly accelerate.
  • the parameters of the inverse coding can alternatively be calculated by a weighting of S5Alpha and S5Beta as well as of S5Side on the basis of the following dichotomy:
  • the maximum length for a "fade” usually corresponds to the latency of the entire system (for example, around 900 ms, if a loudness measurement is carried out in the encoder and / or decoder, etc.)
  • This procedure can optionally be extended to any selection of adjacent channels of the original signal, in order to determine the best measurement series of room impulses or free field measurements on the basis of their semantics (spatiality).
  • an inverse coding with dichotomy can be carried out according to steps 8 to 12, where optionally "optimized parameter set for the corresponding inverse coding” and “inverse coding” by the "Optimal folding xi" are replaced, and in step 11, the steps 1 to 7 through Fig. 13.
  • All described multichannel upmix methods have the advantage that only one or a few signal windows are sufficient in comparison with statistical models in order to determine the best possible multichannel upmix (in particular 3D upmix) with the lowest possible latency. This allows an automatic upmix in real-time applications and thus, for example, the live processing of multi-channel signals generated in the broadcasting operation of a radio or television broadcaster.
  • the correlation can be considered equivalently (for the definition of the correlation, see above). These embodiments are considered included in the subject invention.
  • a parameter set contains at least one parameter for
  • the selected points can be both selected sample points, e.g. the the

Abstract

The invention relates to a method for a signal analysis of a first signal and a second signal, said method comprising the steps: determination of selected points in the first signal on the basis of invariants of said first signal; determination of a signal analysis parameter on the basis of the covariance of the selected points of the first signal with the second signal.

Description

VERGLEICH ODER OPTIMIERUNG VON SIGNALEN ANHAND DER KOVARIANZ ALGEBRAISCHER INVARIANTEN  COMPARISON OR OPTIMIZATION OF SIGNALS DUE TO THE COVARITY OF ALGEBRAIC INVARIATIONS
Gausssche Signale, deren Freiheitgrade nicht bekannt sind, werden gemäss dem Stand der Technik anhand von statistischen Modellen untersucht. Gaussian signals whose degrees of freedom are not known are studied according to the prior art on the basis of statistical models.
In diesen statistischen Modellen stellt die sogenannte Kovarianz ein Mass für die Ähnlichkeit dar. Für eine Messreihe mit Zufallsvariablen X und Y mit der Wahrscheinlichkeit E ist die Kovarianz definiert als In these statistical models, the so-called covariance represents a measure of the similarity. For a series of measurements with random variables X and Y with the probability E, the covariance is defined as
Y = E((X- E(X))(Y- E(Y)) = E(XY) - E(X)E(Y) (1 ) Eine Schätzung von Y, basierend auf zufälligen Stichproben mit Datenpaaren ( Xi , Yi ) , · · · , ( Xn , Yn ) ermöglicht die Sample- Kovarianz Y = E ((X-E (X)) (Y-E (Y)) = E (XY) -E (X) E (Y) (1) An estimate of Y based on random samples with data pairs (Xi , Yi), · · ·, (X n, Y n) allows the sample covariance
C=^ =1{Xj-lQ{Yj-Y)=^i{n^ XiYi-W) (2 ) wobei X und Y die Mittelwerte der Xj und Yj sind. C = ^ = 1 {X j -lQ {Y j -Y) = ^ i {n ^ X i Y iW) (2) where X and Y are the means of X j and Y j .
Die Kovarianz hat sich beispielsweise in der Kodierung von räumlichen Audiosignalen bewährt, bei der eine möglichst hohe Ähnlichkeit der räumlichen Audiosignale mit den räumlichen Audiosignalen des Originals erreicht werden soll. Hierfür werden die räumlichen Audiosignale oder Stichproben dieser räumlichen Audiosignale verwendet. Gemäss Stand der Technik stellen diese Stichproben jedoch keine algebraischen Invarianten dar, wie sie mit WO2012016992 erstmals beschrieben sind. Diese Anmeldung wird gemeinsam mit EP1850639, WO2009138205, W02011009649, WO2011009650,The covariance has proven itself, for example, in the coding of spatial audio signals, in which the highest possible similarity of the spatial audio signals with the spatial audio signals of the original should be achieved. For this purpose, the spatial audio signals or samples of these spatial audio signals are used. However, according to the prior art, these samples do not represent algebraic invariants, as first described in WO2012016992. This application will be shared with EP1850639, WO2009138205, WO2011009649, WO2011009650,
WO2012032178 und WO2014072513 hiermit als Referenz eingeführt. WO2012032178 and WO2014072513 are hereby incorporated by reference.
Im Weiteren wird - basierend auf der Kovarianz - die Korrelation für eine Messreihe mit Zufallsvariablen X und Y mit der Wahrscheinlichkeit E und der Streuung var wie folgt definiert :
Figure imgf000003_0001
Furthermore, based on the covariance, the correlation for a measurement series with random variables X and Y with the probability E and the variance var is defined as follows:
Figure imgf000003_0001
[νατ{Χ)νατ{Υ)γΙτ-  [Νατ {Χ) νατ {Υ) γΙτ-
Eine Schätzung von p, basierend auf zufälligen Stichproben mit Datenpaaren ( Xi , Yi ) , · · · , ( Xn , Yn ) ermöglicht der Sample- Korrelationskoeffizient
Figure imgf000003_0002
An estimate of p, based on random samples with data pairs (Xi, Yi), · · ·, (X n, Y n) allows the sample correlation coefficient
Figure imgf000003_0002
In der Audiotechnik entspricht der Sample-In audio technology, the sample
Korrelationskoeffizient für das Zeitintervall [-T, T] und die Effektivwerte Xeff und Yeff der sogenannten Kurzzeit- Kreuzkorrelation, auf die später eingegangen wird: TX(t)Y(t)dt Correlation coefficient for the time interval [-T, T] and the rms values X eff and Y eff of the so-called short-term cross-correlation, which will be discussed later: TX (t) Y (t) dt
(5 2TX(t)effy(t)eff (5 2TX (t) eff y (t) eff
WO2012016992 führt erstmals in die Signaltechnik die Analyse Gaussscher Signale anhand von algebraischen Invarianten ein. In der Algebra für ganze rationale homogene Funktionen flr fm mit n Variablen xi , . . . , xn (sogenannte Grundformen oder Grundformensysteme) stellen solche Invarianten ganze rationale homogene Funktionen der Koeffizienten solcher Funktionen flr ... r fm dcLir · WO2012016992 introduces for the first time in signal technology the analysis of Gaussian signals on the basis of algebraic invariants. In algebra for rational integral homogeneous functions f LR f m with n variables xi. , , , x n (so-called basic forms or basic form systems), such invariants represent whole rational homogeneous functions of the coefficients of such functions f lr ... r f m dcLir ·
Insbesondere definiert David Hilbert: "Unter 'Invariante' ohne weiteren Zusatz verstehen wir im folgenden stets eine ganze rationale Invariante, d. h. eine solche ganze rationale homogene Funktion der Koeffizienten a der Grundform oder des Grundformensystems, welche sich nur mit Potenzen derIn particular, David Hilbert defines: "By 'invariant' without further addition we mean in the following always a whole rational invariant, ie such a whole rational homogeneous function of the coefficients a of the basic form or of the Basic form system, which deals only with powers of
Substitutionsdeterminanten multipliziert, wenn man dieSubstitution determinants multiplied by the
Koeffizienten a durch die entsprechenden Koeffizienten b der linear transformierten Grundform ersetzt." David Hilbert gelang 1893 der Nachweis, dass diese Invarianten einen algebraischen Körper bilden. Da die Signaltechnik auf den eben beschriebenen Grundformensystemen aufbaut, sollten algebraische Invarianten demnach auch für Gausssche Signale auftreten. Dieses Problem ist erstmals mit WO2012016992 für die Signaltechnik gelöst. The coefficients a are replaced by the corresponding coefficients b of the linearly transformed basic form. "David Hilbert proved that these invariants form an algebraic body in 1893. Since signal technology is based on the basic form systems described above, algebraic invariants should also be used for Gaussian signals Problem is solved for the first time with WO2012016992 for signal technology.
Wie WO2012016992 detailliert ausführt, lassen sich räumliche Audiosignale, beispielsweise ein Stereosignal gemäss der Transferfunktionen As WO2012016992 explains in detail, spatial audio signals, for example a stereo signal according to the transfer functions, can be used
und and
R'=^ (7 ) gemäss R '= ^ (7) according to
S = L' + R' ( 8 ) auf die komplexe Ebene projizieren. Das - aus dem Stand der Technik bekannte - Goniometer stellt ein Beispiel dieser Projektion dar. Es entstehen hierbei Lissaj ous-Figuren auf der komplexen Ebene, die sich ihrerseits auf algebraische Kegel projizieren lassen. Project S = L '+ R' (8) to the complex plane. The goniometer, which is known from the prior art, is an example of this projection. Lissaj ous figures are formed on the complex plane, which in turn can be projected onto algebraic cones.
Betrachtet man die allgemeine algebraische Kegelgleichung a = ax + bx + cx] +2 fx2x3 + 2gx3xl + 2hxxx2 = 0 und betrachtet man nunmehr Projektionen der entstehenden Lissaj ous-Figuren auf derartige algebraische Kegel, tritt beispielsweise für den trivialen Kegel ax 2 = ax2 + bx + cxj = 0 (10 eine einheitliche Veränderung der Amplitude dar, siehe Fig. 1. Consider the general algebraic cone equation a = ax + bx + cx] +2 fx 2 x 3 + 2gx 3 x l + 2hx x x 2 = 0 and considering now projections of the resulting Lissaj ous figures on such algebraic cones, occurs for example for the trivial cone a x 2 = ax 2 + bx + cxj = 0 (10 is a uniform change in the amplitude, see Fig. 1st
Werden nunmehr zuerst alle weiteren trivialen algebraischen Kegel konstruiert, deren Invarianten die sogenannte Apolaritätsbedingung erfüllen, also gleich Null sind, lassen sich gemäss David Hilberts Entdeckung des Invariantenkörpers mit der ersten apolaren nichtrivialen Kegelgleichung auch Linearkombinationen von zwei Invarianten bilden, die ihrerseits wiederum Invarianten sind und dieNow, if all other trivial algebraic cones are first constructed whose invariants satisfy the so-called apolarity condition, ie equal to zero, according to David Hilbert's discovery of the invariant body with the first apolar nonrivial conical equation linear combinations of two invariants can be formed, which in turn are invariants and the
Apolaritätsbedingung erfüllen: Fulfill apolarity condition:
Für die algebraischen Kegelgleichungen For the algebraic cone equations
+ bx + ex] +2x2x3 +2g3 j +2?XjX2 + bx + ex] + 2x 2 x 3 + 2g 3 j +2? X j X 2
(11 ) und ιξ, = Au1 + Bu + Cif3 + 2F u2u3 + 2G' u ux + 2 H ' uxu2 = 0 (12 (11) and ιξ, = Au 1 + Bu + Cif 3 + 2F u 2 u 3 + 2G 'uu x + 2 H' u x u 2 = 0 (12
ist der Ausdruck aα2' eine Invariante. the expression aα 2 'is an invariant.
Dafür werden die algebraischen Kegelgleichungen For this, the algebraic conic equations are used
dx - i + 2 ( 13 und a, 22 x = x2 + x222 --^X2 = 0 ( 1 4 betrachtet, für die der Ausdruck
Figure imgf000006_0001
eine Invariante ist, und deren Apolaritätsbedingung
dx - i + 2 (13 and a , 2 2 x = x2 + x 2 2 2 - ^ X 2 = 0 (1 4 considered, for which the expression
Figure imgf000006_0001
is an invariant, and its apolarity condition
Figure imgf000006_0002
lautet. Es ist leicht einzusehen, dass keine dritte triviale algebraische Kegelgleichung existiert.
Figure imgf000006_0002
reads. It is easy to see that there is no third trivial algebraic cone equation.
Die erste nichttriviale Kegelgleichung soll dasselbe apolare Verhalten zur trivialen algebraischen Kegelgleichung (13.) zeigen, nämlich u2 The first nontrivial conical equation should show the same apolar behavior to the trivial algebraic conic equation (13), namely u 2
^ + ^+^ +2^+2^+2^ = 0 (17 )  ^ + ^ + ^ + 2 ^ + 2 ^ + 2 ^ = 0 (17)
9  9
Deren Apolaritätsbedingung ist bekannt und lautet aA'+ bB'+ cC'+ 2 fF'+2gG'+2hH ' =0 (18 ) oder im vorliegenden Falle
Figure imgf000006_0003
mit
Figure imgf000006_0004
Their apolarity condition is known and is aA '+ bB' + cC '+ 2 fF' + 2gG '+ 2hH' = 0 (18) or in this case
Figure imgf000006_0003
With
Figure imgf000006_0004
Aus (16.) und (20.) folgt für den Fall der Apolarität g' = g" = i (21 ) und
Figure imgf000007_0001
From (16.) and (20.) follows for the case of apolarity g '= g "= i (21) and
Figure imgf000007_0001
Die zweite triviale Kegelgleichung ist in Fig. 2 und die nichttriviale Kegelgleichung ist in Fig. 3 dargestellt. The second trivial cone equation is shown in FIG. 2 and the nontrivial cone equation is shown in FIG.
Die Relation aα2' ist linear für die Koeffizienten von (13.) und (14.) als auch linear für die Koeffizienten von (13.) und (17.). Somit stellen die Linearkombinationen The relation aα 2 'is linear for the coefficients of (13.) and (14.) as well as linear for the coefficients of (13.) and (17.). Thus, the linear combinations represent
(23
Figure imgf000007_0002
gemäss Hilberts Satz über den Invariantenkörper ebenfalls apolare Invarianten dar, die insgesamt die Ebene der Fig. 4 bilden.
(23
Figure imgf000007_0002
according to Hilbert's theorem on the invariant body also apolar invariants, which together form the plane of FIG.
Ein zweiter äquivalenter Nachweis der Existenz dieser invarianten apolaren Linearkombinationen lässt sich auf Hilberts Konstruktion der sogenannten kanonischen Nullformen aufbauen, auf den hier nicht weiter eingegangen wird. Offenbarung der Erfindung A second equivalent proof of the existence of these invariant apolar linear combinations can be built on Hilbert's construction of the so-called canonical null forms, which will not be discussed here. Disclosure of the invention
Die Erfindung besteht daran, die Kovarianz nicht anhand von Gaussschen Signalen oder anhand von Stichproben von Gaussschen Signale zu bestimmen, sondern diese Gaussschen Signale oder diese Stichproben von Gaussschen Signalen auf die komplexe Ebene zu projizieren, und vielmehr die im Zeitverlauf auftretenden algebraischen Invarianten dieser Gaussschen Signale oder die algebraischen Invarianten dieser Stichproben von Gaussschen Signalen abzuleiten, um anschliessend deren Kovarianz zu bestimmen. Somit wird nicht die Kovarianz von zwei Signalen X und Y oder von Stichproben zweier Signale X und Y untersucht, sondern neu die Kovarianz von deren apolaren Invarian ten . Alternativ lässt sich das Gausssche Signal X oder die Stichprobe X eines Gaussschen Signals auf die komplexe Ebene projizieren, und lassen sich die im Zeitverlauf auftretenden algebraischen Invarianten dieses Gaussschen Signals X oder die algebraischen Invarianten der Stichprobe X eines Gaussschen Signals ableiten. Sodann werden die zeitgleich mit den bestimmten Invarianten auftretenden Funktionswerte des zweiten Gaussschen Signals Y oder der weiteren Stichprobe der Gaussschen Signale Y bestimmt, und anschliessend deren Kovarianz mit den zuerst bestimmten Invarianten. Somit wird nicht die Kovarianz von zwei Signalen X und Y oder von Stichproben zweier Signale X und Y untersucht, sondern neu die Kovarianz der apolaren Invarianten des Signals X und der Funktionswerte des Signals Y. Dies ermöglicht, nur die algebraischen Invarianten und/oder gegebenenfalls auch Funktionswerte einer kleinen Teilmenge dieser beiden Signale X und Y bzw. dieser Stichproben zweier Signale X und Y zu bestimmen, etwa nur des Signalanfangs, und verringert damit wesentlich den Rechenaufwand. Wie praktische Ergebnisse zeigen, siehe auch unten, ist das Ergebnis hinsichtlich der Gesamtheit verfügbarer Daten weitaus präziser, auch wenn nur eine winzige Teilmenge der beiden Signale X und Y zur Bestimmung der algebraischen Invarianten und/oder gegebenenfalls auch Funktionswerte zur Verfügung steht. Die Anwendung dieser Ergebnisse auf die Signaltechnik ermöglicht somit den raschen Vergleich und die rasche Optimierung in der Signaltechnik und insbesondere in der räumlichen Audiokodierung. The invention is not to determine the covariance on the basis of Gaussian signals or samples of Gaussian signals, but to project these Gaussian signals or these samples of Gaussian signals onto the complex plane, and rather the time-varying algebraic invariants of these Gaussian signals or derive the algebraic invariants of these samples from Gaussian signals, and then determine their covariance. Thus, not the covariance of two signals X and Y or samples of two signals X and Y is examined, but rather the covariance of their non-polar invarian th. Alternatively, the Gaussian signal X or the sample X of a Gaussian signal can be projected onto the complex plane, and the algebraic invariants of this Gaussian signal X occurring over time or the algebraic invariants of the sample X of a Gaussian signal can be derived. Then the function values of the second Gaussian signal Y occurring simultaneously with the particular invariants or the further sample of the Gaussian signals Y are determined, and then their covariance with the first determined invariants. Thus, not the covariance of two signals X and Y or samples of two signals X and Y is examined, but rather the covariance of the apolar invariants of the signal X and the function values of the signal Y. This allows only the algebraic invariants and / or possibly also Function values of a small subset of these two signals X and Y or these samples of two signals X and Y to determine, such as only the beginning of the signal, and thus significantly reduces the computational effort. As practical results show, see also below, the result is far more precise in terms of the totality of available data, even if only a tiny subset of the two signals X and Y are available for determining the algebraic invariants and / or possibly also for functional values. The application of these results to the signal technology thus enables the rapid comparison and the rapid optimization in the signaling technology and in particular in the spatial audio coding.
Das Beispiel einer erfindungsgemässen Anordnung zeigt Fig. 15. Beschreibung der Abbildungen The example of an arrangement according to the invention is shown in FIG. 15. Description of the Figures
• Fig. 1 zeigt den ersten trivialen Fall eines apolaren algebraischen Kegels über der komplexen Ebene. • Fig. 2 zeigt den zweiten trivialen Fall eines zur Fig. 1 apolaren algebraischen Kegels über der komplexen Ebene. • Fig. 1 shows the first trivial case of an apolar algebraic cone over the complex plane. FIG. 2 shows the second trivial case of an algebraic cone which is apolar to FIG. 1, above the complex plane.
• Fig. 3 zeigt den nichttrivialen Fall eines ersten zur Fig. 1 apolaren algebraischen Kegels, der die komplexe Ebene durchschneidet. FIG. 3 shows the non-trivial case of a first algebraic cone that is apolary to FIG. 1 and intersects the complex plane.
• Fig. 4 zeigt die Ebene, auf der die Gesamtheit der oben gebildeten Linearkombination der apolaren Invarianten sich abbildet. • Fig. 4 shows the plane on which the entirety of the linear combination of apolar invariants formed above is mapped.
• Fig. 5 zeigt einen ECMA-407 S5-Encoder. · Fig. 6 zeigt einen ECMA-407 S5-Decoder. • Fig. 5 shows an ECMA-407 S5 encoder. · Fig. 6 shows an ECMA-407 S5 decoder.
• Fig. 7 zeigt die Parameter der inversen Kodierung nach ECMA-407 („Table 3") . • Fig. 7 shows the parameters of the inverse coding according to ECMA-407 ("Table 3").
• Fig. 8 zeigt die Intervallschritte für die Variation der Parameter in Fig. 7. · Fig. 9 zeigt das erste Flussdiagramm einer Signalanalyse nach ECMA-407. FIG. 8 shows the interval steps for the variation of the parameters in FIG. 7. FIG. 9 shows the first flow chart of a signal analysis according to ECMA-407.
• Fig. 10 zeigt eine NHK-22.2-Lautsprecheranordnung . • Fig. 10 shows a NHK-22.2 loudspeaker arrangement.
• Fig. 11 zeigt die optimierte Interpolation der algebraischen Invarianten für diskrete Signale. · Fig. 12 zeigt das zweite Flussdiagramm einer• Fig. 11 shows the optimized interpolation of the algebraic invariants for discrete signals. · Fig. 12 shows the second flowchart of a
Signalanalyse nach ECMA-407 mit Dichotomie. Signal analysis according to ECMA-407 with dichotomy.
• Fig. 13 zeigt einen Multikanal-Upmix (insbesondere 3D- Upmix) anhand einer Messreihen-Datenbank. FIG. 13 shows a multichannel upmix (in particular 3D upmix) on the basis of a measurement series database.
Fig. 14 zeigt einen virtuellen Multikanal-Upmix (insbesondere 3D-Upmix) . • Fig. 15 zeigt beispielhaft das Prinzip derFIG. 14 shows a virtual multichannel upmix (in particular 3D upmix). • Fig. 15 shows by way of example the principle of
Invariantenbestimmung für ein Signal X und das Prinzip der Bestimmung der Kovarianz mit einem Signal Y. Invariant determination for a signal X and the principle of determining the covariance with a signal Y.
• Fig. 16 zeigt die Anwendung der Fig. 15 für einen ECMA-FIG. 16 shows the application of FIG. 15 for an ECMA
407 S5-Encoder oder einen Upmix. 407 S5 encoder or upmix.
Anwendungsbeispiel für ECMA-407 Application example for ECMA-407
Mit ECMA-407 ist ein System zur inversen Kodierung von räumlichen Audiosignalen standardisiert. ECMA-407 sei hiermit als Referenz eingeführt. ECMA-407 standardizes a system for inverse coding of spatial audio signals. ECMA-407 is hereby incorporated by reference.
Im weiteren ist diese inverse Kodierung auch in EP1850639, WO2009138205, WO2011009649, WO2011009650, W02012016992 , WO2012032178 und WO2014072513 beschrieben. Furthermore, this inverse coding is also described in EP1850639, WO2009138205, WO2011009649, WO2011009650, WO2012016992, WO2012032178 and WO2014072513.
Fig. 5 und Fig. 6 zitieren ECMA-407 (dortige „Figure 1" und „Figure 2") und zeigen den schematischen Aufbau eines ECMA-407 S5-Encoders und ECMA-407 S5-Decoder: FIGS. 5 and 6 cite ECMA-407 (there "Figure 1" and "Figure 2") and show the schematic structure of an ECMA-407 S5 encoder and ECMA-407 S5 decoder:
Ein Audiosignal („f-channel audio source", siehe (51)) wird einem S5-Basis-Encoder („Base S5 encoder", siehe (52)) zugeführt, der die Signalanalyse („Signal analysis", siehe (53)) und den Downmix (siehe (54)) ausführt. Ausgegeben werden neben den Konfigurationsdaten („configuration data") die Parameter („Inverse Coding parameter data", siehe (55) bzw. (65)) für die anschliessende inverse Kodierung („S5 upmix", siehe (63)) im S5-Basis-Decoder („Base S5 decoder", siehe (62)) als auch der Downmix („g-channel audio downmix (g < f)", siehe (56) bzw. (66)). An audio signal ("f-channel audio source", see (51)) is supplied to an S5 base encoder ("Base S5 encoder", see (52)), which performs signal analysis (see (53) In addition to the configuration data, the parameters ("Inverse Coding parameter data", see (55) and (65)) for the subsequent inverse coding ("") are output and the downmix (see (54)). S5 upmix ", see (63)) in the S5 base decoder (" Base S5 decoder ", see (62)) as well as the downmix (" g-channel audio downmix (g <f) ", see (56) resp (66)).
Eine Anwendung der Erfindung kann somit die Signalanalyse (53) sowohl des Audiosignals (51) als auch der simulierten inversen Kodierung des Downmix (63), wie diese später im S5-Basis- Decoder (62) stattfindet, darstellen: Hierbei werden für jeweils aufeinanderfolgende Fenster von beispielsweise 512 Samples bei einer Samplingrate von 48kHz des Audiosignals (51), die für das jeweilige Fenster nicht alle gleich Null sind, solange die Sample-Kovarianzen der algebraischen Invarianten zweier Kanäle des Originalsignals und der Funktionswerte der inversen Kodierung eines Downmixsignals dieser beiden Kanäle (welches in der Regel auch die über die 512 Samples hinausreichende folgenden Samples der jeweils aufeinanderfolgenden Fenster bis wenigstens zum maximal möglichen Delay oder auch seinem folgenden Sample enthält) mit einem jeweils variierten Parametersatz berechnet, bis die jeweils berechnete Sample-Kovarianz der berechneten Invarianten und berechneten Funktionswerte einem zuvor definierten Auswahl- oder Abbruchkriterium genügt (beispielsweise, dass der zugehörige Sample-An application of the invention can thus represent the signal analysis (53) of both the audio signal (51) and the simulated inverse coding of the downmix (63), as will be done later in the S5 base decoder (62): In this case, for each successive window of, for example, 512 samples at a sampling rate of 48 kHz of the audio signal (51), which are not all equal to zero for the respective window, the sample covariances of the algebraic invariants of two channels of the original signal and the function values of the inverse coding of a downmix signal of these two channels (which usually also contains the beyond the 512 samples following subsequent samples of each successive window to at least the maximum possible delay or its subsequent sample) calculated with a respective varied parameter set until the respectively calculated sample covariance the calculated invariants and calculated function values satisfy a previously defined selection or abort criterion (for example, that the associated sample
Korrelationskoeffizient , siehe oben, in einer hinreichend kleinen Umgebung von 1 liegt) . Correlation coefficient, see above, in a sufficiently small neighborhood of 1).
Auch lassen sich die Ausgangskanäle der inversen Kodierung vertauschen. Eine solche Vertauschung bestimmt den Wert des Parameters S5Swap der inversen Kodierung. Also, the output channels of the inverse coding can be interchanged. Such an exchange determines the value of the parameter S5Swap of the inverse coding.
Da die Invarianten auf der den Ursprung durchschneidenden Diagonale des ersten und dritten Quadranten liegen, genügt es, die Invarianten einer der beiden Kanäle S5Left oder S5Right zu berechnen, siehe unten. Somit beschleunigen diese algebraischen Invarianten nochmals wesentlich denSince the invariants lie on the diagonal of the first and third quadrants intersecting the origin, it suffices to calculate the invariants of one of the two channels S5Left or S5Right, see below. Thus, these algebraic invariants again significantly accelerate the
Rechenprozess . Computing process.
Der Parametersatz, welcher einem zuvor definierten Auswahloder Abbruchkriterium genügt (beispielsweise, dass für die Kovarianz der berechneten Invarianten und berechneten Funktionswerte der zugehörige Sample-Korrelationskoeffizient , siehe oben, in einer hinreichend kleinen Umgebung von 1 liegt) , ist somit Teil der übertragenen Parameter der inversen Kodierung (55, 65) . Dieser Vorgang lässt sich über einen längeren Zeitverlauf erneut in gleicher Weise ausführen. Der Prozess lässt sich insgesamt für verschiedenste Kanäle und Kanalkombinationen ausführen, die alle als in die Erfindung mit eingeschlossen gelten sollen. Fig. 7 stellt den Parametersatz für eine inverse Kodierung dar (entsprechend „Table 3" von ECMA-407) . Die Bedeutung dieses Parametersatzes ist Seite 3 von ECMA-407 zu entnehmen, die den Parametern n für die Richtcharakteristik, φ für den Winkel zwischen Hauptachse und Schallquelle, α für den fiktiven linken Öffnungswinkel, ß für den fiktiven rechten Öffnungswinkel, s für den zeitlichen Skalierungsfaktor und λ für den Verstärkungsfaktor für das Seitensignal von EP1850639, WO2009138205, WO2011009649, WO2011009650, W02012016992 , WO2012032178 und WO2014072513 entsprechen. Die in Fig. 8 dargestellten Intervallschritte für die Variation des Parametersatzes der inversen Kodierung in Fig. 7 haben sich für die genannten Parameter praktisch als besonders günstig erwiesen. Sie können sowohl unterschritten als auch überschritten werden. Sämtliche möglichen Werte sollen als in die Erfindung mit eingeschlossen gelten. The parameter set which satisfies a previously defined selection or abort criterion (for example, that for the covariance of the calculated invariants and calculated function values the associated sample correlation coefficient, see above, is in a sufficiently small neighborhood of 1), therefore, part of the transmitted parameters is the inverse Coding (55, 65). This process can be over a run longer time course again in the same way. The process can be performed in total for a variety of channels and channel combinations, all of which should be considered as included in the invention. Fig. 7 shows the parameter set for an inverse coding (corresponding to "Table 3" of ECMA-407) The meaning of this parameter set can be found on page 3 of ECMA-407, the parameters n for the directional characteristic, φ for the angle between Main axis and sound source, α for the fictitious left opening angle, β for the notional right opening angle, s for the time scaling factor and λ for the amplification factor for the side signal of EP1850639, WO2009138205, WO2011009649, WO2011009650, WO2012016992, WO2012032178 and WO2014072513 7 have proven to be particularly favorable for the mentioned parameters, they can be both fallen below and exceeded.All possible values are to be considered included in the invention.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird S5Directivity zuerst gleich 0 gesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird S5Incidence zuerst gleich 0 gesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird S5Alpha zuerst gleich n/2 gesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird S5Beta zuerst gleich n/2 gesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird S5Scale zuerst gleich 100ms gesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird S5Side zuerst gleich 0.05 gesetzt. In a preferred embodiment, S5Directivity is first set equal to zero. In a preferred embodiment, S5Incidence is first set equal to zero. In a preferred embodiment, S5Alpha is first set equal to n / 2. In a preferred embodiment, S5Beta is first set equal to n / 2. In a preferred embodiment, S5Scale is first set equal to 100ms. In a preferred embodiment, S5Side is first set equal to 0.05.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante werden zuerst die Parameter S5Incidence, S5Alpha, S5Beta S5Side und S5Swap der inversen Kodierung optimiert. In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird anschliessend der Parameter S5Scale optimiert, beginnend mit dem Wert 29ms. In a preferred embodiment, first the parameters S5Incidence, S5Alpha, S5Beta S5Side and S5Swap of the inverse coding are optimized. In a preferred embodiment, the parameter S5Scale is then optimized, starting with the value 29ms.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird anschliessend der Parameter S5Directivity optimiert, beginnend mit dem Wert 0. In a preferred embodiment, the parameter S5Directivity is then optimized, starting with the value 0.
Abschliessend wird nochmals der Parameter S5Side optimiert, um für das resultierende invers kodierte Signal jenen Sample- Korrelationskoeffizienten bzw. jene Kurzzeit-Kreuzkorrelation zu erzielen, der bzw. die möglichst gleich dem Sample- Korrelationskoeffizienten bzw. der Kurzzeit-Kreuzkorrelation des zugehörigen originalen Signalpaars ist: Finally, the parameter S5Side is again optimized in order to achieve for the resulting inverse coded signal those sample correlation coefficients or those short-term cross-correlation which is as equal as possible to the sample correlation coefficient or the short-term cross-correlation of the associated original signal pair:
Hierzu wird in einer bevorzugten Ausführungsform, die quadratische Konvergenz zeigt, zuerst S5Side := 0.5 gesetzt, und werden sodann jeweils die Kovarianzen mit 1 := 0.25 für S5Sidei = S5Side - 1 = 0.25 und S5Side2 = S5Side + 1 = 0.75 berechnet. Es wird nunmehr neu S5Side gleich jenem der zwei Werte S5Sidei und S5Side2 gesetzt, dessen Sample- Korrelationskoeffizient bzw. dessen anhand der Kurzzeit- Kreuzkorrelation bestimmter Korrelationsgrad dem Sample- Korrelationskoeffizienten bzw. dem anhand der Kurzzeit- Kreuzkorrelation bestimmten Korrelationsgrad des Originalsignals am nächsten liegt, und anschliessend neu 1 gleich dem halbierten Wert seines alten Werts gesetzt, 1 := 1/2. In einem nächsten Schritt werden nunmehr jeweils neu der Sample-Korrelationskoeffizient bzw. neu der anhand der Kurzzeit-Kreuzkorrelation bestimmte Korrelationsgrad für neu S5Sidei = S5Side - 1 und neu S5Side2 = S5Side + 1 bestimmt, und nunmehr neu S5Side gleich jenem der zwei Werte S5Sidei und S5Side2 gesetzt, dessen Sample-Korrelationskoeffizient bzw. dessen anhand der Kurzzeit-Kreuzkorrelation bestimmter Korrelationsgrad dem Sample-Korrelationskoeffizienten bzw. dem anhand der Kurzzeit-Kreuzkorrelation bestimmtenFor this purpose, in a preferred embodiment showing quadratic convergence, first S5Side: = 0.5 is set, and then the covariances are calculated with 1: = 0.25 for S5Sidei = S5Side - 1 = 0.25 and S5Side 2 = S5Side + 1 = 0.75, respectively. It is now set again S5Side equal to that of the two values S5Sidei and S5Side 2 whose sample correlation coefficient or its correlation degree based on the short-term cross-correlation is closest to the sample correlation coefficient or the correlation of the original signal determined by the short-term cross-correlation, and then set new 1 equal to the halved value of its old value, 1: = 1/2. In a next step are now each newly of the sample correlation coefficient or newly of specific reference to the short-time cross-correlation degree of correlation for newly S5Sidei = S5Side - 1 and newly S5Side 2 = S5Side + determined 1, and now new S5Side equal to that of the two values S5Sidei and S5Side 2 whose sample correlation coefficient or its correlation degree, determined on the basis of the short-term cross-correlation, determines the sample correlation coefficient or the short-term cross-correlation
Korrelationsgrad des Originalsignals am nächsten liegt. Dieser Vorgang wird in gleicher Weise solange fortgesetzt, bis der durch die inverse Kodierung erzielte Sample-Correlation degree of the original signal is closest. This The process continues in the same way until the sample data obtained by the inverse coding
Korrelationskoeffizient bzw. der anhand der Kurzzeit- Kreuzkorrelation bestimmte Korrelationsgrad jenem des Originalsignals hinreichend nahe kommt bzw. neu 1 einen zuvor bestimmten Grenzwert unterschreitet. Correlation coefficient or determined on the basis of the short-term cross-correlation degree of correlation of that of the original signal sufficiently close or new 1 falls below a predetermined limit.
Für das Auswahl- oder Abbruchkriterium für den Vergleich zweier Sample-Kovarianzen hat sich eine Differenz kleiner gleich 0.001 bewährt. Gleiches gilt für das Auswahl- oder Abbruchkriterium für den Vergleich zweier Sample- Korrelationskoeffizienten. For the selection or abort criterion for the comparison of two sample covariances, a difference of less than or equal to 0.001 has been proven. The same applies to the selection or termination criterion for the comparison of two sample correlation coefficients.
Den Ablauf eines möglichen Ausführungsbeispiels der Signalanalyse (53) für ECMA-407 stellt das Flussdiagramm der Fig. 9 als auch die Anordnung der Fig. 16 dar. Im Einzelnen umfassen die Schritte für eines der aufeinanderfolgenden Fenster von beispielsweise 512 Samples bei einer Samplingrate von 48kHz für je zwei benachbarte Kanäle des Originalsignals: The flow of one possible embodiment of the signal analysis (53) for ECMA-407 is shown in the flowchart of Figure 9 as well as the arrangement of Figure 16. Specifically, the steps for one of the successive windows include, for example, 512 samples at a sampling rate of 48kHz for every two adjacent channels of the original signal:
1. die Bestimmung der Sample-Kovarianz und des Sample- Korrelationskoeffizienten der zwei Kanäle des1. the determination of the sample covariance and the sample correlation coefficient of the two channels of the
Originalsignals, Original signal,
2. die Bestimmung der apolaren Invarianten für die Transferfunktionen (6.), (7.) und (8.) der zwei Kanäle des Originalsignals, siehe auch unten, 3. die Bestimmung des Downmixsignals der zwei Kanäle des2. the determination of the apolar invariants for the transfer functions (6.), (7.) and (8.) of the two channels of the original signal, see also below, 3. the determination of the downmix signal of the two channels of the
Originalsignals für das Fenster von beispielsweise 512 Samples sowie für beispielsweise die folgenden 7680 Samples (um sämtliche Delays für die inverse Kodierung des Downmixsignals berechnen zu können) , die Bestimmung der Funktionswerte der Transferfunktionen (6.), (7.) und (8.) der zwei Kanäle des invers kodierten Signals als auch deren Vertauschung für alle möglichen Parametervariationen von S5Incidence, S5Alpha, S5Beta, S5Side, und die Optimierung dieser Parameter der inversen Kodierung einschliesslich S5Swap in Bezug auf die Sample- Kovarianz von diesen Funktionswerten und den apolaren Invarianten aus 2. , Original signal for the window of, for example, 512 samples and, for example, the following 7680 samples (in order to be able to calculate all delays for the inverse coding of the downmix signal), the determination of the function values of the transfer functions (6.), (7.) and (8.) the two channels of the inverse coded Signal and their commutation for all possible parameter variations of S5Incidence, S5Alpha, S5Beta, S5Side, and the optimization of these inverse encoding parameters including S5Swap in terms of the sample covariance of these function values and the apolar invariants of 2.,
5. die Bestimmung der Funktionswerte der Transferfunktionen (6.)/ (7.) und (8.) der zwei Kanäle des invers kodierten Signals auch deren Vertauschung für alle möglichen Werte für S5Scale, beginnend mit S5Scale := 29ms, und sukzessivem Vergrössern von S5Scale (wobei beispielsweise die Funktionswerte für 100ms eventuell bereits mit 4. bestimmt sind), bis S5Scale := 146ms gilt, und die Optimierung dieses Parameters in Bezug auf die Sample- Kovarianz von diesen Funktionswerten und den apolaren Invarianten aus 2. , 5. the determination of the function values of the transfer functions (6.) / (7.) and (8.) of the two channels of the inverse coded signal also their permutation for all possible values for S5Scale, starting with S5Scale: = 29ms, and successively increasing S5Scale (where, for example, the function values for 100ms may already be 4.) until S5Scale: = 146ms, and the optimization of this parameter with respect to the sample covariance of these function values and the apolar invariants from 2.,
6. die Bestimmung der Funktionswerte der Transferfunktionen (6.)/ (7.) und (8.) der zwei Kanäle des invers kodierten Signals auch deren Vertauschung für alle möglichen Werte für S5Directivity, beginnend mit S5Directivity := 0 (eventuell bereits mit 4. bestimmt), und sukzessivem Vergrössern von S5Directivity, bis S5Directivity := 2 gilt, und die Optimierung dieses Parameters in Bezug auf die Sample-Kovarianz von diesen Funktionswerten und den apolaren Invarianten aus 2. , und 6. the determination of the function values of the transfer functions (6.) / (7.) and (8.) of the two channels of the inverse coded signal also their permutation for all possible values for S5Directivity, starting with S5Directivity: = 0 (possibly already with 4 .), and successively increasing S5Directivity until S5Directivity: = 2, and optimizing this parameter with respect to the sample covariance of these function values and the apolar invariants from 2 nd, and
7. iterative Bestimmung des optimierten Parameters S5Side mit quadratischer Konvergenz, siehe oben. 7. iterative determination of the optimized parameter S5Side with quadratic convergence, see above.
Im Allgemeinen führt für geeignet gewählte Auswahl- oder Abbruchkriterien, siehe oben, ein solcher Ablauf bereits nach ganz wenigen Fenstern zur Bestimmung des geeigneten Parametersatzes. Dieser Ablauf stellt ein reines Ausführungsbeispiel dar, und andere Anordnungen, welche die Parameter der inversen Kodierung in veränderter Reihenfolge berechnen, andere Anfangswerte oder andere Intervallschritte sind demnach unschwer möglich; diese sollen als in den Erfindungsgegenstand mit eingeschlossen gelten. In general, for suitably selected selection or termination criteria, see above, such a procedure leads already after very few windows to determine the appropriate parameter set. This procedure represents a pure embodiment, and other arrangements which the Calculate parameters of the inverse encoding in a different order, other initial values or other interval steps are therefore easily possible; these should be considered included in the subject of the invention.
Beispielsweise ein hochkomplexes 3D-Lautsprecherformat wie NHK 22.2, siehe Fig. 10, lässt sich hinsichtlich seiner inversen Kodierung in Echtzeit etwa gemäss WO2014072513 errechnen. For example, a highly complex 3D loudspeaker format such as NHK 22.2, see FIG. 10, can be calculated in terms of its inverse encoding in real time, for example according to WO2014072513.
Interpolation der algebraischen Invarianten für diskrete Signale Interpolation of algebraic invariants for discrete signals
In der Regel stehen für die Bestimmung der beschriebenen algebraischen Invarianten, die allesamt auf der durch den Ursprung gehenden Diagonalen des ersten bzw. dritten Quadranten der komplexen Zahlenebene liegen, diskrete Zeitsignale X und Y für die Abbildung mittels der Transferfunktionen (6.), (7.) und (8.) zur Verfügung. As a rule, discrete time signals X and Y are available for the determination by means of the transfer functions (6), (7) for the determination of the described algebraic invariants, all of which lie on the diagonal passing through the origin of the first and third quadrants of the complex number plane .) and (8.) are available.
Gilt für ein Sample Sj dieser Abbildung, wobei ße(s,-) dessen Realteil und Im(sj) dessen Imaginärteil bezeichnet, ße(s) = /m(s) (24 ) so ist S eine gesuchte apolare Invariante i Gelten für je zwei aufeinanderfolgende Samples s und s For a sample S j of this mapping, where ß (s, -) denotes its real part and Im (sj) its imaginary part, ße (s) = / m (s) (24) then S is a searched apolar invariant i Apply for two consecutive samples s and s
(25 ) und (25) and
Re(s) < /m(s) (26 ) bzw . Re(s/-_1) < Im(^Sj_1) (27 ) und ße(s) > /m(s) (28 ) so lässt sich auf der kürzesten Strecke zwischen s-j-i und Sj eine Invariante ij interpolieren gemäss folgender Formel: Re (s) </ m (s) (26) resp. Re (s / -_ 1 ) <Im (^ Sj_ 1 ) (27) and ße (s)> / m (s) (28) an invariant ij can be interpolated on the shortest distance between sji and Sj according to the following formula:
■ = /m(5 Re(5_1)-/m(5_1)*Re(5) ■ = / m (5 Re (5_ 1 ) - / m (5_ 1 ) * Re (5)
^ Re{sj_1)—Re{sj)—lm{sj_1)+lm{sj) ^ Re {sj_ 1 ) -Re {sj) -lm {sj_ 1 ) + lm {sj)
Es ist somit zu Beginn nur noch die Lage des ersten Punkts der Abbildung mittels der Transferfunktionen (6.)/ (7.) und (8.) in Bezug auf die den Ursprung durchschneidenden Diagonalen des ersten und dritten Quadranten der komplexen Ebene zu bestimmen . Der Algorithmus lässt sich durch die Betrachtung nur jener Paare aufeinanderfolgender Samples (beispielsweise die Paare S_3 , Sj_2 und Sj_2 r Sj-i in Fig. 11), deren Distanz - in funktionaler Abhängigkeit vom Energiespektrum des aus der Transferfunktion (6.) resultierenden Signals - der kürzesten Distanz ihres ersten Samples von der durch den Ursprung gehenden Diagonalen des ersten bzw. dritten Quadranten entspricht, noch wesentlich beschleunigen. Thus, at the beginning, it is only necessary to determine the position of the first point of the mapping by means of the transfer functions (6.) / (7.) and (8.) with respect to the origin-intersecting diagonals of the first and third quadrants of the complex plane. The algorithm can be obtained by considering only those pairs of successive samples (for example, the pairs S_ 3 , Sj_ 2 and Sj_ 2 r Sj-i in FIG. 11), whose distance - in functional dependence on the energy spectrum of the transfer function (6). resulting signal - the shortest distance of its first sample from the going through the origin diagonal of the first and third quadrant, respectively, significantly accelerate.
Die Interpolation ist beispielhaft in Fig. 11 dargestellt. The interpolation is shown by way of example in FIG. 11.
Semantische Unterscheidung zwischen alternativen Parametersätzen einer inverse Kodierung Semantic distinction between alternative parameter sets of an inverse coding
Tatsächlich lässt der Erfindungsgegenstand alternative Parametrisierungen für die inverse Kodierung zu, welche, psychoakustisch betrachtet, gleichwertige Ergebnisse liefern. In fact, the subject invention allows for alternative parameterizations for inverse coding which, considered psychoacoustically, provide equivalent results.
Ein mögliches Vorgehen bei der Auswahl eines Parametersatzes ist somit die statistische Analyse auftretender Parametrisierungen beispielsweise gemäss ihrer Häufigkeit im Zeitverlauf. Allerdings kann es geschehen, dass mit diesem Vorgehen semantisch verschiedene Parametersätze, also Parametersätze mit verschieden wahrgenommener Räumlichkeit, gleichwertig behandelt werden. Somit stellt ein Problem die Aktivierung der Signalanalyse (53) in ECMA-407 für semantisch unterschiedlicheA possible procedure when selecting a parameter set is thus the statistical analysis of occurring parameterizations, for example according to their frequency over time. However, it may happen that semantically different parameter sets, ie parameter sets with differently perceived spatiality, are treated equally. Thus, one problem is the activation of signal analysis (53) in ECMA-407 for semantically different ones
Parametersätze, beispielsweise aufgrund verändertenParameter sets, for example due to changed
Tonmaterials, dar, bei gleichzeitiger Unterdrückung eines Wechsels zwischen semantisch gleichwertigen, alternativen Parametrisierungen, und ein weiteres Problem die stufenlose Überblendung von einem Parametersatz zum nächsten, deren maximale Länge in der Regel abhängig von der Latenz des Gesamtsystems bleibt (beispielsweise rund 900ms, sofern etwa im Encoder und/oder Decoder eine Loudness-Messung ausgeführt wird) . Tonmaterial, while suppressing a change between semantically equivalent, alternative parameterizations, and another problem, the stepless transition from one parameter set to the next, the maximum length usually depends on the latency of the entire system remains (for example, about 900ms, if in the Encoder and / or decoder a loudness measurement is performed).
Wie WO2012032178 ausführt, lassen sich die Parameter der inversen Kodierung alternativ durch eine Gewichtung von S5Alpha und S5Beta als auch von S5Side anhand folgender Dichotomie errechnen: As WO2012032178 states, the parameters of the inverse coding can alternatively be calculated by a weighting of S5Alpha and S5Beta as well as of S5Side on the basis of the following dichotomy:
Wähle S5Directivity, S5Incidence, S5Scale, einen ersten Wert für S5Side, sowie ein Gewicht p für die Grösse von S5Alpha = S5Beta (oder äquivalent α = ß). Berechne den Sample- Korrelationskoeffizienten bzw. den anhand der Kurzzeit- Kreuzkorrelation bestimmten Korrelationsgrad der Kanäle des originalen Signals. Select S5Directivity, S5Incidence, S5Scale, a first value for S5Side, and a weight p for the size of S5Alpha = S5Beta (or equivalent α = ß). Calculate the sample correlation coefficient or the correlation level of the channels of the original signal as determined by the short-term cross-correlation.
Definiere für La und Iß (siehe ECMA-407) eine erste Gewichts¬ funktion, beispielsweise g(a) = 2~20 La+Lß^ (30 ) und wähle abschliessend jeweils jenes S5Side, welches für einen bestimmten Wert für α = ß ein invers kodiertes Signal mit dem Sample-Korrelationskoeffizienten R liefert bzw. ein invers kodiertes Signal mit dem Korrelationsgrad r seiner Kurzzeit- Kreuzkorrelation, beispielsweise h(a) = SSSide(a * #O)10_p (31 ) Sodann errechnet sich der optimierte Wert für α = ß beispielsweise mit
Figure imgf000019_0001
Define for L a and Iß (see ECMA-407) a first weighting ¬ function, for example, g (a) = 2 ~ 20 La + L ß ^ (30) and finally select each of those S5Side, which for a given value for α = ß an inversely coded signal with the sample correlation coefficient R or an inversely coded signal with the degree of correlation r of its short-term cross-correlation, for example, h (a) = SSSide (a * #O) 10_p (31) Then the optimized value for α = β is calculated as, for example
Figure imgf000019_0001
Hierbei gibt es keine Bestimmung möglicher alternativer Parametersätze, die zu gleichen semantischen Ergebnissen führen würde - allerdings unter dem gravierenden Nachteil, dass die Räumlichkeit nicht annähernd so präzise durch den so bestimmten Parametersatz für die inverse Kodierung beschrieben wird, wie dies unter Zuhilfenahme der Sample-Kovarianz von algebraischen Invarianten, siehe oben, möglich ist. There is no determination of possible alternative parameter sets, which would lead to the same semantic results - but with the serious disadvantage that the spatiality is not nearly as precisely described by the thus determined parameter set for the inverse coding, as with the aid of sample covariance algebraic invariants, see above, is possible.
Allerdings gestattet diese Variante als Hilfe die gezielte Unterscheidung von durch die Sample-Kovarianz der zugehörigen apolaren Invarianten bestimmten alternativen Parametersätzen für die inverse Kodierung und solchen Parametersätzen, die keine semantisch gleichwertige Alternative darstellen, sondern vielmehr semantische Unterschiede aufweisen. However, this variant allows as an aid the specific discrimination of alternative parameter sets for the inverse coding determined by the sample covariance of the associated apolar invariants and those parameter sets which do not represent a semantically equivalent alternative but rather have semantic differences.
In einem Ausführungsbeispiel werden etwa S5Directivity gleich 0, S5Incidence gleich 0 und S5Scale gleich 100ms gesetzt, sowie das Gewicht für S5Alpha = S5Beta (oder äquivalent α = ß) gleich 5. Als Anfangswert für α = ß wird n/2 angenommen, als Anfangswert für S5Side der Wert 0.05. Es werden nunmehr La und Iß berechnet. Anschliessend wird S5Side, siehe oben, mit quadratischer Konvergenz bestimmt. For example, in one embodiment, S5Directivity is set equal to 0, S5Incidence equal to 0 and S5Scale equal to 100ms, and the weight for S5Alpha = S5Beta (or equivalent to α = β) equals 5. As the initial value for α = β, assume n / 2 as the initial value for S5Side the value 0.05. Now, L a and Iβ are calculated. Subsequently, S5Side, see above, is determined with quadratic convergence.
Für so bestimmtes S5Alpha = S5Beta und/oder S5Side werden nunmehr im Zeitverlauf dessen/deren Unterschiede quantisiert, beispielsweise gegenüber dem ersten Wert, der zeitgleich mit einem mittels der Sample-Kovarianz von apolaren Invarianten und Funktionswerten bestimmten Parametersatz für die inverse Kodierung auftritt. Sind diese grösser oder gleich einem bestimmten Wert (beispielsweise 5° oder 10° für S5Alpha = S5Beta) , wird neu ein entsprechender Parametersatz mittels der Sample-Kovarianz von apolaren Invarianten und/oder Funktionswerten bestimmt. For S5Alpha = S5Beta and / or S5Side thus determined, its differences are now quantized over time, for example, compared with the first value which occurs simultaneously with a parameter set for the inverse coding determined by means of the sample covariance of apolar invariants and function values. If these are greater than or equal to a specific value (for example 5 ° or 10 ° for S5Alpha = S5Beta), a corresponding parameter set is newly generated by means of the Sample covariance determined by apolar invariants and / or function values.
Im Allgemeinen sind mittels der Sample-Kovarianz von apolaren Invarianten bestimmte Parametersätze sehr robust und können für lange Zeitintervalle von mehreren Minuten konstant bleiben. Ändern sie sich, liegt diesen eine völlig veränderte Semantik (Räumlichkeit) zugrunde. Hinsichtlich semantisch unterschiedlichen Tonmaterials kann dies einen kurzen Übergang (in der Folge „Cut" genannt) bedeuten oder einen allmählichen Übergang (in der Folge „Fade" genannt) . In general, using the sample covariance of apolar invariants, certain parameter sets are very robust and can remain constant for long time intervals of several minutes. If they change, they are based on a completely different semantics (spatiality). With regard to semantically different sound material, this may mean a short transition (hereinafter called "cut") or a gradual transition (hereinafter called "fade").
Sowohl ein „Cut" als auch ein „Fade" lassen sich anhand der Quantisierung der mittels Dichotomie bestimmten Parameter für eine inverse Kodierung, namentlich S5Alpha = S5Beta und/oder S5Side, sichtbar machen. Während ein „Cut" in der Regel rund einem Frame von 512 Samples entspricht, kann ein „Fade" bis zu rund 900ms und länger betragen. Both a "cut" and a "fade" can be visualized by quantizing dichotomy-specific parameters for inverse coding, namely S5Alpha = S5Beta and / or S5Side. While a "cut" is usually around a frame of 512 samples, a "fade" can be up to around 900ms and longer.
Es ist zugleich Teil der Erfindung, einen „Cut" oder „Fade" zu unterscheiden und durch das kurze oder lange Überblenden von der inversen Kodierung des alten Parametersatzes zur inversen Kodierung des neuen Parametersatzes psychoakustisch zu kompensieren. Dabei ist der Übergang vom alten Parametersatz zum neuen Parametersatz bei sorgfältiger Quantisierung der mittels Dichotomie bestimmten Parameter für eine inverse Kodierung, namentlich S5Alpha = S5Beta und/oder S5Side, subjektiv nicht mehr wahrnehmbar. Die maximale Länge für ein „Fade" entspricht dabei in der Regel der Latenz des Gesamtsystems (beispielsweise rund 900ms, sofern etwa im Encoder und/oder Decoder eine Loudness-Messung ausgeführt wird) . Der mit Schritten 1. bis 7. beschriebene Ablauf ergänzt sich demnach um die folgenden Schritte: Bestimme für das Fenster mit beispielsweise 512 Samples, für das ein optimierter Parametersatz für die zugehörige inverse Kodierung mittels der Sample-Kovarianz von apolaren Invarianten bestimmt wurde, mittels Dichotomie die Parameter S5Alpha = S5Beta und/oder S5 Side, siehe oben . Bestimme solange für jedes folgende Fenster mit beispielsweise 512 Samples mittels Dichotomie die Parameter S5Alpha = S5Beta und/oder S5 Side, siehe oben, und vergleiche solange anschliessend jeweils dieseIt is at the same time part of the invention to distinguish a "cut" or "fade" and to compensate psychoacoustically by short or long fading from the inverse coding of the old parameter set to the inverse coding of the new parameter set. The transition from the old parameter set to the new parameter set with careful quantization of the parameters determined by dichotomy for an inverse coding, namely S5Alpha = S5Beta and / or S5Side, is subjectively no longer perceptible. The maximum length for a "fade" usually corresponds to the latency of the entire system (for example, around 900 ms, if a loudness measurement is carried out in the encoder and / or decoder, etc.) The sequence described in steps 1 to 7 complements each other therefore the following steps: For the window with, for example, 512 samples, for which an optimized parameter set for the corresponding inverse coding was determined by means of the sample covariance of apolar invariants, use dichotomy to determine the parameters S5Alpha = S5Beta and / or S5 Side, see above. Determine the parameters S5Alpha = S5Beta and / or S5 Side for each following window with, for example, 512 samples by dichotomy, see above, and then compare each of these as follows
Parameter mit den Parametern S5Alpha = S5Beta und/oder S5 Side aus 8., bis der Betrag von deren respektiven Differenz einen ersten kleineren, zuvor bestimmten Grenzwert (beispielsweise 5° für S5Alpha = S5Beta) überschreitet („kritischer Grenzwert"). Führe, sofern der in 9. bestimmte Betrag der respektiven Differenz den zweiten grösseren zuvor bestimmten Grenzwert (beispielsweise 10° für S5Alpha = S5Beta) überschreitet, für einen „Cut" 11. aus. Andernfalls bestimme so lange für jedes folgende Fenster mit beispielsweise 512 Samples mittels Dichotomie, siehe oben, die Parameter S5Alpha = S5Beta und/oder S5 Side, und vergleiche solange anschliessend jeweils diese Parameter mit den Parametern S5Alpha = S5Beta und/oder S5 Side aus 8., bis entweder der Betrag von deren respektiven Differenz den zweiten grösseren, zuvor bestimmten Grenzwert (beispielsweise 10° für S5Alpha = S5Beta) überschreitet („absoluter Grenzwert" ) und somit ein „Fade" in 11. ausgeführt wird, oder bis die Latenz des Gesamtsystems erreicht ist (beispielsweise rundParameter with the parameters S5Alpha = S5Beta and / or S5 Side of 8. until the amount of their respective difference exceeds a first smaller, previously determined limit (eg 5 ° for S5Alpha = S5Beta) ("critical limit") the amount of the respective difference determined in 9 exceeds the second larger previously determined limit value (for example 10 ° for S5Alpha = S5Beta), for a "cut" 11. Otherwise, determine the parameters S5Alpha = S5Beta and / or S5 Side for each subsequent window with, for example, 512 samples by dichotomy, and then compare each of these parameters with the parameters S5Alpha = S5Beta and / or S5 Side of FIG. 8. until either the amount of their respective difference exceeds the second larger, previously determined threshold (eg 10 ° for S5Alpha = S5Beta) ("absolute threshold") and thus a "fade" is performed in 11, or until the latency of the overall system is reached (for example, round
900ms, sofern etwa im Encoder und/oder Decoder eine Loudness-Messung ausgeführt wird), und somit 9. erneut auszuführen ist. 11. Führe im Falle eines „Cut" oder „Fade" nunmehr für dieses Fenster mit beispielsweise 512 Samples und die weiteren Fenster Schritte 1. bis 7. aus. Überblende linear oder nichtlinear (die Summe der Verstärkungsfaktoren für die beiden inversen Kodierungen mit unterschiedlichen Parametersätzen ist dabei konstant gleich 1) im Falles eines „Cut" vom Beginn des letzten Fensters vor Erreichen des „kritischen Grenzwerts" mit der 8. zugehörigen inversen Kodierung bis zum Beginn des folgenden Fensters, mit dem der „absolute Grenzwert" erreicht wird, mit der inversen Kodierung, welche die eben ausgeführten Schritte 1. bis 7. ergeben. Überblende linear oder nichtlinear (die Summe der Verstärkungsfaktoren für die beiden inversen Kodierungen mit unterschiedlichen Parametersätzen ist dabei konstant gleich 1) im Falle eines „Fade" vom Beginn des in 9. für den „kritischen Grenzwert" bestimmten Fensters mit der 8. zugehörigen inversen Kodierung bis zum Beginn des Fensters, mit dem der „absolute Grenzwert" erreicht wird, mit der inversen Kodierung, welche die eben ausgeführten Schritte 1. bis 7. ergeben. 900ms, if a loudness measurement is carried out in the encoder and / or decoder, for example), and thus 9 must be carried out again. 11. In the case of a "cut" or "fade", execute now for this window, for example 512 samples and the other windows steps 1 to 7. Crossfades linear or nonlinear (the sum of the amplification factors for the two inverse codings with different parameter sets is constantly equal to 1) in the case of a "cut" from the beginning of the last window before reaching the "critical threshold" with the 8th corresponding inverse coding up to Beginning of the following window, with which the "absolute limit value" is reached, with the inverse coding which results from the just executed steps 1 to 7. Crossfade linear or nonlinear (the sum of the amplification factors for the two inverse codings with different parameter sets always equal to 1) in the case of a "fade" from the beginning of the window defined in Fig. 9 for the "critical limit" with the 8th corresponding inverse coding to the beginning of the window with which the "absolute limit value" is reached Inverse encoding, which results in the just-executed steps 1 to 7.
12. Führe von dort aus für ebendieses Fenster sowie die darauf folgenden Fenster neuerlich 8., 9., 10. und 11. aus - bis das Ende des Downmixsignals erreicht ist. 12. From there, continue for this same window and the following windows 8, 9, 10 and 11 - until the end of the downmix signal is reached.
Der gesamte Ablauf ist in Fig. 12 dargestellt. The entire process is shown in FIG. 12.
Idealerweise wird gemäss ECMA-407 über S5SyncTag, S5SyncTag-l, S5SyncTag-2 die jeweilige Position für den jeweils auszuführenden neuen Parametersatz der inversen Kodierung an (62) bzw. (63) signalisiert. Ideally, according to ECMA-407 via S5SyncTag, S5SyncTag-l, S5SyncTag-2, the respective position for the respective new parameter set of the inverse coding to be executed is signaled at (62) or (63).
Anwendungsbeispiel für einen Multikanal-Upmix (insbesondere 3D-Upmix) anhand einer Messreihen-Datenbank In folgenden soll ein Upmix, also das Gewinnen eines Audiosignals höherer Ordnung (mit einer höheren Anzahl von Audiokanälen) aus einem Audiosignal niedrigerer Ordnung (mit einer niedrigeren Anzahl von Audiokanälen) , anhand einer Messreihen-Datenbank, welche die Frequenzspektren von Raumimpulsen oder Freifeldmessungen enthält, erfolgen. Application example for a multi-channel-upmix (especially 3D-Upmix) based on a measurement series database In the following, an upmix, that is, obtaining a higher-order audio signal (having a higher number of audio channels) from a lower-order audio signal (having a lower number of audio channels), is to be based on a measurement series database containing the frequency spectrums of room pulses or free-field measurements. respectively.
Diese Raumimpulse oder Freifeldmessungen werden zuerst mittels der aus dem Stand der Technik bekannten Fourier- Transformation, siehe unten, in den Fourierraum übertragen und beschreiben somit Faktoren xk, aus denen sich äquivalent Faktoren xi ableiten lassen, mit denen sich in der Folge dieselben Frequenzen des Frequenzspektrum jedes beliebigen Signals, das gleichermassen in den Fourierraum übertragen wurde, multiplizieren (falten) lassen. Eine solche Multiplikation (Faltung) generiert per se einen qualitativ hochwertigen, auf das gemessene Freifeld oder den gemessen Raum bezogenen Upmix. These space impulses or free-field measurements are first transferred into the Fourier space by means of the Fourier transformation known from the prior art, and thus describe factors x k from which equivalent factors xi can be derived, with which the same frequencies of the Frequency spectrum of any signal that has been transmitted equally in the Fourier space, multiply (convolve). Such a multiplication (convolution) per se generates a high-quality upmix related to the measured free field or the measured space.
Wird für das zeitabhängige Signals s±' (t) die Fourier-Reihe bestimmt, gilt für die Synthese, k = -1, 0, 1,
Figure imgf000023_0001
und für die Analyse
Figure imgf000023_0002
In der Praxis lässt sich für die diskrete Fourier- Transformation (DFT) unmittelbar die Fast Fourier Transform (FFT) ableiten, wobei für die Analyse nunmehr k = 0, N - 1 gilt, mit
Figure imgf000023_0003
und für die Synthese s (m =^=1 0S'i(k ei k (36 )
If the Fourier series is determined for the time-dependent signal s ± '(t), then for the synthesis, k = -1, 0, 1,
Figure imgf000023_0001
and for the analysis
Figure imgf000023_0002
In practice, the Fast Fourier Transform (FFT) can be derived directly for the discrete Fourier transformation (DFT), k = 0, N-1 now being used for the analysis
Figure imgf000023_0003
and for the synthesis s (m = ^ = 1 0 S ' i (ke ik (36)
In der Regel wird die Auswahl der bestgeeigneten Messreihe und zugehöriger xi und somit ein solcher Upmix von einem Toningenieur manuell umgesetzt, der das Ergebnis semantisch beurteilt. As a rule, the selection of the most suitable measurement series and associated xi and thus such an upmix is manually implemented by a sound engineer who judges the result semantically.
Wird diese Auswahl automatisiert, müssen statistische Modelle eingesetzt werden, die nach Stand der Technik jedoch nicht die Bestimmung der Kovarianz von algebraischen Invarianten und/oder Funktionswerten beinhalten. Werden jedoch die Funktionswerte der Transferfunktionen (6.), (7.) und (8.) auf der komplexen Ebene für wenigstens zwei benachbarte Kanäle des Originalsignals bestimmt, lassen sich gemäss (23.) deren apolare Invarianten als die Schnittpunkte des Kathodenstrahls mit der den Ursprung durchschneidenden Diagonalen des ersten bzw. dritten Quadranten der komplexen Ebene bestimmen, siehe oben, und beschreiben insbesondere die Semantik (Räumlichkeit) dieser benachbarten Kanäle des Originalsignals algebraisch. If this selection is automated, statistical models must be used which, however, according to the prior art, do not include the determination of the covariance of algebraic invariants and / or function values. However, if the function values of the transfer functions (6.), (7.) and (8.) are determined at the complex level for at least two adjacent channels of the original signal, according to (23.) their apolar invariants can be considered as the intersections of the cathode ray with the determine the origin-intersecting diagonals of the first and third quadrants of the complex plane, see above, and in particular describe the semantics (spatiality) of these adjacent channels of the original signal algebraically.
Wird nunmehr für einen Kanal des Originalsignals oder für ein aus dem originalen Signal abgeleitetes Signal für wenigstens ein Fenster geeigneter Länge (beispielsweise 512 Samples bei einer Samplingrate von 48kHz oder auch rund 40ms) , bei dem nicht alle Samples gleich Null sind, eine Fourier- Transformation ausgeführt, lässt sich anschliessend, unter Zugrundelegung der Faktoren unterschiedlicher Messreihen von Raumimpulsen oder Freifeldmessungen im Fourier-Raum, siehe oben, jeweils für dieses Fenster eine Multiplikation (Faltung) mit bestimmten Faktoren xi ausführen. Now, for a channel of the original signal or for a signal derived from the original signal, for at least one window of suitable length (for example 512 samples at a sampling rate of 48 kHz or even about 40 ms), in which not all samples are equal to zero, a Fourier transformation Then, based on the factors of different measurement series of room pulses or free-field measurements in Fourier space, see above, a multiplication (convolution) with certain factors xi can be carried out for each window.
Werden jeweils die Resultate oder aus diesen Resultaten abgeleitete Signale, siehe oben, anschliessend vom Fourier- Raum in den Zeitraum transformiert, und werden die Kovarianzen der zuerst bestimmten apolaren Invarianten und der Funktionswerte dieser aus den transformierten MultiplikationenIf the results or signals derived from these results, see above, are subsequently transformed from the Fourier space into the period, and the covariances become the first determined apolar invariants and the function values of these from the transformed multiplications
(Faltungen) mit xi abgeleiteten Signale zum Zeitpunkt des Auftretens der apolaren Invarianten bestimmt, entspricht jene Kovarianz, die einem zuvor definierten Auswahl- oder Abbruchkriterium genügt (beispielsweise, dass der zugehörige Sample-Korrelationskoeffizient , siehe oben, in einer hinreichend kleinen Umgebung von 1 liegt), jener Multiplikation (Faltung) oder jenen Multiplikationen (Faltungen) mit xi, deren Semantik (Räumlichkeit) der Semantik(Convolutions) determined with xi-derived signals at the time of occurrence of apolar invariants corresponds to that covariance that meets a previously defined selection or termination criterion (for example, that the associated sample correlation coefficient, see above, in a sufficiently small environment of 1 ), that multiplication (convolution) or those multiplications (convolutions) with xi, their semantics (spatiality) of the semantics
(Räumlichkeit) des Originalsignals am nächsten kommt. (Spatiality) of the original signal comes closest.
Sämtliche Kanäle des Originalsignals oder sämtliche aus diesem Originalsignal abgeleiteten Kanäle werden nunmehr mit den zugehörigen Faktoren xi dieser Messreihe von Raumimpulsen oder Freifeldmessungen multipliziert (gefaltet) und ergeben somit einen Upmix, dessen Semantik (Räumlichkeit) so weit wie nur möglich der Semantik (Räumlichkeit) des Originalsignals entspricht . All channels of the original signal or all channels derived from this original signal are now multiplied (convoluted) by the corresponding factors xi of this series of measurements of room impulses or free field measurements and thus result in an upmix whose semantics (spatiality) as far as possible match the semantics (spatiality) of the room Original signal corresponds.
Dieses Vorgehen lässt sich optional auf eine beliebige Auswahl von benachbarten Kanälen des Originalsignals ausdehnen, um die im Mittel hinsichtlich ihrer Semantik (Räumlichkeit) beste Messreihe von Raumimpulsen oder Freifeldmessungen zu bestimmen . This procedure can optionally be extended to any selection of adjacent channels of the original signal, in order to determine the best measurement series of room impulses or free field measurements on the basis of their semantics (spatiality).
Dieser Ablauf ist in Fig. 13 dargestellt. Parallel dazu kann eine inverse Kodierung mit Dichotomie, siehe oben, gemäss der Schritte 8. bis 12. ausgeführt werden, wobei „optimierte Parametersatz für die zugehörige inverse Kodierung" und „inverse Kodierung" durch die „optimalen Faltung xi" ersetzt werden, und in Schritt 11. die Schritte 1. bis 7. durch die Fig. 13. This process is shown in FIG. In parallel, an inverse coding with dichotomy, see above, can be performed according to steps 8 to 12, replacing "optimized parameter set for the corresponding inverse coding" and "inverse coding" by the "optimal convolution xi", and in Step 11. Steps 1 to 7 through FIG. 13.
Anwendungsbeispiel für einen virtuellen Multikanal-Upmix (insbesondere 3D-Upmix) Die Multiplikation (Faltung) mit den Faktoren xi einer zugehörigen Messreihen-Datenbank lässt sich durch ein virtuelles Upmix-Verfahren, beispielsweise eine in EP1850639, WO2009138205, WO2011009649, WO2011009650, W02012016992 , WO2012032178, WO2014072513 und ECMA-407 beschriebene lineare oder nichtlineare inverse Kodierung, äquivalent ersetzen. Es werden in oben beschriebenem Vorgehen somit nicht die mittels xi verschiedener Messreihen gewonnenen Funktionswerte für die Bestimmung der Kovarianz herangezogen, sondern äquivalent die Funktionswerte von anhand dieser virtuellen Upmix-Verfahren gewonnenen oder abgeleiteten Kanälen. Es wird somit nicht jene Messreihe von Raumimpulsen oder Freifeldmessungen, sondern vielmehr jenes Upmix-Verfahren und/oder jene Parametrisierung dieses Upmix-Verfahrens ausgewählt, dessen Semantik (Räumlichkeit) der Semantik (Räumlichkeit) des Originalsignals am besten entspricht. Application example for a virtual multi-channel-upmix (especially 3D-Upmix) The multiplication (convolution) with the factors xi of an associated measurement series database can be achieved by a virtual upmixing method, for example a linear or nonlinear inverse coding as described in EP1850639, WO2009138205, WO2011009649, WO2011009650, WO2012016992, WO2012032178, WO2014072513 and ECMA-407. replace equivalently. Thus, in the above-described procedure, the function values obtained by means of xi of different measurement series are not used for the determination of the covariance, but equivalently the function values of channels obtained or derived on the basis of these virtual upmix methods. Thus, not that series of measurements of spatial impulses or free-field measurements is selected, but rather that upmixing method and / or that parameterization of this upmix method whose semantics (spatiality) most closely matches the semantics (spatiality) of the original signal.
Dieser Ablauf ist in Fig. 14 dargestellt. This process is shown in FIG.
Parallel dazu kann eine inverse Kodierung mit Dichotomie, siehe oben, gemäss der Schritte 8. bis 12. ausgeführt werden, wobei „optimierte Parametersatz für die zugehörige inverse Kodierung" und „inverse Kodierung" gegebenenfalls durch „virtueller Multikanal-Upmix" ersetzt werden. In parallel, an inverse coding with dichotomy, see above, can be performed according to steps 8 to 12, where "optimized parameter set for the associated inverse coding" and "inverse coding" are replaced by "virtual multichannel upmixing" if necessary.
Anwendungsbeispiel für einen virtuellen Multikanal-Upmix (insbesondere 3D-Upmix) in Kombination mit einer Messreihen- Datenbank Application example for a virtual multi-channel-upmix (especially 3D-Upmix) in combination with a measurement series database
Beide beschriebenen Vorgangsweisen lassen sich auch kombinieren: So lässt sich in einem ersten Schritt jene Messreihe von Raumimpulsen oder Freifeldmessungen und somit jene xi bestimmen, deren Semantik (Räumlichkeit) so weit wie nur möglich der Semantik (Räumlichkeit) des Originalsignals entspricht . Anschliessend wird gemäss obigem „Anwendungsbeispiel für einen Multikanal-Upmix (insbesondere 3D-Upmix) anhand einer Messreihen-Datenbank" wenigstens für die Zeitpunkte der bestimmten apolaren Invarianten des Originalsignals oder des aus dem Originalsignal abgeleiteten Signals der Multikanal- Upmix (insbesondere 3D-Upmix) anhand der xi bestimmt. Both procedures described can also be combined: In a first step, it is possible to determine the measurement series of room impulses or free-field measurements and thus those xi whose semantics (spatiality) corresponds as far as possible to the semantics (spatiality) of the original signal. Subsequently, according to the above "application example for a multichannel upmix (in particular 3D upmix) using a measurement series database" the multichannel upmix (in particular 3D upmix) at least for the times of the specific apolar invariants of the original signal or of the signal derived from the original signal determined by the xi.
Anschliessend wird für wenigstens diese Funktionswerte die Kovarianz dieses Multikanal-Upmix (insbesondere 3D-Upmix) mit den für wenigstens diese Funktionswerte äquivalenten Funktionswerten des virtuellen Multikanal-Upmix (insbesondere virtuellen 3D-Upmix) mit seinen zugehörigen Parametern bestimmt . Subsequently, the covariance of this multichannel upmix (in particular 3D upmix) with the function values of the virtual multichannel upmix (in particular virtual 3D upmix) equivalent to at least these function values is determined for at least these function values with its associated parameters.
Wird dieser Multikanal-Upmix (insbesondere 3D-Upmix) vollständig auf das Originalsignal oder auf aus diesem Originalsignal gewonnene Kanäle angewandt, ist das Ergebnis ein in Bezug auf die Semantik (Räumlichkeit) des Originalsignals und des durch Multiplikation (Faltung) mit den Faktoren xi erzielten Multikanal-Upmix (insbesondere 3D-Upmix) optimierter virtueller Multikanal-Upmix (insbesondere virtueller 3D-Upmix) . When this multichannel upmix (especially 3D upmix) is fully applied to the original signal or to channels derived from that original signal, the result is in terms of the semantics (spatiality) of the original signal and that obtained by multiplication (convolution) with the xi factors Multi-channel upmix (especially 3D upmix) optimized virtual multi-channel upmix (especially virtual 3D upmix).
Alternativ können auch die Invarianten des durch Multiplikation (Faltung) mit den Faktoren xi erzielten Multikanal-Upmix (insbesondere 3D-Upmix) bestimmt werden, und anschliessend gemäss obigem „Anwendungsbeispiel für einen virtuellen Multikanal-Upmix (insbesondere 3D-Upmix) " dieser optimale virtuelle Multikanal-Upmix (insbesondere virtuelle 3D-Upmix) mit seinen zugehörigen Parametern. Alternatively, the invariants of the multiplication (convolution) with the factors xi achieved multi-channel upmix (especially 3D Upmix) can be determined, and then according to the above "application example for a virtual multi-channel upmix (especially 3D Upmix)" this optimal virtual Multi-channel upmix (especially virtual 3D upmix) with its associated parameters.
Parallel dazu kann eine inverse Kodierung mit Dichotomie, siehe oben, gemäss der Schritte 8. bis 12. ausgeführt werden, wobei optional „optimierte Parametersatz für die zugehörige inverse Kodierung" und „inverse Kodierung" durch die „optimalen Faltung xi" ersetzt werden, und in Schritt 11. die Schritte 1. bis 7. durch die Fig. 13. Parallel to this, an inverse coding with dichotomy, see above, can be carried out according to steps 8 to 12, where optionally "optimized parameter set for the corresponding inverse coding" and "inverse coding" by the "Optimal folding xi" are replaced, and in step 11, the steps 1 to 7 through Fig. 13.
Alle beschriebenen Multikanal-Upmix-Verfahren (insbesondere 3D-Upmix-Verfahren) haben den Vorteil, dass gegenüber statistischen Modellen nur ein oder wenige Signalfenster genügen, um den bestmöglichen Multikanal-Upmix (insbesondere 3D-Upmix) mit geringstmöglicher Latenz zu bestimmen. Dies ermöglicht einen automatischen Upmix bei Echt Zeitanwendungen und somit beispielsweise die Live-Abwicklung von so generierten Multikanalsignalen im Sendebetrieb einer Radiooder Fernsehanstalt. All described multichannel upmix methods (in particular 3D upmix methods) have the advantage that only one or a few signal windows are sufficient in comparison with statistical models in order to determine the best possible multichannel upmix (in particular 3D upmix) with the lowest possible latency. This allows an automatic upmix in real-time applications and thus, for example, the live processing of multi-channel signals generated in the broadcasting operation of a radio or television broadcaster.
Schlussbemerkungen Closing remarks
Es ist möglich, dass für das zweite Signal Y gegenüber den bestimmten Invarianten des ersten Signal X eine Unscharfe besteht. Signale Y mit dieser Eigenschaft gelten als in den Erfindungsgegenstand mit eingeschlossen. It is possible that for the second signal Y there is a blurring with respect to the particular invariants of the first signal X. Signals Y having this property are considered included in the subject invention.
Es ist unmittelbar einzusehen, dass andere Transferfunktionen, die mit entsprechender Umformung die Transferfunktionen (6.), (7.) und (8.) darstellen, zu Bestimmung der apolaren Invarianten herangezogen werden können. DieseIt is immediately apparent that other transfer functions, which with appropriate transformation represent the transfer functions (6.), (7.) and (8.), can be used to determine the apolar invariants. These
Ausführungsvarianten gelten als in den Erfindungsgegenstand mit eingeschlossen. Variants are considered included in the subject invention.
Auch lässt sich anstelle der Kovarianz äquivalent die Korrelation betrachten (zur Definition der Korrelation, siehe oben) . Diese Ausführungsvarianten gelten als in den Erfindungsgegenstand mit eingeschlossen. Also, instead of the covariance, the correlation can be considered equivalently (for the definition of the correlation, see above). These embodiments are considered included in the subject invention.
Auch lassen sich andere Ausführungsvarianten und Parametersätze, siehe EP1850639, WO2009138205, W02011009649, WO2011009650, WO2012016992, WO2012032178 und WO2014072513, als in ECMA-407 beschrieben, für eine inverse Kodierung anwenden. Diese Ausführungsvarianten gelten als in denAlso, other embodiments and parameter sets, see EP1850639, WO2009138205, WO2011009649, WO2011009650, WO2012016992, WO2012032178 and WO2014072513, as described in ECMA-407, can be applied for inverse coding. These variants are considered in the
Erfindungsgegenstand mit eingeschlossen. Subject of the invention included.
Auch lassen sich äquivalente Dichotomien und/oder andere Gewichtungen, als in (30.), (31.) und (32.) beschrieben, bilden. Diese Ausführungsvarianten gelten als in den Erfindungsgegenstand mit eingeschlossen. Also, equivalent dichotomies and / or other weights than those described in (30), (31), and (32) can be formed. These embodiments are considered included in the subject invention.
Auch können sich die Faktoren xi für die Multiplikation (Faltung) mit einem Signal im zeitlichen Verlauf ändern. Die entstehenden Ausführungsvarianten gelten als in den Erfindungsgegenstand mit eingeschlossen. Also, the factors xi for multiplication (convolution) may change with a signal over time. The resulting embodiments are considered to be included in the subject invention.
Ein Parametersatz enthält zumindest einen Parameter zur A parameter set contains at least one parameter for
parametrischen Bestimmung eines Upmixes. Ein Signalanalyseparameter auf der Basis der Kovarianz kann die Kovarianz selbst oder jeder aus der Kovarianz gebildete Parameter, wie z.B. die Korrelation sein. parametric determination of an upmix. A signal analysis parameter based on covariance may be the covariance itself or any parameter formed from the covariance, such as e.g. to be the correlation.
Bestimmen von ausgewählten Punkten in einem ersten Signal auf der Basis von Invarianten des Signals funktioniert in der Determining selected points in a first signal based on invariants of the signal works in the
Regel so, dass die Punkte des ersten Signals ausgewählt Usually so that the points of the first signal are selected
werden, an denen das erste Signal bzw. ein Funktionswert des ersten Signalwerts an diesem Punkt eine Invariantenbedingung erfüllt. Die Invariantenbedingung wird in der Regel wie oben beschrieben auf der Basis von wenigstens zwei Kanälen des ersten Signals bestimmt (zweidimensionales oder at which the first signal or a function value of the first signal value at this point fulfills an invariant condition. The invariant condition is typically determined as described above based on at least two channels of the first signal (two-dimensional or two-channel)
mehrdimensionales erstes Signal) . Die ausgewählten Punkte können sowohl ausgewählte Samplepunkte, z.B. die der multidimensional first signal). The selected points can be both selected sample points, e.g. the the
Invariantenbedingung am nächsten liegenden Samplepunkte, als auch ausgewählte Interpolationspunkte, die durch Interpolation zwischen den der Invariantenbedingung am nächsten liegenden zwei benachbarten Samplepunkten erzeugt werden, als auch andere Punkte, die in einer geeigneten Umgebung um den Punkt liegen, an dem die Invariantenbedingung erfüllt ist, sein. Ein Signal hat in der Praxis eine bestimmte Anzahl von Samplepunkten . Das Auswählen von Punkten auf der Basis von Invarianten des Signals kann zu einer Anzahl von ausgewählten Punkten führen, die zwischen Null und der bestimmten Anzahl von Samplepunkten liegt. In theoretischen Grenzfällen kann die Anzahl von ausgewählten Punkten auch Null oder die bestimmte Anzahl von Samplepunkten annehmen. Aber in der Regel ist die Anzahl von ausgewählten Punkten kleiner als die bestimmte Anzahl von Samplepunkten. In der Regel sind die ausgewählten Punkte nicht in gleichen Abständen oder Invariant condition of nearest sample points, as well as selected interpolation points generated by interpolation between the two adjacent sample points closest to the invariant condition, as well as other points lying in an appropriate environment around the point where the invariant condition is met , One Signal has a certain number of sample points in practice. Selecting points based on invariants of the signal may result in a number of selected points that is between zero and the determined number of sample points. In theoretical limit cases, the number of selected points may also assume zero or the certain number of sample points. But, as a rule, the number of selected points is less than the specified number of sample points. In general, the selected points are not evenly spaced or
statistisch/willkürlich ausgewählt, sondern werden algebraisch auf der Basis der Invarianten ausgewählt. Dies kann je nach Signaltyp zu verschiedenen Reduktionsgraden führen. Für are randomly / randomly selected, but are selected algebraically on the basis of the invariants. This can lead to different degrees of reduction depending on the signal type. For
Gaußsche Signale, wie z.B. Audiosignale, kann dies zu einer Reduktion um mehr als 80% oder 90% oder 95%, teilweise zu einer noch höheren Reduktion, führen, und zu gleichbleibender oder verbesserter Qualität gegenüber statistischen Verfahren, die den Stand der Technik bilden, führen. Gaussian signals, e.g. This may result in a reduction of more than 80% or 90% or 95%, in some cases an even higher reduction, and lead to consistent or improved quality over prior art statistical methods.

Claims

PATENTA S PRÜCHE PATENTA'S TEST
1. Verfahren zur Signalanalyse eines ersten Signals und eines zweiten Signals aufweisend die Schritte: A method of signal analysis of a first signal and a second signal comprising the steps of:
Bestimmen von ausgewählten Punkten in dem ersten Signal auf der Basis von Invarianten des ersten Signals;  Determining selected points in the first signal based on invariants of the first signal;
Bestimmen eines Signalanalyseparameters auf der Basis der Kovarianz der ausgewählten Punkte des ersten Signals mit dem zweiten Signal.  Determining a signal analysis parameter based on the covariance of the selected points of the first signal with the second signal.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kovarianz zwischen den ausgewählten Punkten des ersten Signals und ausgewählten Punkten des zweiten Signals berechnet wird. The method of claim 1, wherein the covariance between the selected points of the first signal and selected points of the second signal is calculated.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die ausgewählten Punkte des zweiten Signals auf der Basis des zweiten Signals oder auf der Basis der ausgewählten Punkte des ersten Signals bestimmt werden . 3. The method of claim 2, wherein the selected points of the second signal are determined based on the second signal or based on the selected points of the first signal.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die ausgewählten Punkte des zweiten Signals den ausgewählten Punkten des ersten The method of claim 3, wherein the selected points of the second signal correspond to the selected points of the first
Signals entsprechen. Correspond to signal.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Signal auf der Basis wenigstens eines ersten 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the first signal based on at least a first
Eingangssignals bestimmt wird und das zweite Signal auf der Basis des wenigstens einen zweiten Eingangssignals bestimmt wird .  Input signal is determined and the second signal is determined on the basis of the at least one second input signal.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das erste Signal zwei- oder mehrdimensional und/oder das zweite Signal zwei- oder mehrdimensional ist. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the first signal is two- or multi-dimensional and / or the second signal is two- or multi-dimensional.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Kovarianz der ausgewählten Punkte des ersten Signals mit einem zweiten Signal auf der Basis nur einer Dimension des ersten Signals und/oder nur einer Dimension des zweiten Signals bestimmt wird . 7. The method of claim 6, wherein the covariance of the selected points of the first signal with a second Signal is determined on the basis of only one dimension of the first signal and / or only one dimension of the second signal.
8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Kovarianz der ausgewählten Punkte des ersten Signals mit einem zweiten 8. The method of claim 6, wherein the covariance of the selected points of the first signal with a second
Signal auf der Basis mindestens zweier Dimensionen des ersten Signals und/oder mindestens zweier Dimensionen des zweiten Signals bestimmt wird. Signal is determined on the basis of at least two dimensions of the first signal and / or at least two dimensions of the second signal.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Signalanalyseparameter auf der Basis der Korrelation der ausgewählten Punkte des ersten Signals mit einem zweiten 9. The method of claim 1, wherein the signal analysis parameter is based on the correlation of the selected points of the first signal with a second one
Signal bestimmt wird. Signal is determined.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das erste Signal auf der Basis eines ersten Basissignals und eines Basissignals des ersten Signals bestimmt wird und das zweite Signal auf der Basis eines ersten Basissignals und eines 10. The method of claim 1, wherein the first signal is determined based on a first base signal and a base signal of the first signal, and the second signal is determined based on a first base signal and a first base signal
Basissignals des zweiten Signals bestimmt wird. Base signal of the second signal is determined.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das erste Signal auf der Basis einer Funktion in Abhängigkeit des ersten 11. The method of claim 10, wherein the first signal is based on a function of the first
Basissignals und des Basissignals des ersten Signals und das zweite Signal auf der Basis dergleichen Funktion in Base signal and the base signal of the first signal and the second signal based on the same function in
Abhängigkeit des ersten Basissignals und des Basissignals des zweiten Signals bestimmt wird.  Dependence of the first base signal and the base signal of the second signal is determined.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Funktion wie folgt lautet -= [x(t) (—1 + i) + y(t) (1 + i)] mit dem ersten The method of claim 11, wherein the function is - = [x (t) (-1 + i) + y (t) (1 + i)] with the first one
V2  V2
Basissignal x(t) und dem zweiten Basissignal y(t), wobei die erste Dimension der reelle Raum und die zweite Dimension der imaginäre Raum ist. Base signal x (t) and the second base signal y (t), where the first dimension is the real space and the second dimension is the imaginary space.
13. Verfahren zur Bestimmung eines Zielparametersatzes aufweisend die Schritte: 13. A method for determining a target parameter set comprising the steps:
Bereitstellen eines ersten bereitgestellten Signals; Bestimmen eines ersten parametrisierten Signals auf der Basis eines Parametersatzes;  Providing a first provided signal; Determining a first parameterized signal based on a parameter set;
Bestimmen eines Signalanalyseparameters nach dem Verfahren zur Signalanalyse des ersten bereitgestellten  Determining a signal analysis parameter according to the signal analysis method of the first provided
Signals und des ersten parametrisierten Signals nach einem der vorigen Ansprüche; Signal and the first parameterized signal according to any one of the preceding claims;
Bestimmen mindestens eines weiteren ersten  Determine at least one other first
parametrisierten Signals auf der Basis zumindest eines parameterized signal based on at least one
weiteren Parametersatzes; further parameter set;
Bestimmen mindestens eines weiteren  Determine at least one other
Signalanalyseparameters nach dem Verfahren zur Signalanalyse des ersten bereitgestellten Signals und des zumindest einen weiteren ersten parametrisierten Signals nach einem der vorigen Ansprüche; Signal analysis parameters according to the method for signal analysis of the first signal provided and the at least one further first parameterized signal according to one of the preceding claims;
Vergleichen des Signalanalyseparameters und dem  Compare the signal analysis parameter and the
zumindest einem weiteren Signalanalyseparameter zur Bestimmung eines Zielparametersatzes zur Bestimmung des ersten at least one further signal analysis parameter for determining a target parameter set for determining the first
parametrisierten Signals. parameterized signal.
14. Verfahren nach Anspruch 13, aufweisend die weiteren Schritte : 14. The method according to claim 13, comprising the further steps:
Bereitstellen eines zweiten bereitgestellten Signals; Providing a second provided signal;
Bestimmen eines zweiten parametrisierten Signals auf der Basis des Parametersatzes; Determining a second parameterized signal based on the parameter set;
Bestimmen des Signalanalyseparameters nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12 mit dem ersten  Determining the signal analysis parameter according to the method of any one of claims 10 to 12 with the first
bereitgestellten Signal und dem zweiten bereitgestellten provided signal and the second provided
Signal als erstes Basissignal und zweites Basissignal des ersten Signals und mit dem ersten parametrisierten Signal und dem zweiten parametrisierten Signal als erstes Basissignal und zweites Basissignal des zweiten Signals; Signal as first base signal and second base signal of the first signal and with the first parameterized signal and the second parameterized signal as the first base signal and the second base signal of the second signal;
Bestimmen mindestens eines weiteren zweiten parametrisierten Signals auf der Basis des zumindest einen weiteren Parametersatzes; Determining at least one further second parameterized signal based on the at least one further parameter set;
Bestimmen des mindestens einen weiteren  Determining the at least one other
Signalanalyseparameters nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12 mit dem ersten bereitgestellten Signal und dem zweiten bereitgestellten Signal als ersten Basissignals und zweiten Basissignals des ersten Signals und mit dem Signal analysis parameters according to the method of any one of claims 10 to 12 with the first signal provided and the second provided signal as the first base signal and the second base signal of the first signal and with the
zumindest einen weiteren ersten parametrisierten Signal und dem zumindest einen weiteren zweiten parametrisierten Signal als ersten Basissignals und zweiten Basissignals des zweiten Signals . at least one further first parameterized signal and the at least one further second parameterized signal as the first base signal and the second base signal of the second signal.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei das erste parametrisierte Signal und/oder das zweite parametrisierte Signal auf der Basis des Parametersatzes und auf der Basis des ersten bereitgestellten Signals und/oder des zweiten 15. The method of claim 13, wherein the first parameterized signal and / or the second parameterized signal are based on the parameter set and based on the first provided signal and / or the second parameterized signal
bereitgestellten Signals bestimmt wird/werden. provided signal is / are determined.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das erste 16. The method of claim 15, wherein the first
bereitgestellte Signal und/oder das zweite bereitgestellteprovided signal and / or the second provided
Signal komprimiert wird/werden, und das erste parametrisierte Signal und/oder das zweite parametrisierte Signal auf der Basis des Parametersatzes und auf der Basis des komprimierten ersten bereitgestellten Signals und/oder zweiten Signal is / are compressed, and the first parameterized signal and / or the second parameterized signal on the basis of the parameter set and on the basis of the compressed first signal provided and / or second
bereitgestellten Signals bestimmt wird/werden. provided signal is / are determined.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das erste bereitgestellte Signal und das zweite bereitgestellte Signal zu einem Downmixsignal verarbeitet werden, und das erste parametrisierte Signal und das zweite parametrisierte17. The method of claim 14, wherein the first provided signal and the second provided signal are processed into a downmix signal, and the first parameterized signal and the second parameterized one
Signal auf der Basis des Parametersatzes und auf der Basis des Downmixsignals bestimmt wird/werden. Signal is / are determined on the basis of the parameter set and on the basis of the downmix signal.
18. Verfahren nach Anspruch 15, wobei ein Upmixsignal mit mindestens drei Kanälen auf der Basis des ersten bereitgestellten Signals und des zweiten bereitgestellten 18. The method of claim 15, wherein an upmix signal having at least three channels based on the first provided signal and the second provided
Signals bestimmt wird, und das erste parametrisierte Signal und das zweite parametrisierte Signal auf der Basis zweier oder mehrerer Kanäle des Upmixsignals bestimmt wird. Signal is determined, and the first parameterized signal and the second parameterized signal on the basis of two or more channels of the upmix signal is determined.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Kanäle des 19. The method according to claim 18, wherein the channels of the
Upmixsignals durch Faltung des ersten bereitgestellten Signals und des zweiten bereitgestellten Signals mit verschiedenen Impulsantwortfunktionen bestimmt werden, wobei die Upmixsignals be determined by convolution of the first signal provided and the second signal provided with different impulse response functions, the
Impulsantwortfunktionen den Parametersatz bilden. Impulse response functions form the parameter set.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei das mindestens eine weitere erste parametrisierte Signal und/oder das mindestens eine weitere zweite parametrisierte Signal auf der Basis des zumindest einen weiteren ersten bereitgestellten Signals und/oder des mindestens einen weiteren zweiten 20. The method according to claim 14, wherein the at least one further first parameterized signal and / or the at least one further second parameterized signal are based on the at least one further first provided signal and / or the at least one further second
bereitgestellten Signals bestimmt wird/werden wie das erste parametrisierte Signal und/oder das zweite parametrisierte Signal auf der Basis des Parametersatzes und auf der Basis des ersten bereitgestellten Signals und/oder des zweiten provided signal is / are determined as the first parameterized signal and / or the second parameterized signal on the basis of the parameter set and on the basis of the first signal provided and / or the second
bereitgestellten Signals bestimmt wird/werden. provided signal is / are determined.
21. Verfahren zur Bestimmung von Zielparametersätzen für eine Mehrzahl von benachbarten Signalfenstern aufweisend die Schritte: 21. A method for determining target parameter sets for a plurality of adjacent signal windows, comprising the steps:
Bestimmen eines Zielparametersatzes für ein erstes Signalfenster ;  Determining a destination parameter set for a first signal window;
Bestimmen eines charakteristischen Werts für einen Signalinhalt des Signalfensters;  Determining a characteristic value for a signal content of the signal window;
Bestimmen des charakteristischen Werts für einen Determine the characteristic value for a
Signalinhalt eines zweiten Signalfensters, das dem ersten Signal content of a second signal window, the first
Signalfenster nachfolgt; Signal window follows;
Vergleichen des charakteristischen Werts des ersten Signalfensters mit dem charakteristischen Wert des zweiten Signalfensters; Bestimmen auf der Basis des Vergleichsergebnisses, ob der Zielparametersatz des ersten Signalfensters für das zweite Signalfenster verwendet wird, oder ob ein neuer Comparing the characteristic value of the first signal window with the characteristic value of the second signal window; Determining whether the target parameter set of the first signal window is used for the second signal window or a new one based on the comparison result
Zielparametersatz für das zweite Signalfenster bestimmt wird. Destination parameter set for the second signal window is determined.
22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Differenz des charakteristischen Wertes des ersten Signalfensters und des charakteristischen Werts des zweiten Signalfensters bestimmt wird, wobei dem zweiten Signalfenster der Parametersatze und der neue Parametersatze zugeordnet wird, wenn die Differenz über einem Schwellwert liegt. 22. The method of claim 21, wherein the difference of the characteristic value of the first signal window and the characteristic value of the second signal window is determined, the second signal window being assigned to the parameter set and the new parameter set if the difference is above a threshold value.
23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei, wenn die Differenz des charakteristischen Wertes des ersten Signalfensters und des charakteristischen Werts des zweiten Signalfensters oberhalb eines weiteren Schwellwerts, aber unterhalb des 23. The method of claim 22, wherein when the difference of the characteristic value of the first signal window and the characteristic value of the second signal window is above a further threshold, but below the
Schwellwerts liegt und wenn einem dritten Signalfenster, das innerhalb einer Anzahl von Signalfenstern dem zweiten Threshold is and if a third signal window within a number of signal windows the second
Signalfenster nachfolgt, die kleiner ist als eine bestimmte Anzahl, so wird den Signalfenstern zwischen dem zweiten und dritten Signalfenstern der Parametersatz und ein neuer Signal window follows, which is smaller than a certain number, then the signal window between the second and third signal windows, the parameter set and a new
Parametersatz zugeordnet, wobei der neue Parametersatz auf der Basis des dritten Signalfensters berechnet wird. Parameter set assigned, wherein the new parameter set is calculated on the basis of the third signal window.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, wobei die Zuordnung von zwei Parametersätzen zu einem oder mehreren Signalfenstern auf der Basis von Fading, insbesondere von linearem Fading, geschieht . 24. The method of claim 22 or 23, wherein the assignment of two parameter sets to one or more signal windows on the basis of fading, in particular of linear fading occurs.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei der25. The method according to any one of claims 21 to 24, wherein the
Parametersatz für jedes Signalfenster nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20 bestimmt wird. Parameter set for each signal window is determined by the method according to one of claims 13 to 20.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, wobei die Signale Audiosignale sind. 26. The method of claim 1, wherein the signals are audio signals.
27. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorigen 27. Application of the method according to one of the previous ones
Ansprüche in einem Audiokodierer . Claims in an audio encoder.
28. Vorrichtung ausgebildet, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26 auszuführen. 28. Device designed to carry out the method according to one of claims 1 to 26.
29. Computerprogram ausgebildet bei Ausführung auf einem Prozessor ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26 aus zuführen . 29. Computer program formed when executed on a processor to perform a method according to one of claims 1 to 26 from.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3937515A1 (en) 2020-07-06 2022-01-12 Clemens Par Invariance controlled electroacoustic transducer

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1850639A1 (en) 2006-04-25 2007-10-31 Clemens Par Systems for generating multiple audio signals from at least one audio signal
WO2009138205A1 (en) 2008-05-13 2009-11-19 Clemens Par Angle-dependent operating device or method for obtaining a pseudo-stereophonic audio signal
WO2011009649A1 (en) 2009-07-22 2011-01-27 Stormingswiss Gmbh Device and method for improving stereophonic or pseudo-stereophonic audio signals
WO2012016992A2 (en) 2010-08-03 2012-02-09 Stormingswiss Gmbh Device and method for evaluating and optimizing signals on the basis of algebraic invariants
WO2012032178A1 (en) 2010-09-10 2012-03-15 Stormingswiss Gmbh Apparatus and method for the time-oriented evaluation and optimization of stereophonic or pseudo-stereophonic signals
WO2014072513A1 (en) 2012-11-09 2014-05-15 Stormingswiss Sàrl Non-linear inverse coding of multichannel signals

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1850639A1 (en) 2006-04-25 2007-10-31 Clemens Par Systems for generating multiple audio signals from at least one audio signal
WO2009138205A1 (en) 2008-05-13 2009-11-19 Clemens Par Angle-dependent operating device or method for obtaining a pseudo-stereophonic audio signal
WO2011009649A1 (en) 2009-07-22 2011-01-27 Stormingswiss Gmbh Device and method for improving stereophonic or pseudo-stereophonic audio signals
WO2011009650A1 (en) 2009-07-22 2011-01-27 Stormingswiss Gmbh Device and method for optimizing stereophonic or pseudo-stereophonic audio signals
WO2012016992A2 (en) 2010-08-03 2012-02-09 Stormingswiss Gmbh Device and method for evaluating and optimizing signals on the basis of algebraic invariants
WO2012032178A1 (en) 2010-09-10 2012-03-15 Stormingswiss Gmbh Apparatus and method for the time-oriented evaluation and optimization of stereophonic or pseudo-stereophonic signals
WO2014072513A1 (en) 2012-11-09 2014-05-15 Stormingswiss Sàrl Non-linear inverse coding of multichannel signals

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3937515A1 (en) 2020-07-06 2022-01-12 Clemens Par Invariance controlled electroacoustic transducer
WO2022008092A1 (en) 2020-07-06 2022-01-13 Clemens Par Invariance-controlled electroacoustic transmitter

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