Convertidor estéreo de múltiples canales para derivar una señal envolvente estéreo y/o central de audio.

Convertidor estéreo de múltiples canales, que comprende medios estéreo para generar una señal de información a partir de señales de audio estereofónicas (L,

R) y medios de transformación acoplados a los medios estéreo para transformar dichas señales de audio (L, R) en una señal de audio adicional, en el que los medios estéreo son medios de determinación de magnitud estéreo para generar una señal de información estéreo como correlación cruzada de las señales de audio (L, R), que representa un grado estéreo entre dichas señales de audio (L, R) y en el que los medios de transformación se realizan para transformar dichas señales de audio (L, R), basándose en dicha señal de información estéreo, en al menos una señal envolvente (S); y en el que dicha transformación realiza una transformación de matriz; estando el convertidor estéreo de múltiples canales caracterizado porque la correlación cruzada ρ de las señales de audio estereofónicas (L, R) se mide o estima como:**Fórmula**

donde L y R representan valores de las señales de audio estereofónicas (L, R) y los subrayados representan valores promedio.

La presente invención se refiere a un convertidor estéreo de múltiples canales, que comprende medios estéreo para generar una señal de información a partir de señales de audio estereofónicas (L, R) y medios de transformación acoplados a los medios estéreo para transformar dichas señales de audio (L, R) en una señal de audio adicional (C; S) .

La presente invención también se refiere a un método para generar señales de audio a partir de señales de audio estereofónicas (L, R) , en el que se deriva una señal de información a partir de dichas señales de audio (L, R) y se usa para transformar dichas señales de audio (L, R) en una señal de audio (S) de este tipo.

El documento US-A-4.862.502 da a conocer un sistema analógico para generar cuatro canales de salida a partir de señales de entrada estéreo. Se conocen un sistema y un método estéreo de múltiples canales a partir del documento US-A-5.426.702. Este sistema conocido comprende medios estéreo en forma de un circuito de detección de dirección para generar una señal de información, que se deriva a partir de señales de entrada de audio estereofónicas (L, R) . La señal de información contiene una medida de factor de ponderación para la dirección de una fuente de sonido más potente. Además el sistema convertidor conocido comprende medios de transformación acoplados al circuito de detección de dirección para transformar dichas señales de audio (L, R) en una señal de audio adicional en forma de una señal central de audio.

Una desventaja de este método y convertidor de múltiples canales es que no se realiza ninguna provisión para generar señales de audio envolventes.

Por tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de convertidor estéreo de múltiples canales y un método correspondiente que pueden generar y gestionar una variedad de señales de audio auxiliares, tales como señales envolventes, envolventes estéreo y/o centrales, sin diafonía sustancial entre estas señales de audio auxiliares.

Con respecto a esto, el convertidor estéreo de múltiples canales según la invención está caracterizado porque los medios estéreo son medios de determinación de magnitud estéreo para generar una señal de información estéreo (a/b; !) como correlación cruzada (!) de las señales de audio (L, R) , que representa un grado estéreo entre dichas señales de audio (L, R) y porque los medios de transformación se realizan para transformar dichas señales de audio (L, R) , basándose en dicha señal de información estéreo (a/b; !) , en al menos una señal envolvente (S) y en el que dicha transformación realiza una transformación de matriz.

De manera similar, el método según la invención está caracterizado porque la señal de información es una señal de información estéreo (a/b; !) generada como correlación cruzada (!) de las señales de audio (L, R) , que representa un grado estéreo entre dichas señales de audio (L, R) y porque, basándose en dicha señal de información estéreo (a/b; !) , se transforman dichas señales de audio (L, R) en al menos una señal envolvente (S) y en el que dicha transformación realiza una transformación de matriz.

La correlación cruzada ! de las señales de audio estereofónicas (L, R) se proporciona como:

donde L y R representan valores de las señales de audio estereofónicas (L, R) y los subrayados representan valores promedio.

Una ventaja del método y el convertidor estéreo de múltiples canales según la presente invención es que puede generar señales de audio relacionadas adicionales, tales como señales envolventes y señales envolventes estéreo izquierda y derecha, y/o según se desee una señal central de audio, basándose en las dos señales de audio izquierda (L) y derecha (R) estereofónicas. Esto proporciona un gran grado de libertad tanto en posibilidades de aplicación como en diseño, sin diafonía sustancial entre señales de audio de salida.

Una realización del convertidor estéreo según la presente invención caracterizado porque los medios de transformación usan una relación para dicha transformación que mapea la señal de información estéreo (a/b; !) en un ángulo (∀) en un plano definido por señales de audio. En una realización muy sencilla de implementar dicha transformación usa una relación goniométrica. En la práctica, se considerará el uso de alguna transformación que mapea la señal de información estéreo (a/b; !) en el ángulo (∀) , en el que este ángulo es de entre 0 y #/2.

Una realización particular del convertidor estéreo de múltiples canales según la invención está caracterizada porque

los medios de transformación se realizan para transformar adicionalmente dichas señales de audio (L, R) a partir de una representación ortogonal en una representación en la que dichas señales de audio (L, R) se encuentran en una línea recta, revelando por tanto una señal central de audio adicional (C) .

Ventajosamente, esta realización proporciona una configuración de múltiples canales que tiene una señal izquierda (L) , derecha (R) , envolvente (S) o izquierda envolvente (SL) y derecha envolvente (SR) de audio disponible y la señal central de audio (C) .

Ventajosamente una multiplicación de vectores con un múltiplo que se encuentra alrededor de dos, puede implementarse fácilmente en particular con una transformación de matriz en un chip. En una realización adicional del convertidor estéreo de múltiples canales según la invención los coeficientes de matriz de dicha transformación de matriz se basan en proyecciones de una señal de audio real en ejes principales de las señales de audio (R, L, C, S) , ya sea combinados o no con otros coeficientes, tales como coeficientes determinados empíricamente, para cubrir por ejemplo los sistemas Dolby ® Surround, Dolby Pro Logic ®, Circle Surround ® y Lexicon ® y otros sistemas envolventes.

En la práctica, todavía una realización adicional del convertidor estéreo de múltiples canales según la invención está caracterizada porque el convertidor estéreo está dotado de uno o más filtros de decorrelación, por ejemplo filtros de decorrelación de Lauridsen, filtros a los que se les aplica la señal envolvente estéreo (S) para generar una señal izquierda envolvente estéreo (SL) y una señal derecha envolvente estéreo (SR) . Este tipo de filtros de decorrelación están fácilmente disponibles en el mercado.

Ahora se aclararán adicionalmente el convertidor estéreo de múltiples canales y el método correspondiente según la invención, junto con sus ventajas adicionales, mientras se hace referencia a los dibujos adjuntos, en los que se hace referencia a componentes similares por medio de los mismos números de referencia. En el dibujo:

la figura 1 muestra un área de estado bidimensional definido por una combinación de amplitudes de señal de audio izquierda (L) y derecha (R) para explicar parte de la operación del convertidor estéreo de múltiples canales según la presente invención;

la figura 2 muestra un diseño general de varias realizaciones del convertidor estéreo de múltiples canales según la invención;

las figuras 3 (a) y 3 (b) muestran representaciones gráficas de vectores de dirección de señales estereofónicas izquierda y derecha; y

la figura 4 expone un mapeo de espacio usado en la generación de una señal envolvente en el convertidor estéreo de múltiples canales según la invención.

La figura 1 muestra una representación gráfica de un área bidimensional denominada de estado definida por amplitudes de señal de audio izquierda (L) y derecha (R) momentáneas. A lo largo del eje vertical se indican valores de señal de entrada de una señal estéreo de audio izquierda (L) , mientras que a lo largo de un eje horizontal se indican valores de señal de entrada de una señal estéreo de audio derecha (R) . Pueden encontrarse señales mono que surgen, por ejemplo, del habla, en una línea a través del origen del área que forma un ángulo de 45 grados con el eje horizontal. La música estéreo conduce a numerosas muestras que se muestran como puntos en el área. El área de puntos puede tener una forma oblonga tal como se muestra, en cuyo caso pueden definirse dos ejes ortogonales y y q. Puede observarse que los ejes y se han formado mediante algún promedio con respecto a todos los puntos en el área que proporciona información acerca de una dirección de una señal dominante. Se conocen varias técnicas de estimación para estimar la dirección dominante y. El método de mínimos cuadrados se conoce bien para proporcionar un algoritmo de localización o detección de dirección adecuada. De manera ortogonal a los ejes y pueden... [Seguir leyendo]

1. Convertidor estéreo de múltiples canales, que comprende medios estéreo para generar una señal de

información a partir de señales de audio estereofónicas (L, R) y medios de transformación acoplados a los

5 medios estéreo para transformar dichas señales de audio (L, R) en una señal de audio adicional, en el que

los medios estéreo son medios de determinación de magnitud estéreo para generar una señal de

información estéreo como correlación cruzada de las señales de audio (L, R) , que representa un grado

estéreo entre dichas señales de audio (L, R) y en el que los medios de transformación se realizan para

transformar dichas señales de audio (L, R) , basándose en dicha señal de información estéreo, en al menos

10 una señal envolvente (S) ; y en el que dicha transformación realiza una transformación de matriz; estando el

convertidor estéreo de múltiples canales caracterizado porque la correlación cruzada ! de las señales de

audio estereofónicas (L, R) se mide o estima como:

donde L y R representan valores de las señales de audio estereofónicas (L, R) y los subrayados representan valores promedio.

2. Convertidor estéreo de múltiples canales según la reivindicación 1, caracterizado porque los coeficientes de matriz de dicha transformación de matriz se basan en proyecciones de una señal de audio real en ejes principales de las señales de audio (R, L, C, S) .

3. Convertidor estéreo de múltiples canales según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el convertidor estéreo está dotado de uno o más filtros de decorrelación, filtros a los que se les aplica la señal

envolvente (S) para generar una señal izquierda envolvente estéreo (SL) y una señal derecha envolvente estéreo (SR) .

4. Método para generar señales de audio a partir de señales de audio estereofónicas (L, R) , en el que se deriva una señal de información a partir de dichas señales de audio (L, R) y se usa para transformar dichas 30 señales de audio (L, R) en una señal de audio adicional, en el que la señal de información es una señal de información estéreo generada como correlación cruzada de las señales de audio (L, R) , que representa un grado estéreo entre dichas señales de audio (L, R) y en el que, basándose en dicha señal de información estéreo, se transforman dichas señales de audio (L, R) en al menos una señal envolvente (S) ; y en el que dicha transformación realiza una transformación de matriz; estando el método caracterizado porque la correlación cruzada ! de las señales de audio estereofónicas (L, R) se mide o estima como donde L y R representan valores de las señales de audio estereofónicas (L, R) y los subrayados representan valores promedio.