ES2613265T3 - Filtro de altura virtual para la reproducción de sonido reflejado usando controladores de disparo ascendente - Google Patents

Filtro de altura virtual para la reproducción de sonido reflejado usando controladores de disparo ascendente Download PDF

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ES2613265T3 ES14701250.4T ES14701250T ES2613265T3 ES 2613265 T3 ES2613265 T3 ES 2613265T3 ES 14701250 T ES14701250 T ES 14701250T ES 2613265 T3 ES2613265 T3 ES 2613265T3
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Christophe Chabanne
Mark Tuffy
Alan J. Seefeldt
C. Phillip Brown
Patrick TURNMIRE
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Abstract

Un controlador de altavoz para la reproducción de sonido para la reflexión desde una superficie superior de un entorno auditivo, que comprende: un cono controlador; un tapón antipolvo para cono fijado a un parte central del cono controlador; y un bastidor que sujeta el cono para el montaje dentro de una caja de altavoz, en el que al menos uno del cono controlador, tapón antipolvo y bastidor están configurados para aplicar un filtro de altura que tiene una curva de respuesta de frecuencia que está configurado para eliminar al menos parcialmente indicaciones direccionales de una ubicación de altavoz e insertar al menos parcialmente las indicaciones direccionales de una ubicación de altavoz reflejada, basándose la curva de respuesta de frecuencia en una primera respuesta de frecuencia de un filtro que modela el sonido que se desplaza directamente desde la ubicación de altavoz reflejada hasta los oídos de un oyente en una posición de escucha, para dicha inserción de indicaciones direccionales de la ubicación de altavoz reflejada, y una segunda respuesta de frecuencia de filtro de un filtro que modela el sonido que se desplaza directamente desde la ubicación de altavoz hasta los oídos del oyente en la posición de escucha, para eliminar indicaciones direccionales para señales de audio que se desplazan a lo largo de una trayectoria directamente desde la ubicación de altavoz hasta el oyente.

Description

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DESCRIPCION
Filtro de altura virtual para la reproduccion de sonido reflejado usando controladores de disparo ascendente REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS
Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional estadounidense n.° 61/749.789, presentada el 7 de enero de 2013, la solicitud de patente provisional estadounidense n^ 61/835.466, presentada el 14 de junio de 2013 y la solicitud de patente provisional estadounidense n^ 61/914.854, presentada el 11 de diciembre de 2013.
CAMPO DE LA INVENCION
Una o mas implementaciones se refieren en general al procesamiento de senales de audio, y mas espedficamente a altavoces y circuitos para reproducir contenido de audio adaptativo usando senales reflejadas generadas mediante altavoces de disparo ascendente.
ANTECEDENTES
La llegada del cine digital ha creado nuevos estandares para el sonido cinematografico, tal como la incorporacion de multiples canales de audio para permitir una mayor creatividad por los creadores de contenido y una experiencia auditiva mas envolvente y realista para el publico. Se han desarrollado descripciones de audio basadas en modelos para extenderse mas alla de las alimentaciones de altavoz y las senales de audio basadas en canales tradicionales como medio para distribuir contenido de audio espacial y reproducir en diferentes configuraciones de reproduccion. La reproduccion de sonido en entornos tridimensionales (3D) reales o 3D virtuales ha pasado a ser un area de investigacion y desarrollo aumentados. La presentacion espacial de sonido utiliza objetos de audio, que son senales de audio con descripciones de fuentes parametricas asociadas de posicion de fuente aparente (por ejemplo, coordenadas 3D), anchura de fuente aparente y otros parametros. Pueden usarse senales de audio basadas en objetos para muchas aplicaciones multimedia, tales como pelfculas digitales, videojuegos, simuladores, y es de particular importancia en un entorno domestico en el que el numero de altavoces y su colocacion esta generalmente limitado o restringido mediante las delimitaciones de un entorno auditivo relativamente pequeno.
Se han desarrollado diversas tecnologfas para capturar y reproducir de manera mas precisa la intencion artfstica del creador para una banda sonora tanto en entornos de cine completos como en entornos domesticos de escala mas pequena. Se ha desarrollado un formato de audio espacial de siguiente generacion (tambien denominado “audio adaptativo”) que comprende una mezcla de objetos de audio y alimentaciones de altavoz basadas en canales tradicionales junto con metadatos posicionales para los objetos de audio. En un decodificador de audio espacial, los canales se envfan directamente a sus altavoces asociados o se submezclan en un conjunto de altavoces existente, y se reproducen objetos de audio mediante el decodificador de manera flexible. La descripcion de fuente parametrica asociada con cada objeto, tal como una trayectoria posicional en el espacio 3D, se toma como entrada junto con el numero y la posicion de altavoces conectados al decodificador. El reproductor utiliza ciertos algoritmos para distribuir las senales de audio asociadas con cada objeto a traves del conjunto acoplado de altavoces. Por tanto, la intencion espacial del autor de cada objeto se presenta de manera optima a traves de la configuracion de altavoces espedfica que esta presente en el entorno auditivo.
Se han desarrollado en general sistemas de audio espacial actuales para su uso en cine y, por tanto, implican un despliegue en salas grandes y el uso de equipo relativamente caro, incluyendo disposiciones de multiples altavoces distribuidos alrededor de un teatro. Sin embargo, se esta poniendo a disposicion una cantidad creciente de contenido de audio avanzado para la reproduccion en el entorno domestico a traves de tecnologfa de flujo continuo (streaming) y tecnologfa de medios avanzada, tal como discos Blu-ray, etcetera. Ademas, tecnologfas emergentes tales como la television 3D y los simuladores y juegos de ordenador avanzados estan fomentando el uso de equipos relativamente sofisticados, tal como monitores de pantalla grande, receptores de sonido envolvente y disposiciones de altavoces en entornos domesticos y otros entornos auditivos. A pesar de la disponibilidad de tal contenido, el coste del equipo, la complejidad de la instalacion y el tamano de la sala siguen siendo restricciones reales que impiden la explotacion completa de las senales de audio espaciales en la mayona de los entornos domesticos. Por ejemplo, los sistemas de audio basados en objetos avanzados emplean normalmente altavoces superiores o de altura para reproducir sonido que esta previsto que se origine por encima de la cabeza de un oyente. En muchos casos, y especialmente en el entorno domestico, tales altavoces de altura pueden no estar disponibles. En este caso, la informacion de altura se pierde si tales objetos sonoros se reproducen solo a traves de altavoces montados en el suelo o en la pared.
Lo que se necesita, por tanto, es un sistema que permita que informacion espacial completa de un sistema de audio adaptativo se reproduzca en un entorno auditivo que pueda incluir solo una parte de la disposicion de altavoces completa prevista para la reproduccion, tal como altavoces limitados o no superiores, y que pueden utilizar altavoces dirigidos en sentido ascendente para reflejar sonido a sitios en los que pueden no existir altavoces directos.
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Lo que se necesita adicionalmente es un metodo de filtrado que aplique una funcion de transferencia de frecuencia deseada para reducir o eliminar las componentes de sonido directo de las componentes de sonido de altura en senales de audio previstas para reflejarse desde superficies superiores de un entorno auditivo.
Lo que se necesita adicionalmente es un sistema de altavoces que incorpore la funcion de transferencia de frecuencia deseada directamente en el diseno de transductor de los altavoces configurados para reflejar sonido desde las superficies superiores.
No debe asumirse que la materia comentada en la seccion de antecedentes es tecnica anterior simplemente como resultado de su mencion en la seccion de antecedentes. De manera similar, no debe asumirse que un problema mencionado en la seccion de antecedentes o asociado con la materia de la seccion de antecedentes se ha reconocido previamente en la tecnica anterior. La materia en la seccion de antecedentes simplemente representa diferentes enfoques, que en y por sf mismos tambien pueden ser invenciones.
BREVE SUMARIO DE REALIZACIONES
Las realizaciones se refieren a altavoces y circuitos que reflejan sonido desde un techo o superficie superior a una ubicacion de escucha a una distancia desde un altavoz. El documento JP2010258653 muestra un sistema de reproduccion que usa altavoces de disparo ascendente. El sonido reflejado proporciona indicaciones de altura para reproducir objetos de audio que tienen componentes de audio superiores. El altavoz comprende uno o mas controladores de disparo ascendente para reflejar sonido desde la superficie superior y representa un altavoz de altura virtual. Un filtro de altura virtual basado en un modelo de audicion direccional se aplica a la senal de controlador de disparo ascendente para mejorar la percepcion de altura para senales de audio transmitidas por el altavoz de altura virtual para proporcionar una reproduccion optima del sonido reflejado superior. Adicionalmente, el filtro de altura virtual puede incorporarse como parte de un circuito de cruce que separa la banda completa y envfa sonido de alta frecuencia al controlador de disparo ascendente. Tambien se usan procesos de correccion espacial para proporcionar calibracion y mantener un filtrado de altura virtual en sistemas que realizan una ecualizacion espacial automatica y otros procesos de anulacion de anomalfas.
Tales altavoces y circuitos estan configurados para usarse junto con un sistema de audio adaptativo para la reproduccion de sonido usando elementos de sonido reflejados que comprende una disposicion de controladores de audio para la distribucion alrededor de un entorno auditivo, en el que algunos de los controladores son controladores directos y otros son controladores de disparo ascendente que proyectan ondas acusticas hacia el techo del entorno auditivo para la reflexion a un area de escucha espedfica; un reproductor para procesar flujos de audio y uno o mas conjuntos de metadatos que estan asociados con cada flujo de audio y que especifican una ubicacion de reproduccion en el entorno auditivo de un respectivo flujo de audio, en el que los flujos de audio comprenden uno o mas flujos de audio reflejados y uno o mas flujos de audio directos; y un sistema de reproduccion para reproducir los flujos de audio en la disposicion de controladores de audio segun el uno o mas conjuntos de metadatos, y en el que el uno o mas flujos de audio reflejados se transmiten a los controladores de audio reflejado.
Las realizaciones se refieren ademas a altavoces o sistemas de altavoces que incorporan una funcion de transferencia de frecuencia deseada directamente en el diseno de transductor de los altavoces configurados para reflejar sonido desde las superficies superiores, en el que la funcion de transferencia de frecuencia deseada filtra las componentes de sonido directo de las componentes de sonido de altura en una senal de audio adaptativo producida por un reproductor.
Las realizaciones se refieren ademas aun a metodos de preparacion y uso o despliegue de los disenos de altavoces, circuitos y transductor que optimizan la reproduccion de contenido de sonido reflejado usando una funcion de transferencia de frecuencia que filtra las componentes de sonido directo de componentes de sonido de altura en un sistema de reproduccion de audio.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
En los siguientes dibujos se usan numeros de referencia similares para hacer referencia a elementos similares. Aunque las siguientes figuras representan diversos ejemplos, la una o mas implementaciones no se limitan a los ejemplos representados en las figuras.
La FIG. 1 ilustra el uso de un controlador de disparo ascendente usando sonido reflejado para simular un altavoz superior en un entorno auditivo.
La FIG. 2 ilustra un altavoz de altura virtual y disparo frontal integrado, en una realizacion.
La FIG. 3 es un grafico que ilustra la respuesta de magnitud de un filtro de altura virtual derivada de un modelo de audicion direccional, en una realizacion.
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La FIG. 4A ilustra un filtro de altura virtual incorporado como parte de una unidad de altavoz que tiene un controlador de disparo ascendente, en una realizacion.
La FIG. 4B ilustra un filtro de altura virtual incorporado como parte de una unidad de reproduccion para controlar un controlador de disparo ascendente, en una realizacion.
La FIG. 5 ilustra un filtro de altura que recibe informacion posicional y una senal de derivacion, en una realizacion.
La FIG. 6 ilustra un angulo de inclinacion de un controlador de disparo ascendente usado en un altavoz de altura virtual, en una realizacion.
La FIG. 7 es un diagrama que ilustra un sistema de filtro de altura virtual que incluye un circuito de cruce, en una realizacion.
La FIG. 8A es un diagrama de circuito de alto nivel de un filtro de cruce de dos bandas usado junto con un filtro de altura virtual, en una realizacion.
La FIG. 8B ilustra un cruce de dos bandas que implementa filtrado de altura virtual en la trayectoria de filtrado de paso alto, en una realizacion.
La FIG. 8C ilustra un cruce que combina redes de filtro de cruce de disparo ascendente y disparo frontal para su uso con diferentes controladores de alta frecuencia, en una realizacion.
La FIG. 9 muestra la respuesta de frecuencia del cruce de dos bandas de la FIG. 8, en una realizacion.
La FIG. 10 ilustra diversas configuraciones de altavoces de disparo ascendente y de disparo frontal o directos diferentes para su uso con un filtro de altura virtual, en una realizacion.
La FIG. 11 es un diagrama de bloques de un sistema de reproduccion de altura virtual que incluye capacidades de correccion espacial y de deteccion de altavoces de altura virtual, en una realizacion.
La FIG. 12 es un grafico que presenta visualmente el efecto del filtrado de preacentuacion para calibracion, en una realizacion.
La FIG. 13 es un diagrama de flujo que ilustra a metodo de realizacion de filtrado de altura virtual en un sistema de audio adaptativo, en una realizacion.
La FIG. 14A es un diagrama de circuito que ilustra un circuito de filtro de altura virtual analogico, en una realizacion.
La FIG. 14B ilustra una curva de respuesta de frecuencia de ejemplo del circuito de la FIG. 14A junto con una curva de respuesta deseada.
La FIG. 15A ilustra valores de coeficiente de ejemplo para una implementacion digital de un filtro de altura virtual, en una realizacion.
La FIG. 15B ilustra una curva de respuesta de frecuencia de ejemplo del filtro de la FIG. 15Ajunto con una curva de respuesta deseada.
La FIG. 16 ilustra un altavoz que integra controladores directos y de disparo ascendente en una caja integrada, en una realizacion.
La FIG. 17 ilustra una colocacion de ejemplo de altavoces que tienen controladores de disparo ascendente y componentes de filtro de altura virtual dentro de un entorno auditivo.
La FIG. 18 ilustra una funcion de transferencia de filtro de indicacion de altura para su uso en disenos de transductor espedficos de altura, en una realizacion.
DESCRIPCION DETALLADA
Se describen sistemas y metodos para un sistema de audio adaptativo que reproduce sonido reflejado para sistemas de audio adaptativo a traves de altavoces de disparo ascendente que incorporan circuitos de filtro de altura virtual para reproducir contenido de audio basado en objetos usando sonido reflejado para reproducir objetos sonoros superiores y proporcionan indicaciones de altura virtual. Aspectos de la una o mas realizaciones descritas en el presente documento pueden implementarse en un sistema de audio o audiovisual (AV) que procesa informacion de audio de fuente en un sistema de mezclado y reproduccion que incluye uno o mas ordenadores o dispositivos de procesamiento que ejecutan instrucciones de software. Cualquiera de las realizaciones descritas puede usarse sola
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o junto con otra en cualquier combinacion. Aunque diversas realizaciones pueden haber estado motivadas por diversas deficiencias de la tecnica anterior, que pueden comentarse o a las que puede aludirse en uno o mas sitios en la memoria descriptiva, las realizaciones no abordan necesariamente alguna de estas deficiencias. En otras palabras, diferentes realizaciones pueden abordar diferentes deficiencias que pueden comentarse en la memoria descriptiva. Algunas realizaciones pueden abordar solo parcialmente algunas deficiencias o solo una deficiencia que puede comentarse en la memoria descriptiva, y algunas realizaciones pueden no abordar ninguna de estas deficiencias.
Para los propositos de la presente descripcion, los siguientes terminos tienen los significados asociados: el termino “canal” significa una senal de audio mas metadatos, en el que la posicion se codifica como un identificador de canal, por ejemplo, envolvente frontal izquierdo o superior derecho; “senal de audio basada en canales” es una senal de audio con formato para la reproduccion a traves de un conjunto predefinido de zonas de altavoz con ubicaciones nominales asociadas, por ejemplo, 5.1, 7.1, etcetera; el termino “objeto” o “senal de audio basada en objetos” significa uno o mas canales de audio con una descripcion de fuente parametrica, tal como posicion de fuente aparente (por ejemplo, coordenadas 3D), anchura de fuente aparente, etc.; y “audio adaptativo” significa senales de audio basadas en canales y/o basadas en objetos mas metadatos que reproduce las senales de audio basandose en el entorno de reproduccion usando un flujo de audio mas metadatos, en el que la posicion se codifica como una posicion 3D en el espacio; y “entorno auditivo” significa cualquier area abierta, parcialmente encerrada o completamente encerrada, tal como una sala que puede usarse para la reproduccion de contenido de audio solo o con video u otro contenido, y puede implementarse en una casa, un cine, un teatro, un auditorio, un estudio, una consola de juegos, y similares. Un area de este tipo puede tener una o mas superficies dispuestas en la misma, tal como paredes o deflectores que pueden reflejar de manera directa o difusa ondas acusticas.
Las realizaciones se refieren a un sistema de reproduccion de sonido reflejado que esta configurado para trabajar con un sistema de formato y procesamiento de sonido que puede denominarse “sistema de audio espacial” o “sistema de audio adaptativo” que se basa en una tecnologfa de formato y reproduccion de audio para permitir una mayor inmersion del publico, un mayor control artfstico y la flexibilidad y capacidad de ajuste de escala del sistema. Un sistema de audio adaptativo global comprende generalmente un sistema de codificacion, distribucion y decodificacion de audio configurado para generar uno o mas flujos de bits que contienen tanto elementos de audio convencionales basados en canales como elementos de codificacion de objetos de audio. Un enfoque combinado de este tipo proporciona una mayor eficacia de codificacion y flexibilidad de reproduccion en comparacion con enfoques o bien basados en canales o bien basados en objetos tomados por separado. Un ejemplo de un sistema de audio adaptativo que puede usarse junto con las presentes realizaciones se describe en la solicitud de patente provisional US en tramitacion 61/636.429, presentada el 20 de abril de 2012 y titulada “System and Method for Adaptive Audio Signal Generation, Coding and Rendering” (“Sistema y metodo para la generacion, codificacion y reproduccion de senales de audio adaptativo”).
En general, los objetos de audio pueden considerarse grupos de elementos de sonido que puede percibirse que emanan de una ubicacion o ubicaciones ffsicas particulares en el entorno auditivo. Tales objetos pueden ser estaticos (estacionarios) o dinamicos (moviles). Los objetos de audio se controlan mediante metadatos que definen la posicion del sonido en un punto en el tiempo dado, junto con otras funciones. Cuando se reproducen objetos, se reproducen segun los metadatos posicionales usando los altavoces que estan presentes, en vez de emitirlos necesariamente a un canal ffsico predefinido.
Una implementacion de ejemplo de un sistema de audio adaptativo y formato de audio asociado es la plataforma Dolby® Atmos™. Un sistema de este tipo incorpora una dimension de altura (arriba/abajo) que puede implementarse como sistema envolvente 9.1, o configuracion de sonido envolvente similar (por ejemplo, 11.1, 13.1, 19.4, etc.). Un sistema envolvente 9.1 puede estar compuesto por cinco altavoces en el plano de suelo y cuatro altavoces en el plano de altura. En general, estos altavoces pueden usarse para producir sonido que esta disenado para emanar de cualquier posicion de manera mas o menos precisa dentro el entorno auditivo. En una implementacion profesional o comercial tfpica, los altavoces en el plano de altura se proporcionan habitualmente como altavoces montados en el techo o altavoces montados en la parte alta de una pared por encima del publico, tal como se observa a menudo en un cine. Estos altavoces proporcionan indicaciones de altura para senales que estan destinadas a escucharse por encima del oyente transmitiendo directamente ondas acusticas hacia abajo hacia el publico desde ubicaciones superiores.
Sistema de altavoces de altura virtual
En muchos casos, tales como entornos domesticos tfpicos, no estan disponibles o no son practicos de instalar altavoces superiores montados en el techo. En este caso, la dimension de altura debe proporcionarse mediante altavoces montados en el suelo o en la parte baja de una pared. En una realizacion, la dimension de altura se proporciona mediante altavoces de disparo ascendente que simulan altavoces de altura reflejando sonido desde el techo. En un sistema de audio adaptativo, ciertas tecnicas de virtualizacion se implementan mediante el reproductor para reproducir contenido de audio superior a traves de estos altavoces de disparo ascendente, y los altavoces usan la informacion espedfica referente a que objetos de audio deben reproducirse por encima del plano horizontal convencional para dirigir las senales de audio en consecuencia.
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Para los propositos de la descripcion, el termino “controlador” significa un unico transductor electroacustico que produce sonido en respuesta a una senal de entrada de audio electrica. Un controlador puede implementarse en cualquier tipo, geometna y tamano apropiados, y puede incluir bocinas, conos, transductores de cinta y similares. El termino “altavoz” significa uno o mas controladores en un montaje unitario, y los terminos “caja” o “carcasa” significan el montaje unitario que encierra uno o mas controladores.
La FIG. 1 ilustra el uso de un controlador de disparo ascendente que usa sonido reflejado para simular uno o mas altavoces superiores. El diagrama 100 ilustra un ejemplo en el que una posicion de escucha 106 esta ubicada en un sitio particular dentro de un entorno auditivo. El sistema no incluye ningun altavoz de altura para transmitir contenido de audio que contiene indicaciones de altura. En su lugar, la caja de altavoz o disposicion de altavoces incluye un controlador de disparo ascendente junto con el/los controlador(es) de disparo frontal. El controlador de disparo ascendente esta configurado (con respecto a la ubicacion y el angulo de inclinacion) para enviar su onda acustica 108 hasta un punto particular 104 en el techo 102, en el que se refleja de nuevo hacia abajo hasta la posicion de escucha 106. Se asume que el techo esta fabricado de un material y una composicion apropiados para reflejar de manera adecuada sonido hacia abajo al entorno auditivo. Las caractensticas relevantes del controlador de disparo ascendente (por ejemplo, tamano, potencia, ubicacion, etc.) pueden seleccionarse basandose en la composicion del techo, el tamano de la sala y otras caractensticas relevantes del entorno auditivo.
La realizacion de la FIG. 1 ilustra un caso en el que el controlador o controladores de disparo frontal estan encerrados dentro de una primera caja 112, y el controlador de disparo ascendente esta encerrado dentro de una segunda caja separada 110. El altavoz de disparo ascendente 110 para el altavoz de altura virtual se coloca generalmente encima del altavoz de disparo hacia delante 112, pero tambien son posibles otras orientaciones. Debe indicarse que puede usarse cualquier numero de controladores de disparo ascendente en combinacion para crear multiples altavoces de altura simulados. Alternativamente, varios controladores de disparo ascendente pueden estar configurados para transmitir sonido a sustancialmente el mismo punto en el techo para conseguir una cierta intensidad o efecto de sonido.
La FIG. 2 ilustra una realizacion en la que el/los controlador(es) de disparo ascendente y el/los controlador(es) de disparo hacia delante se proporcionan en la misma caja. Como se muestra en la FIG. 2, la caja de altavoz 202 incluye tanto el controlador de disparo hacia delante 206 como el controlador de disparo ascendente 204. Aunque solo se muestra un controlador de disparo ascendente en cada una de la FIG. 1 y la FIG. 2, pueden incorporarse multiples controladores de disparo ascendente en un sistema de reproduccion en algunas realizaciones. Para la realizacion de las FIGS. 1 y 2, debe indicarse que los controladores pueden ser de cualquier forma, tamano y tipo apropiado dependiendo de las caractensticas de respuesta de frecuencia requeridas, asf como cualquier otra restriccion relevante, tales como tamano, clasificacion de potencia, coste de componente, etcetera.
Como se muestra en las FIGS. 1 y 2, los controladores de disparo ascendente estan posicionados de tal manera que proyectan sonido a un angulo hasta el techo, donde pueden rebotar hacia abajo de vuelta a un oyente. El angulo de inclinacion puede fijarse dependiendo de las caractensticas del entorno auditivo y los requisitos del sistema. Por ejemplo, el controlador ascendente 204 puede estar inclinado hasta entre 20 y 60 grados y puede estar posicionado por encima del controlador de disparo frontal 206 en el montaje de altavoz 202 para minimizar la interferencia con las ondas acusticas producidas desde el controlador de disparo frontal 206. El controlador de disparo ascendente 204 puede estar instalado a un angulo fijo, o puede estar instalado de tal manera que el angulo de inclinacion pueda ajustarse manualmente. Alternativamente, puede usarse un servomecanismo para permitir el control automatico o electrico del angulo de inclinacion y la direccion de proyeccion del controlador de disparo ascendente. Para ciertos sonidos, tales como sonido ambiente, el controlador de disparo ascendente puede apuntar directamente hacia arriba fuera de una superficie superior del montaje de altavoz 202 para crear lo que puede denominarse controlador “de disparo hacia arriba”. En este caso, una componente grande del sonido puede reflejarse hacia abajo de vuelta al altavoz, dependiendo de las caractensticas acusticas del techo. Sin embargo, en la mayona de los casos se usa habitualmente algun angulo de inclinacion para ayudar a proyectar el sonido a traves de la reflexion desde el techo hasta una ubicacion diferente o mas central dentro del entorno auditivo.
En una realizacion, el sistema de audio adaptativo utiliza controladores de disparo ascendente para proporcionar el elemento de altura para objetos de audio superiores. Esto se consigue en parte a traves de la percepcion de sonido reflejado desde arriba tal como se muestra en las FIGS. 1 y 2. En la practica, sin embargo, el sonido no se radia en una manera perfectamente direccional a lo largo de la trayectoria reflejada desde el controlador de disparo ascendente. Parte del sonido del controlador de disparo ascendente se desplazara a lo largo de una trayectoria directamente desde el controlador hasta el oyente, disminuyendo la percepcion de sonido desde la posicion reflejada. La cantidad de este sonido directo no deseado en comparacion con el sonido reflejado deseado es generalmente una funcion del patron de directividad del controlador o controladores de disparo ascendente. Para compensar este sonido directo no deseado, se ha mostrado que incorporar el procesamiento de senales para introducir indicaciones de altura perceptuales en la senal de audio que se alimenta a los controladores de disparo ascendente mejora el posicionamiento y la calidad percibida de la senal de altura virtual. Por ejemplo, se ha desarrollado un modelo de audicion direccional para crear un filtro de altura virtual, que cuando se usa para procesar senales de audio que se reproducen mediante un controlador de disparo ascendente, mejora esa calidad percibida
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de la reproduccion. En una realizacion, el filtro de altura virtual se deriva desde tanto la ubicacion de altavoz ffsica (aproximadamente a nivel con el oyente) como la ubicacion de altavoz reflejada (por encima del oyente) con respecto a la posicion de escucha. Para la ubicacion de altavoz ffsica, se determina un primer filtro direccional basandose en un modelo de sonido que se desplaza directamente desde la ubicacion de altavoz hasta los o^dos de un oyente en la posicion de escucha. Un filtro de este tipo puede derivarse de un modelo de escucha direccional tal como una base de datos de mediciones de HRTF (head related transfer function, funcion de transferencia relativa a la cabeza) o un modelo de escucha binaural parametrico, modelo de pabellon auricular u otro modelo de funcion de transferencia similar que utilice indicaciones que ayuden a percibir la altura. Aunque un modelo que tiene en cuenta modelos de pabellon auricular es generalmente util ya que ayuda a definir como se percibe la altura, la funcion de filtro no esta prevista para aislar efectos de pabellon auricular, sino mas bien para procesar una relacion de niveles sonoros desde una direccion hasta otra direccion, y el modelo de pabellon auricular es un ejemplo de un modelo de este tipo de un modelo de escucha binaural que puede usarse, aunque tambien pueden usarse otros.
Un elemento inverso de este filtro se determina a continuacion y se usa para eliminar las indicaciones direccionales para las senales de audio que se desplazan a lo largo de una trayectoria directamente desde la ubicacion de altavoz ffsica hasta el oyente. A continuacion, para la ubicacion de altavoz reflejada, se determina un segundo filtro direccional basandose en un modelo de sonido que se desplaza directamente desde la ubicacion de altavoz reflejada hasta los ofdos de un oyente en la misma posicion de escucha usando el mismo modelo de escucha direccional. Este filtro se aplica directamente, confiriendo esencialmente las indicaciones direccionales que recibiffa el ofdo si el sonido estuviese emanando desde la ubicacion de altavoz reflejada por encima del oyente. En la practica, estos filtros pueden combinarse de manera que permita para un unico filtro tanto que elimine al menos parcialmente las indicaciones direccionales de la ubicacion de altavoz ffsica como que inserte al menos parcialmente las indicaciones direccionales de la ubicacion de altavoz reflejada. Un unico filtro de este tipo proporciona una curva de respuesta de frecuencia que se denomina en el presente documento “funcion de transferencia de filtro de altura”, “curva de respuesta de filtro de altura virtual”, “funcion de transferencia de frecuencia deseada”, “curva de respuesta de indicacion de altura”, o palabras similares para describir un filtro o una curva de respuesta de filtro que filtra las componentes de sonido directo de las componentes de sonido de altura en un sistema de reproduccion de audio.
Con respecto al modelo de filtro, si Pi representa la respuesta de frecuencia en dB del primer filtro que modela la transmision de sonido desde la ubicacion de altavoz ffsica y P2 representa la respuesta de frecuencia en dB del segundo filtro que modela la transmision de sonido desde la posicion de altavoz reflejada, entonces la respuesta total del filtro de altura virtual Pt en dB puede expresarse como: Pt = a(P2-Pi), donde a es un factor de ajuste de escala que controla la intensidad del filtro. Con a=1, el filtro se aplica de manera maxima, y con a=0, el filtro no hace nada (respuesta de 0 dB). En la practica, a se fija en algun punto entre 0 y 1 (por ejemplo a=0,5) basandose en el equilibrio relativo de sonido reflejado con respecto a directo. A medida que el nivel del sonido directo aumenta en comparacion con el sonido reflejado, tambien debe hacerlo a con el fin de conferir de manera mas completa las indicaciones direccionales de la posicion de altavoz reflejada a esta trayectoria de sonido directo no deseada. Sin embargo, a no debe hacerse tan grande como para danar el timbre de audio percibido que se desplaza a lo largo de la trayectoria reflejada, que ya contiene las indicaciones direccionales apropiadas. En la practica, se ha encontrado que un valor de a=0,5 funciona bien con los patrones de directividad de controladores de altavoz convencionales en una configuracion de disparo ascendente. En general, los valores exactos de los filtros Pi y P2 seran una funcion del azimut de la ubicacion de altavoz ffsica con respecto al oyente y la elevacion de la ubicacion de altavoz reflejada. Esta elevacion es a su vez una funcion de la distancia de la ubicacion de altavoz ffsica desde el oyente y la diferencia entre la altura del techo y la altura del altavoz (asumiendo que la cabeza del oyente esta a la misma altura que la del altavoz).
La FIG. 3 representa respuestas de filtro de altura virtual Pt con a=1 derivadas de un modelo de audicion direccional basandose en una base de datos de respuestas de HRTF promediadas entre un gran conjunto de sujetos. Las lmeas negras 303 representan el filtro Pt calculado por un intervalo de angulos azimutales y un intervalo de angulos de elevacion que corresponden a distancias de altavoz y alturas de techo razonables. Viendo estos diversos ejemplos de Pt, en primer lugar se observa que la mayoffa de cada variacion del filtro se produce a frecuencias mas altas, por encima de 4 Hz. Ademas, cada filtro presenta un pico ubicado a aproximadamente 7 kHz y un valle a aproximadamente 12 kHz. El nivel exacto del pico y el valle vaffan unos pocos dB entre las diversas curvas de respuesta. Dada esta gran concordancia en la ubicacion del pico y el valle entre el conjunto de respuestas, se ha encontrado que una unica respuesta de filtro promedio 302, dada por la lmea gris gruesa, puede servir como filtro de indicacion de altura universal para la mayoffa de las ubicaciones de altavoz ffsicas y dimensiones de sala razonables. Dado este hallazgo, puede disenarse un unico filtro Pt para un altavoz de altura virtual, y no se requiere ningun conocimiento de la ubicacion de altavoz y las dimensiones de sala exactas para un rendimiento razonable. Sin embargo, para un rendimiento aumentado, tal conocimiento puede utilizarse para fijar de manera dinamica el filtro Pt a una de las curvas negras particulares en la figura 3, de manera correspondiente con la ubicacion de altavoz y las dimensiones de sala espedficas.
El uso ffpico de un filtro de altura virtual de este tipo para reproduccion de altura virtual es para senales de audio que van a preprocesarse por un filtro que presenta una de las respuestas de magnitud representadas en la figura 3 (por ejemplo curva promedio 302), antes de que se reproduzca a traves del altavoz de altura virtual de disparo ascendente. El filtro puede proporcionarse como parte de la unidad de altavoz, o puede ser un componente
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separado que se proporciona como parte del reproductor, amplificador u otro componente de procesamiento de audio intermedio. La FlG. 4A ilustra un filtro de altura virtual incorporado como parte de una unidad de altavoz que tiene un controlador de disparo ascendente, en una realizacion. Como se muestra en el sistema 400 de la figura 4a, un procesador de audio adaptativo 402 emite senales de audio que contienen componentes de senal de altura y componentes de senal directa separados. Se pretende que las componentes de senal de altura se reproduzcan a traves de un altavoz de disparo ascendente 408, y se pretende que la componente de senal de audio directa se reproduzca a traves de un altavoz de disparo hacia delante o directo 407. Las componentes de senal no son necesariamente diferentes en cuanto al contenido de frecuencia o contenido de audio, pero en su lugar estan diferenciadas en base a las indicaciones de altura presentes en los objetos o senales de audio. Para la realizacion de la FIG. 4A, un filtro de altura 406 esta contenido dentro de o asociado de otro modo con el altavoz de altura 408. El filtro de altura 406 compensa cualquier componente de sonido directo no deseado que pueda estar presente en la senal de altura proporcionando indicaciones de altura perceptuales a la senal de altura para mejorar el posicionamiento y la calidad percibida de la senal virtual. Un filtro de altura de este tipo puede incorporar la curva de referencia mostrada en la figura 3.
En una realizacion alternativa, el preprocesamiento de filtro de altura virtual puede tener lugar en el equipo de reproduccion antes de la entrada a un amplificador de altavoz (es decir, un receptor AV o preamplificador). La FIG. 4B ilustra un filtro de altura virtual incorporado como parte de una unidad de reproduccion para controlar un controlador de disparo ascendente, en una realizacion. Como se muestra en el sistema 410 de la figura 4B, el reproductor 412 emite senales de altura y directas separadas a traves del amplificador 414 para controlar altavoces de disparo ascendente 418 y altavoces directos 417, respectivamente. Un filtro de altura 416 dentro del reproductor 412 proporciona la compensacion de sonido directo a traves de un filtro de ranura (por ejemplo, curva de referencia 302) para el altavoz de disparo ascendente 418, tal como se describio anteriormente con respecto a la FIG. 4A. Esto permite proporcionar la funcion de filtro de altura para altavoces que no tienen ningun filtrado de altura virtual integrado.
En una realizacion, se proporciona cierta informacion posicional al filtro de altura, junto con una senal de derivacion para habilitar o deshabilitar el filtro de altura virtual dentro del sistema de altavoces. La FIG. 5 ilustra un filtro de altura que recibe informacion posicional y una senal de derivacion, en una realizacion. Como se muestra en la FIG. 5, se proporciona informacion posicional al filtro de altura virtual 502, que esta conectado al altavoz de disparo ascendente 504. La informacion posicional puede incluir la posicion de altavoz y el tamano de la sala utilizados para la seleccion de la respuesta de filtro de altura virtual apropiada del conjunto representado en la FIG. 3. Ademas, estos datos posicionales pueden utilizarse para variar el angulo de inclinacion del altavoz de altura virtual 504 si tal angulo se hace ajustable a traves de medios o bien automaticos o bien manuales. Un angulo tfpico y eficaz para la mayona de los casos es de aproximadamente 20 grados. La FIG. 6 ilustra un angulo de inclinacion de un controlador de disparo ascendente usado en un altavoz de altura virtual, en una realizacion. Como se muestra en el diagrama 600, la caja de altavoz 602 incluye controlador(es) de disparo hacia delante 606 y controlador de disparo ascendente 604. El controlador de disparo ascendente esta posicionado a un angulo 608 en relacion con el plano de tierra u horizontal que define el eje de transmision 610 del controlador de disparo hacia delante 606. La FIG. 6 ilustra un caso de ejemplo en el que el angulo = 20 grados. Sin embargo, tal como se comento anteriormente el angulo debe fijarse de manera ideal para maximizar la relacion de sonido reflejado con respecto a directo en la posicion de escucha. Si se conoce el patron de directividad del altavoz de disparo ascendente, entonces puede calcularse el angulo optimo dada la distancia al altavoz y la altura del techo exactas, y el angulo 608 puede ajustarse entonces si el controlador de disparo ascendente 604 puede moverse con respecto al controlador de disparo hacia delante 606, tal como a traves de una caja abisagrada o disposicion servocontrolada. Dependiendo de la implementacion del conjunto de circuitos de control (por ejemplo, o bien analogica, o bien digital, o bien electromecanica), tal informacion posicional puede proporcionarse a traves de metodos de senalizacion electrica, medios electromecanicos u otros mecanismos similares.
En ciertos escenarios, informacion adicional sobre el entorno auditivo puede necesitar un ajuste adicional del angulo de inclinacion a traves de medios o bien manuales o bien automaticos. Esto puede incluir casos en los que el techo es muy absorbente o inusualmente alto. En tales casos, la cantidad de sonido que se desplaza a lo largo de la trayectoria reflejada puede disminuirse, y por tanto puede ser deseable inclinar el controlador mas hacia delante para aumentar la cantidad de senal de trayectoria directa desde el controlador para aumentar la eficacia de reproduccion. Como esta componente de trayectoria directa aumenta, entonces es deseable aumentar el parametro de ajuste de escala de filtro a, tal como se explico anteriormente. Como tal, este parametro de ajuste de escala de filtro a puede fijarse automaticamente como una funcion del angulo de inclinacion variable asf como las otras variables relevantes para la relacion de sonido reflejado con respecto a directo. Para la realizacion de la FIG. 6, el filtro de altura virtual 502 tambien recibe una senal de derivacion, que permite que el filtro se elimine del circuito si no se desea un filtrado de altura virtual.
Como se muestra en las FIGS. 4A y 4B, el reproductor emite senales de altura y directas separadas directamente a los respectivos altavoces de disparo ascendente y directos. Alternativamente, el reproductor puede emitir una unica senal de audio que se separa en componentes de altura y directas mediante un circuito de cruce o separacion diferenciado. En este caso, la salida de audio del reproductor se separana en sus componentes de altura y directa constituyentes mediante un circuito separado. En ciertos casos, las componentes de altura y directa no dependen de
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la frecuencia y se usa un circuito de separacion externo para separar las senales de audio en las componentes de sonido de altura y directo y dirigir estas senales a los respectivos controladores apropiados, en los que el filtrado de altura virtual se aplicara a la senal de altavoz de disparo ascendente.
Sin embargo, en la mayona de los casos comunes las componentes de altura y directa pueden depender de la frecuencia, y el circuito de separacion comprende un circuito de cruce que separa la senal de ancho de banda completo en componentes (paso banda) baja y alta para su transmision a los controladores apropiados. Este es a menudo el caso mas util, dado que las indicaciones de altura son normalmente mas prevalentes en senales de alta frecuencia que en las senales de baja frecuencia, y para esta aplicacion, puede usarse un circuito de cruce junto con o integrado en la componente de filtro de altura virtual para dirigir senales de alta frecuencia al/a los controlador(es) de disparo ascendente y senales de menor frecuencia al/a los controlador(es) de disparo directo. La FIG. 7 es un diagrama que ilustra un sistema de filtro de altura virtual que incluye un circuito de cruce, en una realizacion. Como se muestra en el sistema 700, la salida del reproductor 702 a traves de un amplificador (no mostrado) es una senal de ancho de banda completo y se usa un filtro de altavoz de altura virtual 708 para conferir la funcion de transferencia de filtro de altura deseada para senales enviadas al altavoz de disparo ascendente 712. Un circuito de cruce 706 separa la senal de ancho de banda completo del reproductor 702 en componentes de frecuencia alta (superior) y baja (directa) para su transmision a los altavoces apropiados 712 (disparo ascendente) y 714 (directos). El cruce 706 puede estar integrado con o estar separado del filtro de altura 708, y estos circuitos separados o combinados pueden proporcionarse en cualquier punto dentro de la cadena de procesamiento de senales, tal como entre el reproductor y el sistema de altavoces (como se muestra), como parte de un amplificador o preamplificador en la cadena, dentro del propio sistema de altavoces, o como componentes acoplados estrechamente o integrados dentro del reproductor 702. La funcion de cruce puede implementarse antes de o despues de la funcion de filtrado de altura virtual.
Un circuito de cruce normalmente separa las senales de audio en dos o tres bandas de frecuencia, enviandose las senales de audio filtradas de las diferentes bandas a los controladores apropiados dentro del altavoz. Por ejemplo en un cruce de dos bandas, las frecuencias menores se envfan a un controlador mas grande capaz de reproducir de manera fiel bajas frecuencias (por ejemplo, altavoz de bajos (woofer)/de rango medio) y las frecuencias mayores se envfan normalmente a transductores mas pequenos (por ejemplo, altavoces de altas frecuencias (tweeters)) que tienen mas capacidad para reproducir de manera fiel frecuencias mas altas. La FIG. 8A es un diagrama de circuito de alto nivel de un filtro de cruce de dos bandas usado junto con un filtro de altura virtual, tal como se muestra en la FIG. 7, en una realizacion. Con referencia al diagrama 800, una entrada de senal de audio al circuito de cruce 802 se envfa a un filtro paso alto 804 y un filtro paso bajo 806. El cruce 802 se fija o se programa con una frecuencia de corte particular que define el punto de cruce. Esta frecuencia puede ser estatica o puede ser variable (es decir, a traves de un circuito de resistencia variable en una implementacion analogica o un parametro de cruce variable en una implementacion digital). El filtro paso alto 804 corta las senales de baja frecuencia (aquellas por debajo de la frecuencia de corte) y envfa la componente de alta frecuencia al controlador de alta frecuencia 807. De manera similar, el filtro paso bajo 806 corta las altas frecuencias (aquellas por encima de la frecuencia de corte) y envfa la componente de baja frecuencia al controlador de baja frecuencia 808. Un cruce de tres vfas funciona de manera similar excepto que hay dos puntos de cruce y tres filtros paso banda para separar la senal de audio de entrada en tres bandas para su transmision a tres controladores separados, tales como tweeters, altavoces de rango medio y woofers.
El circuito de cruce 802 puede implementarse como un circuito analogico usando componentes analogicos conocidos (por ejemplo, condensadores, inductancias, resistencias, etc.) y disenos de circuito conocidos. Alternativamente, puede implementarse como un circuito digital usando componentes de procesador de senales digitales (DSP), compuertas logicas, disposiciones programables u otros circuitos digitales.
El circuito de cruce de la FIG. 8A puede usarse para implementar al menos una parte del filtro de altura virtual, tal como el filtro de altura virtual 702 de la FIG. 7. Como se observa en la figura 3, la mayor parte del filtrado de altura virtual tiene lugar a frecuencias por encima de los 4 kHz, que es mayor que la frecuencia de corte para muchos cruces de dos vfas. La FIG. 8B ilustra un cruce de dos bandas que implementa filtrado de altura virtual en la trayectoria de filtrado de paso alto, en una realizacion. Como se muestra en el diagrama 820, el cruce 821 incluye un filtro paso bajo 825 y un filtro paso alto 824. El filtro paso alto forma parte de un circuito 820 que incluye un componente de filtro de altura virtual 828. Este filtro de altura virtual aplica la respuesta de filtro de altura deseada, tal como la curva 302, a la senal filtrada con filtro paso alto antes de la transmision al controlador de alta frecuencia 830.
Puede proporcionarse un conmutador de derivacion 826 para permitir al sistema o al usuario evitar el circuito de filtro de altura virtual durante las operaciones de calibracion o configuracion de modo que puedan funcionar otros procesos de senales de audio sin interferir con el filtro de altura virtual. El conmutador 826 puede ser o bien un conmutador de palanca manual operado por el usuario que se proporciona en el altavoz o bien un componente de reproduccion en el que reside el circuito de filtro, o puede ser un controlador electronico controlado mediante software, o cualquier otro tipo apropiado de conmutador. Tambien puede proporcionarse informacion posicional 822 al filtro de altura virtual 828.
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La realizacion de la FIG. 8B ilustra un filtro de altura virtual usado con la fase de filtro paso alto de un cruce. Debe indicarse que, en una realizacion alternativa, puede usarse un filtro de altura virtual con el filtro paso bajo de modo que la banda de frecuencia menor tambien puede modificarse para imitar las frecuencias menores de la respuesta tal como se muestra en la FIG. 3. Sin embargo, en la mayona de las aplicaciones practicas, el cruce puede ser excesivamente complicado a la luz de las indicaciones de altura mmimas presentes en el intervalo de baja frecuencia.
La FIG. 9 ilustra la respuesta de frecuencia del cruce de dos bandas de la FIG. 8B, en una realizacion. Como se muestra en el diagrama 900, el cruce tiene una frecuencia de corte 902 para crear una curva de respuesta de frecuencia 904 del filtro paso bajo que corta frecuencias por encima de la frecuencia de corte 902, y una curva de respuesta de frecuencia 906 para el filtro paso alto que corta frecuencias por debajo de la frecuencia de corte 902. La curva de filtro de altura virtual 908 se superpone a la curva de filtro paso alto 906 cuando se aplica el filtro de altura virtual a la senal de audio tras la fase de filtro paso alto.
La implementacion de cruce mostrada en la FIG. 8B asume que el altavoz de altura virtual de disparo ascendente se implementa usando dos controladores, uno para bajas frecuencias y uno para altas frecuencias. Sin embargo, esta configuracion puede no ser ideal en la mayona de las condiciones. La direccionalidad espedfica y controlada de un altavoz de disparo ascendente es a menudo cntica para una virtualizacion eficaz. Por ejemplo, un unico altavoz de transductor es habitualmente mas eficaz cuando se implementa el altavoz de altura virtual. Adicionalmente, se prefiere un unico transductor mas pequeno (por ejemplo, 3” de diametro) ya que es mas direccional a frecuencias mas altas y mas asequible que un transductor mas grande.
En una realizacion, el altavoz de disparo ascendente puede comprender un par o una disposicion de dos o mas altavoces de diferentes tamanos y/o caractensticas. La FIG. 10 ilustra diversas configuraciones de altavoces de disparo ascendente y de disparo frontal o directos diferentes para su uso con un filtro de altura virtual, en una realizacion. Como se muestra en la figura 10, un altavoz de disparo ascendente puede incluir dos controladores 1002 y 1004 ambos montados dentro de la misma caja 1001 para el disparo ascendente en el mismo angulo. Los controladores pueden tener la misma configuracion o pueden tener configuraciones diferentes (tamano, potencia, respuesta de frecuencia, etc.), dependiendo de las necesidades de la aplicacion. La senal de audio de disparo ascendente (UF) se transmite a este altavoz 1001 y pueden usarse un procesamiento interno para enviar senales de audio apropiadas a cualquiera o ambos de los controladores 1002 y 1004. En una realizacion alternativa, uno de los controladores de disparo ascendente, por ejemplo, 1004 puede tener un angulo diferente al del otro controlador, tal como se muestra en el altavoz 1010. En este caso, el controlador de disparo ascendente 1004 se dirige para disparar sustancialmente hacia el frente fuera de la caja 1010. Debe indicarse que puede seleccionarse cualquier angulo apropiado para cualquiera o ambos de los controladores 1002 y 1004, y que la configuracion de altavoz puede incluir cualquier numero apropiado de controladores o disposiciones de controladores de diversos tipos (cono, cinta, bocina, etc.). En una realizacion, los altavoces de disparo ascendente 1001 y 1002 pueden montarse en un altavoz de disparo hacia delante o directo 1020 que incluye uno o mas controladores 1020 que transmite sonido directamente fuera de la caja principal. Este altavoz recibe la senal de entrada de audio principal, por separado de la senal de audio UF.
La FIG. 8C ilustra un cruce que combina redes de filtro de cruce de altavoz de disparo ascendente y de disparo frontal para su uso con diferentes controladores de alta frecuencia, tales como los mostrados en la figura 10, en una realizacion. El diagrama 8000 ilustra una realizacion en la que se proporcionan cruces separados para el altavoz de disparo frontal y el altavoz de altura virtual. El cruce de altavoz de disparo frontal 8012 comprende un filtro paso bajo 8016 que alimenta al controlador de baja frecuencia 8020 y un filtro paso alto 8014 que alimenta al controlador de alta frecuencia 8018. El cruce de altavoz de altura virtual 8002 incluye un filtro paso bajo 8004 que tambien alimenta al controlador de baja frecuencia 8020 a traves de la combinacion con la salida de filtro paso bajo 8016 en el cruce 8012. El cruce de altura virtual 8002 incluye un filtro paso alto 8006 que incorpora la funcion de filtro de altura virtual 8008. La salida de este componente 8007 alimenta al controlador de alta frecuencia 8010. El controlador 8010 es un controlador de disparo ascendente y es normalmente un controlador mas pequeno y posiblemente de composicion diferente que el controlador de baja frecuencia de disparo frontal 8020. Como ejemplo, el intervalo de frecuencia eficaz para un controlador de baja frecuencia dirigido hacia el frente 8020 puede fijarse desde 40 Hz hasta 2 Khz, para un controlador de alta frecuencia dirigido hacia el frente 8018 desde 2 Khz hasta 20kHz, y para un controlador de alta frecuencia de disparo ascendente 8010 desde 400 Hz hasta 20 kHz.
Hay varios beneficios de combinar las redes de cruce para los altavoces de disparo por arriba y hacia delante tal como se muestra en la figura 10. En primer lugar, el controlador mas pequeno preferido no podna reproducir de manera eficaz las frecuencias menores y de hecho puede producir distorsion a niveles altos. Por tanto, el filtrado y el redireccionamiento de las bajas frecuencias a los controladores de baja frecuencia del altavoz de disparo frontal permitiran usar un unico altavoz mas pequeno para el altavoz de altura virtual y dar como resultado una mayor fidelidad. Adicionalmente, la investigacion ha mostrado que hay poco efecto de altura virtual para senales de audio por debajo de los 400 Hz, de modo que enviar solo frecuencias mas altas al altavoz de altura virtual 1010 representa un uso optimo de ese controlador.
Correccion espacial con altavoces de altura virtual
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Como se comento anteriormente, la adicion de filtrado de altura virtual a un altavoz de altura virtual anade indicaciones perceptuales a la senal de audio que anaden o mejoran la percepcion de altura para altavoces de disparo ascendente. La incorporacion de tecnicas de filtrado de altura virtual en altavoces y/o reproductores puede necesitar tener en cuenta otros procesos de senales de audio realizados por el equipo de reproduccion. Uno de tales procesos es la correccion espacial, que es un proceso que es comun en AVR comercialmente disponibles. Las tecnicas de correccion espacial utilizan un microfono colocado en el entorno auditivo para medir la respuesta de tiempo y frecuencia de senales de prueba de audio reproducidas a traves de un AVR con altavoces conectados. El proposito de la medicion de senales de prueba y de microfono es medir y compensar varios factores clave, tales como los efectos acusticos de la sala y el entorno sobre las senales de audio, incluyendo los nodos de la sala (vados y picos), la respuesta de frecuencia no ideal de los altavoces de reproduccion, los retardos de tiempo entre multiples altavoces y la posicion de escucha, y otros factores similares. Puede aplicarse una ecualizacion de frecuencia automatica y/o compensacion de volumen a la senal para superar cualquier efecto detectado por el sistema de correccion espacial. Por ejemplo, para los primeros dos factores, se usa normalmente ecualizacion para modificar las senales de audio reproducidas a traves del sistema de AVR/altavoz, con el fin de ajustar la magnitud de respuesta de frecuencia de las senales de audio de modo que se corrigen los nodos de la sala (picos y valles) y las imprecisiones de respuesta de altavoz.
Si se usan altavoces de altura virtual en el sistema y se habilita el filtrado virtual, un sistema de correccion espacial puede detectar el filtro de altura virtual como un nodo de la sala o una anomalfa de altavoz e intentar ecualizar la respuesta de magnitud de altura virtual para que sea plana. Este intento de correccion es especialmente notable si el filtro de altura virtual presenta un valle de alta frecuencia pronunciado, tal como cuando el angulo de inclinacion es relativamente alto.
Las realizaciones de un sistema de altavoces de altura virtual incluyen tecnicas y componentes para impedir que un sistema de correccion espacial deshaga la virtualizacion de filtro de altura. La FIG. 11 es un diagrama de bloques de un sistema de reproduccion de altura virtual que incluye capacidades de correccion espacial y de deteccion de altavoces de altura virtual, en una realizacion. Como se muestra en el diagrama 1100, un AVR u otro componente de reproduccion 1102 esta conectado a uno o mas altavoces de altura virtual 1106 que incorpora un proceso de filtro de altura virtual 1108. Este filtro produce una respuesta de frecuencia, tal como se ilustra en la figura 7, que puede ser susceptible de correccion espacial 1104 u otras tecnicas de compensacion de anomalfas realizadas por el reproductor 1102.
En una realizacion, el componente de compensacion de correccion espacial incluye un componente 1105 que permite al AVR u otro componente de reproduccion detectar que un altavoz de altura virtual esta conectado al mismo. Una tecnica de deteccion de este tipo es el uso de una interfaz de usuario de calibracion de sala y una definicion de altavoz que especifica un tipo de altavoz como altavoz de altura virtual o no virtual. Los presentes sistemas de audio incluyen a menudo una interfaz que pide al usuario que especifique el tamano del altavoz en cada ubicacion de altavoz, tal como pequeno, medio, grande. En una realizacion, se anade un tipo de altavoz de altura virtual a este conjunto de definicion. Por tanto, el sistema puede anticipar la presencia de altavoces de altura virtual a traves de un elemento de datos adicional, tal como pequeno, medio, grande, altura virtual, etc. En una realizacion alternativa, un altavoz de altura virtual puede incluir hardware de senalizacion que establece que es un altavoz de altura virtual en oposicion a un altavoz de altura no virtual. En este caso, un dispositivo de reproduccion (tal como un AVR) puede realizar un sondeo en los altavoces y buscar informacion relativa a si algun altavoz particular incorpora tecnologfa de altura virtual. Estos datos pueden proporcionarse por medio de un protocolo de comunicacion definido, que puede ser inalambrico, conexion digital directa o por medio de una trayectoria analogica dedicada usando cable de altavoz existente o una conexion separada. En una realizacion alternativa adicional, la deteccion puede realizarse a traves del uso de senales de prueba y procedimientos de medicion que estan configurados o modificados para identificar las caractensticas de frecuencia unicas de un filtro de altura virtual en un altavoz y determinar que un altavoz de altura virtual esta conectado por medio del analisis de la senal de prueba medida.
Una vez que un dispositivo de reproduccion con capacidades de correccion espacial ha detectado la presencia de un altavoz (o altavoces) de altura virtual conectado al sistema, se realiza un proceso de calibracion 1105 para calibrar correctamente el sistema sin afectar de manera adversa a la funcion de filtrado de altura virtual 1108. En una realizacion, la calibracion puede realizarse usando un protocolo de comunicacion que permite al dispositivo de reproduccion hacer que el altavoz de altura virtual 1106 evite el proceso de filtrado de altura virtual 1108. Esto puede realizarse si el altavoz esta activo y puede evitar el filtrado. La funcion de derivacion puede implementarse como conmutador seleccionable por el usuario, o pueden implementarse como instruccion de software (por ejemplo, si el filtro 1108 se implementa en un DSP), o como una senal analogica (por ejemplo, si el filtro se implementa como un circuito analogico).
En una realizacion alternativa, la calibracion del sistema puede realizarse usando un filtrado de preacentuacion. En esta realizacion, el algoritmo de correccion espacial 1104 realiza un filtrado de preacentuacion sobre la senal de prueba que genera y emite a los altavoces para su uso en el proceso de calibracion. La FIG. 12 es un grafico que presenta visualmente el efecto de filtrado de preacentuacion para la calibracion, en una realizacion. La representacion grafica 1200 ilustra una respuesta de frecuencia tfpica para un filtro de altura virtual 1204, y una
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respuesta de frecuencia de filtro de preacentuacion complementaria 1202. El filtro de preacentuacion se aplica a la senal de prueba de audio usada en el proceso de calibracion espacial, de modo que cuando se reproduce a traves del altavoz de altura virtual, se cancela el efecto del filtro, tal como se muestra mediante las representaciones graficas complementarias de las dos curvas 1202 y 1204 en el intervalo de frecuencia superior de la representacion grafica 1200. De este modo, la calibracion se aplicara como si se estuviese usando un altavoz de altura normal, no virtual.
En aun una realizacion alternativa adicional, la calibracion puede realizarse anadiendo la respuesta de filtro de altura virtual a la respuesta objetivo del sistema de calibracion.
En cualquiera de estos dos casos (filtro de preacentuacion o modificacion de respuesta objetivo), el filtro de altura virtual usado para modificar el procedimiento de calibracion puede elegirse para coincidir exactamente con el filtro utilizado en el altavoz. Sin embargo, si el filtro de altura virtual utilizado dentro del altavoz es un filtro universal, tal como la curva 302, que no se modifica como una funcion de la ubicacion de altavoz y las dimensiones de sala, entonces el sistema de calibracion puede seleccionar en su lugar una respuesta de filtro de altura virtual correspondiente a la ubicacion y las dimensiones reales si tal informacion esta disponible para el sistema. De este modo, el sistema de calibracion aplica un equivalente de correccion a la diferencia entre la respuesta de filtro de altura virtual mas precisa, dependiente de la ubicacion, y la respuesta universal utilizada en el altavoz. En este sistema tnbrido, el filtrado fijado en el altavoz proporciona un buen efecto de altura virtual, y el sistema de calibracion en el AVR refina adicionalmente este efecto con mas conocimiento del entorno auditivo.
La FIG. 13 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo de realizacion de filtrado de altura virtual en un sistema de audio adaptativo, en una realizacion. El proceso de la figura 13 ilustra las funciones realizadas por los componentes mostrados en la FIG. 11. El proceso 1300 comienza enviando una senal o senales de prueba a los altavoces de altura virtual con virtualizacion de filtro de altura integrada, accion 1302. El filtrado de altura virtual integrado produce una curva de respuesta de frecuencia, tal como la mostrada en la FIG. 7, que puede verse como una anomalfa que se corregira mediante cualquier proceso de correccion espacial. En la accion 1304, el sistema detecta la presencia de los altavoces de altura virtual, de modo que cualquier modificacion debida a la aplicacion de metodos de correccion espacial puede corregirse o compensarse para permitir la operacion del filtrado de altura virtual de los altavoces de altura virtual, accion 1306.
Tal como se describio anteriormente y se ilustra en las FIGS. 4A-B y 7, el filtro de altura virtual puede implementarse en un altavoz o bien por sf solo o bien con o como parte de un circuito de cruce que separa las frecuencias de audio de entrada en bandas alta y baja, o mas dependiendo del diseno de cruce. Cualquiera de estos circuitos puede implementarse como circuito DSP digital u otro circuito que implementa un filtro de FIR (finite impulse response, respuesta de impulso finito) o IIR (infinite impulse response, respuesta de impulso infinito) para aproximarse a la curva de filtro de altura virtual, tal como se muestra en la FIG. 3. Cualquiera del cruce, el circuito de separacion y/o el filtro de altura virtual puede implementarse como circuitos pasivos o activos, en los que un circuito activo requiere un suministro de potencia separado para funcionar, y un circuito pasivo usa potencia proporcionada por otros componentes de sistema o senales.
Para una realizacion en la que el filtro o cruce de altura se proporciona como parte de un sistema de altavoces (caja mas controladores), este componente puede implementarse en un circuito analogico. La FIG. 14A es un diagrama de circuito que ilustra un circuito de filtro de altura virtual analogico, en una realizacion. El circuito 1400 incluye un filtro de altura virtual que comprende una conexion de componentes analogicos con valores elegidos para aproximarse al equivalente de la curva 302 con el parametro de ajuste de escala a=0,5 para un altavoz de 6 ohmios de 3 pulgadas con una respuesta teoricamente plana a 18 kHz. La respuesta de frecuencia de este circuito se representa en la FIG. 14B como curva negra 1422 junto con la curva deseada 1424 en gris. El circuito de ejemplo 1400 de la figura 14 pretende representar solo un ejemplo de un diseno o configuracion de circuito posible para un circuito de filtro de altura virtual, y son posibles otros disenos.
La figura 15A representa una implementacion digital del filtro de indicacion de altura para su uso en un altavoz con alimentacion que emplea un DSP o un conjunto de circuitos activos. El filtro se implementa como un filtro de IIR de cuarto orden con coeficientes elegidos para una tasa de muestreo de 48 kHz. Este filtro puede convertirse alternativamente en un circuito analogico activo equivalente a traves de medios ampliamente conocidos por un experto en la tecnica. La figura 15B representa una curva de respuesta de frecuencia de ejemplo 1524 de este filtro junto con una curva de respuesta deseada 1522.
Especificaciones de altavoz
Los altavoces usados en un sistema de audio adaptativo que implementa filtrado de altura virtual para un teatro domestico o entorno auditivo similar puede usarse una configuracion que se basa en configuraciones de sonido envolvente existentes (por ejemplo, 5.1, 7.1, 9.1, etc.). En este caso, se proporcionan varios controladores y se definen segun la convencion de sonido envolvente conocida, con controladores y definiciones adicionales proporcionados para los componentes de sonido de disparo ascendente.
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Como se muestra en la FIG. 10, controladores de disparo ascendente y directos pueden empaquetarse en diversas configuraciones diferentes con diferentes unidades de controlador independientes y combinaciones de controladores en cajas unitarias. La FIG. 16 ilustra la configuracion de altavoces de disparo ascendente y directo para una aplicacion de sonido reflejado que utiliza filtrado de altura virtual, en una realizacion. En el sistema de altavoces 1600, una caja contiene controladores de disparo directo que comprenden woofer 1604 y tweeter 1602. Un controlador de disparo ascendente 1606 esta dispuesto para transmitir senales fuera de la parte de arriba de la caja para la reflexion desde el techo de la sala de escucha. Como se describio anteriormente, el angulo de inclinacion puede fijarse para ser cualquier angulo apropiado, tal como 20 grados, y el controlador 1606 puede moverse manual o automaticamente con respecto a este angulo de inclinacion. Pueden incluirse espuma absorbente del sonido 1610, o cualquier material de deflexion similar en el puerto de controlador de disparo ascendente para aislar acusticamente este controlador del resto del sistema de altavoces. La configuracion de la FIG. 16 esta prevista para proporcionar solo una ilustracion de ejemplo, y son posibles muchas otras configuraciones. El tamano de la caja, el tamano del controlador, el tipo del controlador, la colocacion del controlador y otras caractensticas de diseno de altavoz pueden configurarse todas de manera diferente basandose en los requisitos y las limitaciones del contenido de audio, el sistema de reproduccion y el entorno auditivo.
En un entorno de audio adaptativo tfpico, varios montajes de altavoz estaran contenidos dentro del entorno auditivo. La FIG. 17 ilustra una colocacion de ejemplo de altavoces que tienen controladores de disparo ascendente y componentes de filtro de altura virtual dentro de un entorno auditivo. Como se muestra en la FIG. 17, el entorno auditivo 1700 incluye cuatro altavoces individuales 1702, teniendo cada uno al menos un controlador de disparo frontal, de disparo lateral y de disparo ascendente. El entorno auditivo tambien puede contener controladores fijos usados para aplicaciones de sonido envolvente, tales como altavoz central y subwoofer o LFE (elemento de baja frecuencia). Como puede observarse en la FIG. 17, dependiendo del tamano del entorno auditivo y las respectivas unidades de altavoz, la colocacion apropiada de altavoces 1702 dentro del entorno auditivo puede proporcionar un entorno de audio rico que resulta de la reflexion de sonidos desde el techo a partir del numero de controladores de disparo ascendente. Los altavoces pueden tener como objetivo proporcionar reflexion desde uno o mas puntos en el plano de techo dependiendo del contenido, el tamano del entorno auditivo, la posicion del oyente, las caractensticas acusticas y otros parametros relevantes.
Como se establecio anteriormente, el angulo optimo para un altavoz de disparo ascendente es el angulo de inclinacion del controlador de altura virtual que da como resultado la maxima energfa reflejada sobre el oyente. En una realizacion, este angulo es una funcion de la distancia desde el altavoz y la altura del techo. Aunque generalmente la altura del techo sera la misma para todos los controladores de altura virtual en una sala particular, los controladores de altura virtual pueden no ser equidistantes con respecto al oyente o la posicion de escucha 106. Los altavoces de altura virtual pueden usarse para diferentes funciones, tales como funciones de proyeccion directa y sonido envolvente. En este caso, pueden usarse diferentes angulos de inclinacion para los controladores de disparo ascendente. Por ejemplo, los altavoces de altura virtual envolventes pueden fijarse a un angulo mas bajo o pronunciado en comparacion con los controladores de altura virtual frontales dependiendo de contenido y las condiciones de la sala. Ademas, pueden usarse diferentes factores de ajuste de escala a para los diferentes altavoces, por ejemplo, para los controladores de altura virtual envolventes frente a los controladores de altura frontales. De manera similar, puede usarse una curva de respuesta de magnitud de forma diferente para el modelo de altura virtual 302 que se aplica a los diferentes altavoces. Por tanto, en un sistema desplegado con multiples altavoces de altura virtual diferentes, los altavoces pueden orientarse a diferentes angulos y/o los filtros de altura virtual para estos altavoces pueden presentar diferentes curvas de filtro.
Diseno de transductor nativo
Se han descrito realizaciones en las que la curva de frecuencia de altura virtual para su uso con controladores de disparo ascendente se proporciona mediante un componente de procesamiento digital o circuito espedfico. Un circuito de este tipo puede anadir una cierta cantidad de coste y complejidad a un sistema de reproduccion de audio, lo cual puede no ser deseable. En una realizacion, la funcion de transferencia de altura virtual deseada puede disenarse en la respuesta de frecuencia nativa del controlador de disparo ascendente. Muchos altavoces tienen errores de alta frecuencia inherentes por partes que no permanecen lineales en el intervalo operativo de los altavoces, y que puede ser similar a la funcion de transferencia de filtro de altura deseada. En los disenos de controlador actuales, estos errores se minimizan normalmente para producir un altavoz mas lineal. Sin embargo, una respuesta no lineal espedfica para mejorar la informacion de indicacion de altura puede disenarse directamente en controladores previstos para reflejar sonido desde superficies de techo. Ciertas caractensticas y componentes de los controladores o transductores del altavoz de disparo ascendente pueden modificarse para incorporar una curva de transferencia de indicacion de altura espedfica, tal como la mostrada en el diagrama 1800 de la FIG. 18. La FIG. 18 ilustra una curva de transferencia de indicacion de altura deseada 1804 en comparacion con una curva lineal 1802 de un controlador linealizado optimo. La curva 1804 puede corresponder a la curva de filtro de altura virtual 302, o puede ser una curva modificada optimizada para el diseno del controlador o controladores de disparo ascendente.
Ciertos elementos del controlador de disparo ascendente se modifican para crear la funcion de transferencia de altura deseada 1804 de manera nativa en el propio controlador, y puede incluir el cono controlador, tapon antipolvo, arana u otros elementos.
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En una realizacion, el cono controlador y/o el borde de cono pueden modificarse. Pueden usarse un ensamblaje de borde de cono con una banda delgada en el penmetro del cono o multiples bandas de grosor variable. El cono puede incluir alternativamente una seccion abisagrada o multiples secciones abisagradas usando areas con forma de “u” o “v” en el cono. El controlador tambien puede utilizar bandas del area de cono que no son tangentes al perfil de cono principal, es decir, perfiles en zigzag; o una seccion del penmetro de cono exterior que esta a un angulo muy pequeno con respecto al plano frontal del altavoz que produce un area sustancialmente plana. Alternativamente, una seccion del penmetro de borde interno que esta a un angulo muy pequeno con respecto al plano frontal del altavoz puede usarse para crear un area sustancialmente plana que puede radiar independientemente del cuerpo de cono. Esto tambien puede llevarse a cabo mediante una seccion del penmetro de borde interior que esta a un angulo muy agudo con respecto al plano frontal del altavoz con un gran aumento de la masa de brazo de palanca en la union del ensamblaje de cono/borde. El cono tambien puede incorporar una seccion abisagrada o multiples secciones abisagradas usando areas con forma de “u” o “v”' en el borde; o un borde con una concordancia sustancialmente asimetrica entre el desplazamiento hacia delante y hacia atras que crea armonicos en la banda requerida. Estas variaciones de diseno pretenden todas introducir armonicos que ayuden a crear la curva de respuesta deseada 1804 para el controlador.
El cono controlador se tapa a menudo con un tapon antipolvo posicionado en el centro del cfrculo del cono. El tapon antipolvo tambien puede estar configurado para ayudar a producir la curva de frecuencia deseada. Por ejemplo, puede usarse un tapon antipolvo para ensamblaje de cono con una seccion de cono abisagrada secciones de cono delgadas que permiten que el tapon antipolvo vibre a altas frecuencias en un modo sustancialmente desacoplado. Alternativamente, el tapon antipolvo puede conformarse para pasar a ser un radiador secundario eficiente en el intervalo de frecuencia de altura deseado. De manera similar, puede usarse un tapon antipolvo con un zumbador con forma de cono u otro elemento de rotacion o vibracion que este conformado para pasar a ser un radiador secundario eficiente en el intervalo de frecuencia de altura. Un tapon antipolvo de este tipo puede modificarse y usarse por sf mismo, o en combinacion con el ensamblaje de cono modificado.
El cono se soporta normalmente mediante un bastidor de plastico o metal denominado arana. En una realizacion, puede modificarse la arana en lugar de, o junto con el cono y/o el tapon antipolvo. Por ejemplo, puede usarse una arana con una concordancia sustancialmente asimetrica entre el desplazamiento hacia delante y hacia atras que crea armonicos en la banda requerida.
Pueden definirse ciertas especificaciones para optimizar el controlador de disparo ascendente. Por ejemplo, la memoria descriptiva puede definir un transductor que incorpora un cono con una forma de seccion transversal variable que crea una respuesta de alta frecuencia con aumento a 7 kHz de 5 dB seguido de una cafda de 7 dB a 12 kHz, y tal forma de seccion transversal variable puede incluir una seccion anular que crea una bisagra que permite que el cono de esta seccion vibre en oposicion de fase al resto del cuerpo de cono. Debe indicarse que todas de las modificaciones citadas para el controlador elementos pueden usarse solas o en combinacion entre sf para producir la curva de respuesta de frecuencia deseada.
En lugar de la parte de cono del controlador, la curva de frecuencia deseada puede integrarse en el altavoz usando otros componentes de altavoz o adicionales. En una realizacion, un guiaondas (por ejemplo, bocina, lente, etc.) se usa independientemente o junto con el controlador de disparo ascendente para producir la funcion objetivo deseada 1804. Esta realizacion usa un guiaondas para crear la funcion de transferencia deseada controlando la directividad. Para esta realizacion, la propia funcion de transferencia deseada se crea mediante la forma del guiaondas, y/o el uso del guiaondas junto con el controlador optimizado crea la funcion de transferencia deseada.
En general, los altavoces de disparo ascendente que incorporan tecnicas de filtrado de altura virtual tal como se describen en el presente documento pueden usarse para reflejar sonido desde una superficie de techo dura para simular la presencia de altavoces superiores/de altura posicionados en el techo. Un atributo atractivo del contenido de audio adaptativo es que las senales de audio espacialmente dispersas se reproducen usando una disposicion de altavoces superiores. Como se establecio anteriormente, sin embargo, en muchos casos, la instalacion de altavoces superiores es demasiado cara o poco practica en un entorno domestico. Simulando altavoces de altura usando altavoces posicionados de manera normal en el plano horizontal, puede crearse una experiencia 3D atractiva con altavoces faciles de posicionar. En este caso, el sistema de audio adaptativo esta usando los controladores de disparo ascendente/simulacion de altura en un modo nuevo porque objetos de audio y su informacion de reproduccion espacial se usan para crear las senales de audio que estan reproduciendose por los controladores de disparo ascendente. Los componentes de filtrado de altura virtual ayudan a reconciliar o minimizar las indicaciones de altura que pueden transmitirse directamente al oyente en comparacion con el sonido reflejado, de modo que la percepcion de alta se proporciona de manera apropiada mediante las senales reflejadas superiores.
Aspectos de los sistemas descritos en el presente documento pueden implementarse en un entorno de red de procesamiento de sonido basada en ordenadores apropiado para procesar archivos de audio digitales o digitalizados. Partes del sistema de audio adaptativo pueden incluir una o mas redes que comprenden cualquier numero deseado de maquinas individuales, incluyendo uno o mas encaminadores (no mostrados) que sirven para almacenar de manera intermedia y encaminar los datos trasmitidos entre los ordenadores. Una red de este tipo
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puede integrarse en diversos protocolos de red diferentes, y puede ser Internet, una red de area amplia (WAN, Wide Area Network), una red de area local (LAN, Local Area Network) o cualquier combinacion de las mismas.
Uno o mas de los componentes, bloques, procesos u otros componentes funcionales pueden implementarse a traves de un programa informatico que controla la ejecucion de un dispositivo informatico basado en un procesador del sistema. Tambien debe indicarse que las diversas funciones dadas a conocer en el presente documento pueden describirse usando cualquier numero de combinaciones de hardware, firmware, y/o como datos y/o instrucciones ejemplificadas en diversos medios legibles por maquina o legibles por ordenador, en cuanto a su comportamiento, transferencia de registros, componente logica y/u otras caractensticas. Los medios legibles por ordenador en los que pueden ejemplificarse tales datos y/o instrucciones con formato incluyen, pero no se limitan a, medios de almacenamiento ffsicos (no transitorios), no volatiles en diversas formas, tales como medios de almacenamiento opticos, magneticos o semiconductores.
A menos que el contexto requiera claramente lo contrario, a lo largo de toda la descripcion y las reivindicaciones, las palabras “comprender”, “que comprende” y similares deben interpretarse en un sentido inclusivo en oposicion a un sentido exclusivo o exhaustivo; es decir, en un sentido de “que incluye, pero no se limita a”. Las palabras que usan el numero singular o plural tambien incluyen el numero plural o singular respectivamente. Adicionalmente, las palabras “en el presente documento”, “a continuacion en el presente documento”, “anterior”, “mas adelante” y palabras de importancia similar se refieren a esta solicitud en su conjunto y no a alguna parte particular de esta solicitud. Cuando la palabra “o” se usa en referencia a una lista de dos o mas elementos, esta palabra cubre todas las siguientes interpretaciones de la palabra: cualquiera de los elementos en la lista, todos los elementos en la lista y cualquier combinacion de los elementos en la lista.
Aunque se han descrito una o mas implementaciones a modo de ejemplo y en cuando a las realizaciones espedficas, debe entenderse que una o mas implementaciones no se limitan a las realizaciones dadas a conocer. Por el contrario, se pretende cubrir diversas modificaciones y disposiciones similares que resulten evidentes para los expertos en la tecnica. Por tanto, el alcance de las reivindicaciones adjuntas debe recibir la interpretacion mas amplia para abarcar todas de tales modificaciones y disposiciones similares.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. - Un controlador de altavoz para la reproduccion de sonido para la reflexion desde una superficie superior de un entorno auditivo, que comprende:
    un cono controlador;
    un tapon antipolvo para cono fijado a un parte central del cono controlador; y
    un bastidor que sujeta el cono para el montaje dentro de una caja de altavoz, en el que al menos uno del cono controlador, tapon antipolvo y bastidor estan configurados para aplicar un filtro de altura que tiene una curva de respuesta de frecuencia que esta configurado para eliminar al menos parcialmente indicaciones direccionales de una ubicacion de altavoz e insertar al menos parcialmente las indicaciones direccionales de una ubicacion de altavoz reflejada, basandose la curva de respuesta de frecuencia en
    una primera respuesta de frecuencia de un filtro que modela el sonido que se desplaza directamente desde la ubicacion de altavoz reflejada hasta los ofdos de un oyente en una posicion de escucha, para dicha insercion de indicaciones direccionales de la ubicacion de altavoz reflejada, y
    una segunda respuesta de frecuencia de filtro de un filtro que modela el sonido que se desplaza directamente desde la ubicacion de altavoz hasta los ofdos del oyente en la posicion de escucha, para eliminar indicaciones direccionales para senales de audio que se desplazan a lo largo de una trayectoria directamente desde la ubicacion de altavoz hasta el oyente.
  2. 2. - El controlador de altavoz segun la reivindicacion 1, en el que la curva de respuesta de frecuencia es una curva de respuesta de frecuencia de filtro de altura universal que representa un promedio de una pluralidad de respuestas de frecuencia de filtro de altura individuales, en el que cada una de las respuestas de frecuencia de filtro de altura individuales corresponde a una combinacion diferente de ubicacion de altavoz reflejada, posicion de escucha y ubicacion de altavoz ffsica.
  3. 3. - El controlador de altavoz segun la reivindicacion 2, en el que la respuesta de filtro de altura presenta un pico ubicado a aproximadamente 7 kHz y un valle a aproximadamente 12 kHz.
  4. 4. - Un sistema para la reproduccion de sonido usando elementos de sonido reflejados, que comprende:
    un altavoz colocado en una ubicacion de altavoz y que comprende una carcasa que encierra un controlador de disparo ascendente orientado a un angulo de inclinacion en relacion con el plano de tierra y configurado para reflejar sonido desde una superficie superior de un entorno auditivo para producir una ubicacion de altavoz reflejada; y
    un filtro de altura virtual que aplica una curva de respuesta de frecuencia a una senal de audio transmitida al controlador de disparo ascendente, en el que el filtro de altura virtual elimina al menos parcialmente indicaciones direccionales de la ubicacion de altavoz e inserta al menos parcialmente las indicaciones direccionales de la ubicacion de altavoz reflejada, basandose la curva de respuesta de frecuencia en
    una primera respuesta de frecuencia de un filtro que modela el sonido que se desplaza directamente desde la ubicacion de altavoz reflejada hasta los ofdos de un oyente en una posicion de escucha, para dicha insercion de indicaciones direccionales de la ubicacion de altavoz reflejada, y
    una segunda respuesta de frecuencia de filtro de un filtro que modela el sonido que se desplaza directamente desde la ubicacion de altavoz hasta los ofdos del oyente en la posicion de escucha, para eliminar indicaciones direccionales para senales de audio que se desplazan a lo largo de una trayectoria directamente desde la ubicacion de altavoz hasta el oyente.
  5. 5. - El sistema segun la reivindicacion 4, en el que la curva de respuesta de frecuencia es una curva de respuesta de frecuencia de filtro de altura universal que representa un promedio de una pluralidad de respuestas de frecuencia de filtro de altura individuales, en el que cada una de las respuestas de frecuencia de filtro de altura individuales corresponde a una combinacion diferente de ubicacion de altavoz reflejada, posicion de escucha y ubicacion de altavoz ffsica.
  6. 6. - El sistema segun la reivindicacion 5, en el que la respuesta de filtro de altura presenta un pico ubicado a aproximadamente 7 kHz y un valle a aproximadamente 12 kHz.
  7. 7. - El sistema segun la reivindicacion 4, en el que el angulo de inclinacion es variable, comprendiendo el sistema ademas:
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    un componente de ubicacion configurado para determinar una posicion de escucha optima dentro el entorno auditivo;
    un componente de comunicacion configurado para comunicar la posicion de escucha optima al altavoz; y
    un componente de control configurado para alterar el angulo de inclinacion para reflejar las ondas acusticas desde la superficie superior hasta la posicion de escucha optima.
  8. 8. - El sistema segun la reivindicacion 4, que comprende ademas:
    un componente de deteccion configurado para detectar la presencia del filtro de altura virtual en el entorno auditivo o
    un conmutador de derivacion para evitar el filtro de altura virtual durante un proceso de calibracion que prepara a un equipo de reproduccion de audio para transmitir las ondas acusticas al entorno auditivo.
  9. 9. - El sistema segun la reivindicacion 4, que comprende ademas un componente de correccion espacial que:
    o bien realiza una operacion de filtrado de preacentuacion sobre las ondas acusticas transmitidas al entorno auditivo para compensar el filtrado de altura virtual aplicado a la senal transmitida al controlador de disparo ascendente
    o bien genera una respuesta objetivo del entorno auditivo mediante el uso de una senal de sonda y anade una respuesta de filtro de altura virtual por defecto a una respuesta objetivo del entorno auditivo.
  10. 10. - El sistema segun la reivindicacion 4, en el que el filtro de altura virtual implementa un algoritmo que usa un factor de ajuste de escala para compensar las indicaciones de altura presentes en las ondas acusticas transmitidas directamente a traves del entorno auditivo en favor de las indicaciones de altura presentes en el sonido reflejado desde la superficie superior del entorno auditivo, y, opcionalmente,
    en el que el filtro de altura virtual representa una curva de respuesta de frecuencia unica, y en el que una o mas caractensticas de la curva de respuesta de frecuencia se cambian basandose en el valor del angulo de inclinacion.
  11. 11. El sistema segun la reivindicacion 4, en el que la carcasa encierra ademas un controlador de disparo frontal configurado para transmitir ondas acusticas a lo largo de un eje que corresponde aproximadamente al plano de tierra.
  12. 12. El sistema segun la reivindicacion 11, en el que el altavoz comprende dos terminales de entrada, en el que el primer terminal de entrada esta configurado para recibir senales que corresponden al sonido que va a reflejarse desde la superficie superior del entorno auditivo, y el segundo terminal de entrada esta configurado para recibir senales que corresponden a las ondas acusticas que van a transmitirse a lo largo del eje que corresponde aproximadamente al plano de tierra.
  13. 13. El sistema segun la reivindicacion 11, en el que el sistema comprende ademas un filtro de cruce, teniendo el filtro de cruce una seccion de paso bajo configurada para transmitir senales de baja frecuencia por debajo de una frecuencia umbral al controlador de disparo frontal, y una seccion de paso alto configurada para transmitir senales de alta frecuencia por encima de la frecuencia umbral al controlador de disparo ascendente.
  14. 14. Un altavoz para transmitir ondas acusticas que van a reflejarse desde una superficie superior de un entorno auditivo, que comprende:
    una carcasa;
    un controlador de disparo ascendente dentro de la carcasa y orientado a un angulo de inclinacion en relacion con un plano de tierra y configurado para reflejar sonido desde un punto de reflexion sobre la superficie superior del entorno auditivo; y
    un filtro de altura virtual que aplica una curva de respuesta de frecuencia a una senal transmitida al controlador de disparo ascendente, basandose la curva de respuesta de frecuencia en
    una primera respuesta de frecuencia de un filtro que modela el sonido que se desplaza directamente desde una ubicacion de altavoz reflejada hasta los ofdos de un oyente en una posicion de escucha, para la insercion de indicaciones direccionales de la ubicacion de altavoz reflejada, y
    una segunda respuesta de frecuencia de filtro de un filtro que modela el sonido que se desplaza directamente desde una ubicacion de altavoz hasta los ofdos del oyente en la posicion de escucha, para
    eliminar indicaciones direccionales para senales de audio que se desplazan a lo largo de una trayectoria directamente desde una ubicacion de altavoz hasta el oyente.
  15. 15. El altavoz segun la reivindicacion 14, en el que la curva de respuesta de frecuencia es una curva de respuesta 5 de frecuencia de filtro de altura universal que representa un promedio de una pluralidad de respuestas de frecuencia de filtro de altura individuales, en el que cada una de las respuestas de frecuencia de filtro de altura individuales corresponde a una combinacion diferente de ubicacion de altavoz reflejada, posicion de escucha y ubicacion de altavoz ffsica.
    10 16. El altavoz segun la reivindicacion 15, en el que la respuesta de filtro de altura presenta un pico ubicado a
    aproximadamente 7 kHz y un valle a aproximadamente 12 kHz.
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