(57)【要約】【課題】音源位置データに対応するロケーションにおける音響出力のシミュレートを提供すること。【解決手段】音源位置データに対応するロケーションにおける音響出力をシミュレートするシステムおよび方法が開示される。特定の方法は、音声信号、および音声信号に関連付けられている音源位置データを受信するステップを含む。一組のスピーカドライバ信号が複数のスピーカに印加され、一組のスピーカドライバ信号は、複数のスピーカに、音源位置データに対応するロケーションにおける音源による音声信号の出力をシミュレートする音響出力を発生させる。【選択図】図１
2020039143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号、および前記音声信号に関連付けられている音源位置データを受信するステップと、
一組のスピーカドライバ信号を複数のスピーカに印加するステップであって、前記一組のスピーカドライバ信号は、前記複数のスピーカに、前記音源位置データに対応するロケーションにおける音源による前記音声信号の出力をシミュレートする音響出力を発生させる、ステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記一組のスピーカドライバ信号は、1つもしくは複数の固定スピーカ、1つもしくは複数のバーチャルスピーカ、またはこれらの組合せに対応する、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記音源位置データに対応する前記ロケーションは、前記複数のスピーカのロケーションと異なる、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
第2の一組のスピーカドライバ信号を前記複数のスピーカに印加して、前記ロケーションと異なる第2のロケーションに対応する音響出力を生成するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記音声信号、前記音源位置データ、またはこれらの両方は、自動運転支援システム、ナビゲーションシステム、またはモバイルデバイスから受信される、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記音声信号をアップミキシングして、複数の中間信号成分を生成するステップと、
前記複数の中間信号成分をダウンミキシングして、複数のスピーカ信号成分を生成するステップと、
前記複数のスピーカ信号成分を処理して、前記複数のスピーカに、前記音源位置データに対応するロケーションにおける前記音声信号の出力をシミュレートさせる前記一組のスピーカドライバ信号を生成するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記複数のスピーカは、複数の近接場スピーカ、および前記近接場スピーカの前方に配置されている複数の固定スピーカを含み、
前記一組のスピーカドライバ信号は、前記複数の近接場スピーカに送るための第1の複数のスピーカドライバ信号、および前記近接場スピーカの前方に配置されている前記複数の固定スピーカに送るための第2の複数のスピーカドライバ信号を含み、
前記複数のスピーカ信号成分を処理するステップは、
前記複数のスピーカ信号成分をバイノーラルフィルタリング処理して、複数のバイノーラルイメージ信号を生成するステップと、
前記複数のバイノーラルイメージ信号を組み合わせて、前記第1の複数のスピーカドライバ信号を生成するステップと、
前記複数のスピーカ信号成分を組み合わせて、前記第2の複数のスピーカドライバ信号を生成するステップと
を含む、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記複数のスピーカ信号成分のうちの少なくとも2つの利得、大きさ、または位相を調整するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記一組のスピーカドライバ信号を生成するステップは、バイノーラルフィルタリング処理するステップを含む、請求項6に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の中間信号成分の各々は、音響空間に対応する二次元平面上のそれぞれの点に対応する、請求項6に記載の方法。
【請求項１１】
前記音響空間は、車両内の第1のロケーションと車両の外の第2のロケーションとを含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
前記音源位置データに対応するロケーションは、音響空間内の複数の点に対応する信号の大きさが調整された線形和に関連付けられる、請求項1に記載の方法。
【請求項１３】
聴取者ロケーションに関連付けられている聴取者位置データを受信するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１４】
前記音声信号は、単一チャネル音声信号である、請求項1に記載の方法。
【請求項１５】
前記音声信号は、自動運転支援システム、ナビゲーションシステム、またはモバイルデバイスのうちの少なくとも1つに関連付けられている案内に対応する、請求項1に記載の方法。
【請求項１６】
前記音声信号および前記音源位置データは、車両内のオーディオシステムによって受信され、前記複数のスピーカは、前記車両内に分配される、請求項1に記載の方法。
【請求項１７】
装置であって、
複数のスピーカと、
音声信号プロセッサと
を備え、前記音声信号プロセッサは、
音声信号、および前記音声信号に関連付けられている音源位置データを受信し、
一組のスピーカドライバ信号を前記複数のスピーカに印加するように構成され、前記一組のスピーカドライバ信号は、前記複数のスピーカに、前記音源位置データに対応するロケーションにおける音源による前記音声信号の出力をシミュレートする音響出力を発生させる、装置。
【請求項１８】
前記複数のスピーカおよび前記音声信号プロセッサは、車両内に含まれる、請求項17に記載の装置。
【請求項１９】
音響出力をシミュレートするための命令が記憶された機械可読記憶媒体であって、前記命令は、プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに、
音声信号、および前記音声信号に関連付けられている音源位置データを受信させ、
一組のスピーカドライバ信号を複数のスピーカに印加させ、前記一組のスピーカドライバ信号は、前記複数のスピーカに、前記音源位置データに対応するロケーションにおける音源による前記音声信号の出力をシミュレートする音響出力を発生させる、
機械可読記憶媒体。
【請求項２０】
前記複数のスピーカが、車両内に含まれる、請求項19に記載の機械可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、音響出力をシミュレートすること、および、特に、音源位置データに対応するロケーションにおける音響出力をシミュレートすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車スピーカシステムは、静的な(たとえば、固定された)常設スピーカから、自動運転支援システム(ADAS)アラート、ナビゲーションアラート、および電話音声などの案内音声を乗員に提供することができる。常設スピーカは、事前定義された固定されたロケーションから音を放射する。したがって、たとえば、ADASアラートは、単一のスピーカ(たとえば、運転席側フロントスピーカ)から、または一組のスピーカから、事前定義された設定に基づいて出力される。他の例では、ナビゲーションアラートおよび電話呼は、車両全体を通して案内音声を提供する固定されたスピーカロケーションから発せられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２２６８６号公報
【特許文献２】特開２００８−１５８８６８号公報
【特許文献３】特表２０１６−５２３０４５号公報
【特許文献４】特開２０１３−２１１９０６号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
選択された例では、方法は、音声信号、および音声信号に関連付けられている音源位置データを受信するステップを含む。本方法は、一組のスピーカドライバ信号を複数のスピーカに印加するステップも含む。この一組のスピーカドライバ信号は、複数のスピーカに、音源位置データに対応するロケーションにおける音源による音声信号の出力をシミュレートする音響出力を発生させる。
別の態様において、装置は、複数のスピーカと、音声信号および音声信号に関連付けられている音源位置データを受信するように構成されている音声信号プロセッサとを備える。この音声信号プロセッサは、一組のスピーカドライバ信号を複数のスピーカに印加するようにも構成される。この一組のスピーカドライバ信号は、複数のスピーカに、音源位置データに対応するロケーションにおける音源による音声信号の出力をシミュレートする音響出力を発生させる。
【０００５】
別の態様において、機械可読記憶媒体には、音響出力をシミュレートするための命令が記憶される。この命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、音声信号と、音声信号に関連付けられている音源位置データとを受信させる。命令はまた、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、一組のスピーカドライバ信号を複数のスピーカに印加させる。この一組のスピーカドライバ信号は、複数のスピーカに、音源位置データに対応するロケーションにおける音源による音声信号の出力をシミュレートする音響出力を発生させる。
【０００６】
様々な他の目的、特徴、および付随する利点は、同様の参照符号がいくつかの図面全体にわたって同じまたは同様の部分を示しているような添付の図面と併せて考察したときに、よりよく理解されるにつれて、十分に認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】音源位置データに対応するロケーションにおける音響出力をシミュレートするように構成されているオーディオシステムを有する車室の例示的な図である。
【図２】音源位置データに対応するロケーションにおける音響出力をシミュレートするように構成されているオーディオシステムの処理信号フローの流れ図である。
【図３】音源位置データに対応するロケーションにおける音響出力をシミュレートするように構成されているオーディオシステムのスピーカの例示的な図である。
【図４】音源位置データに対応するロケーションにおける音響出力をシミュレートするように構成されているオーディオシステムの音響空間を画成するグリッドの図である。
【図５】音源位置データに対応するロケーションにおける音響出力をシミュレートするように構成されているオーディオシステムの概略図である。
【図６】音源位置データに対応するロケーションにおける音響出力をシミュレートする方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
選択された例において、オーディオシステムは、音響空間内で案内音声を動的に選択し、正確にシミュレートする。音響空間の輪郭を描くx-y座標位置グリッド(position grid)を利用することで、オーディオシステムデバイスは、たとえば、ADAS、ナビゲーションシステム、またはモバイルデバイスによるプロンプトに応答して、正確なロケーションにおける音響出力をシミュレートするようにスピーカドライバ信号を駆動する。一態様において、オーディオシステムは、動いているか、または静止している車両の内側であろうと外側であろうと、リアルタイムで、音響空間上のシミュレーションロケーションを再配置する。有利には、オーディオシステムは、カスタマイズできる範囲を広げ、車両輸送体験を大きく改善するように、ADAS、ナビゲーション、および電話技術をサポートする。
【０００９】
図1は、音源位置データに対応するロケーションにおける音響出力(たとえば、案内音声)をシミュレートするように構成されているオーディオシステム100を有する車室の例示的な図である。ロケーションは、例示的なグリッド140、たとえば、音響空間に対応する二次元平面の内側の任意のロケーションであってよい。オーディオシステム100は、ハードウェア(たとえば、音声信号プロセッサ)、ソフトウェア、またはこれらの組合せを使用して実装される、組合せ音源/処理/増幅モジュールを備える。いくつかの例では、オーディオシステム100の機能は、様々なコンポーネントに分割される。たとえば、音源は、増幅機能と処理機能とに分離され得る。いくつかの例では、処理機能は、音源、処理、および/または増幅機能を実行するコンピューティングデバイス上にロードされたソフトウェアによって行われる。特定の態様において、信号処理および増幅は、特定のシステムアーキテクチャまたは技術を指定することなくオーディオシステム100によって行われる。
【００１０】
図1に示されている車室は、それぞれヘッドレスト112、114、116、118を有する4つの座席102、104、106、108を備える。非限定的な例として、2つのヘッドレストスピーカ122、123が、ヘッドレスト112上に装着されているように図示されている。他の例では、ヘッドレストスピーカ122、123は、ヘッドレスト112内に配置される。他のヘッドレスト114、116、および118は、図1の例におけるヘッドレストスピーカを有するように示されていないが、他の例は、ヘッドレスト112、114、116、および118の組合せで1つまたは複数のヘッドレストスピーカを備える。
【００１１】
図1に示されているように、ヘッドレストスピーカ122、123は、図1の例では車両の運転者である聴取者150の耳の近くに位置決めされる。ヘッドレストスピーカ122、123は個別にまたは組み合わせて操作され、聴取者150の耳への音の分布を制御する。いくつかの実装において、図1に示されているように、ヘッドレストスピーカ122、123は座席102を通じて有線接続によりオーディオシステム100に結合されており、これにより電力を供給し、有線接続を可能にする。他の例では、ヘッドレストスピーカ122、123は、たとえば1つまたは複数のワイヤレス通信プロトコル(たとえば、Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11、Bluetooth(登録商標)など)によるワイヤレス方式でオーディオシステム100に接続される。
【００１２】
車室は、運転席側ドアおよび前助手席側ドア上にまたはその中に配置される2つの固定スピーカ132、133をさらに備える。他の例では、さらに多くのスピーカが、車室の周りの様々なロケーションに配置される。いくつかの実装において、固定スピーカ132、133は、オーディオシステム100からの単一の増幅信号によって駆動され、受動クロスオーバー回路網が、固定スピーカ132、133内に埋め込まれ、異なる周波数範囲の信号を固定スピーカ132、133に分配するために使用される。他の実装では、オーディオシステム100の増幅器モジュールは、帯域制限信号を直接各固定スピーカ132、133に供給する。固定スピーカ132、133は、フルレンジスピーカとすることができる。
【００１３】
いくつかの例において、個別のスピーカ122、123、132、133の各々は、音のより高度な整形、または所与の音圧レベルをもたらす空間および材料のより経済的な使用を可能にするスピーカの配列に対応する。ヘッドレストスピーカ122、123および固定スピーカ132、133は、本明細書ではリアルスピーカ、リアルラウドスピーカ、固定スピーカ、または固定ラウドスピーカと交換可能に総称される。
【００１４】
グリッド140は、音響出力を生成するためにオーディオシステム100によってロケーションが動的に選択され得る音響空間を示している。図1の例では、グリッド140は、100個のグリッド点を含む10×10のx-y座標グリッドである。他の例では、音響空間を定義するためにより多くの、またはより少ないグリッド点が使用される。グリッド140は、x-y空間次元を維持するために車両移動に対応して動的に移動可能である。有利には、一例において、オーディオシステム100は、音響領域内の任意のスポットから例示的な聴取者150への音響放射を可能にする。さらに、図1に示されているように、グリッド140は、車室内にあるグリッド点さらには車室の外にあるグリッド点を含む。したがって、オーディオシステム100は、車室の外側のロケーションについての音響出力をシミュレートすることができることは理解されるべきである。
【００１５】
図1では、位置S1、S2、およびS3は、音が放射される例示的なロケーションの位置を示している。次に、オーディオシステム100の動作の例は、図2を参照しつつ説明される。210で図示されているように、先進運転支援システム(ADAS)201、全地球測位システム(GPS)のナビゲーションシステム202、および/またはモバイルデバイス203(たとえば、携帯電話、タブレットコンピュータ、パーソナルメディアプレーヤーなどの音源)は、車載オーディオシステム100とペアにされて、音声信号211および関連付けられている音源位置データ212を生成する。220で図示されているように、音声信号211および音源位置データ212は、オーディオシステム100に供給される。
【００１６】
オーディオシステム100は、スピーカ221(たとえば、スピーカ122、123、132、133、図1)に印加する一組のスピーカドライバ信号220を決定する。この一組のスピーカドライバ信号220は、スピーカ221に、音源位置データ212に対応する特定のロケーション(たとえば、例示的な音源位置231)における音源による音声信号211の出力をシミュレートする音響出力230を発生させる。例示するために、音源位置231は、図1のシミュレートされたロケーションS1、S2、およびS3のうちの1つとすることができる。位置S1、S2、およびS3に関する音の放射は、図4に関してさらに説明される。
【００１７】
有利には、特定の例において、本開示のオーディオシステム100は、別のデバイスもしくはシステムによってプロンプトが表示されたときなどに、音声出力がリアルタイム(またはほぼリアルタイム)で放射されると知覚される音源位置を動的に選択する。リアルおよびバーチャルスピーカは、音声エネルギー出力をシミュレートしてこれらの特定のおよび離散的ロケーションから放射するように見せかける。
【００１８】
たとえば、図3は、音源位置データに対応するロケーションにおける音響出力をシミュレートするために図1のオーディオシステム100の実装によって使用されるリアルおよびバーチャネルスピーカを示している。図3では、リアルスピーカは、実線で示されており、バーチャルスピーカは、破線で示されている。バーチャルスピーカは、「プリセット」されるものとしてよく、離散的な、事前定義されたスピーカロケーション、および/または音響出力がバイノーラル信号フィルタを入力音声信号(たとえば、図2の音声信号211)のアップミキシングされた成分に適用することによってシミュレートされる静的なロケーションに対応し得る。一例において、バイノーラル信号フィルタは、フィルタ処理された音が実際の(固定)ヘッドレストスピーカからではなくバーチャルスピーカから来るかのように聴取者150がその音を知覚するようにヘッドレストスピーカ122、123(図1)のところで再生される音を修正するために利用される。
【００１９】
本開示の技術によれば、バーチャルスピーカは、図2のADAS201、ナビゲーションシステム202、およびモバイルデバイス203を含むが、これらに限定されない、複数の種類のシステムに応答して、およびそれらのシステムによりプロンプトが出されたときに、特定のロケーションにおける音響出力を正確にシミュレートする能力も有する。
【００２０】
図3に示されているように、聴取者(たとえば、図1の聴取者150)の左耳および右耳は、各リアルおよびバーチャルスピーカから異なる音量の音響出力エネルギーを受け取る。たとえば、図3は、リアルスピーカ122、123、132およびバーチャルスピーカ301、302、303から音響エネルギーまたは音が進行する異なる経路を示す破線の矢印を含む。特に、図3に示されているように、バーチャルスピーカは、車室の内側(たとえば、バーチャルスピーカ301、302)さらには車室の外側(たとえば、バーチャルスピーカ303)にあるものとしてよい。図3の残りのリアルおよびバーチャルスピーカに対する音響エネルギー経路は、わかりやすくするために省かれている。
【００２１】
特定の態様において、各リアルおよびバーチャルスピーカに割り当てられた様々な信号は重ね合わされて出力信号を生成し、各スピーカからのエネルギーの一部は、全方向に進行し得る(たとえば、周波数およびスピーカデザインに依存する)ことに留意されたい。したがって、図3に示されている矢印は、リアルおよびバーチャルスピーカの異なる組合せからの音響エネルギーの概念説明として理解されるべきである。スピーカ配列または他の指向性スピーカ技術が使用される例では、スピーカの異なる組合せに供給される信号は、指向性制御をもたらす。デザインに応じて、そのようなスピーカ配列は、図示されているようなヘッドレスト内に、または、聴取者の前方を含むが、これに限定されない、聴取者に比較的近い他のロケーションに置かれる。
【００２２】
いくつかの例では、ヘッドレストスピーカ122、123は、適切な信号処理とともに使用され、聴取者150によって知覚される音の広がりを拡大し、より具体的には、サウンドステージ(sound stage)を制御する。サウンドステージ、音に包まれる感じ(envelopment)、および音定位(sound location)の知覚は、聴取者の両耳に届く音の間のレベルおよび到達時間(位相)差に基づく。サウンドステージは、特定の例において、スピーカによって生成される音声信号を操作してそのような両耳間レベルおよび時間差を制御することによって制御される。参照により本明細書に組み込まれている、同一出願人による米国特許第8,325,936号において説明されているように、ヘッドレストスピーカさらには固定のヘッドレストでないスピーカは、空間的知覚を制御するために使用され得る。
【００２３】
聴取者150は、自分の頭の近くでリアルおよびバーチャルスピーカを聴く。様々なリアルおよびバーチャルスピーカからの音響エネルギーは、スピーカと聴取者の耳との間の相対距離により、さらにはスピーカと聴取者の耳との間の角度の差により異なる。さらには、聴取者によっては、外耳構造の解剖学的構造が、左耳と右耳とでは同じでない。音源の方向および距離の人間の知覚は、耳と耳との間の到着時間差、耳と耳との間の信号レベル差、および異なる方向から耳に入る音波に対する聴取者の解剖学的構造が有する特定の効果の組合せに基づき、これはすべて周波数にも依存する。図1のグリッド140の特定のx-yロケーションにおける音源に対する、両耳におけるこれらの因子の組合せは、グリッド140上の音源に最も近い4つのグリッド点の大きさが調整された線形和(たとえば、グリッド点に対応する信号)によって表され得る。たとえば、バイノーラルおよび/または変換信号フィルタ(または他の信号処理動作)は、図4を参照しつつさらに説明されているように、グリッド140の特定のx-yロケーションにおいて発せられたかのように音を知覚させるためにスピーカのところで再生される音を整形するために使用される。
【００２４】
図4は、聴取者150に、たとえば、図2のADAS201、ナビゲーションシステム202、および/またはモバイルデバイス203によって与えられるような様々な基準に基づいて、様々な異なる時点においてロケーションS1、S2、およびS3から放射される音響出力230が聞こえる一例を示している。本開示のこれらの特徴は、S1、S2、およびS3のロケーションを参照しつつ説明されているが、他の代替的実装は、音響空間を形成するグリッド140内の任意のロケーションからの音響出力シミュレーションを生成する。
【００２５】
第1の例示的な非限定的な例では、ロケーションS1から(聴取者150の右前方に)発せられるように知覚される案内音声に対応する音響出力230は、聴取者150に右折すべきであることを知らせるナビゲーションシステム202に関係する。有利には、シミュレートされた案内音声は、聴取者150の前方かつ右側のロケーションから放射されるので、聴取者150は、少ない熟考または努力で右折進行方向命令を素早く、容易に理解する。
【００２６】
図4において、例示的なグリッド点P(x,y)、P(x+1,y)、P(x,y+1)、およびP(x+1,y+1)は、ロケーションS1に最も近い4つのグリッド点である。特定の実装において、これら4つのグリッド点の信号成分の大きさが調整された線形和は、ロケーションS1からシミュレートされた音響出力230を放射するために使用される。
【００２７】
第2の例示的な非限定的な例として、例示的なロケーションS2(聴取者150の背後およびわずかに左側)から放射される音響出力230は、聴取者の盲点内に車両があることを聴取者150に警告するADAS201からの案内音声出力に関係する。有利には、聴取者150は、これで、その特定の時点においてレーンを左に切り替えないことを素早く、容易に知ることになるであろう。
【００２８】
第3の例示的な非限定的な例として、ロケーションS2は、携帯電話などの、モバイルデバイス203から出力される案内音声に関係する。有利には、音響出力230が聴取者の耳の近くで放射されると、聴取者150は、プライバシー性の高い呼を、車両内の他の乗員の耳の邪魔をすることなく行うことができる。この例では、車室内の聴取者150のロケーションを示す聴取者位置データが、音源位置データ212とともに提供される(たとえば、電話のために音響出力が正しい運転者/乗員の耳の近くで放射されるように)。
【００２９】
第4の例示的な非限定的な例として、聴取者150は、ロケーションS3(車両の外側)からシミュレートされた音響出力230を受け取る。この例では、音響出力230は、歩行者(または他の物体)がロケーションS3から車両の方へ歩いて(または移動して)いると検出されたことを聴取者150に知らせるADAS201からの案内音声に対応する。有利には、聴取者150は、用心をし、歩行者(または他の物体)との衝突を回避することを素早く、容易に知ることができる。
【００３０】
一態様において、オーディオシステム100は、後方交差交通、盲点認識、車線逸脱警告、インテリジェントヘッドランプ制御、交通標識認識、前方衝突警告、インテリジェント速度制御、歩行者検出、および燃料残量警告を含むが、これらに限定されない機能に関してグリッド140内のロケーションからの音響出力230を動的に(たとえば、リアルタイムまたはほぼリアルタイムで)シミュレートするためにADASシステム201と併せて使用される。別の態様では、オーディオシステム100は、ナビゲーションシステム202と組み合わせて使用され、ナビゲーションコマンドまたは運転方向情報がグリッド140内の正確なロケーションにおいてシミュレートされ得るように音源位置から音声出力を動的に放射する。第3の態様において、オーディオシステム100は、モバイルデバイス203と併せて使用され、車室内のどの座席に座っている特定の乗員の近くにも電話呼が提示されるように音源位置からの音声出力を動的にシミュレートする。
【００３１】
図5は、音源位置データに対応する音源位置における音響出力をシミュレートするように構成されているオーディオシステム500の概略図である。示されている例において、システム500は図1のシステム100に対応している。
【００３２】
図5の例において、入力音声信号チャネル501(たとえば、図2の入力音声信号211)は、音源位置データ502(たとえば、図2の音源位置データ212)とともに、音声アップミキサーモジュール503へ経路指定される。いくつかの態様において、入力音声信号チャネル501は、単一チャネル(たとえば、モノラル)音声データに対応する。音声アップミキサーモジュール503は、図示されているように、入力音声信号チャネル501を複数の中間成分C1〜Cnに変換する。中間成分C1〜Cnは、図1のグリッド140上のグリッド点に対応し、音響出力230がシミュレートされる異なるマッピングされたロケーションに関係する。本明細書で使用されているように、「成分」という用語は、元の入力音声信号チャネル501がアップミキシングされる場所から中間方向割当の各々を指すために使用される。10×10グリッド140の例では、100個の対応する成分があり、各々10×10=100個のグリッド点のうちの特定の1つに対応する。他の例では、より多い、またはより少ないグリッド点および中間成分が使用される。たとえば、オーディオシステム100における利用可能な処理能力および/または入力音声信号チャネル501の内容に基づき、任意の数のアップミキシングされた成分が可能であることに留意されたい。
【００３３】
アップミキサーモジュール503は、音源位置データで与えられる座標を利用して、n個の利得からなるベクトルを生成し、これは様々なレベルの入力(案内音声)信号をアップミキシングされた中間成分C1〜Cnの各々に割り当てる。次に、図5に示されているように、アップミキシングされた中間成分C1〜Cnは、音声ダウンミキサーモジュール504によって中間スピーカ信号成分D1〜Dmにダウンミキシングされ、mは、リアルスピーカとバーチャルスピーカの両方を含む、スピーカの総数である。
【００３４】
次いで、バイノーラルフィルタ5051〜505pは、中間スピーカ信号成分D1〜Dmの加重和をバイノーラルイメージ信号I1〜Ipに変換し、pはバーチャルスピーカの総数である。バイノーラルイメージ信号I1〜Ipは、バーチャルスピーカ(たとえば、図1のスピーカ301〜303)から来る音に対応する。図5は、バイノーラルフィルタ5051〜505pの各々が中間スピーカ信号成分のすべてを受け取ることを示しているが、実際には各バーチャルスピーカは、車両の対応する側に関連付けられている成分などの、中間スピーカ信号成分D1〜Dmの部分集合のみから音を再現する可能性が高い。再ミキシングステージ506(1つだけ図示されている)は、中間スピーカ信号成分を組み合わせて、前方に装着されている固定スピーカ132、133に送るスピーカドライバ信号DLおよびDRを生成し、バイノーラルミキシングステージ508は、バイノーラルイメージ信号I1〜Ipを組み合わせて、ヘッドレストスピーカ122、123に対する2つのスピーカドライバ信号HLおよびHRを生成する。
【００３５】
固定スピーカ122、123、132、および133は、スピーカドライバ信号HL、HR、DL、およびDRを変換し、それによって、音源位置データで示されている正確なロケーションから来るものとして聴取者によって知覚されるように案内音声を再現する。
【００３６】
そのような再ミキシング手順の一例が、参照により本明細書に組み込まれている、同一出願人による米国特許第7,630,500号で説明されている。図5の例において、スピーカドライバ信号DL、DR、HL、およびHRは、再ミキシングおよび再組合せを介して、生成され、図1の左ドアスピーカ(DL)132、図1の右ドアスピーカ(DR)133、図1の左ヘッドレストスピーカ(HL)122、および図1のヘッドレスト右スピーカ(HR)123などのリアルスピーカに送られる。特定の態様において、ミキシングの前に、イメージ信号I1〜Ipの各々がフィルタ処理されて、所望のサウンドステージを形成する。サウンドステージフィルタリング機能は、大きさおよび位相の周波数応答等化をイメージ信号I1〜Ipの各々に適用する。代替的に、サウンドステージフィルタは、バイノーラルフィルタが適用される前に適用されるか、またはバイノーラルフィルタと一体化される。オーディオシステム100によって使用される信号処理技術は、所与のアプリケーションまたは設定において使用されるハードウェアおよびチューニング技術に基づき異なることは理解されるべきである。
【００３７】
図5は4つのスピーカドライバ信号が出力されることを示しているが、これは分かりやすくするための一例であることにも留意されたい。他の例では、利用可能なリアルスピーカの数に基づき、より多い、またはより少ない出力信号が、生成される。他の実装では、図5の信号処理方法は、図1の他の乗員のヘッドレスト114、116、118、および/または追加のスピーカもしくはスピーカ配列に対するスピーカドライバ信号を生成するために使用される。様々な成分信号トポロジーが、信号組合せおよびバイノーラル信号への変換に基づき可能であり、特定のトポロジーが、オーディオシステム100の処理能力、車両のチューニングを定義するために使用されるプロセス、などに基づき選択され得る。
【００３８】
図6は、音源位置データに対応するロケーションにおける音響出力をシミュレートする方法600のフローチャートである。示されている実装において、方法600は、図1のオーディオシステム100によって実行される。
【００３９】
方法600は、602で、音声信号、および音声信号に関連付けられている音源位置データを受信するステップを含む。たとえば、図1〜図2を参照しつつ説明されているように、オーディオシステム100は、入力オーディオ信号211および関連付けられている音源位置データ212を受信する。
【００４０】
方法600は、604で、一組のスピーカドライバ信号を複数のスピーカに印加するステップも含む。この一組のスピーカドライバ信号は、複数のスピーカに、音源位置データに対応するロケーションにおける音源による音声信号の出力をシミュレートする音響出力を発生させる。たとえば、図2を参照しつつ説明されているように、スピーカドライバ信号220が生成され、音源位置データ212に対応するロケーション(たとえば、S1、S2、またはS3)における音声をシミュレートするために印加される。
【００４１】
仮想化されたスピーカを提供するために、バイノーラルフィルタリング機能と組み合わせてヘッドレスト装着スピーカが利用される例が説明されたが、いくつかの場合において、スピーカは、車両の天井、サンバイザー、または車両のBピラーなどの、聴取者の頭の意図された位置に近い別の場所に配置されてもよい。そのようなスピーカは、「近接場スピーカ」と一般的に称される。図3に示されているような、いくつかの例では、スピーカ132などの、固定スピーカは、スピーカ301〜303などの、近接場スピーカの前方にある。
【００４２】
いくつかの例では、本明細書で説明されている技術の実装は、当業者には明らかであるコンピュータコンポーネントおよびコンピュータ実装ステップを含む。いくつかの例では、本明細書で説明されている1つまたは複数の信号または信号成分は、デジタル信号を含む。いくつかの例では、本明細書で説明されているシステムコンポーネントの1つまたは複数はデジタル制御され、様々な例を参照しつつ説明されているステップは、メモリまたは他の機械可読もしくはコンピュータ可読記憶媒体からプロセッサ実行命令によって実行される。
【００４３】
コンピュータ実装ステップは、たとえば、フロッピィディスク、ハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリ、不揮発性メモリ、およびランダムアクセスメモリ(RAM)などのコンピュータ可読媒体上にコンピュータ実行可能命令として記憶され得ることは当業者によって理解されるべきである。いくつかの例において、コンピュータ可読媒体は、信号ではないコンピュータメモリデバイスである。さらに、コンピュータ実行可能命令は、たとえば、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ、ゲートアレイなどの様々なプロセッサ上で実行され得ることは当業者によって理解されるべきである。説明を簡単にするために、上で説明されているシステムおよび方法のすべてのステップもしくは要素が、本明細書においてコンピュータシステムの一部として説明されているとは限らないが、当業者であれば、各ステップまたは要素は、対応するコンピュータシステムまたはソフトウェアコンポーネントを有することができることを認識するであろう。したがって、そのようなコンピュータシステムおよび/またはソフトウェアコンポーネントは、対応するステップまたは要素(すなわち、その機能)を記述することによって使用可能にされ、本開示の範囲内にある。
【００４４】
当業者は、本発明の概念から逸脱することなく、本明細書において開示されている装置および技術の多くの使用および変形、ならびにそれらからの逸脱を行うことができる。たとえば、本開示において例示されるか、または説明されているコンポーネントまたは特徴は、例示されるか、または説明されているロケーションに限定されない。別の例として、本開示による装置の例は、先行する図のうちの1つまたは複数を参照しつつ説明されているコンポーネントのすべてのコンポーネント、より少ないコンポーネント、またはそれと異なるコンポーネントを含むことができる。開示されている例は、本明細書において開示され、添付の特許請求の範囲よびその均等物の範囲によってのみ限定される装置および技術に存在するか、または保有される、ありとあらゆる新規性のある特徴および特徴の新規性のある組合せを包含するものとして解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００４５】
100  オーディオシステム
102、104、106、108  座席
112、114、116、118  ヘッドレスト
122、123  ヘッドレストスピーカ
132、133  固定スピーカ
140  グリッド
150  聴取者
201  先進運転支援システム(ADAS)
202  全地球測位システム(GPS)のナビゲーションシステム
203  モバイルデバイス
211  音声信号
212  関連付けられている音源位置データ
220  スピーカドライバ信号
221  スピーカ
230  音響出力
231  音源位置
301、302、303  バーチャルスピーカ
500  オーディオシステム
501  入力音声信号チャネル
502  音源位置データ
503  音声アップミキサーモジュール
504  音声ダウンミキサーモジュール
5051〜505p  バイノーラルフィルタ
506  再ミキシングステージ
508  バイノーラルミキシングステージ
600  方法
【図１】
2020039143.tif 000003
【図２】
2020039143.tif 000004
【図３】
2020039143.tif 000005
【図４】
2020039143.tif 000006
【図５】
2020039143.tif 000007
【図６】
2020039143.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月29日(2019.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号、および前記音声信号に関連付けられている音源位置データを受信するステップと、
前記音声信号をアップミキシングして、複数の中間信号成分を生成するステップであって、前記複数の中間信号成分の各々は、音響空間に対応するそれぞれの二次元グリッドに対応する、ステップと、
前記複数の中間信号成分をダウンミキシングして、複数のスピーカ信号成分を生成するステップと、
前記複数のスピーカ信号成分を処理して、一組のスピーカドライバ信号を生成するステップと、
前記一組のスピーカドライバ信号を複数のスピーカに印加するステップであって、前記一組のスピーカドライバ信号は、前記複数のスピーカに、前記音源位置データに対応するロケーションにおける音源による前記音声信号の出力をシミュレートする音響出力を発生させる、ステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記一組のスピーカドライバ信号は、1つもしくは複数の固定スピーカ、1つもしくは複数のバーチャルスピーカ、またはこれらの組合せに対応する、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
第2の一組のスピーカドライバ信号を前記複数のスピーカに印加して、前記ロケーションと異なる第2のロケーションに対応する音響出力を生成するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のスピーカは、複数の近接場スピーカ、および前記近接場スピーカの前方に配置されている複数の固定スピーカを含み、
前記一組のスピーカドライバ信号は、前記複数の近接場スピーカに送るための第1の複数のスピーカドライバ信号、および前記近接場スピーカの前方に配置されている前記複数の固定スピーカに送るための第2の複数のスピーカドライバ信号を含み、
前記複数のスピーカ信号成分を処理するステップは、
前記複数のスピーカ信号成分をバイノーラルフィルタリング処理して、複数のバイノーラルイメージ信号を生成するステップと、
前記複数のバイノーラルイメージ信号を組み合わせて、前記第1の複数のスピーカドライバ信号を生成するステップと、
前記複数のスピーカ信号成分を組み合わせて、前記第2の複数のスピーカドライバ信号を生成するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記一組のスピーカドライバ信号を生成するステップは、バイノーラルフィルタリング
処理するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記音源位置データに対応するロケーションは、音響空間内の複数の点に対応する信号の大きさが調整された線形和に関連付けられる、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
聴取者ロケーションに関連付けられている聴取者位置データを受信するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
前記音声信号および前記音源位置データは、車両内のオーディオシステムによって受信され、前記複数のスピーカは、前記車両内に分配される、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
装置であって、
複数のスピーカと、
音声信号プロセッサと
を備え、前記音声信号プロセッサは、
音声信号、および前記音声信号に関連付けられている音源位置データを受信するステップと、
前記音声信号をアップミキシングして、複数の中間信号成分を生成するステップであって、前記複数の中間信号成分の各々は、音響空間に対応するそれぞれの二次元グリッドに対応する、ステップと、
前記複数の中間信号成分をダウンミキシングして、複数のスピーカ信号成分を生成するステップと、
前記複数のスピーカ信号成分を処理して、一組のスピーカドライバ信号を生成するステップと、
前記一組のスピーカドライバ信号を前記複数のスピーカに印加するステップと、を実行するように構成され、前記一組のスピーカドライバ信号は、前記複数のスピーカに、前記音源位置データに対応するロケーションにおける音源による前記音声信号の出力をシミュレートする音響出力を発生させる、装置。
【請求項１０】
音響出力をシミュレートするための命令が記憶された機械可読記憶媒体であって、前記命令は、プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに、
音声信号、および前記音声信号に関連付けられている音源位置データを受信するステップと、
前記音声信号をアップミキシングして、複数の中間信号成分を生成するステップであって、前記複数の中間信号成分の各々は、音響空間に対応するそれぞれの二次元グリッドに対応する、ステップと、
前記複数の中間信号成分をダウンミキシングして、複数のスピーカ信号成分を生成するステップと、
前記複数のスピーカ信号成分を処理して、一組のスピーカドライバ信号を生成するステップと、
前記一組のスピーカドライバ信号を複数のスピーカに印加するステップと、を実行させ、前記一組のスピーカドライバ信号は、前記複数のスピーカに、前記音源位置データに対応するロケーションにおける音源による前記音声信号の出力をシミュレートする音響出力を発生させる、機械可読記憶媒体。
【外国語明細書】
2020039143000001.pdf