Sistema para el enfoque y la orientación directivos y digitales de sonido muestreado dentro de un área objetivo (400) con el fin de producir una salida de audio selectiva,

que comprende una o más matrices de micrófonos, de banda ancha (100, 110), una unidad conversora de señales de A/D (200), una unidad de control (300), en donde la unidad de control (300) comprende: - unos medios receptores (310) para recibir señales digitales de sonido capturado desde todos los micrófonos que comprende el sistema; - unos medios de entrada (350) para recibir instrucciones que comprenden datos de posición selectivos en forma de coordenadas, donde las coordenadas se presentan en dos o tres dimensiones para definir un(os) punto(s) de enfoque; - unos medios de procesado de la señal (330) para escoger señales de una selección de micrófonos pertinentes en la(s) matriz(es) (100, 110) para un procesado posterior, donde la selección realizada se basa en análisis espectrales de la señal recibida; - unos medios de procesado de la señal (330) para realizar un procesado de la señal sobre las señales de la selección de micrófonos pertinentes con el fin de enfocar y orientar el sonido según las instrucciones recibidas; - unos medios de procesado de la señal (330) para generar una o más salida(s) de audio selectiva(s) de acuerdo con instrucciones recibidas y el procesado de la señal realizado

INTRODUCCIÓN

La presente invención se refiere a la captura de audio direccional y, más específicamente, a un método y un sistema para producir audio selectivo en una producción de vídeo, posibilitando de este modo una radiodifusión con funcionalidad de orientación y zoom controlados. 5

El sistema es útil para capturar sonido bajo condiciones de ruido en las que es necesario un filtrado espacial, por ejemplo, la captura de sonido de atletas, árbitros y entrenadores en acontecimientos deportivos para una producción de emisiones de radiodifusión.

El sistema comprende una o más matrices de micrófonos, una o más unidades de muestreo, medios de almacenamiento, y una unidad de control y procesado de la señal con medios de entrada para recibir datos de 10 posición.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN – TÉCNICA ANTERIOR

Una matriz de micrófonos es un montaje de captación acústica multicanal que comprende dos o más sensores de presión acústica situados en ubicaciones diferentes en el espacio con el fin de muestrear espacialmente la presión acústica de una o varias fuentes. Se pueden usar técnicas de procesado de la señal para 15 controlar, o más específicamente orientar, la matriz de micrófonos hacia cualquier fuente de interés. Las técnicas a usar pueden ser, entre otras: retardo de señales, filtrado, ponderación, y suma de señales de los elementos de micrófono para alcanzar la selectividad espacial deseada. A esto se le hace referencia como conformación de haces. Los micrófonos en una matriz de micrófonos controlable deberían estar bien adaptados en cuanto a amplitud y fase. Si no, deben conocerse las diferencias para realizar correcciones de errores en el software y/o el hardware. 20 Los principios que subyacen tras la orientación de una matriz son bien conocidos a partir de la bibliografía pertinente del procesado de señales. Las matrices de micrófonos pueden ser rectangulares, circulares, o tridimensionales.

Existen varios sistemas conocidos que comprenden matrices de micrófonos. La mayoría de ellos se centran principalmente en el procesado de las señales para alcanzar una optimización de señales muestreadas y/o 25 la interpretación de la posición de objetos o elementos en la imagen.

A continuación se describe la técnica anterior más relevante.

El documento US2003/0072461 describe una matriz colineal múltiple de micrófonos seguida por un procesado de la señal, con una respuesta altamente direccional.

La patente US nº 5.940.118 describe un sistema y un método para orientar micrófonos direccionales. El 30 sistema está destinado a ser usado en salas de conferencia que contienen miembros de la audiencia. Comprende medios de entrada ópticos, es decir, cámaras, y medios de interpretación para interpretar qué miembros de la audiencia están hablando, y medios para activar el sonido hacia la fuente de sonido.

La patente US nº 6.469.732 describe un aparato y un método usados en un sistema de videoconferencia para proporcionar una determinación exacta de la posición de un participante que está hablando. 35

El documento JP2004 180197 describe una matriz de micrófonos que se puede controlar digitalmente con respecto al enfoque acústico.

La presente invención es un método y un sistema para el enfoque y la orientación controlados del sonido que va a ser presentado junto con vídeo. La invención difiere con respecto a la técnica anterior en su flexibilidad y facilidad de uso. 40

En una forma de realización preferida, la invención es un método y un sistema para recibir datos de posición y enfoque desde una o más cámaras que filman un evento, y para usar estos datos de entrada con el fin de generar una salida acústica pertinente junto con el vídeo.

En otra forma de realización, un usuario puede introducir la ubicación deseada desde la cual captar sonido, y unos medios de procesado de la señal usarán la misma para realizar el procesado necesario de la señal. 45

Todavía en otra forma de realización, los datos de posición para la ubicación desde la cual captar sonido se pueden enviar desde un sistema que comprende antena(s) que captan señales de radiocomunicaciones de transmisor(es) de radiocomunicaciones ubicado(s) sobre o en objeto(s) del(de los) que se va a realizar un seguimiento, junto con medios para deducir la ubicación y enviar esta información al sistema según la presente invención. El emisor de radiocomunicaciones se puede situar, por ejemplo, en un balón de fútbol, permitiendo de 50 este modo que el sistema registre sonido desde la ubicación del balón, y que también controle una o más cámaras de tal manera que tanto el vídeo como el sonido se enfocarán en la ubicación del balón.

OBJETIVOS Y SUMARIO DE LA INVENCIÓN

El objetivo de la presente invención es proporcionar una salida de audio selectiva con respecto a un(a) área(s) objetivo relevante(s).

El objetivo se alcanza mediante un sistema para el enfoque y la orientación directivos y digitales de sonido muestreado dentro del área objetivo con el fin de producir la salida de audio selectiva. El sistema comprende una o 5 más matrices de micrófonos, de banda ancha, una o más unidades conversoras de señales de A/D, una unidad de control con medios de entrada, medios de salida, medios de almacenamiento, y una o más unidades de procesado de señales.

El sistema está caracterizado porque la unidad de control comprende unos medios de entrada para recibir señales digitales de sonido capturado desde todos los micrófonos que comprende el sistema, y unos medios de 10 entrada para recibir instrucciones que comprenden datos de posición selectivos.

El sistema está caracterizado además porque la unidad de control comprende unos medios de procesado de la señal para: escoger señales de una selección de micrófonos pertinentes en la(s) matriz(es) para un procesado posterior, y para realizar un procesado de la señal sobre las señales de la selección de micrófonos pertinentes con el fin de enfocar y orientar el sonido según las instrucciones recibidas, y para generar una salida de audio selectiva 15 de acuerdo con el procesado realizado.

El objetivo de la invención se alcanza además mediante un método para enfocar y orientar de forma digital y directiva sonido muestreado dentro de un área objetivo con el fin de producir una salida de audio selectiva, donde el método comprende el uso de una o más matrices de micrófonos, de banda ancha, una unidad conversora de señales de A/D, y una unidad de control con medios de entrada, medios de salida, medios de almacenamiento y 20 una o más unidades de procesado de señales.

El método está caracterizado porque comprende las siguientes etapas realizadas por la unidad de control:

- recibir señales digitales de sonido capturado desde todos los micrófonos que comprende el sistema;

- recibir instrucciones que comprenden datos de posición selectivos a través de los medios de entrada en la unidad de control; 25

- escoger señales de una selección de micrófonos pertinentes en la(s) matriz(es) de banda ancha para un procesado posterior, y donde la selección realizada se basa en análisis espectrales de la señal;

- realizar un procesado de la señal sobre las señales de la selección de micrófonos pertinentes para enfocar y orientar el sonido según las instrucciones recibidas;

- generar una o más salida(s) de audio selectiva(s) de acuerdo con el procesado realizado. 30

Una característica principal de la invención es que los datos de posición selectivos se pueden proporcionar en tiempo real o en un proceso de postprocesado del sonido registrado. El(las) área(s) de enfoque desde la(s) cual(es) se va a producir sonido puede(n) ser definida(s) por un usuario final que proporcione instrucciones de entrada del(de las) área(s) o mediante la posición y el enfoque de una o más cámaras.

Los objetivos de la invención se alcanzan con los medios y el método según se exponen en el conjunto de 35 reivindicaciones adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Se describirá más detalladamente la invención haciendo referencia a las figuras, en las que:

la Fig. 1 muestra una vista general de los diferentes componentes del sistema, integrados con...

1. Sistema para el enfoque y la orientación directivos y digitales de sonido muestreado dentro de un área objetivo (400) con el fin de producir una salida de audio selectiva, que comprende una o más matrices de micrófonos, de banda ancha (100, 110), una unidad conversora de señales de A/D (200), una unidad de control (300), en donde la unidad de control (300) comprende:

- unos medios receptores (310) para recibir señales digitales de sonido capturado desde todos los 5 micrófonos que comprende el sistema;

- unos medios de entrada (350) para recibir instrucciones que comprenden datos de posición selectivos en forma de coordenadas, donde las coordenadas se presentan en dos o tres dimensiones para definir un(os) punto(s) de enfoque;

- unos medios de procesado de la señal (330) para escoger señales de una selección de micrófonos 10 pertinentes en la(s) matriz(es) (100, 110) para un procesado posterior, donde la selección realizada se basa en análisis espectrales de la señal recibida;

- unos medios de procesado de la señal (330) para realizar un procesado de la señal sobre las señales de la selección de micrófonos pertinentes con el fin de enfocar y orientar el sonido según las instrucciones recibidas; 15

- unos medios de procesado de la señal (330) para generar una o más salida(s) de audio selectiva(s) de acuerdo con instrucciones recibidas y el procesado de la señal realizado.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de control (300) está situada en una ubicación remota y comprende unos medios (310) para recibir las señales digitales del sonido capturado a través de una red alámbrica o inalámbrica. 20

3. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de entrada (350) en la unidad de control (300) comprenden unos medios para recibir datos de posición selectivos a través de una red alámbrica o inalámbrica.

4. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de control (300) comprende además unos medios de almacenamiento de datos (320) para almacenar las señales digitales recibidas del sonido 25 capturado.

5. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de control (300) realiza un procesado de la señal sobre varios canales basándose en una o varias coordenadas de entrada diferentes.

6. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de control (300) comprende unos medios para cambiar la apertura de la(s) matriz(es) de micrófonos (100, 110) basándose en los componentes 30 espectrales del sonido entrante.

7. Sistema según la reivindicación 4, caracterizado porque la unidad de control (300) comprende además unos medios para convertir señales recibidas a un formato comprimido antes de que las mismas sean almacenadas en los medios de almacenamiento (320).

8. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de control (300) comprende 35 además unos medios para controlar y enfocar una o más cámaras basándose en instrucciones recibidas que comprenden datos de posición selectivos.

9. Método para enfocar y orientar de forma digital y directiva sonido muestreado dentro de un área objetivo (400) con el fin de producir una salida de audio selectiva, donde el método comprende el uso de una o más matrices de micrófonos, de banda ancha (100, 110), una unidad conversora de señales de A/D (200), y una unidad 40 de control (300), comprendiendo el método las siguientes etapas realizadas por la unidad de control (300):

- recibir señales digitales de sonido capturado desde todos los micrófonos que comprende el sistema;

- recibir instrucciones que comprenden datos de posición selectivos en forma de coordenadas, a través de medios de entrada (350) en la unidad de control (300), donde las coordenadas están en dos o tres dimensiones para definir un(os) punto(s) de enfoque(s); 45

- escoger señales de una selección de micrófonos pertinentes en la(s) matriz(es) (100, 110) para un procesado posterior, donde la selección realizada se basa en análisis espectrales de la señal recibida;

- realizar un procesado de la señal sobre las señales de la selección de micrófonos pertinentes para enfocar y orientar el sonido según las instrucciones recibidas; 50

- generar una o más salida(s) de audio selectiva(s) de acuerdo con las instrucciones recibidas y el procesado realizado.

10. Método según la reivindicación 9, caracterizado porque las señales digitales recibidas están en un formato comprimido.

11. Método según la reivindicación 9, caracterizado porque las señales digitales recibidas del sonido capturado de todos los micrófonos en la(s) matriz(es) (100, 110) se almacenan en unos medios de almacenamiento de datos (320). 5

12. Método según la reivindicación 9, caracterizado porque la unidad de procesado de la señal (300) ejecuta el procesado de la señal en tiempo real.

13. Método según la reivindicación 9 y 11, caracterizado porque la unidad de procesado de la señal (300) ejecuta el procesado de la señal en un proceso de postprocesado usando las señales almacenadas del sonido capturado. 10

14. Método según la reivindicación 9, caracterizado porque el procesado de la señal comprende conformación espacial y espectral de los haces.

15. Método según la reivindicación 9, caracterizado porque el procesado de la señal comprende un muestreo multiplexado y un cálculo del retardo de la señal, debido al multiplexado, para realizar correcciones en software o hardware. 15

16. Método según la reivindicación 9, caracterizado porque el procesado de la señal comprende el cálculo del retardo de la presión acústica desde el objetivo acústico a la matriz de micrófonos con el fin de realizar la sincronización de la señal con un retardo de tiempo predefinido.

17. Método según la reivindicación 9, caracterizado porque el procesado de la señal posibilita una salida de audio dinámicamente selectiva con zoom y panoramización del sonido hacia una o más ubicaciones 20 simultáneamente y proporciona también audio a uno o varios canales, que incluyen sistemas envolventes.

18. Método según la reivindicación 9, caracterizado porque el procesado de la señal comprende la regulación de la velocidad de muestreo sobre elementos de micrófono seleccionados con el fin de obtener un muestreo y un procesado óptimos de la señal.

19. Método según la reivindicación 9, caracterizado porque el cambio de apertura de la matriz de 25 micrófonos se realiza para obtener una respuesta en frecuencia determinada y reducir el número de elementos activos en la matriz de micrófonos.

20. Método según la reivindicación 19, caracterizado porque los datos de posición selectivos recibidos provienen de un sistema que realiza un seguimiento de uno o más objetos.

21. Método según la reivindicación 14 y 19, caracterizado porque los datos de posición deciden qué 30 funciones de ponderación espacial usar para ajustar el grado de conformación espacial del haz con enfoque y orientación con retardo y suma de conformadores de haz, y para cambiar el nivel de los lóbulos laterales y el ancho del haz.

22. Método según la reivindicación 21, caracterizado porque la conformación espacial del haz se ejecuta seleccionando una función de ponderación de entre Cosin, Kaiser, Hamming, Hannig, Blackmann-Harris y Prolato-35 Esferoidal según el ancho de haz seleccionado del lóbulo principal.

23. Método según la reivindicación 19, caracterizado porque las coordenadas se definen por la posición y el(los) punto(s) de enfoque de una o más cámara(s) que está(n) filmando un evento que tiene lugar en una(s) ubicación(es) específica(s) dentro del área objetivo.

24. Método según la reivindicación 19, caracterizado porque las coordenadas se definen por un usuario 40 que controla una interfaz de usuario que comprende una o más pantallas que muestran una vista general del área objetivo, un teclado, una unidad mezcladora de audio, y una o más palancas de mando.

25. Método según la reivindicación 19, caracterizado porque las coordenadas se usan para controlar y enfocar una o más cámaras.

26. Método según la reivindicación 17, caracterizado porque la salida de audio dinámicamente selectiva 45 en un sistema envolvente se encuentra en coherencia con una o más cámara(s).