СПОСОБ И ПРОЦЕССОР СИГНАЛОВ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МНОЖЕСТВА ВХОДНЫХ КАНАЛОВ ИЗ КОНФИГУРАЦИИ ВХОДНЫХ КАНАЛОВ В ВЫХОДНЫЕ КАНАЛЫ ИЗ КОНФИГУРАЦИИ ВЫХОДНЫХ КАНАЛОВ Российский патент 2017 года по МПК H04S7/00 H04S3/00 G10L19/00 

Настоящее изобретение относится к способам и процессорам сигналов для преобразования множества входных каналов из конфигурации входных каналов в выходные каналы из конфигурации выходных каналов и, в частности, к способам и устройствам, подходящим для понижающего преобразования формата между различными конфигурациями каналов громкоговорителей.

Инструментальные средства пространственного кодирования аудио известны в данной области техники и стандартизированы, например, в стандарте объемного звучания MPEG. Пространственное кодирование аудио начинается с множества исходных входных, например, пяти или семи входных каналов, которые идентифицируются посредством их размещения в компоновке для воспроизведения, например, в качестве левого канала, центрального канала, правого канала, левого канала объемного звучания, правого канала объемного звучания и канала улучшения низких частот (LFE). Пространственный аудиокодер может извлекать один или более каналов понижающего микширования из исходных каналов и, дополнительно, может извлекать параметрические данные, связанные с пространственными сигнальными метками, такие как межканальные разности уровней в значениях канальной когерентности, межканальные разности фаз, межканальные разности времен и т.д. Один или более каналов понижающего микширования передаются вместе с параметрической вспомогательной информацией, указывающей пространственные сигнальные метки, в пространственный аудиодекодер для декодирования каналов понижающего микширования и ассоциированных параметрических данных, чтобы в итоге получать выходные каналы, которые являются аппроксимированной версией исходных входных каналов. Размещение каналов в выходной компоновке может быть фиксированным, например, как 5.1-формат, 7.1-формат и т.д.

Кроме того, инструментальные средства пространственного кодирования аудиообъектов известны в данной области техники и стандартизированы, например, в MPEG SAOC-стандарте (SAOC – пространственное кодирование аудиообъектов, spatial audio object coding). В отличие от пространственного кодирования аудио, начинающегося с исходных каналов, пространственное кодирование аудиообъектов начинается с аудиообъектов, которые автоматически не выделяются для определенной компоновки для воспроизведения при рендеринге. Наоборот, размещение аудиообъектов в сцене для воспроизведения является гибким и может задаваться пользователем, например, посредством ввода определенной информации рендеринга в декодер по стандарту пространственного кодирования аудиообъектов. Альтернативно или дополнительно, информация рендеринга может передаваться в качестве дополнительной вспомогательной информации или метаданных; информация рендеринга может включать в себя информацию того, в какой позиции в компоновке для воспроизведения определенный должен быть размещен аудиообъект (например, во времени). Чтобы получать определенное сжатие данных, определенное число аудиообъектов кодируется с использованием SAOC-кодера, который вычисляет, из входных объектов, один или более транспортных каналов посредством понижающего микширования объектов в соответствии с определенной информацией понижающего микширования. Кроме того, SAOC-кодер вычисляет параметрическую вспомогательную информацию, представляющую межобъектные сигнальные метки, такую как разности уровней объектов (OLD), значения когерентности объектов и т.д. Аналогично SAC (SAC – пространственное кодирование аудио), межобъектные параметрические данные вычисляются для отдельных частотно-временных мозаичных фрагментов. Для определенного кадра (например, 1024 или 2048 выборок) аудиосигнала, рассматриваются множество полос частот (например, 24, 32 или 64 полосы частот), так что параметрические данные предоставляются для каждого кадра и каждой полосы частот. Например, когда аудио фрагмент имеет 20 кадров, и когда каждый кадр подразделяется на 32 полосы частот, число частотно-временных мозаичных фрагментов равно 640.

Требуемый формат воспроизведения, т.е. конфигурация выходных каналов (конфигурация выходных громкоговорителей) может отличаться от конфигурации входных каналов, при этом число выходных каналов, в общем, отличается от числа входных каналов. Таким образом, преобразование формата может требоваться для того, чтобы преобразовывать входные каналы из конфигурации входных каналов в выходные каналы из конфигурации выходных каналов.

Задача, лежащая в основе настоящего изобретения, заключается в том, чтобы предоставлять проверенный подход для гибкого преобразования входных каналов из конфигурации входных каналов в выходные каналы в конфигурации выходных каналов.

Это задача решается посредством способа по п. 1, компьютерной программы по п. 25, процессора сигналов по п. 26 и аудиодекодера по п. 27.

Варианты осуществления изобретения предоставляют способ для преобразования множества входных каналов из конфигурации входных каналов в выходные каналы из конфигурации выходных каналов, при этом способ содержит:

- предоставление набора правил, ассоциированного с каждым входным каналом из множества входных каналов, при этом правила в наборе задают различные преобразования между ассоциированным входным каналом и набором выходных каналов;

- для каждого входного канала из множества входных каналов, осуществление доступа к правилу, ассоциированному с входным каналом, определение того, присутствует ли набор выходных каналов, заданных в правиле, к которому осуществляют доступ, в конфигурации выходных каналов, и выбор правила, к которому осуществляют доступ, если набор выходных каналов, заданных в правиле, к которому осуществляют доступ, присутствует в конфигурации выходных каналов; и

- преобразование входных каналов в выходные каналы согласно выбранному правилу.

Варианты осуществления изобретения предоставляют компьютерную программу для осуществления такого способа при выполнении на компьютере или в процессоре. Варианты осуществления изобретения предоставляют процессор сигналов, содержащий процессор, сконфигурированный или запрограммированный с возможностью осуществлять такой способ. Варианты осуществления изобретения предоставляют аудиодекодер, содержащий такой процессор сигналов.

Варианты осуществления изобретения основаны на новом подходе, при котором набор правил, описывающий потенциальные преобразования входных-выходных каналов, ассоциирован с каждым входным каналом из множества входных каналов, и при котором одно правило из набора правил выбирается для данной конфигурации входных-выходных каналов. Соответственно, правила не ассоциированы с конфигурацией входных каналов или с конкретной конфигурацией входных каналов. Таким образом, для данной конфигурации входных каналов и конкретной конфигурации выходных каналов, для каждого из множества входных каналов, присутствующих в данной конфигурации входных каналов, к ассоциированному набору правил осуществляется доступ, чтобы определять то, какое из правил совпадает с данной конфигурацией выходных каналов. Правила могут задавать один или более коэффициентов, которые должны применяться к входным каналам непосредственно, либо могут задавать процесс, который должен применяться для того, чтобы извлекать коэффициенты, которые должны применяться к входным каналам. На основе коэффициентов, может формироваться матрица коэффициентов, к примеру, матрица понижающего микширования (DMX), которая может применяться к входным каналам данной конфигурации входных каналов, чтобы преобразовывать ее в выходные каналы данной конфигурации выходных каналов. Поскольку набор правил ассоциирован с входными каналами, а не с конфигурацией входных каналов или с конкретной конфигурацией входных-выходных каналов, изобретательский подход может гибко использоваться для различных конфигураций входных каналов и различных конфигураций выходных каналов.

В вариантах осуществления изобретения, каналы представляют аудиоканалы, при этом каждый входной канал и каждый выходной канал имеют направление, в котором расположен ассоциированный громкоговоритель относительно центральной позиции слушателя.

Ниже описываются варианты осуществления настоящего изобретения относительно прилагаемых чертежей, на которых:

Фиг. 1 показывает общее представление трехмерного аудиокодера трехмерной аудиосистемы;

Фиг. 2 показывает общее представление трехмерного аудиодекодера трехмерной аудиосистемы;

Фиг. 3 показывает пример для реализации преобразователя форматов, который может реализовываться в трехмерном аудиодекодере по фиг. 2;

Фиг. 4 показывает схематичный вид сверху конфигурации громкоговорителей;

Фиг. 5 показывает схематичный вид сзади другой конфигурации громкоговорителей;

Фиг. 6a показывает блок-схему процессора сигналов для преобразования входных каналов из конфигурации входных каналов в выходные каналы из конфигурации выходных каналов;

Фиг. 6b показывает процессор сигналов согласно варианту осуществления изобретения;

Фиг. 7 показывает способ для преобразования входных каналов из конфигурации входных каналов в выходные каналы из конфигурации выходных каналов; и

Фиг. 8 подробнее показывает пример этапа преобразования.

Перед подробным описанием вариантов осуществления изобретательского подхода, приводится краткое представление системы трехмерных аудиокодеков, в которой может реализовываться изобретательский подход.

Фиг. 1 и 2 показывают алгоритмические блоки трехмерной аудиосистемы в соответствии с вариантами осуществления. Более конкретно, фиг. 1 показывает общее представление трехмерного аудиокодера 100. Аудиокодер 100 принимает в схеме 102 модуля предварительного рендеринга/микшера, которая необязательно может быть предоставлена, входные сигналы, более конкретно множество входных каналов, предоставляющих в аудиокодер 100 множество сигналов 104 каналов, множество сигналов 106 объектов и соответствующих метаданных 108 объектов. Сигналы 106 объектов, обработанные посредством модуля 102 предварительного рендеринга/микшера (см. сигналы 110), может предоставляться в SAOC-кодер 112 (SAOC – пространственное кодирование аудиообъектов). SAOC-кодер 112 формирует транспортные SAOC-каналы 114, предоставленные для входов USAC-кодера 116 (USAC – стандартизированное кодирование речи и аудио). Помимо этого, SAOC-SI 118 сигналов (SAOC-SI – вспомогательная информация SAOC) также предоставляется во входы USAC-кодера 116. USAC-кодер 116 дополнительно принимает сигналы 120 объектов непосредственно из модуля предварительного рендеринга/микшера, а также сигналы каналов и предварительно подготовленные посредством рендеринга сигналы 122 объектов. Информация 108 метаданных объектов применяется к OAM-кодеру 124 (OAM – метаданные объектов), предоставляющему сжатую информацию 126 метаданных объектов в USAC-кодер. USAC-кодер 116, на основе вышеуказанных входных сигналов, формирует сжатый выходной сигнал MP4, как показано на 128.

Фиг. 2 показывает общее представление трехмерного аудиодекодера 200 трехмерной аудиосистемы. Кодированный сигнал 128 (MP4), сформированный посредством аудиокодера 100 по фиг. 1, принимается в аудиодекодере 200, более конкретно в USAC-декодере 202. USAC-декодер 202 декодирует принимаемый сигнал 128 в сигналы 204 каналов, предварительно подготовленные посредством рендеринга сигналы 206 объектов, сигналы 208 объектов и сигналы 210 транспортных SAOC-каналов. Дополнительно, сжатая информация 212 метаданных объектов и SAOC-SI 214 сигналов выводится посредством USAC-декодера. Сигналы 208 объектов предоставляются в модуль 216 рендеринга объектов, выводящий подготовленные посредством рендеринга сигналы 218 объектов. Сигналы 210 транспортных SAOC-каналов предоставляются в SAOC-декодер 220, выводящий подготовленные посредством рендеринга сигналы 222 объектов. Сжатая метаинформация 212 объектов предоставляется в OAM-декодер 224, выводящий соответствующие управляющие сигналы в модуль 216 рендеринга объектов и SAOC-декодер 220 для формирования подготовленных посредством рендеринга сигналов 218 объектов и подготовленных посредством рендеринга сигналов 222 объектов. Декодер дополнительно содержит микшер 226, принимающий, как показано на фиг. 2, входные сигналы 204, 206, 218 и 222 для вывода сигналов 228 каналов. Сигналы каналов могут непосредственно выводиться в громкоговоритель, например, 32-канальный громкоговоритель, как указано на 230. Альтернативно, сигналы 228 могут предоставляться в схему 232 преобразования форматов, принимающую в качестве управляющего ввода сигнал схемы размещения для воспроизведения, указывающий способ, которым должны преобразовываться сигналы 228 каналов. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 2, предполагается, что преобразование должно выполняться таким образом, что сигналы могут предоставляться в акустическую 5.1-систему, как указано на 234. Кроме того, сигналы 228 каналов предоставляются в модуль 236 бинаурального рендеринга, формирующий два выходных сигнала, например, для наушника, как указано на 238.

Система кодирования/декодирования, проиллюстрированная на фиг. 1 и 2, может быть основана на MPEG-D USAC-кодеке для кодирования сигналов каналов и объектов (см. сигналы 104 и 106). Чтобы повышать эффективность для кодирования большого количества объектов, может использоваться MPEG SAOC-технология. Три типа модулей рендеринга могут выполнять задачи рендеринга объектов в каналы, рендеринга каналов в наушники или рендеринга каналов в другую компоновку громкоговорителей (см. фиг. 2, ссылки с номерами 230, 234 и 238). Когда сигналы объектов явно передаются или параметрически кодируются с использованием SAOC, соответствующая информация 108 метаданных объектов сжимается (см. сигнал 126) и мультиплексируется в трехмерный поток 128 аудиобитов.

Фиг. 1 и 2 показывают алгоритмические блоки для полной трехмерной аудиосистемы, которая подробнее описывается ниже.

Модуль 102 предварительного рендеринга/микшер необязательно может быть предоставлен для того, чтобы преобразовывать сцену ввода каналов плюс объектов в сцену каналов перед кодированием. Функционально, он является идентичным модулю рендеринга объектов/микшеру, который подробно описывается ниже. Предварительный рендеринг объектов может требоваться для того, чтобы обеспечивать детерминированную энтропию сигналов на входе кодера, которая по существу является независимой от числа одновременно активных сигналов объектов. При предварительном рендеринге объектов, не требуется передача метаданных объектов. Сигналы дискретных объектов подготовлены посредством рендеринга в схему размещения каналов, которую кодер выполнен с возможностью использовать. Весовые коэффициенты объектов для каждого канала получаются из ассоциированных метаданных объектов (OAM).

USAC-кодер 116 представляет собой базовый кодек для сигналов каналов громкоговорителя, сигналов дискретных объектов, сигналов понижающего микширования объектов и предварительно подготовленных посредством рендеринга сигналов. Он основан на MPEG-D USAC-технологии. Он обрабатывает кодирование вышеуказанных сигналов посредством создания информации преобразования каналов и объектов на основе геометрической и семантической информации назначения входных каналов и объектов. Эта информация преобразования описывает то, как входные каналы и объекты преобразуются в USAC-канальные элементы, такие как элементы канальных пар (CPE), одноканальные элементы (SCE), низкочастотные эффекты (LFE) и элементы канальных четверок (QCE), и CPE, SCE и LFE и соответствующая информация передается в декодер. Все дополнительные SAOC-данные 114, 118 в форме рабочих данных или метаданные 126 объектов рассматриваются при управлении скоростью кодеров. Кодирование объектов является возможным различными способами, в зависимости от требований по искажению в зависимости от скорости передачи и требований по интерактивности для модуля рендеринга. В соответствии с вариантами осуществления, возможны следующие варианты кодирования объектов:

Предварительно подготовленные посредством рендеринга объекты: Сигналы объектов подготавливаются посредством рендеринга и сводятся в 22.2-канальные сигналы перед кодированием. Последующая цепочка кодирования видит 22.2-канальные сигналы.

Формы сигналов дискретных объектов: Объекты предоставляются в качестве монофонических форм сигнала в кодер. Кодер использует одноканальные элементы (SCE), чтобы передавать объекты в дополнение к сигналам каналов. Декодированные объекты подготавливаются посредством рендеринга и сводятся на стороне приемного устройства. Сжатая информация метаданных объектов передается в приемное устройство/модуль рендеринга.

Формы сигналов параметрических объектов: Свойства объектов и их взаимосвязь между собой описываются посредством SAOC-параметров. Понижающее микширование сигналов объектов кодируется с помощью USAC. Параметрическая информация передается совместно. Число каналов понижающего микширования выбирается в зависимости от числа объектов и полной скорости передачи данных. Сжатая информация метаданных объектов передается в модуль SAOC-рендеринга.

SAOC-кодер 112 и SAOC-декодер 220 для сигналов объектов могут быть основаны на MPEG SAOC-технологии. Система допускает повторное создание, модификацию и рендеринг определенного числа аудиообъектов на основе меньшего числа передаваемых каналов и дополнительных параметрических данных, таких как OLD, IOC (межобъектная когерентность), DMG (усиления при понижающем микшировании). Дополнительные параметрические данные демонстрируют значительно более низкую скорость передачи данных, чем требуется для передачи всех объектов по отдельности, что делает кодирование очень эффективным. SAOC-кодер 112 принимает в качестве ввода сигналы объектов/каналов в качестве монофонических форм сигнала и выводит параметрическую информацию (которая пакетирована в трехмерный поток 128 аудиобитов) и транспортные SAOC-каналы (которые кодируются с использованием одноканальных элементов и передаются). SAOC-декодер 220 восстанавливает сигналы объектов/каналов из декодированных транспортных SAOC-каналов 210 и параметрической информации 214 и формирует выходную аудиосцену на основе схемы размещения для воспроизведения, распакованной информации метаданных объектов и необязательно на основе информации пользовательского взаимодействия.

Кодек метаданных объектов (см. OAM-кодер 124 и OAM-декодер 224) предоставляется таким образом, что для каждого объекта, ассоциированные метаданные, которые указывают геометрическую позицию и объем объектов в трехмерном пространстве, эффективно кодируются посредством квантования свойств объектов во времени и пространстве. Сжатые метаданные 126 объектов (cOAM) передаются в приемное устройство 200 в качестве вспомогательной информации.

Модуль 216 рендеринга объектов использует сжатые метаданные объектов для того, чтобы формировать формы сигналов объектов согласно данному формату воспроизведения. Каждый объект подготавливается посредством рендеринга в определенный выходной канал 218 согласно своим метаданным. Вывод этого блока получается в результате суммы частичных результатов. Если декодируются как канальный контент, так и дискретные/параметрические объекты, канальные формы сигналов и подготовленные посредством рендеринга формы сигналов объектов сводятся посредством микшера 226 перед выводом результирующих форм 228 сигналов или перед их подачей в модуль постпроцессора, такой как модуль 236 бинаурального рендеринга или модуль 232 рендеринга громкоговорителей.

Модуль 236 бинаурального рендеринга формирует бинауральное понижающее микширование многоканального аудиоматериала таким образом, что каждый входной канал представлен посредством виртуального источника звука. Обработка осуществляется покадрово в области QMF (гребенки квадратурных зеркальных фильтров), и бинаурализация основана на измеренных бинауральных импульсных характеристиках в помещении.

Модуль 232 рендеринга громкоговорителей преобразует между конфигурацией 228 передаваемых каналов и требуемым форматом воспроизведения. Он также может называться "преобразователем форматов". Преобразователь форматов выполняет преобразования в меньшие числа выходных каналов, т.е. он создает понижающие микширования.

Возможная реализация преобразователя 232 форматов показана на фиг. 3. В вариантах осуществления изобретения, процессор сигналов представляет собой такой преобразователь форматов. Преобразователь 232 форматов, также называемый "модулем рендеринга громкоговорителей", преобразует между конфигурацией каналов передающего устройства и требуемым форматом воспроизведения посредством преобразования (входных) каналов передающего устройства из конфигурации (входных) каналов передающего устройства в (выходные) каналы требуемого формата воспроизведения (конфигурации выходных каналов). Преобразователь 232 форматов, в общем, выполняет преобразования в меньшее число выходных каналов, т.е. он выполняет процесс 240 понижающего микширования (DMX). Понижающий микшер 240, который предпочтительно работает в QMF-области, принимает выходные сигналы 228 микшера и выводит сигналы 234 громкоговорителей. Может предоставляться конфигуратор 242, также называемый "контроллером", который принимает, в качестве управляющего ввода, сигнал 246, указывающий схему размещения выходов микшера (конфигурацию входных каналов), т.е. схему размещения, для которой определяются данные, представленные посредством выходного сигнала 228 микшера, и сигнал 248, указывающий требуемую схему размещения для воспроизведения (конфигурацию выходных каналов). На основе этой информации, контроллер 242, предпочтительно автоматически, формирует матрицы понижающего микширования для данной комбинации форматов ввода и вывода и применяет эти матрицы к понижающему микшеру 240. Преобразователь 232 форматов обеспечивает возможность стандартных конфигураций громкоговорителей, а также случайных конфигураций с нестандартными позициями громкоговорителей.

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к реализации модуля 232 рендеринга громкоговорителей, т.е. к способам и процессорам сигналов для реализации функциональности модуля 232 рендеринга громкоговорителей.

Теперь следует обратиться к фиг. 4 и 5. Фиг. 4 показывает конфигурацию громкоговорителей, представляющую 5.1-формат, содержащий шесть громкоговорителей, представляющих левый канал LC, центральный канал CC, правый канал RC, левый канал LSC объемного звучания, правый канал LRC объемного звучания и канал LFC улучшения низких частот. Фиг. 5 показывает другую конфигурацию громкоговорителей, содержащую громкоговорители, представляющие левый канал LC, центральный канал CC, правый канал RC и приподнятый центральный канал ECC.

Далее, канал улучшения низких частот не рассматривается, поскольку точная позиция громкоговорителя (сабвуфера), ассоциированного с каналом улучшения низких частот, не является важной.

Каналы размещаются в конкретных направлениях относительно центральной позиции P слушателя. Направление каждого канала задается посредством азимутального угла α и угла β подъема, см. фиг. 5. Азимутальный угол представляет угол канала в горизонтальной плоскости 300 слушателя и может представлять направление соответствующего канала относительно переднего центрального направления 302. Как можно видеть на фиг. 4, переднее центральное направление 302 может задаваться как предполагаемое направление просмотра слушателя, расположенного в центральной позиции P слушателя. Заднее центральное направление 304 содержит азимутальный угол 180° относительно переднего центрального направления 300. Все азимутальные углы слева от переднего центрального направления между передним центральным направлением и задним центральным направлением находятся на левой стороне переднего центрального направления, и все азимутальные углы справа от переднего центрального направления между передним центральным направлением и задним центральным направлением находятся на правой стороне переднего центрального направления. Громкоговорители, расположенные перед виртуальной линией 306, которая является ортогональной к переднему центральному направлению 302 и проходит центральную позицию слушателя, являются передними громкоговорителями, и громкоговорители, расположенные позади виртуальной линии 306, являются задними громкоговорителями. В 5.1-формате, азимутальный угол α канала LC составляет 30° влево, α CC составляет 0°, α RC составляет 30° вправо, α LSC составляет 110° влево, и α RSC составляет 110° вправо.

Угол β подъема канала задает угол между горизонтальной плоскостью 300 слушателя и направлением виртуальной соединительной линии между центральной позицией слушателя и громкоговорителем, ассоциированным с каналом. В конфигурации, показанной на фиг. 4, все громкоговорители размещаются в горизонтальной плоскости 300 слушателя, и в силу этого все углы подъема являются нулевыми. На фиг. 5, угол β подъема канала ECC может составлять 30°. Громкоговоритель, расположенный строго выше центральной позиции слушателя, должен иметь угол подъема в 90°. Громкоговорители, размещаемые ниже горизонтальной плоскости 300 слушателя, имеют отрицательный угол подъема.

Позиция конкретного канала в пространстве, т.е. позиция громкоговорителя, ассоциированная с конкретным каналом, задается посредством азимутального угла, угла подъема и расстояния громкоговорителя от центральной позиции слушателя.

Варианты применения для понижающего микширования подготавливают посредством рендеринга набор входных каналов в набор выходных каналов, причем число входных каналов, в общем, превышает число выходных каналов. Один или более входных каналов могут сводиться вместе в идентичный выходной канал. Одновременно, один или более входных каналов могут быть подготовлены посредством рендеринга более чем для одного выходного канала. Это преобразование из входных каналов в выходной канал определяется посредством набора коэффициентов понижающего микширования или альтернативно формулируется в качестве матрицы понижающего микширования. Выбор коэффициентов понижающего микширования значительно влияет на достижимое качество выводимого звука при понижающем микшировании. Плохие варианты выбора могут приводить к несбалансированному сведению или плохому пространственному воспроизведению входной звуковой сцены.

Чтобы получать хорошие коэффициенты понижающего микширования, эксперт (например, инженер звукозаписи) может вручную настраивать коэффициенты, с учетом своих экспертных знаний. Тем не менее имеется несколько причин для возражения против настройки вручную в некоторых вариантах применения. Число конфигураций каналов (компоновок каналов) на рынке увеличивается, что требует новых усилий по настройке для каждой новой конфигурации. Вследствие растущего числа конфигураций отдельная оптимизация вручную DMX-матриц для каждой возможной комбинации конфигураций входных и выходных каналов становится практически неосуществимой. Новые конфигурации возникают на стороне формирования, что требует новых DMX-матриц из/в существующие конфигурации или другие новые конфигурации. Новые конфигурации могут возникать после того, как вариант применения для понижающего микширования развернут, так что настройка вручную больше невозможна. В типичных сценариях применения (например, прослушивание громкоговорителей в гостиной), совместимые со стандартом компоновки громкоговорителей (например, со стандартом объемного 5.1-звучания согласно ITU-R BS 775) являются скорее исключениями, чем правилом. DMX-матрицы для таких нестандартных компоновок громкоговорителей не могут быть оптимизированы вручную, поскольку они являются неизвестными в ходе проектирования системы.

Существующие или ранее предложенные системы для определения DMX-матриц содержат использование настроенных вручную матриц понижающего микширования во многих вариантах применения для понижающего микширования. Коэффициенты понижающего микширования этих матриц не извлекаются автоматически, а оптимизированы инженером звукозаписи таким образом, чтобы предоставлять наилучшее качество понижающего микширования. Инженер звукозаписи может учитывать различные свойства различных входных каналов в ходе проектирования DMX-коэффициентов (например, различную обработку для центрального канала, для каналов объемного звучания и т.д.). Тем не менее, как указано выше, извлечение вручную коэффициентов понижающего микширования для каждой возможной комбинации конфигураций входных-выходных каналов является практически неосуществимым и даже невозможным, если новые входные и/или выходные конфигурации добавляются на последующей стадии после процесса проектирования.

Другой простой вариант для того, чтобы автоматически извлекать коэффициенты понижающего микширования для данной комбинации входных и выходных конфигураций, состоит в том, чтобы трактовать каждый входной канал как виртуальный источник звука, позиция которого в пространстве задается посредством позиции в пространстве, ассоциированной с конкретным каналом, т.е. позиции громкоговорителя, ассоциированной с конкретным входным каналом. Каждый виртуальный источник может воспроизводиться посредством общего алгоритма панорамирования, такого как панорамирование по теореме тангенсов в двумерном случае или векторное амплитудное панорамирование в трехмерном случае, см работу V. Pulkki: "Virtual Sound Source Positioning Using Vector Base Amplitude Panning", Journal of the Audio Engineering Society, издание 45, стр. 456-466, 1997 год. Панорамирующие усиления применяемой теоремы для панорамирования в силу этого определяют усиления, которые применяются при преобразовании входных каналов в выходные каналы, т.е. панорамирующие усиления являются требуемыми коэффициентами понижающего микширования. Хотя общие алгоритмы панорамирования дают возможность автоматически извлекать DMX-матрицы, полученное качество звука при понижающем микшировании обычно является низким вследствие различных причин:

- Панорамирование применяется для каждой позиции входного канала, которая не присутствует в выходной конфигурации. Это приводит к ситуации, когда входные сигналы очень часто когерентно распределены по определенному числу выходных каналов. Это нежелательно, поскольку это ухудшает воспроизведение огибающих звуков, таких как реверберация. Также для дискретных звуковых компонентов во входном сигнале воспроизведение в качестве фантомных источников вызывает нежелательные изменения исходной ширины и окрашивания.

- Общее панорамирование не учитывает различные свойства различных каналов, например, оно не дает возможность оптимизировать коэффициенты понижающего микширования для центрального канала по-другому из других каналов. Оптимизация понижающего микширования по-разному для различных каналов согласно семантике каналов, в общем, должна обеспечивать возможность более высокого качества выходного сигнала.

- Общее панорамирование не учитывает психоакустические знания, что требует различных алгоритмов панорамирования для фронтальных каналов, боковых каналов и т.д. Кроме того, общее панорамирование приводит к панорамирующим усилениям для рендеринга на широко разнесенных громкоговорителях, что не обеспечивает в результате корректное воспроизведение пространственной звуковой сцены в выходной конфигурации.

- Общее панорамирование, включающее в себя панорамирование по вертикально разнесенным громкоговорителям, не приводит к хорошим результатам, поскольку оно не учитывает психоакустические эффекты (вертикальные сигнальные метки пространственного восприятия отличаются от горизонтальных сигнальных меток).

- Общее панорамирование не учитывает то, что слушатели преимущественно поворачивают голову в предпочтительном направлении ("переднем", к экрану), так что это обеспечивает субоптимальные результаты.

Другой проект для математического (т.е. автоматического) извлечения DMX-коэффициентов для данной комбинации конфигураций входных и выходных каналов приведен в работе автора A. Ando: "Conversion of Multichannel Sound Signal Maintaining Physical Properties of Sound in Reproduced Sound Field", IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing, издание 19, номер 6, август 2011 года. Это извлечение также основано на математической формулировке, которая не учитывает семантику конфигурации входных и выходных каналов. Таким образом, он испытывает те же проблемы, что и подход на основе панорамирования по теореме тангенсов или VBAP-панорамирования.

Варианты осуществления изобретения предоставляют новый подход для преобразования формата между различными конфигурациями каналов громкоговорителей, которое может выполняться в качестве процесса понижающего микширования, который преобразует определенное число входных каналов в определенное число выходных каналов, причем число выходных каналов, в общем, меньше числа входных каналов, и причем позиции выходных каналов могут отличаться от позиций входных каналов. Варианты осуществления изобретения направлены на новые подходы, с тем чтобы повышать производительность таких реализаций понижающего микширования.

Хотя варианты осуществления изобретения описываются в связи с кодированием аудио, следует отметить, что описанные новые связанные с понижающее микшированием подходы также могут применяться к вариантам применения для понижающего микширования в общем, т.е. к вариантам применения, которые, например, не заключают в себе кодирование аудио.

Варианты осуществления изобретения относятся к способу и процессору сигналов (системе) для автоматического формирования DMX-коэффициентов или DMX-матриц, которые могут применяться в варианте применения для понижающего микширования, например, для процесса понижающего микширования, описанного выше со ссылкой на фиг. 1-3. DMX-коэффициенты извлекаются в зависимости от конфигураций входных и выходных каналов. Конфигурация входных каналов и конфигурация выходных каналов могут рассматриваться в качестве входных данных, и оптимизированные DMX-коэффициенты (или оптимизированная DMX-матрица) могут извлекаться из входных данных. В нижеприведенном описании, термин "коэффициенты понижающего микширования" связан со статическими коэффициентами понижающего микширования, т.е. коэффициентами понижающего микширования, которые не зависят от форм входных аудиосигналов. В варианте применения для понижающего микширования, дополнительные коэффициенты (например, динамические, изменяющиеся во времени усиления) могут применяться, например, чтобы сохранять мощность входных сигналов (так называемая технология активного понижающего микширования). Варианты осуществления раскрывают, что система для автоматического формирования DMX-матриц предоставляет возможность высококачественных выходных DMX-сигналов для данных конфигураций входных и выходных каналов.

В вариантах осуществления изобретения, преобразование входного канала в один или более выходных каналов включает в себя извлечение, по меньшей мере, одного коэффициента, который должен применяться к входному каналу, для каждого выходного канала, в который преобразуется входной канал. По меньшей мере, один коэффициент может включать в себя коэффициент усиления, т.е. значение усиления, которое должно применяться к входному сигналу, ассоциированному с входным каналом, и/или коэффициент задержки, т.е. значение задержки, которое должно применяться к входному сигналу, ассоциированному с входным каналом. В вариантах осуществления изобретения, преобразование может включать в себя извлечение частотно-избирательных коэффициентов, т.е. различных коэффициентов для различных полос частот входных каналов. В вариантах осуществления изобретения, преобразование входных каналов в выходные каналы включает в себя формирование одной или более матриц коэффициентов из коэффициентов. Каждая матрица задает коэффициент, который должен применяться к каждому входному каналу из конфигурации входных каналов для каждого выходного канала из конфигурации выходных каналов. Для выходных каналов, в которые не преобразуется входной канал, соответствующий коэффициент в матрице коэффициентов является нулевым. В вариантах осуществления изобретения, могут формироваться отдельные матрицы коэффициентов для коэффициентов усиления и коэффициентов задержки. В вариантах осуществления изобретения, матрица коэффициентов для каждой полосы частот может формироваться в случае, если коэффициенты являются частотно-избирательными. В вариантах осуществления изобретения, преобразование дополнительно может включать в себя применение извлеченных коэффициентов к входным сигналам, ассоциированным с входными каналами.

Фиг. 6 показывает систему для автоматического формирования DMX-матрицы. Система содержит наборы правил, описывающие потенциальные преобразования входных-выходных каналов, блок 400 и модуль 402 выбора, который выбирает наиболее подходящие правила для данной комбинации конфигурации 404 входных каналов и комбинации 406 конфигурации выходных каналов на основе наборов 400 правил. Система может содержать надлежащий интерфейс, чтобы принимать информацию относительно конфигурации 404 входных каналов и конфигурации 406 выходных каналов.

Конфигурация входных каналов задает каналы, присутствующие во входной компоновке, при этом каждый входной канал имеет ассоциированное направление или позицию. Конфигурация выходных каналов задает каналы, присутствующие в выходной компоновке, при этом каждый выходной канал имеет ассоциированное направление или позицию.

Модуль 402 выбора предоставляет выбранные правила 408 в модуль 410 оценки. Модуль 410 оценки принимает выбранные правила 408 и оценивает выбранные правила 408, чтобы извлекать DMX-коэффициенты 412 на основе выбранных правил 408. DMX-матрица 414 может формироваться из извлеченных коэффициентов понижающего микширования. Модуль 410 оценки может быть выполнен с возможностью извлекать матрицу понижающего микширования из коэффициентов понижающего микширования. Модуль 410 оценки может принимать информацию относительно конфигурации входных каналов и конфигурации выходных каналов, к примеру, информацию относительно геометрии выходной компоновки (например, позиций каналов) и информацию относительно геометрии входной компоновки (например, позиций каналов) и учитывать информацию при извлечении DMX-коэффициентов.

Как показано на фиг. 6b, система может реализовываться в процессоре 420 сигналов, содержащем процессор 422, запрограммированный или сконфигурированный с возможностью выступать в качестве модуля 402 выбора и модуля 410 оценки, и запоминающее устройство 424, выполненное с возможностью сохранять, по меньшей мере, часть наборов 400 правил преобразования. Другая часть правил преобразования может проверяться посредством процессора без осуществления доступа к правилам, сохраненным в запоминающем устройстве 424. В любом случае, правила предоставляются в процессор, чтобы осуществлять описанные способы. Процессор сигналов может включать в себя входной интерфейс 426 для приема входных сигналов 228, ассоциированных с входными каналами, и выходной интерфейс 428 для вывода выходных сигналов 234, ассоциированных с выходными каналами.

Следует отметить, что правила, в общем, применяются к входным каналам, а не к конфигурациям входных каналов, так что каждое правило может быть использовано для множества конфигураций входных каналов, которые совместно используют идентичный входной канал, для которого спроектировано конкретное правило.

Наборы правил включают в себя набор правил, которые описывают возможности преобразовывать каждый входной канал в один или несколько выходных каналов. Для некоторых входных каналов, набор или правила могут включать в себя только один канал, но, в общем, набор правил должен включать в себя множество (большое число) правил для большей части или всех входных каналов. Набор правил может быть заполнен системным разработчиком, который включает экспертные знания относительно понижающего микширования при заполнении набора правил. Например, разработчик может включать знания относительно психоакустики или своего художественного замысла.

Потенциально несколько различных правил преобразования могут существовать для каждого входного канала. Различные правила преобразования, например, задают различные возможности подготавливать посредством рендеринга рассматриваемый входной канал в выходные каналы в зависимости от списка выходных каналов, которые доступны в конкретном варианте использования. Другими словами, для каждого входного канала может существовать множество правил, например, каждое из которых задает преобразование из входного канала в различный набор выходных громкоговорителей, причем набор выходных громкоговорителей также может состоять только из одного громкоговорителя или даже может быть пустым.

Вероятно, наиболее распространенная причина иметь несколько правил для одного входного канала в наборе правил преобразования состоит в том, что различные доступные выходные каналы (определенные посредством различных возможных конфигураций выходных каналов) требуют различных преобразований из одного входного канала в доступные выходные каналы. Например, одно правило может задавать преобразование из конкретного входного канала в конкретный выходной громкоговоритель, который доступен в одной конфигурации выходных каналов, но не в другой конфигурации выходных каналов.

Соответственно, как показано на фиг. 7, в варианте осуществления способа, для входного канала, к правилу в ассоциированном наборе правил осуществляется доступ, этап 500. Определяется то, доступен ли набор выходных каналов, заданных в правилах, к которым осуществляют доступ, в конфигурации выходных каналов, этап 502. Если набор выходных каналов доступен в конфигурации выходных каналов, выбирается правило, к которому осуществляют доступ, этап 504. Если набор выходных каналов недоступен в конфигурации выходных каналов, способ возвращается к этапу 500, и к следующему правилу осуществляется доступ. Этапы 500 и 502 выполняются итеративно до тех пор, пока не будет найдено правило, задающее набор выходных каналов, совпадающий с конфигурацией выходных каналов. В вариантах осуществления изобретения, итеративный процесс может прекращаться, когда встречается правило, задающее пустой набор выходных каналов, так что соответствующий входной канал вообще не преобразуется (или, другими словами, преобразуется в коэффициент в нуль).

Этапы 500, 502 и 504 выполняются для каждого входного канала из множества входных каналов из конфигурации входных каналов, как указано посредством этапа 506 на фиг. 7. Множество входных каналов может включать в себя все входные каналы из конфигурации входных каналов или может включать в себя поднабор входных каналов из конфигурации входных каналов, по меньшей мере, из двух. Затем входные каналы преобразуются в выходные каналы согласно выбранным правилам.

Как показано на фиг. 8, преобразование входных каналов в выходные каналы могут содержать оценку выбранных правил для того, чтобы извлекать коэффициенты, которые должны применяться к входным аудиосигналам, ассоциированным с входными каналами, блок 520. Коэффициенты могут применяться к входным сигналам, чтобы формировать выходные аудиосигналы, ассоциированные с выходными каналами, стрелка 522 и блок 524. Альтернативно, DMX-матрица может формироваться из коэффициентов, блок 526, и DMX-матрица может применяться к входным сигналам, блок 524. Затем выходные аудиосигналы могут выводиться в громкоговорители, ассоциированные с выходными каналами, блок 528.

Таким образом, выбор правил для данной входной-выходной конфигурации содержит извлечение DMX-матрицы для данной входной и выходной конфигурации посредством выбора надлежащих записей из набора правил, которые описывают то, как преобразовывать каждый входной канал в выходные каналы, которые доступны в данной конфигурации выходных каналов. В частности, система выбирает только те правила преобразования, которые являются допустимыми для данной выходной компоновки, т.е. которые описывают преобразования в каналы громкоговорителя, которые доступны в данной конфигурации выходных каналов для конкретного варианта использования. Правила, которые описывают преобразования в выходные каналы, которые не существуют в рассматриваемой выходной конфигурации, отбрасываются как недопустимые и в силу этого не могут выбираться как надлежащие правила для данной выходной конфигурации.

Один пример для нескольких правил для одного входного канала описывается ниже для преобразования приподнятого центрального канала (т.е. канала под азимутальным углом в 0 градусов и углом подъема, большим 0 градусов) в различные выходные громкоговорители. Первое правило для приподнятого центрального канала может задавать прямое преобразование в центральный канал в горизонтальной плоскости (т.е. в канал под азимутальным углом в 0 градусов и углом подъема в 0 градусов). Второе правило для приподнятого центрального канала может задавать преобразование входного сигнала в левый и правый передние каналы (например, в два канала стереофонической системы воспроизведения либо в левый и правый канал системы воспроизведения по стандарту объемного 5.1-звучания) в качестве фантомного источника. Например, второе правило может преобразовывать входной канал в левый и правый передние каналы с равными усилениями таким образом, что воспроизведенный сигнал воспринимается как фантомный источник в центральной позиции.

Если входной канал (позиция громкоговорителя) из конфигурации входных каналов также присутствует в конфигурации выходных каналов, входной канал может непосредственно преобразовываться в идентичный выходной канал. Это может отражаться в наборе правил преобразования посредством добавления правила прямого преобразования "один-к-одному" в качестве первого правила. Первое правило может обрабатываться перед выбором правил преобразования. Обработка за рамками определения правил преобразования исключает необходимость указывать правило преобразования "один-к-одному" для каждого входного канала (например, преобразование левого переднего ввода при азимуте в 30 градусов в левый передний вывод при азимуте в 30 градусов) в запоминающем устройстве или базе данных, сохраняющей оставшиеся правила преобразования. Это прямое преобразование "один-к-одному" может обрабатываться, например, таким образом, что если прямое преобразование "один-к-одному" для входного канала является возможным (т.е. релевантный выходной канал существует), конкретный входной канал непосредственно преобразуется в идентичный выходной канал без инициирования поиска в наборе оставшихся узлов правил преобразования на предмет этого конкретного входного канала.

В вариантах осуществления изобретения, правила приоритезируются. В ходе время выбора правил, система предпочитает правила с более высоким приоритетом по сравнению с правилами с более низким приоритетом. Это может реализовываться посредством итерации через приоритезированный список правил для каждого входного канала. Для каждого входного канала, система может циклично проходить через упорядоченный список потенциальных правил для рассматриваемого входного канала до тех пор, пока не будет найдено надлежащее допустимое правило преобразования, за счет этого прекращая и в силу этого выбирая надлежащее правило преобразования с наибольшим приоритетом. Другой вариант реализовывать приоритезацию может состоять в том, чтобы назначать члены затрат каждому правилу, отражающие влияние качества применения правил преобразования (более высокие затраты для более низкого качества). Система затем может запускать алгоритм поиска, который минимизирует членов затрат посредством выбора наилучших правил. Использование членов затрат также дает возможность глобально минимизировать члены затрат, если выборы правил для различных входных каналов могут взаимодействовать друг с другом. Глобальная минимизация члена затрат обеспечивает то, что получается наибольшее выходное качество.

Приоритезация правил может задаваться посредством системного архитектора, например, посредством заполнения списка потенциальных правил преобразования в приоритезированном порядке или посредством назначения членов затрат отдельным правилам. Приоритезация может отражать достижимое качество звука выходных сигналов: правила с более высоким приоритетом предположительно предоставляют более высокое качество звука, например, лучшее пространственное изображение, лучшее огибание, чем правила с более низким приоритетом. Потенциально другие аспекты могут учитываться в приоритезации правил, например, аспекты сложности. Поскольку различные правила приводят к различным DMX-матрицам, они могут в конечном счете приводить к различным вычислительным сложностям или требованиям к запоминающему устройству в DMX-процессе, который применяет сформированную DMX-матрицу.

Выбранные правила преобразования (к примеру, посредством модуля 402 выбора) определяют DMX-усиления, потенциально включающие геометрическую информацию. Иными словами, правило для определения значения DMX-усиления может предоставлять значения DMX-усиления, которые зависят от позиции, ассоциированной с каналами громкоговорителя.

Правила преобразования могут непосредственно задавать одно или несколько DMX-усилений, т.е. коэффициентов усиления, в качестве числовых значений. Правила, например, могут альтернативно задавать усиления косвенно посредством указания того, что должна применяться конкретная теорема для панорамирования, например, панорамирование по теореме тангенсов или VBAP. В этом случае, DMX-усиления зависят от геометрических данных, таких как позиция или направление относительно слушателя входного канала, а также позиция или направление относительно слушателя выходного канала или выходных каналов. Правила могут задавать частотно-зависимые DMX-усиления. Зависимость от частоты может отражаться посредством различных значений усиления для различных частот или полос частот либо в качестве параметров параметрического частотного корректора, например, параметров для обрезных фильтров или секций второго порядка, которые описывают характеристику фильтра, которая должна применяться к сигналу при преобразовании входного канала в один или несколько выходных каналов.

В вариантах осуществления изобретения, правила реализуются, чтобы прямо или косвенно задавать коэффициенты понижающего микширования в качестве усилений при понижающем микшировании, которые должны применяться к входным каналам. Тем не менее коэффициенты понижающего микширования не ограничены усилениями при понижающем микшировании, но также могут включать в себя другие параметры, которые применяются при преобразовании входных каналов в выходные каналы. Правила преобразования могут реализовываться для того, чтобы прямо или косвенно задавать значения задержки, которые могут применяться для того, чтобы подготавливать посредством рендеринга входные каналы посредством технологии панорамирования задержки вместо технологии амплитудного панорамирования. Дополнительно, задержка и амплитудное панорамирование могут быть комбинированы. В этом случае, правила преобразования должны обеспечивать возможность определять значения усиления и задержки в качестве коэффициентов понижающего микширования.

В вариантах осуществления изобретения, для каждого входного канала выбранное правило оценивается, и извлеченные усиления (и/или другие коэффициенты) для преобразования в выходные каналы передаются в DMX-матрицу. DMX-матрица может быть инициализирована с нулями в начале таким образом, что DMX-матрица, потенциально разреженно, заполняется ненулевыми значениями при оценке выбранных правил для каждого входного канала.

Правила наборов правил могут быть выполнены с возможностью реализовывать различные принципы в преобразовании входных каналов в выходные каналы. Далее поясняются конкретные правила или классы правил и общие принципы преобразования, которые могут лежать в основе правил.

Обычно, правила позволяют включать экспертные знания в автоматическое формирование коэффициентов понижающего микширования для того, чтобы получать коэффициенты понижающего микширования лучшего качества, чем должны получаться из общих математических формирователей коэффициентов понижающего микширования, таких как решения на основе BAP. Экспертные знания могут получаться из знаний относительно психоакустики, которые отражают человеческое восприятие звука более точно, чем общие математические формулировки, такие как общие теоремы для панорамирования. Включенные экспертные знания также могут отражать опыт в проектировании решений по понижающему микшированию либо они могут отражать художественный замысел понижающего микширования.

Правила могут реализовываться для того, чтобы уменьшать чрезмерное панорамирование: Большой объем панорамированного воспроизведения входных каналов зачастую является нежелательным. Правила преобразования могут быть спроектированы таким образом, что они принимают ошибки направленного воспроизведения, т.е. источник звука может подготавливаться посредством рендеринга в неправильной позиции, чтобы уменьшать объем панорамирования в свою очередь. Например, правило может преобразовывать входной канал в выходной канал в немного неправильной позиции вместо панорамирования входного канала в корректную позицию по двум или более выходных каналов.

Правила могут реализовываться для того, чтобы учитывать семантику рассматриваемого канала. Каналы с различным смыслом, к примеру, каналы, переносящие конкретный контент, могут иметь ассоциированные по-разному настроенные правила. Один пример представляет собой правила для преобразования центрального канала в выходные каналы. Звуковой контент центрального канала зачастую значительно отличается от контента других каналов. Например, в фильмах центральный канал преимущественно использован для того, чтобы воспроизводить диалоговые окна (т.е. в качестве "диалогового канала"), так что правила относительно центрального канала могут реализовываться с намерением восприятия речи как исходящей из близкого источника звука с небольшим разбросом пространственных источников и естественным цветом звука. Центральное правило преобразования в силу этого может обеспечивать возможность большего отклонения позиции воспроизведенного источника, чем правила для других каналов, чтобы исключать необходимость в панорамировании (т.е. в рендеринге фантомных источников). Это обеспечивает воспроизведение диалогов фильма в качестве дискретных источников с небольшим разбросом и более естественным цветом звука, чем фантомные источники.

Другие семантические правила могут интерпретировать левый и правый фронтальные каналы в качестве частей пар стереоканалов. Такие правила могут быть направлены на воспроизведение стереофонического звукового изображения таким образом, что оно центрируется. Если левый и правый фронтальные каналы преобразуются в асимметричную выходную компоновку, лево-правую асимметрию, правила могут применять члены коррекции (например, усиления коррекции), которые обеспечивают сбалансированное, т.е. центрированное воспроизведение стереофонического звукового изображения.

Другой пример, который использует семантику каналов, представляет собой правила для каналов объемного звучания, которые зачастую используются для того, чтобы формировать огибающие окружающие звуковые поля (например, реверберацию в помещении), которые не вызывают восприятие источников звука с различной исходной позицией. Точная позиция воспроизведения этого звукового контента в силу этого обычно является не важной. Правило преобразования, которое учитывает семантику каналов объемного звучания, за счет этого может задаваться только с низкими требованиями к пространственной точности.

Правила могут реализовываться для того, чтобы отражать намерение сохранять разнесение, внутренне присущее в конфигурации входных каналов. Такие правила могут, например, воспроизводить входной канал в качестве фантомного источника, даже если существует дискретный выходной канал, доступный в позиции этого фантомного источника. Это преднамеренное введение панорамирования, когда возможно решение без панорамирования, может быть преимущественным, если в дискретный выходной канал и фантомный источник подаются входные каналы, которые являются (например, пространственно) разнесенными в конфигурации входных каналов. Дискретный выходной канал и фантомный источник воспринимаются по-разному, за счет этого сохраняя разнесение рассматриваемых входных каналов.

Один пример для правила сохранения разнесения представляет собой преобразование из приподнятого центрального канала в левый передний канал и правый передний канал в качестве фантомного источника в центральной позиции в горизонтальной плоскости, даже если центральный громкоговоритель в горизонтальной плоскости физически доступен в выходной конфигурации. Преобразование из этого примера может применяться для того, чтобы сохранять разнесение входных каналов, если одновременно другой входной канал преобразуется в центральный канал в горизонтальной плоскости. Без правила сохранения разнесения оба входных канала, приподнятый центральный канал, а также другой входной канал, должны воспроизводиться через идентичный тракт передачи сигналов, т.е. через физический центральный громкоговоритель в горизонтальной плоскости, в силу этого теряя разнесение входных каналов.

Помимо этого, чтобы использовать фантомный источник, как пояснено выше, сохранение или эмуляция характеристик пространственного разнесения, внутренне присущих в конфигурации входных каналов, могут достигаться по правилам, реализующим следующие стратегии. 1. Правила могут задавать частотный корректирующий фильтр, применяемый к входному сигналу, ассоциированному с входным каналом в приподнятой позиции (с большим углом подъема) при преобразовании входного канала в выходной канал в более низкой позиции (с меньшим углом подъема). Частотный корректирующий фильтр компенсирует изменения тембра различных акустических каналов и может извлекаться на основе эмпирических экспертных знаний и/или измеренных BRIR-данных и т.п. 2. Правила могут задавать декорреляционный/реверберационный фильтр, применяемый к входному сигналу, ассоциированному с входным каналом в приподнятой позиции при преобразовании входного канала в выходной канал в более низкой позиции. Фильтр может извлекаться из BRIR-измерений или эмпирических знаний относительно акустики помещений и т.п. Правило может задавать то, что фильтрованный сигнал воспроизводится по нескольким громкоговорителям, причем для каждого громкоговорителя может применяться различный фильтр. Фильтр(ы) также может моделировать только ранние отражения.

В вариантах осуществления изобретения, модуль выбора может учитывать то, как другие входные каналы преобразуются в один или более выходных каналов при выборе правила для входного канала. Например, модуль выбора может выбирать первое правило, преобразующее входной канал в первый выходной канал, если другие входные каналы не преобразуются в этот выходной канал. В случае если другой входной канал преобразуется в этот выходной канал, модуль выбора может выбирать другое правило, преобразующее входной канал в один или более других выходных каналов с намерением сохранять разнесение, внутренне присущее в конфигурации входных каналов. Например, модуль выбора может применять правила, реализованные для сохранения пространственного разнесения, внутренне присущего в конфигурации входных каналов в случае, если другой входной канал также преобразуется в идентичный выходной канал(ы), и иначе может применять другое правило.

Правила могут реализовываться как правила сохранения тембра. Другими словами, правила могут реализовываться для того, чтобы учитывать тот факт, что различные громкоговорители выходной компоновки воспринимаются с различным окрашиванием слушателем. Одной причиной является окрашивание, введенное посредством акустических эффектов головы, ушных раковин и торса слушателя. Окрашивание зависит от угла падения звука, достигающего ушей слушателя, т.е. окрашивание звука отличается для различных позиций громкоговорителей. Такие правила могут учитывать различное окрашивание звука для позиции входного канала и позиции выходного канала, в которую преобразуется входной канал, и извлекать информацию частотной коррекции, которая компенсирует нежелательные разности в окрашивании, т.е. нежелательное изменение тембра. С этой целью, правила могут включать в себя правило частотной коррекции вместе с правилом преобразования, определяющим преобразование из одного входного канала в выходную конфигурацию, поскольку характеристики частотной коррекции обычно зависят от рассматриваемых конкретных входных и выходных каналов. Иначе говоря, правило частотной коррекции может быть ассоциировано с некоторыми правилами преобразования, при этом оба правила совместно могут быть интерпретированы в качестве одного правила.

Правила частотной коррекции могут приводить к информации частотной коррекции, которая, например, может отражаться посредством частотно-зависимых коэффициентов понижающего микширования, либо которая, например, может отражаться посредством параметрических данных для частотных корректирующих фильтров, которые применяются к сигналам с тем, чтобы получать требуемый эффект сохранения тембра. Один пример для правила сохранения тембра представляет собой правило, описывающее преобразования из приподнятого центрального канала в центральный канал в горизонтальной плоскости. Правило сохранения тембра должно задавать частотный корректирующий фильтр, который применяется в процессе понижающего микширования для того, чтобы компенсировать различное окрашивание сигнала, которое воспринимается слушателем при воспроизведении сигнала по громкоговорителю, смонтированному в позиции приподнятого центрального канала, в отличие от воспринимаемого окрашивания для воспроизведения сигнала по громкоговорителю в позиции центрального канала в горизонтальной плоскости.

Варианты осуществления изобретения предоставляют возврат к общему правилу преобразования. Общее правило преобразования может использоваться, например, общее VBAP-панорамирование позиций входной конфигурации, которое применяется, если другие усовершенствованные правила не находятся для данного входного канала и данной конфигурации выходных каналов. Это общее правило преобразования обеспечивает то, что допустимое входное/выходное преобразование всегда находится для всех возможных конфигураций, и то, что для каждого входного канала удовлетворяется, по меньшей мере, базовое качество рендеринга. Следует отметить, что, в общем, другие входные каналы могут преобразовываться с использованием более точных правил, чем правило возврата, так что общее качество сформированных коэффициентов понижающего микширования, в общем, должно быть выше (и, по меньшей мере, не менее высоким) качества коэффициентов, сформированных посредством общего математического решения, такого как VBAP. В вариантах осуществления изобретения, общее правило преобразования может задавать преобразование входного канала в один или оба выходных канала конфигурации стереоканалов, имеющей левый выходной канал и правый выходной канал.

В вариантах осуществления изобретения, описанная процедура, т.е. определение правил преобразования из набора потенциальных правил преобразования и применение выбранных правил посредством составления DMX-матрицы из них, которая может применяться в DMX-процессе, может быть изменена таким образом, что выбранные правила преобразования могут применяться в DMX-процессе непосредственно без промежуточного формулирования DMX-матрицы. Например, усиления при преобразовании (т.е. DMX-усиления), определенные по выбранным правилам, могут непосредственно применяться в DMX-процессе без промежуточного формулирования DMX-матрицы.

Способ, которым коэффициенты или матрица понижающего микширования применяются к входным сигналам, ассоциированным с входными каналами, является понятным для специалистов в данной области техники. Входной сигнал обрабатывается посредством применения извлеченного коэффициента(ов), и обработанный сигнал выводится в громкоговоритель, ассоциированный с выходным каналом(ами), в который преобразуется входной канал. Если два или более входных каналов преобразуются в идентичный выходной канал, соответствующие сигналы суммируются и выводятся в громкоговоритель, ассоциированный с выходным каналом.

В полезном варианте осуществления, система может реализовываться следующим образом. Предоставляется упорядоченный список правил преобразования. Порядок отражает приоритезацию правил преобразования. Каждое правило преобразования определяет преобразование из одного входного канала в один или более выходных каналов, т.е. каждое правило преобразования определяет то, на каких выходных громкоговорителях подготавливается посредством рендеринга входной канал. Правила преобразования в любом случае явно задают усиления при понижающем микшировании в числовой форме. Альтернативно, они указывают то, что теорема для панорамирования должна оцениваться для рассматриваемых входных и выходных каналов, т.е. теорема для панорамирования должна оцениваться согласно пространственным позициям (например, азимутальным углам) рассматриваемых входных и выходных каналов. Правила преобразования дополнительно могут указывать то, что частотный корректирующий фильтр должен применяться к рассматриваемому входному каналу при выполнении процесса понижающего микширования. Частотный корректирующий фильтр может указываться посредством индекса параметров фильтрации, который определяет то, какой фильтр из списка фильтров следует применять. Система может формировать набор коэффициентов понижающего микширования для данной конфигурации входных и выходных каналов следующим образом. Для каждого входного канала из конфигурации входных каналов: a) итеративное прохождение через список правил преобразования согласно порядку списка, b) для каждого правила, описывающего преобразование из рассматриваемого входного канала, определение того, является ли правило применимым (допустимым), т.е. определение того, доступен ли выходной канал(ы), который правило преобразования учитывает для рендеринга, в рассматриваемой конфигурации выходных каналов, c) первое допустимое правило, которое находится для рассматриваемого входного канала, определяет преобразование из входного канала в выходной канал(ы), d) после того, как допустимое правило найдено, итерация завершается для рассматриваемого входного канала, e) оценка выбранного правила для того, чтобы определять коэффициенты понижающего микширования для рассматриваемого входного канала. Оценка правила может заключать в себе вычисление панорамирующих усилений и/или может заключать в себе определение технических требований фильтра.

Изобретательский подход для извлечения коэффициентов понижающего микширования является преимущественным, поскольку он предоставляет возможность включать экспертные знания в проектирование понижающего микширования (такие как психоакустические принципы, семантическая обработка различных каналов и т.д.). По сравнению с чисто математическими подходами (такими как общее применение VBAP), за счет этого он обеспечивает возможность выходных сигналов понижающего микширования более высокого качества при применении извлеченных коэффициентов понижающего микширования в варианте применения для понижающего микширования. По сравнению с вручную настроенными коэффициентами понижающего микширования, система дает возможность автоматически извлекать коэффициенты для больших чисел комбинаций входных-выходных конфигураций без необходимости эксперта по настройке, за счет этого сокращая затраты. Она дополнительно дает возможность извлекать коэффициенты понижающего микширования в вариантах применения, в которых реализация понижающего микширования уже развернута, за счет этого обеспечивая высококачественные варианты применения для понижающего микширования, в которых входные-выходные конфигурации могут изменяться после процесса проектирования, т.е. когда экспертная настройка коэффициентов невозможна.

Далее подробнее описывается конкретный неограничивающий вариант осуществления изобретения. Вариант осуществления описывается со ссылкой на преобразователь форматов, который может реализовывать преобразование 232 формата, показанное на фиг. 2. Преобразователь форматов, описанный ниже, содержит определенное число характерных признаков, при этом должно быть очевидным, что некоторые признаки являются необязательными и в силу этого могут опускаться. Далее описывается то, как преобразователь инициализируется в реализации изобретения.

Нижеприведенное подробное описание ссылается на таблицы 1-6, которые находятся в конце подробного описания. Метки, используемые в таблицах для соответствующих каналов, должны быть интерпретированы следующим образом. Символы "CH" означают "канал". Символ "M" означает "горизонтальную плоскость слушателя", т.е. угол подъема в 0°. Она представляет собой плоскость, в которой громкоговорители расположены в нормальной двумерной компоновке, к примеру, в стерео- или 5.1. Символ "L" означает более низкую плоскость, т.е. угол подъема < 0°. Символ "U" означает более высокую плоскость, т.е. угол подъема > 0°, к примеру, в 30°, в качестве верхнего громкоговорителя в трехмерной компоновке. Символ "T" означает верхний канал, т.е. угол подъема в 90°, который также известен как канал "гласа Божьего". После одной из меток M/L/U/ находится метка для левого (L) или правого (R), после которой следует азимутальный угол. Например, CH_M_L030 и CH_M_R030 представляют левый и правый канал традиционной стереокомпоновки. Азимутальный угол и угол подъема для каждого канала указываются в таблице 1, за исключением LFE-каналов и последнего пустого канала.

Конфигурация входных каналов и конфигурация выходных каналов могут включать в себя любую комбинацию каналов, указываемых в таблице 1.

Примерные входные/выходные форматы, т.е. конфигурации входных каналов и конфигурации выходных каналов, показаны в таблице 2. Входные/выходные форматы, указываемые в таблице 2, представляют собой стандартные форматы, и их обозначения распознаются специалистами в данной области техники.

Таблица 3 показывает матрицу правил, в которой одно или более правил ассоциированы с каждым входным каналом (исходным каналом). Как можно видеть из таблицы 3, каждое правило задает один или более выходных каналов (целевых каналов), в которые должен преобразовываться входной канал. Помимо этого, каждое правило задает значение G усиления в третьем столбце. Каждое правило дополнительно задает EQ-индекс, указывающий то, должен ли применяться частотный корректирующий фильтр, и если да, то какой конкретный частотный корректирующий фильтр (EQ-индекс 1-4) должен применяться. Преобразование входного канала в один выходной канал выполняется с усилением G, приведенным в столбце 3 таблицы 3. Преобразование входного канала в два выходных канала (указываемых во втором столбце) выполняется посредством применения панорамирования между двумя выходными каналами, при этом панорамирующие усиления g₁ и g₂, получающиеся в результате применения теоремы для панорамирования, дополнительно умножаются на усиление, заданное по соответствующему правилу (столбец три в таблице 3). Специальные правила применяются для верхнего канала. Согласно первому правилу, верхний канал преобразуется во все выходные каналы верхней плоскости, указываемые посредством ALL_U, и согласно второму (менее приоритезированному) правилу, верхний канал преобразуется во все выходные каналы горизонтальной плоскости слушателя, указываемые посредством ALL_M.

Таблица 3 не включает в себя первое правило, ассоциированное с каждым каналом, т.е. прямое преобразование в канал, имеющий идентичное направление. Это первое правило может проверяться посредством системы/алгоритма до того, как к правилам, показанным в таблице 3, осуществляется доступ. Таким образом, для входных каналов, для которых существует прямое преобразование, алгоритм не должен осуществлять доступ к таблице 3, чтобы находить правило сопоставления, а применяет правило прямого преобразования при извлечении коэффициента в единицу, чтобы непосредственно преобразовывать входной канал в выходной канал. В таких случаях, нижеприведенное описание является допустимым для тех каналов, для которых первое правило не удовлетворяется, т.е. для которых не существует прямое преобразование. В альтернативных вариантах осуществления, правило прямого преобразования может быть включено в таблицу правил и не проверяется до осуществления доступа к таблице правил.

Таблица 4 показывает нормализованные центральные частоты 77 полос частот гребенки фильтров, используемых в предварительно заданных частотных корректирующих фильтрах, как подробнее поясняется в данном документе ниже. Таблица 5 показывает параметры частотного корректора, используемые в предварительно заданных частотных корректирующих фильтрах.

Таблица 6 показывает в каждой строке каналы, которые считаются находящимися выше/ниже друг друга.

Преобразователь форматов инициализируется перед обработкой входных сигналов, таких как аудиовыборки, предоставляемые посредством базового декодера, к примеру, базового декодера из декодера 200, показанного на фиг. 2. В ходе фазы инициализации оцениваются правила, ассоциированные с входными каналами, и извлекаются коэффициенты, которые должны применяться к входным каналам (т.е. входные сигналы, ассоциированные с входными каналами).

В фазе инициализации, преобразователь форматов может автоматически формировать оптимизированные параметры понижающего микширования (такие как матрица понижающего микширования) для данной комбинации форматов ввода и вывода. Он может применять алгоритм, который выбирает для каждого входного громкоговорителя наиболее подходящее правило преобразования из списка правил, который спроектирован с возможностью включать психоакустические соображения. Каждое правило описывает преобразование из одного входного канала в один или несколько выходных каналов громкоговорителя. Входные каналы либо преобразуются в один выходной канал, либо панорамируются в два выходных канала, либо (в случае канала "гласа Божьего") распределяются по большему числу выходных каналов. Оптимальное преобразование для каждого входного канала может выбираться в зависимости от списка выходных громкоговорителей, которые доступны в требуемом выходном формате. Преобразование задает усиления при понижающем микшировании для рассматриваемого входного канала, а также потенциально также частотный корректор, который применяется к рассматриваемому входному каналу. Выходные компоновки с нестандартными позициями громкоговорителей могут передаваться в служебных сигналах в систему посредством предоставления азимутальных отклонений и отклонений подъема от обычной компоновки громкоговорителей. Дополнительно, учитываются изменения расстояния для требуемых целевых позиций громкоговорителей. Фактическое понижающее микширование аудиосигналов может выполняться для гибридного представления QMF-подполос частот сигналов.

Аудиосигналы, которые подаются в преобразователь форматов, могут упоминаться в качестве входных сигналов. Аудиосигналы, которые являются результатом процесса преобразования формата, могут упоминаться в качестве выходных сигналов. Входные аудиосигналы преобразователя форматов могут представлять собой выходные аудиосигналы базового декодера. Векторы и матрицы обозначаются посредством полужирных символов. Векторные элементы или матричные элементы обозначаются как курсивные переменные, дополняемые посредством индексов, указывающих строку/столбец векторного/матричного элемента в векторе/матрице.

Инициализация преобразователя форматов может выполняться до того, как осуществляется обработка аудиовыборок, предоставляемых посредством базового декодера. Инициализация может учитывать в качестве входных параметров частоту дискретизации аудиоданных, которые следует обрабатывать, параметр, передающий в служебных сигналах конфигурацию каналов аудиоданных, которые следует обрабатывать с помощью преобразователя форматов, параметр, передающий в служебных сигналах конфигурацию каналов требуемого выходного формата, и необязательно параметры, передающие в служебных сигналах отклонение позиций выходного громкоговорителя от стандартной компоновки громкоговорителей (функциональность случайной компоновки). Инициализация может возвращать число каналов входной конфигурации громкоговорителей, число каналов из конфигурации выходных громкоговорителей, матрицу понижающего микширования и параметры частотного корректирующего фильтра, которые применяются в обработке аудиосигналов преобразователя форматов, а также значения подстраиваемого усиления и задержки для того, чтобы компенсировать варьирующиеся расстояния между громкоговорителями.

Подробно, инициализация может учитывать следующие входные параметры:

Входные параметры format_in входной формат, см. таблицу 2. format_out выходной формат, см. таблицу 2. f_s частота дискретизации входных сигналов, ассоциированных с входными каналами (частота в Гц) r_azi,A для каждого выходного канала c, указывается азимутальный угол, определяющий отклонение от азимута громкоговорителя стандартного формата. r_ele,A для каждого выходного канала c, указывается угол подъема, определяющий отклонение от подъема громкоговорителя стандартного формата. trim_A для каждого выходного канала c, расстояние громкоговорителя до центральной позиции прослушивания указывается в метрах. N_maxdelay максимальная задержка, которая может использоваться для подстройки [выборки]

Входной формат и выходной формат соответствуют конфигурации входных каналов и конфигурации выходных каналов; r_azi,A и r_ele,A представляют параметры, передающие в служебных сигналах отклонение позиций громкоговорителей (азимутального угла и угла подъема) от стандартной компоновки громкоговорителей, лежащей в основе правил, где A является индексом канала. Углы каналов согласно стандартной компоновке показаны в таблице 1.

В вариантах осуществления изобретения, в которых извлекается только матрица коэффициентов усиления, единственным входным параметром может быть format_in и format_out. Другие входные параметры являются необязательными в зависимости от реализованных признаков, при этом f_s может использоваться при инициализации одного или более частотных корректирующих фильтров в случае частотно-избирательных коэффициентов, r_azi,A и r_ele,A могут использоваться для того, чтобы учитывать отклонения позиций громкоговорителей, и trim_A и N_maxdelay могут использоваться для того, чтобы учитывать расстояние соответствующего громкоговорителя от центральной позиции слушателя.

В вариантах осуществления преобразователя, следующие условия могут быть верифицированы, и если условия не удовлетворяются, инициализация преобразователя считается завершенной неудачно, и возвращается ошибка. Абсолютные значения r_azi,A и r_ele,A не должны превышать 35 и 55 градусов, соответственно. Минимальный угол между любой парой громкоговорителей (без LFE-каналов) не должен быть меньше 15 градусов. Значения r_azi,A должны быть такими, что упорядочение посредством азимутальных углов горизонтальных громкоговорителей не изменяется. Аналогично, упорядочение высотных и низких громкоговорителей не должно изменяться. Значения r_ele,A должны быть такими, что упорядочение посредством углов подъема громкоговорителей, которые находятся (приблизительно) выше/ниже друг друга, не изменяется. Чтобы верифицировать это, может применяться следующая процедура:

Для каждой строки таблицы 6, которая содержит два или три канала выходного формата, выполнить:

Упорядочение каналов посредством подъема без рандомизации.

Упорядочение каналов посредством подъема с учетом рандомизации.

Если эти два упорядочения отличаются, возвращение ошибки инициализации.

Термин "рандомизация" означает то, что учитываются отклонения между каналами реального сценария и стандартными каналами, т.е. то, что отклонения razi_c и rele_c применяются к стандартной конфигурации выходных каналов.

Расстояния между громкоговорителями в trim_A должны составлять между 0,4 и 200 метров. Отношение между наибольшим и наименьшим расстоянием между громкоговорителями не должно превышать 4. Наибольшая вычисленная подстраиваемая задержка не должна превышать N_maxdelay.

Если вышеуказанные условия удовлетворяются, инициализация преобразователя завершается удачно.

В вариантах осуществления, инициализация преобразователя форматов возвращает следующие выходные параметры:

Выходные параметры N_in число входных каналов N_out число выходных каналов M_DMX матрица понижающего микширования [линейные усиления] I_EQ вектор, содержащий EQ-индекс для каждого входного канала G_EQ матрица, содержащая значения усиления частотного корректора для всех EQ-индексов и полос частот T_g,A подстраиваемое усиление [линейное] для каждого выходного канала A T_d,A подстраиваемая задержка [выборки] для каждого выходного канала A

Нижеприведенное описание использует промежуточные параметры, как задано далее в целях понятности. Следует отметить, что реализация алгоритма может опускать введение промежуточных параметров.

S вектор исходных каналов преобразователя [индексы входных каналов] D вектор целевых каналов преобразователя [индексы выходных каналов] G вектор [линейных] усилений преобразователя E вектор EQ-индексов преобразователя

Промежуточные параметры описывают параметры понижающего микширования на основе преобразований, т.е. в качестве наборов параметров S_i, D_i, G_i, E_i в расчете на преобразование i.

Само собой разумеется, что в вариантах осуществления изобретения, преобразователь не должен выводить все вышеприведенные выходные параметры в зависимости от того, какие признаков реализуются.

Для случайных компоновок громкоговорителей, т.е. выходных компоновок, которые содержат громкоговорители в позициях (направлениях каналов), отклоняющихся от требуемого выходного формата, отклонения позиций передаются в служебных сигналах посредством указания углов отклонений позиций громкоговорителей в качестве входных параметров r_azi,A и r_ele,A. Предварительная обработка выполняется посредством применения r_azi,A и r_ele,A к углам стандартной компоновки. Более конкретно, азимутальные углы и углы подъема каналов в таблице 1 модифицируются посредством суммирования r_azi,A и r_ele,A с соответствующими каналами.

N_in передает в служебных сигналах число каналов из конфигурации входных каналов (громкоговорителей). Это число может извлекаться из таблицы 2 для данного входного параметра format_in. N_out передает в служебных сигналах число каналов из конфигурации выходных каналов (громкоговорителей). Это число может извлекаться из таблицы 2 для данного входного параметра format_out.

Векторы S, D, G, E параметров задают преобразование входных каналов в выходные каналы. Для каждого преобразования i из входного канала в выходной канал с ненулевым усилением при понижающем микшировании, они задают усиление при понижающем микшировании, а также индекс частотного корректора, который указывает то, какая кривая частотного корректора должна применяться к рассматриваемому входному каналу в преобразовании i.

При рассмотрении случая, в котором входной формат Format_5_1 преобразуется в Format_2_0, должна получаться следующая матрица понижающего микширования (с учетом коэффициента 1 для прямого преобразования, таблицы 2 и таблицы 5 и при IN1=CH_M_L030, IN2=CH_M_R030, IN3=CH_M_000, IN4=CH_M_L110, IN5=CH_M_R110, OUT1=CH_M_L030 и OUT2=CH_M_R030):

Левый вектор указывает выходные каналы, матрица представляет матрицу понижающего микширования, а правый вектор указывает входные каналы.

Таким образом, матрица понижающего микширования включает в себя шесть записей, отличающихся от нуля, и в силу этого i идет от 1 до 6 (произвольный порядок при условии, что идентичный порядок используется в каждом векторе). При подсчете записей матрицы понижающего микширования слева направо и сверху вниз начиная с первой строки, векторы S, D, G и E в этом примере должны быть следующими:

S=(IN1, IN3, IN4, IN2, IN3, IN5)

D=(OUT1, OUT1, OUT1, OUT2, OUT2, OUT2)

G=(1, 1/, 0,8, 1, 1/, 0,8)

E=(0, 0, 0, 0, 0, 0)

Соответственно, i-ая запись в каждом векторе связана с i-ым преобразованием между одним входным каналом и одним выходным каналом таким образом, что векторы предоставляют, для каждого канала, набор данных, включающий в себя участвующий входной канал, участвующий выходной канал, значение усиления, которое должно применяться, и то, какой частотный корректор должен применяться.

Чтобы компенсировать различные расстояния громкоговорителей от центральной позиции слушателя, T_g,A и/или T_d,A может применяться к каждому выходному каналу.

Векторы S, D, G, E инициализируются согласно следующему алгоритму:

- Во-первых, счетчик преобразований инициализируется: i=1

- Если входной канал также существует в выходном формате (например, рассматриваемый входной канал является CH_M_R030, и канал CH_M_R030 существует в выходном формате), то:

S_i=индекс исходного канала во вводе (пример: канал CH_M_R030 в Format_5_2_1 находится на втором месте согласно таблице 2, т.е. имеет индекс 2 в этом формате),

D_i=индекс идентичного канала в выводе

G_i=1

E_i=0

i=i+1

Таким образом, первыми обрабатываются прямые преобразования, и коэффициент усиления в 1 и индекс частотного корректора в нуль ассоциированы с каждым прямым преобразованием. После каждого прямого преобразования i увеличивается на единицу, i=i+1.

Для каждого входного канала, для которого не существует прямое преобразование, выполняется поиск и выбор первой записи этого канала во входном столбце (исходном столбце) таблицы 3, для которой существуют канал(ы) в соответствующей строке выходного столбца (целевого столбца). Другими словами, выполняется поиск и выбор первой записи этого канала, задающей один или более выходных каналов, которые присутствуют в конфигурации выходных каналов (заданной посредством format_out). Для конкретных правил это может означать, к примеру, для входного канала CH_T_000 задающего то, что ассоциированный входной канал преобразуется во все выходные каналы, имеющие конкретный подъем, это может означать то, что выбирается первое правило, задающее один или более выходных каналов, имеющих конкретный подъем, которые присутствуют в выходной конфигурации.

Таким образом, алгоритм продолжается следующим образом:

- Иначе (т.е. если входной канал не существует в выходном формате),

- поиск первой записи этого канала в исходном столбце таблицы 3, для которой существуют каналы в соответствующей строке целевого столбца. Назначение ALL_U должно считаться допустимым (т.е. релевантные выходные каналы существуют), если выходной формат содержит, по меньшей мере, один канал CH_U_. Назначение ALL_M должно считаться допустимым (т.е. релевантные выходные каналы существуют), если выходной формат содержит, по меньшей мере, один канал CH_M_.

Таким образом, правило выбирается для каждого входного канала. Правило затем оценивается следующим образом, чтобы извлекать коэффициенты, которые должны применяться к входным каналам.

- Если целевой столбец содержит ALL_U, то:

Для каждого выходного канала x с "CH_U_" в названии, выполнить:

S_i=индекс исходного канала во вводе

D_i=индекс выходного канала x в выводе

G_i=(значение столбца усилений)/sqrt(число каналов CH_U_)

E_i=значение столбца EQ

i=i+1

- Иначе, если целевой столбец содержит ALL_M, то:

Для каждого выходного канала x с "CH_M_" в названии, выполнить:

S_i=индекс исходного канала во вводе

D_i=индекс выходного канала x в выводе

G_i=(значение столбца усилений)/sqrt(число каналов CH_M_)

E_i=значение столбца EQ

i=i+1

- Иначе, если существует один канал в целевом столбце, то:

S_i=индекс исходного канала во вводе

D_i=индекс целевого канала в выводе

G_i=значение столбца усилений

E_i=значение столбца EQ

i=i+1

- Иначе (два канала в целевом столбце)

S_i=индекс исходного канала во вводе

D_i=индекс первого целевого канала в выводе

G_i=(значение столбца усилений)*g₁

E_i=значение столбца EQ

i=i+1

S_i=S_i-1

D_i=индекс второго целевого канала в выводе

G_i=(значение столбца усилений)*g₂

E_i=E_i-1

i=i+1

Усиления g₁ и g₂ вычисляются посредством применения амплитудного панорамирования по теореме тангенсов следующим образом:

- разворачивание азимутальных углов исходных и целевых каналов таким образом, что они являются положительными,

- азимутальные углы целевых каналов составляют α₁ и α₂ (см. таблицу 1),

- азимутальный угол исходного канала (цель панорамирования) составляет α_src.

Посредством вышеприведенного алгоритма, извлекаются коэффициенты (G_i) усиления, которые должны применяться к входным каналам. Помимо этого определяется то, должен ли применяться частотный корректор, и если да, то какой частотный корректор должен применяться, (E_i).

Коэффициенты G_i усиления могут применяться к входным каналам непосредственно или могут добавляться в матрицу понижающего микширования, которая может применяться к входным каналам, т.е. к входным сигналам, ассоциированным с входными каналами.

Вышеприведенный алгоритм является просто примерным. В других вариантах осуществления, коэффициенты могут извлекаться из правил или на основе правил и могут добавляться в матрицу понижающего микширования без задания конкретных векторов, описанных выше.

Значения G_EQ усиления частотного корректора могут определяться следующим образом:

G_EQ состоит из значений усиления в расчете на полосу k частот и индекс e частотного корректора. Пять предварительно заданных частотных корректоров являются комбинациями различных пиковых фильтров. Как можно видеть из таблицы 5, частотные корректоры G_EQ,1, G_EQ,2 и G_EQ,5 включают в себя один пиковый фильтр, частотный корректор G_EQ,3 включает в себя три пиковых фильтра, и частотный корректор G_EQ,4 включает в себя два пиковых фильтра. Каждый частотный корректор представляет собой последовательный каскад одного или более пиковых фильтров и усиления:

,

где band(k) является нормализованной центральной частотой полосы j частот, указываемой в таблице 4, f_s является частотой дискретизации, и функция peak() предназначена для отрицательного G:

уравнение 1

и в противном случае:

уравнение 2

Параметры для частотных корректоров указываются в таблице 5. В вышеприведенных уравнениях 1 и 2, b задается посредством band(k)*f_s/2, Q задается посредством P_Q для соответствующего пикового фильтра (1-n), G задается посредством P_g для соответствующего пикового фильтра, и f задается посредством P_f для соответствующего пикового фильтра.

В качестве примера, значения G_EQ,4 усиления частотного корректора для частотного корректора, имеющего индекс 4, вычисляются с помощью параметров фильтрации, извлеченных из соответствующей строки таблицы 5. Таблица 5 перечисляет два набора параметров для пиковых фильтров для G_EQ,4, т.е. наборы параметров для n=1 и n=2. Параметры являются пиковой частотой P_f в Гц, коэффициентом P_Q качества пикового фильтра, усилением P_g (в дБ), которое применяется на пиковой частоте, и общим усилением g в дБ, которое применяется к каскаду из двух пиковых фильтров (каскаду фильтров для параметров n=1 и n=2).

Таким образом:

Определение частотного корректора, как указано выше, задает нуль-фазовые усиления G_EQ,4 независимо для каждой полосы k частот. Каждая полоса k частот указывается посредством своей нормализованной центральной частоты band(k), где 0<=band<=1. Следует отметить, что нормализованная частота band=1 соответствует ненормализованной частоте f_s/2, где f_s обозначает частоту дискретизации. Следовательно, обозначает ненормализованную центральную частоту полосы k частот в Гц.

Подстраиваемые задержки T_d,A в выборках для каждого выходного канала A и подстраиваемые усиления T_g,A (значение линейного усиления) для каждого выходного канала A вычислены в качестве функции расстояний между громкоговорителями в trim_A:

где:

представляет максимальное trim_A всех выходных каналов.

Если наибольшее T_d,A превышает N_maxdelay, то инициализация может завершаться неудачно, и может возвращаться ошибка.

Отклонения выходной компоновки от стандартной компоновки могут учитываться следующим образом.

Азимутальные отклонения r_azi,A (азимутальные отклонения) учитываются посредством просто посредством применения r_azi,A к углам стандартной компоновки, как пояснено выше. Таким образом, модифицированные углы используются при панорамировании входного канала в два выходных канала. Таким образом, r_azi,A учитывается, когда один входной канал преобразуется в два или более выходных каналов при выполнении панорамирования, которое задается в соответствующем правиле. В альтернативных вариантах осуществления, соответствующие правила могут задавать соответствующие значения усиления непосредственно (т.е. панорамирование уже выполнено заранее). В таких вариантах осуществления, система может быть выполнена с возможностью повторно вычислять значения усиления на основе рандомизированных углов.

Отклонения r_ele,A подъема могут учитываться в постобработке следующим образом. После того, как вычисляются выходные параметры, они могут модифицироваться согласно конкретным случайным углам подъема. Этот этап должен выполняться только в случае, если не все r_ele,A равны нулю.

- Для каждого элемента i в D_i, выполнить:

- если выходной канал с индексом D_i представляет собой горизонтальный канал по определению (т.е. метка выходного канала содержит метку "_M_"), и

- если этот выходной канал представляет собой теперь высотный канал (подъем в диапазоне 0...60 градусов), и

- если входной канал с индексом S_i представляет собой высотный канал (т.е. метка содержит "_U_"), то

h=min(подъем рандомизированного выходного канала, 35)/35

Задание нового частотного корректора с новым индексом e, где:

E_i=e

Иначе, если входной канал с индексом S_i представляет собой горизонтальный канал (метка содержит "_M_"),

h=min(подъем рандомизированного выходного канала, 35)/35

Задание нового частотного корректора с новым индексом e, где:

E_i=e,

h является нормализованным параметром подъема, указывающим подъем номинально горизонтального выходного канала ("_M_") вследствие случайного смещения r_ele,A подъема компоновки. Для нулевого смещения подъема, вытекает h=0, и фактически постобработка не применяется.

Таблица правил (таблица 3), в общем, применяет усиление в 0,85 при преобразовании верхнего входного канала ("_U_" в метке канала) в один или несколько горизонтальных выходных каналов ("_M_" в метке(ах) канала). В случае если выходной канал становится приподнятым вследствие случайного смещения r_ele,A подъема компоновки, усиление в 0,85 частично (0<h<1) или полностью (h=1) компенсировано посредством масштабирования усилений частотного корректора на коэффициент G_comp, который приближается к 1/0,85 для h, приближающегося к h=1,0. Аналогично, определения частотного корректора затухают к плоской EQ-кривой (=G_comp) для h, приближающегося к h=1,0.

В случае если горизонтальный входной канал становится преобразованным в выходной канал, который становится приподнятым вследствие случайного смещения r_ele,A подъема компоновки, частотный корректор частично (0<h<1) или полностью (h=1) применяется.

Посредством этой процедуры, значения усиления, отличающиеся от 1, и частотные корректоры, которые применяются вследствие преобразования входного канала в нижний выходной канал, модифицируются в случае, если рандомизированный выходной канал выше выходного канала компоновки.

Согласно вышеприведенному описанию, компенсация усиления применяется к частотному корректору непосредственно. В альтернативном подходе, коэффициенты G_i понижающего микширования могут модифицироваться. Для такого альтернативного подхода, алгоритм для применения компенсации усиления должен быть следующим:

- если выходной канал с индексом D_i представляет собой горизонтальный канал по определению (т.е. метка выходного канала содержит метку "_M_"), и

- если этот выходной канал представляет собой теперь высотный канал (подъем в диапазоне 0...60 градусов), и

- если входной канал с индексом S_i представляет собой высотный канал (т.е. метка содержит "_U_"), то

h=min(подъем рандомизированного выходного канала, 35)/35

G_i=h G_i/0,85+(1-h) G_i

Задание нового частотного корректора с новым индексом e, где:

E_i=e

Иначе, если входной канал с индексом S_i представляет собой горизонтальный канал (метка содержит "_M_"),

h=min(подъем рандомизированного выходного канала, 35)/35

Задание нового частотного корректора с новым индексом e, где:

E_i=e

В качестве примера, пусть D_i является индексом канала для выходного канала для i-ого преобразования из входного канала в выходной канал. Например, для выходного формата FORMAT_5_1 (см. таблицу 2), D_i=3 означает центральный канал CH_M_000. Рассмотрим, что r_ele,A=35 градусов (т.е. r_ele,A выходного канала для i-ого преобразования) для выходного канала D_i, который номинально представляет собой горизонтальный выходной канал с подъемом в 0 градусов (т.е. канал с меткой "CH_M_"). После применения r_ele,A к выходному каналу (посредством суммирования r_ele,A с соответствующим углом стандартным компоновки, к примеру, углом, заданным в таблице 1), выходной канал D_i теперь имеет подъем в 35 градусов. Если верхний входной канал (с меткой "CH_U") преобразуется в этот выходной канал D_i, то параметры для этого преобразования, полученного из оценки правил, как описано выше, модифицируются следующим образом:

Нормализованный параметр подъема вычисляется как h=min(35,35)/35=35/35=1,0. Таким образом:

G_{i,post-processed}=G_{i,before post-processing}/0,85.

Новый, неиспользуемый индекс e (например, e=6) задается для модифицированного частотного корректора , который вычисляется согласно ., может быть приписан правилу преобразования посредством задания E_i=e=6.

Таким образом, для преобразования входного канала в приподнятый (ранее горизонтальный) выходной канал D_i, усиления должны масштабировать коэффициент 1/0,85, и частотный корректор заменяется посредством кривой частотного корректора с постоянным усилением=1,0 (т.е. с плоской частотной характеристикой). Это представляет собой намеченный результат, поскольку верхний канал преобразован фактически в верхний выходной канал (номинально горизонтальный выходной канал фактически становится верхним выходным каналом вследствие применения случайного смещения подъема компоновки в 35 градусов).

Таким образом, в вариантах осуществления изобретения, способ и процессор сигналов выполнены с возможностью учитывать отклонения азимутального угла и угла подъема выходных каналов от стандартной компоновки (при этом правила спроектированы на основе стандартной компоновки). Отклонения учитываются посредством модификации вычисления соответствующих коэффициентов и/или посредством повторного вычисления/модификации коэффициентов, которые вычислены ранее или которые задаются в правилах явно. Таким образом, варианты осуществления изобретения позволяют справляться с различными выходными компоновками, отклоняющимися от стандартных компоновок.

Выходные параметры N_in, N_out, T_g,A, T_d,A, G_EQ инициализации могут извлекаться так, как описано выше. Оставшиеся выходные параметры M_DMX, I_EQ инициализации могут извлекаться посредством перекомпоновки промежуточных параметров из представления на основе преобразований (перечисляемого посредством счетчика i преобразований) в канально-ориентированное представление, как задано ниже:

- Инициализация M_DMX в качестве нулевой матрицы N_out x N_in.

- Для каждого i (i в порядке возрастания), выполнить:

M_DMX,A,B=G_i, причем A=D_i, B=S_i (где A, B являются индексами каналов)

I_EQ,A=E_i, с=S_i,

где M_DMX,A,B обозначает матричный элемент в A-ой строке и B-ом столбце M_DMX, и I_EQ,A обозначает A-ый элемент вектора I_EQ.

Различные конкретные правила и приоритезации правил, спроектированные с возможностью предоставлять более высокое качество звука, могут извлекаться из таблицы 3. Ниже приводятся примеры.

Правило, задающее преобразование входного канала в один или более выходных каналов, имеющих более низкое отклонение направления от входного канала в горизонтальной плоскости слушателя, имеет более высокий приоритет, чем правило, задающее преобразование входного канала в один или более выходных каналов, имеющих более высокое отклонение направления от входного канала в горизонтальной плоскости слушателя. Таким образом, направление громкоговорителей во входной компоновке воспроизводится максимально возможно точно. Правило, задающее преобразование входного канала в один или более выходных каналов, имеющих угол подъема, идентичный углу подъема входного канала, имеет более высокий приоритет, чем правило, задающее преобразование входного канала в один или более выходных каналов, имеющих угол подъема, отличающийся от угла подъема входного канала. Таким образом, учитывается тот факт, что сигналы, исходящие из различных подъемов, воспринимаются по-разному пользователем.

Одно правило из набора правил, ассоциированного с входным каналом, имеющим направление, отличающееся от переднего центрального направления, может задавать преобразование входного канала в два выходных канала, расположенные на той же стороне переднего центрального направления, что и входной канал, и расположенные на обеих сторонах направления входного канала, и другое правило с меньшим приоритетом из этого набора правил задает преобразование входного канала в один выходной канал, расположенный на той же стороне переднего центрального направления, что и входной канал. Одно правило из набора или правила, ассоциированные с входным каналом, имеющим угол подъема 90°, могут задавать преобразование входного канала во все доступные выходные каналы, имеющие первый угол подъема ниже угла подъема входного канала, и другое правило с меньшим приоритетом из этого набора правил задает преобразование входного канала во все доступные выходные каналы, имеющие второй угол подъема ниже первого угла подъема. Одно правило из набора правил, ассоциированного с входным каналом, содержащим переднее центральное направление, может задавать преобразование входного канала в два выходных канала, один из которых расположен слева от переднего центрального направления, а один расположен справа от переднего центрального направления. Таким образом, правила могут быть спроектированы для конкретных каналов, чтобы учитывать конкретные свойства и/или семантику конкретных каналов.

Правило из набора или правила, ассоциированные с входным каналом, содержащим заднее центральное направление, могут задавать преобразование входного канала в два выходных канала, один из которых расположен слева от переднего центрального направления, а один расположен справа от переднего центрального направления, при этом правило дополнительно задает использование коэффициента усиления, меньшего единицы, если угол двух выходных каналов относительно заднего центрального направления превышает 90°. Правило из набора правил, ассоциированного с входным каналом, имеющим направление, отличающееся от переднего центрального направления, может задавать использование коэффициента усиления, меньшего единицы, в преобразовании входного канала в один выходной канал, расположенный на той же стороне переднего центрального направления, что и входной канал, при этом угол выходного канала относительно переднего центрального направления меньше угла входного канала относительно переднего центрального направления. Таким образом, канал может преобразовываться в один или более каналов, расположенных дальше впереди, чтобы уменьшать воспринимаемость неидеального пространственного рендеринга входного канала. Дополнительно, это может помогать уменьшать количество окружающего звука в понижающем микшировании, что является требуемым признаком. Окружающий звук преимущественно может присутствовать в задних каналах.

Правило, задающее преобразование входного канала, имеющего угол подъема, в один или более выходных каналов, имеющих угол подъема ниже угла подъема входного канала, может задавать использование коэффициента усиления, меньшего единицы. Правило, задающее преобразование входного канала, имеющего угол подъема, в один или более выходных каналов, имеющих угол подъема ниже угла подъема входного канала, может задавать применение частотно-избирательной обработки с использованием частотного корректирующего фильтра. Таким образом, тот факт, что приподнятые каналы, в общем, воспринимаются способом, отличающимся из горизонтальных или нижних каналов, может учитываться при преобразовании входного канала в один или более выходных каналов.

В общем, входные каналы, которые преобразуются в выходные каналы, которые отклоняются от позиции входного канала, могут быть ослаблены тем больше, чем больше восприятие результирующего воспроизведения преобразованного входного канала отклоняется от восприятия входного канала, т.е. входной канал может быть ослаблен в зависимости от степени неидеальности воспроизведения по доступным громкоговорителям.

Частотно-избирательная обработка может осуществляться посредством использования частотного корректирующего фильтра. Например, элементы матрицы понижающего микширования могут модифицироваться частотно-зависимым способом. Например, такая модификация может осуществляться посредством использования различных коэффициентов усиления для различных полос частот, так что достигается эффект применения частотного корректирующего фильтра.

Если обобщать, в вариантах осуществления изобретения, приводится приоритезированный набор правил, описывающих преобразования из входных каналов в выходные каналы. Он может задаваться системным разработчиком на стадии проектирования системы, с отражением экспертных знаний в области понижающего микширования. Набор может реализовываться как упорядоченный список. Для каждого входного канала из конфигурации входных каналов, система выбирает надлежащее правило из набора правил преобразования в зависимости от конфигурации входных каналов и конфигурации выходных каналов данного варианта использования. Выбранное правило определяет коэффициент (или коэффициенты) понижающего микширования из одного входного канала в один или несколько выходных каналов. Система может итеративно проходить через входные каналы данной конфигурации входных каналов и компилировать матрицу понижающего микширования из коэффициентов понижающего микширования, извлекаемых посредством оценки выбранных правил преобразования для всех входных каналов. Выбор правил учитывает приоритезацию правил, за счет этого оптимизируя производительность системы, например, чтобы получать наибольшее выходное качество понижающего микширования при применении извлеченных коэффициентов понижающего микширования. Правила преобразования могут учитывать психоакустические или художественные принципы, которые не отражаются в чисто математических алгоритмах преобразования, таких как VBAP. Правила преобразования могут учитывать семантику каналов, например, применять различную обработку для центрального канала или пары левого/правого каналов. Правила преобразования могут уменьшать объем панорамирования посредством разрешения угловых ошибок в рендеринге. Правила преобразования могут намеренно вводить фантомные источники (например, посредством VBAP-рендеринга), даже если доступен один соответствующий выходной громкоговоритель. Намеренное выполнение этого может быть обусловлено тем, чтобы сохранять разнесение, внутренне присущее в конфигурации входных каналов.

Хотя некоторые аспекты были описаны в контексте устройства, очевидно, что эти аспекты также представляют описание соответствующего способа, при этом блок или устройство соответствует этапу способа либо признаку этапа способа. Аналогично, аспекты, описанные в контексте этапа способа, также представляют описание соответствующего блока или элемента, или признака соответствующего устройства. Некоторые или все этапы способа могут быть выполнены посредством (или с использованием) устройства, такого как, например, микропроцессор, программируемый компьютер либо электронная схема. В некоторых вариантах осуществления, некоторые из одного или более самых важных этапов способа могут выполняться посредством этого устройства. В вариантах осуществления изобретения, способы, описанные в данном документе, являются процессорно-реализованными или компьютерно-реализованными.

В зависимости от конкретных требований к реализации, варианты осуществления изобретения могут быть реализованы в аппаратных средствах или в программном обеспечении. Реализация может выполняться с использованием долговременного носителя хранения данных, такого как цифровой носитель хранения данных, например, гибкий диск, DVD, Blu-Ray, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM или флэш-память, имеющего сохраненные электронно-читаемые управляющие сигналы, которые взаимодействуют (или допускают взаимодействие) с программируемой компьютерной системой таким образом, что осуществляется соответствующий способ. Следовательно, цифровой носитель хранения данных может быть компьютерно-читаемым.

Некоторые варианты осуществления согласно изобретению содержат носитель данных, имеющий электронно-читаемые управляющие сигналы, которые допускают взаимодействие с программируемой компьютерной системой таким образом, что осуществляется один из способов, описанных в данном документе.

В общем, варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы как компьютерный программный продукт с программным кодом, при этом программный код выполнен с возможностью осуществления одного из способов, когда компьютерный программный продукт работает на компьютере. Программный код, например, может быть сохранен на компьютерно-читаемом носителе.

Другие варианты осуществления содержат компьютерную программу для осуществления одного из способов, описанных в данном документе, сохраненную на компьютерно-читаемом носителе.

Другими словами, следовательно, вариант осуществления изобретательского способа представляет собой компьютерную программу, имеющую программный код для осуществления одного из способов, описанных в данном документе, когда компьютерная программа исполняется на компьютере.

Следовательно, дополнительный вариант осуществления изобретательского способа представляет собой носитель хранения данных (цифровой носитель хранения данных или компьютерно-читаемый носитель), содержащий записанную компьютерную программу для осуществления одного из способов, описанных в данном документе. Носитель данных, цифровой носитель хранения данных или носитель с записанными данными типично является материальным и/или долговременным.

Следовательно, дополнительный вариант осуществления изобретательского способа представляет собой поток данных или последовательность сигналов, представляющих компьютерную программу для осуществления одного из способов, описанных в данном документе. Поток данных или последовательность сигналов, например, может быть выполнена с возможностью передачи через соединение для передачи данных, например, через Интернет.

Дополнительный вариант осуществления содержит средство обработки, например, компьютер или программируемое логическое устройство, запрограммированное, сконфигурированное или выполненное с возможностью осуществлять один из способов, описанных в данном документе.

Дополнительный вариант осуществления содержит компьютер, имеющий установленную компьютерную программу для осуществления одного из способов, описанных в данном документе.

Дополнительный вариант осуществления согласно изобретению содержит устройство или систему, выполненную с возможностью передавать (например, электронно- или оптически), компьютерную программу для осуществления одного из способов, описанных в данном документе, в приемное устройство. Приемное устройство, например, может представлять собой компьютер, мобильное устройство, запоминающее устройство и т.п. Устройство или система, например, может содержать файловый сервер для передачи компьютерной программы в приемное устройство.

В некоторых вариантах осуществления, программируемое логическое устройство (например, программируемая пользователем вентильная матрица) может быть использовано для того, чтобы выполнять часть или все из функциональностей способов, описанных в данном документе. В некоторых вариантах осуществления, программируемая пользователем вентильная матрица может взаимодействовать с микропроцессором, чтобы осуществлять один из способов, описанных в данном документе. В общем, способы предпочтительно осуществляются посредством любого устройства.

Вышеописанные варианты осуществления являются просто иллюстративными в отношении принципов настоящего изобретения. Следует понимать, что модификации и изменения компоновок и подробностей, описанных в данном документе, будут очевидными для специалистов в данной области техники. Следовательно, они подразумеваются как ограниченные только посредством объема нижеприведенной формулы изобретения, а не посредством конкретных подробностей, представленных посредством описания и пояснения вариантов осуществления в данном документе.

Таблица 1 Каналы с соответствующими азимутальными углами и углами подъема Канал Азимут [градусов] Подъем [градусов] CH_M_000 0 0 CH_M_L030 +30 0 CH_M_R030 -30 0 CH_M_L060 +60 0 CH_M_R060 -60 0 CH_M_L090 +90 0 CH_M_R090 -90 0 CH_M_L110 +110 0 CH_M_R110 -110 0 CH_M_L135 +135 0 CH_M_R135 -135 0 CH_M_180 180 0 CH_U_000 0 +35 CH_U_L045 +45 +35 CH_U_R045 -45 +35 CH_U_L030 +30 +35 CH_U_R030 -30 +35 CH_U_L090 +90 +35 CH_U_R090 -90 +35 CH_U_L110 +110 +35 CH_U_R110 -110 +35 CH_U_L135 +135 +35 CH_U_R135 -135 +35 CH_U_180 180 +35 CH_T_000 0 +90 CH_L_000 0 -15 CH_L_L045 +45 -15 CH_L_R045 -45 -15 CH_LFE1 Н/д Н/д CH_LFE2 Н/д Н/д CH_EMPTY Н/д Н/д

Таблица 2 Форматы с соответствующим числом каналов и упорядочением каналов Входной/выходной формат Число каналов Каналы (с упорядочением) FORMAT_2_0 2 CH_M_L030, CH_M_R030 FORMAT_5_1 6 CH_M_L030, CH_M_R030, CH_M_000, CH_LFE1, CH_M_L110, CH_M_R110 FORMAT_5_2_1 8 CH_M_L030, CH_M_R030, CH_M_000, CH_LFE1, CH_M_L110, CH_M_R110, CH_U_L030, CH_U_R030 FORMAT_7_1 8 CH_M_L030, CH_M_R030, CH_M_000, CH_LFE1, CH_M_L110, CH_M_R110, CH_M_L135, CH_M_R135 FORMAT_7_1_ALT 8 CH_M_L030, CH_M_R030, CH_M_000, CH_LFE1, CH_M_L110, CH_M_R110, CH_M_L060, CH_M_R060 FORMAT_8_1 9 CH_M_L030, CH_M_R030, CH_U_000, CH_LFE1, CH_M_L110, CH_M_R110, CH_U_L030, CH_U_R030, CH_L_000 FORMAT_10_1 11 CH_M_L030, CH_M_R030, CH_M_000, CH_LFE1, CH_M_L110, CH_M_R110, CH_U_L030, CH_U_R030, CH_U_L110, CH_U_R110, CH_T_000 FORMAT_22_2 24 CH_M_L060, CH_M_R060, CH_M_000, CH_LFE1, CH_M_L135, CH_M_R135, CH_M_L030, CH_M_R030, CH_M_180, CH_LFE2, CH_M_L090, CH_M_R090, CH_U_L045, CH_U_R045, CH_U_000, CH_T_000, CH_U_L135, CH_U_R135, CH_U_L090, CH_U_R090, CH_U_180, CH_L_000, CH_L_L045, CH_L_R045 FORMAT_9_1 10 CH_M_L030, CH_M_R030, CH_M_000, CH_LFE1, CH_M_L110, CH_M_R110, CH_U_L030, CH_U_R030, CH_U_L110, CH_U_R110 FORMAT_9_0 9 CH_M_L030, CH_M_R030, CH_M_000, CH_M_L110, CH_M_R110, CH_U_L030, CH_U_R030, CH_U_L110, CH_U_R110 FORMAT_11_1 12 CH_M_L030, CH_M_R030, CH_M_000, CH_LFE1, CH_M_L110, CH_M_R110, CH_U_L030, CH_U_R030, CH_U_L110, CH_U_R110, CH_T_000, CH_U_000 FORMAT_12_1 13 CH_M_L030, CH_M_R030, CH_M_000, CH_LFE2, CH_M_L135, CH_M_R135, CH_U_L030, CH_U_R030, CH_U_L135, CH_U_R135, CH_T_000, CH_M_L090, CH_M_R090 FORMAT_4_4_0 8 CH_M_L030, CH_M_R030, CH_M_L110, CH_M_R110, CH_U_L030, CH_U_R030, CH_U_L110, CH_U_R110 FORMAT_4_4_T_0 9 CH_M_L030, CH_M_R030, CH_M_L110, CH_M_R110, CH_U_L030, CH_U_R030, CH_U_L110, CH_U_R110, CH_T_000 FORMAT_14_0 14 CH_M_L030, CH_M_R030, CH_M_000, CH_M_L135, CH_M_R135, CH_U_000, CH_U_L045, CH_U_R045, CH_U_L090, CH_U_R090, CH_U_L135, CH_U_R135, CH_U_180, CH_T_000, FORMAT_15_1 16 CH_M_L030, CH_M_R030, CH_M_000, CH_M_L060, CH_M_R060, CH_M_L110, CH_M_R110, CH_M_L135, CH_M_R135, CH_U_L030, CH_U_R030, CH_U_L045, CH_U_R045, CH_U_L110, CH_U_R110, CH_LFE1

Таблица 3 Матрица правил преобразователя Ввод (источник) Вывод (назначение) Усиление EQ-индекс CH_M_000 CH_M_L030, CH_M_R030 1.0 0 (выключен) CH_M_L060 CH_M_L030, CH_M_L110 1.0 0 (выключен) CH_M_L060 CH_M_L030 0.8 0 (выключен) CH_M_R060 CH_M_R030, CH_M_R110, 1.0 0 (выключен) CH_M_R060 CH_M_R030, 0.8 0 (выключен) CH_M_L090 CH_M_L030, CH_M_L110 1.0 0 (выключен) CH_M_L090 CH_M_L030 0.8 0 (выключен) CH_M_R090 CH_M_R030, CH_M_R110 1.0 0 (выключен) CH_M_R090 CH_M_R030 0.8 0 (выключен) CH_M_L110 CH_M_L135 1.0 0 (выключен) CH_M_L110 CH_M_L030 0.8 0 (выключен) CH_M_R110 CH_M_R135 1.0 0 (выключен) CH_M_R110 CH_M_R030 0.8 0 (выключен) CH_M_L135 CH_M_L110 1.0 0 (выключен) CH_M_L135 CH_M_L030 0.8 0 (выключен) CH_M_R135 CH_M_R110 1.0 0 (выключен) CH_M_R135 CH_M_R030 0.8 0 (выключен) CH_M_180 CH_M_R135, CH_M_L135 1.0 0 (выключен) CH_M_180 CH_M_R110, CH_M_L110 1.0 0 (выключен) CH_M_180 CH_M_R030, CH_M_L030 0.6 0 (выключен) CH_U_000 CH_U_L030, CH_U_R030 1.0 0 (выключен) CH_U_000, CH_M_L030, CH_M_R030 0.85 0 (выключен) CH_U_L045 CH_U_L030 1.0 0 (выключен) CH_U_L045 CH_M_L030 0.85 1 CH_U_R045 CH_U_R030 1.0 0 (выключен) CH_U_R045 CH_M_R030 0.85 1 CH_U_L030 CH_U_L045 1.0 0 (выключен) CH_U_L030 CH_M_L030 0.85 1 CH_U_R030 CH_U_R045 1.0 0 (выключен) CH_U_R030 CH_M_R030 0.85 1 CH_U_L090 CH_U_L030, CH_U_L110 1.0 0 (выключен) CH_U_L090 CH_U_L030, CH_U_L135 1.0 0 (выключен) CH_U_L090 CH_U_L045 0.8 0 (выключен) CH_U_L090 CH_U_L030 0.8 0 (выключен) CH_U_L090 CH_M_L030, CH_M_L110 0.85 2 CH_U_L090 CH_M_L030 0.85 2 CH_U_R090 CH_U_R030, CH_U_R110 1.0 0 (выключен) CH_U_R090 CH_U_R030, CH_U_R135 1.0 0 (выключен) CH_U_R090 CH_U_R045 0.8 0 (выключен) CH_U_R090 CH_U_R030 0.8 0 (выключен) CH_U_R090 CH_M_R030, CH_M_R110 0.85 2 CH_U_R090 CH_M_R030 0.85 2 CH_U_L110 CH_U_L135 1.0 0 (выключен) CH_U_L110 CH_U_L030 0.8 0 (выключен) CH_U_L110 CH_M_L110 0.85 2 CH_U_L110 CH_M_L030 0.85 2 CH_U_R110 CH_U_R135 1.0 0 (выключен) CH_U_R110 CH_U_R030 0.8 0 (выключен) CH_U_R110 CH_M_R110 0.85 2 CH_U_R110 CH_M_R030 0.85 2 CH_U_L135 CH_U_L110 1.0 0 (выключен) CH_U_L135 CH_U_L030 0.8 0 (выключен) CH_U_L135 CH_M_L110 0.85 2 CH_U_L135 CH_M_L030 0.85 2 CH_U_R135 CH_U_R110 1.0 0 (выключен) CH_U_R135 CH_U_R030 0.8 0 (выключен) CH_U_R135 CH_M_R110 0.85 2 CH_U_R135 CH_M_R030 0.85 2 CH_U_180 CH_U_R135, CH_U_L135 1.0 0 (выключен) CH_U_180 CH_U_R110, CH_U_L110 1.0 0 (выключен) CH_U_180 CH_M_180 0.85 2 CH_U_180 CH_M_R110, CH_M_L110 0.85 2 CH_U_180 CH_U_R030, CH_U_L030 0.8 0 (выключен) CH_U_180 CH_M_R030, CH_M_L030 0.85 2 CH_T_000 ALL_U 1.0 3 CH_T_000 ALL_M 1.0 4 CH_L_000 CH_M_000 1.0 0 (выключен) CH_L_000 CH_M_L030, CH_M_R030 1.0 0 (выключен) CH_L_000 CH_M_L030, CH_M_R060 1.0 0 (выключен) CH_L_000 CH_M_L060, CH_M_R030 1.0 0 (выключен) CH_L_L045 CH_M_L030 1.0 0 (выключен) CH_L_R045 CH_M_R030 1.0 0 (выключен) CH_LFE1 CH_LFE2 1.0 0 (выключен) CH_LFE1 CH_M_L030, CH_M_R030 1.0 0 (выключен) CH_LFE2 CH_LFE1 1.0 0 (выключен) CH_LFE2 CH_M_L030, CH_M_R030 1.0 0 (выключен)

Таблица 4 Нормализованные центральные частоты 77 полос частот гребенки фильтров Нормализованная частота [0, 1] 0.00208330 0.00587500 0.00979170 0.01354200 0.01691700 0.02008300 0.00458330 0.00083333 0.03279200 0.01400000 0.01970800 0.02720800 0.03533300 0.04283300 0.04841700 0.02962500 0.05675000 0.07237500 0.08800000 0.10362000 0.11925000 0.13487000 0.15050000 0.16612000 0.18175000 0.19737000 0.21300000 0.22862000 0.24425000 0.25988000 0.27550000 0.29113000 0.30675000 0.32238000 0.33800000 0.35363000 0.36925000 0.38488000 0.40050000 0.41613000 0.43175000 0.44738000 0.46300000 0.47863000 0.49425000 0.50987000 0.52550000 0.54112000 0.55675000 0.57237000 0.58800000 0.60362000 0.61925000 0.63487000 0.65050000 0.66612000 0.68175000 0.69737000 0.71300000 0.72862000 0.74425000 0.75987000 0.77550000 0.79112000 0.80675000 0.82237000 0.83800000 0.85362000 0.86925000 0.88487000 0.90050000 0.91612000 0.93175000 0.94737000 0.96300000 0.97454000 0.99904000

Таблица 5 Параметры частотного корректора Частотный корректор P_f [Гц] P_Q P_g [дБ] g [дБ] G_EQ,1 12000 0.3 -2 1.0 G_EQ,2 12000 0.3 -3.5 1.0 G_EQ,3 200,1300, 600 0.3, 0.5, 1.0 -6.5, 1.8, 2.0 0.7 G_EQ,4 5000, 1100 1.0, 0.8 4.5, 1.8 -3.1 G_EQ,5 35 0.25 -1.3 1.0

Таблица 6 Каждая строка перечисляет каналы, которые считаются находящимися выше/ниже друг друга CH_L_000 CH_M_000 CH_U_000 CH_L_L045 CH_M_L030 CH_U_L030 CH_L_L045 CH_M_L030 CH_U_L045 CH_L_L045 CH_M_L060 CH_U_L030 CH_L_L045 CH_M_L060 CH_U_L045 CH_L_R045 CH_M_R030 CH_U_R030 CH_L_R045 CH_M_R030 CH_U_R045 CH_L_R045 CH_M_R060 CH_U_R030 CH_L_R045 CH_M_R060 CH_U_R045 CH_M_180 CH_U_180 CH_M_L090 CH_U_L090 CH_M_L110 CH_U_L110 CH_M_L135 CH_U_L135 CH_M_L090 CH_U_L110 CH_M_L090 CH_U_L135 CH_M_L110 CH_U_L090 CH_M_L110 CH_U_L135 CH_M_L135 CH_U_L090 CH_M_L135 CH_U_L135 CH_M_R090 CH_U_R090 CH_M_R110 CH_U_R110 CH_M_R135 CH_U_R135 CH_M_R090 CH_U_R110 CH_M_R090 CH_U_R135 CH_M_R110 CH_U_R090 CH_M_R110 CH_U_R135 CH_M_R135 CH_U_R090 CH_M_R135 CH_U_R135

Изобретение относится к области радиосвязи и предназначено для понижающего преобразования формата между различными конфигурациями каналов громкоговорителей. Технический результат – повышение качества звука. Данный способ содержит предоставление набора правил, ассоциированного с каждым входным каналом из множества входных каналов, при этом правила задают различные преобразования между ассоциированным входным каналом и набором выходных каналов. Для каждого входного канала из множества входных каналов, к правилу, ассоциированному с входным каналом, осуществляется доступ, выполняется определение в отношении того, присутствует ли набор выходных каналов, заданных в правиле, к которому осуществляют доступ, в конфигурации выходных каналов, и выбирается правило, к которому осуществляют доступ, если набор выходных каналов, заданных в правиле, к которому осуществляют доступ, присутствует в конфигурации выходных каналов. Входные каналы преобразуются в выходные каналы согласно выбранному правилу. 5 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил., 6 табл.

1. Способ для преобразования множества входных каналов из конфигурации (404) входных каналов в выходные каналы из конфигурации (406) выходных каналов, при этом способ содержит этапы, на которых:

предоставляют набор (400) правил, ассоциированный с каждым входным каналом из множества входных каналов, при этом правила задают различные преобразования между ассоциированным входным каналом и набором выходных каналов;

для каждого входного канала из множества входных каналов осуществляют доступ (500) к правилу, ассоциированному с входным каналом, определяют (502) то, присутствует ли набор выходных каналов, заданных в правиле, к которому осуществляют доступ, в конфигурации (406) выходных каналов, и выбирают (402, 504) правило, к которому осуществляют доступ, если набор выходных каналов, заданных в правиле, к которому осуществляют доступ, присутствует в конфигурации (406) выходных каналов; и

преобразуют (508) входные каналы в выходные каналы согласно выбранному правилу,

при этом правила в наборах правил приоритезируются, при этом правила с более высоким приоритетом выбираются с более высоким предпочтением по сравнению с правилами с более низким приоритетом и содержат, по меньшей мере, одно из следующего:

при этом правило, задающее преобразование входного канала в один или более выходных каналов, имеющих более низкое отклонение направления от входного канала в горизонтальной плоскости слушателя, имеет более высокий приоритет, чем правило, задающее преобразование входного канала в один или более выходных каналов, имеющих более высокое отклонение направления от входного канала в горизонтальной плоскости слушателя,

при этом правило, задающее преобразование входного канала в один или более выходных каналов, имеющих угол подъема, идентичный углу подъема входного канала, имеет более высокий приоритет, чем правило, задающее преобразование входного канала в один или более выходных каналов, имеющих угол подъема, отличающийся от угла подъема входного канала,

при этом в наборах правил, правило с наибольшим приоритетом задает прямое преобразование между входным каналом и выходным каналом, которые имеют идентичное направление, и

при этом одно правило из набора правил, ассоциированного с входным каналом, имеющим угол подъема 90°, задает преобразование входного канала во все доступные выходные каналы, имеющие первый угол подъема ниже угла подъема входного канала, и другое правило с меньшим приоритетом из этого набора правил задает преобразование входного канала во все доступные выходные каналы, имеющие второй угол подъема ниже первого угла подъема.

2. Способ по п. 1, содержащий этап, на котором не выбирают правило, к которому осуществляют доступ, если набор выходных каналов, заданных в правиле, к которому осуществляют доступ, не присутствует в конфигурации (406) выходных каналов, и повторяют этапы осуществления доступа, определения и выбора, по меньшей мере, для еще одного правила, ассоциированного с входным каналом.

3. Способ по п. 1, в котором правила задают, по меньшей мере, одно из коэффициента усиления, который должен применяться к входному каналу, коэффициента задержки, который должен применяться к входному каналу, теоремы для панорамирования, которая должна применяться для того, чтобы преобразовывать входной канал в два или более выходных каналов, и частотно-зависимого усиления, которое должно применяться к входному каналу.

4. Способ по п. 1, содержащий этап, на котором осуществляют доступ к правилам в наборах правил в конкретном порядке до тех пор, пока не будет определено то, что набор выходных каналов, заданных в правиле, к которому осуществляют доступ, не присутствует в конфигурации (406) выходных каналов, так что приоритезация правил задается посредством конкретного порядка.

5. Способ по п. 1, в котором правило, которое предположительно должно предоставлять более высокое качество звука, имеет более высокий приоритет, чем правило, которое предположительно должно предоставлять более низкое качество звука.

6. Способ по п. 1, в котором, в наборах правил, правило с наибольшим приоритетом задает прямое преобразование между входным каналом и выходным каналом, которые имеют идентичное направление, при этом способ содержит этап, на котором, для каждого входного канала, проверяют то, присутствует ли выходной канал, содержащий направление, идентичное направлению входного канала, в конфигурации (406) выходных каналов, перед осуществлением доступа к запоминающему устройству (422), сохраняющему другие правила из набора правил, ассоциированного с каждым входным каналом.

7. Способ по п. 1, в котором, в наборах правил, правило с наименьшим приоритетом задает преобразование входного канала в один или оба выходных канала конфигурации выходных стереоканалов, имеющей левый выходной канал и правый выходной канал.

8. Способ по п. 1, в котором одно правило из набора правил, ассоциированного с входным каналом, имеющим направление, отличающееся от переднего центрального направления, задает преобразование входного канала в два выходных канала, расположенные на той же стороне переднего центрального направления, что и входной канал, и расположенные на обеих сторонах направления входного канала, и другое правило с меньшим приоритетом из этого набора правил задает преобразование входного канала в один выходной канал, расположенный на той же стороне переднего центрального направления, что и входной канал.

9. Способ по п. 1, в котором правило из набора правил, ассоциированного с входным каналом, содержащим переднее центральное направление, задает преобразование входного канала в два выходных канала, один из которых расположен слева от переднего центрального направления, а один расположен справа от переднего центрального направления.

10. Способ для преобразования множества входных каналов из конфигурации (404) входных каналов в выходные каналы из конфигурации (406) выходных каналов, при этом способ содержит этапы, на которых:

предоставляют набор (400) правил, ассоциированный с каждым входным каналом из множества входных каналов, при этом правила задают различные преобразования между ассоциированным входным каналом и набором выходных каналов;

для каждого входного канала из множества входных каналов осуществляют доступ (500) к правилу, ассоциированному с входным каналом, определяют (502) то, присутствует ли набор выходных каналов, заданных в правиле, к которому осуществляют доступ, в конфигурации (406) выходных каналов, и выбирают (402, 504) правило, к которому осуществляют доступ, если набор выходных каналов, заданных в правиле, к которому осуществляют доступ, присутствует в конфигурации (406) выходных каналов; и

преобразуют (508) входные каналы в выходные каналы согласно выбранному правилу,

при этом правило из набора правил, ассоциированного с входным каналом, содержащим заднее центральное направление, задает преобразование входного канала в два выходных канала, один из которых расположен слева от переднего центрального направления, а один расположен справа от переднего центрального направления, при этом правило дополнительно задает использование коэффициента усиления, меньшего единицы, если угол двух выходных каналов относительно заднего центрального направления превышает 90°.

11. Способ по п. 1, в котором правило из набора правил, ассоциированного с входным каналом, имеющим направление, отличающееся от переднего центрального направления, задает использование коэффициента усиления, меньшего единицы, в преобразовании входного канала в один выходной канал, расположенный на той же стороне переднего центрального направления, что и входной канал, при этом угол выходного канала относительно переднего центрального направления меньше угла входного канала относительно переднего центрального направления.

12. Способ по п. 1, в котором правило, задающее преобразование входного канала, имеющего угол подъема, в один или более выходных каналов, имеющих угол подъема ниже угла подъема входного канала, задает использование коэффициента усиления, меньшего единицы.

13. Способ по п. 1, в котором правило, задающее преобразование входного канала, имеющего угол подъема, в один или более выходных каналов, имеющих угол подъема ниже угла подъема входного канала, задает применение частотно-избирательной обработки.

14. Способ по п. 1, содержащий этап, на котором принимают входные аудиосигналы, ассоциированные с входными каналами, при этом преобразование (508) входных каналов в выходные каналы содержит этап, на котором оценивают (410, 520) выбранные правила для того, чтобы извлекать коэффициенты, которые должны применяться к входным аудиосигналам, и применяют (524) коэффициенты к входным аудиосигналам, чтобы формировать выходные аудиосигналы, ассоциированные с выходными каналами, и выводят (528) выходные аудиосигналы в громкоговорители, ассоциированные с выходными каналами.

15. Способ по п. 14, содержащий этап, на котором формируют матрицу (414) понижающего микширования и применяют матрицу (414) понижающего микширования к входным аудиосигналам.

16. Способ по п. 14, содержащий этап, на котором применяют подстраиваемые задержки и подстраиваемые усиления к выходным аудиосигналам, чтобы уменьшать или компенсировать разности между расстояниями соответствующих громкоговорителей от центральной позиции слушателя в конфигурации (404) входных каналов и конфигурации (406) выходных каналов.

17. Способ по п. 14, содержащий этап, на котором учитывают отклонение между горизонтальным углом выходного канала реальной выходной конфигурации и горизонтальным углом конкретного выходного канала, заданного в наборе правил при оценке правила, задающего преобразование входного канала в один или два выходных канала, включающих в себя конкретный выходной канал, при этом горизонтальные углы представляют углы в горизонтальной плоскости слушателя относительно переднего центрального направления.

18. Способ по п. 1, содержащий этап, на котором модифицируют коэффициент усиления, который задается в правиле, задающем преобразование входного канала, имеющего угол подъема, в один или более выходных каналов, имеющих углы подъема ниже угла подъема входного канала, чтобы учитывать отклонение между углом подъема выходного канала реальной выходной конфигурации и углом подъема одного выходного канала, заданного в этом правиле.

19. Способ по п. 14, содержащий этап, на котором модифицируют частотно-избирательную обработку, заданную в правиле, задающем преобразование входного канала, имеющего угол подъема, в один или более выходных каналов, имеющих углы подъема ниже угла подъема входного канала, чтобы учитывать отклонение между углом подъема выходного канала реальной выходной конфигурации и углом подъема одного выходного канала, заданного в этом правиле.

20. Носитель хранения данных, содержащий компьютерную программу, записанную на нем, для осуществления, при выполнении на компьютере или процессоре, способа по одному из пп. 1-19.

21. Процессор (420) сигналов, содержащий процессор (422), сконфигурированный или запрограммированный с возможностью осуществлять способ по одному из пп. 1-19.

22. Процессор сигналов по п. 21, дополнительно содержащий:

входной сигнальный интерфейс (426) для приема входных сигналов (228), ассоциированных с входными каналами конфигурации (404) входных каналов, и

выходной сигнальный интерфейс (428) для вывода выходных аудиосигналов, ассоциированных с конфигурацией (406) выходных каналов.

23. Аудиодекодер, содержащий процессор сигналов по п. 21 или 22.