(57)【要約】      （修正有）【課題】車載オーディオシステムの構成を選択するのに好適な方法を提供する。【解決手段】方法は、車両のラウドスピーカ位置候補に配置された少なくとも１つのラウドスピーカから音響信号を発生するステップと、発生された音響信号に対する伝達関数を車両の複数の聴取場所で記録するステップと、車両のオーディオシステムの構成候補を決定するステップと、予測伝達関数を生成するために、構成候補に基づき伝達関数を修正するステップと、車両の複数の聴取場所における予測伝達関数を少なくとも１つの周波数にわたって統計的に解析するステップと、この統計的解析に基づき、構成を選択するステップとを含む。【選択図】図５
2010166584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオシステムのための構成を選択する方法であって、
前記方法は、
前記オーディオシステム内の少なくとも１つの聴取位置における伝達関数を記録することと、
前記オーディオシステムの構成候補を決定することと、
予測伝達関数を生成するために、前記構成候補に基づいて前記伝達関数を修正することと、
前記予測伝達関数を統計的に解析することと、
前記統計的解析に基づいて構成を選択することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記構成は、前記オーディオシステムの音響性能に影響する少なくとも１つのパラメータを含み、
構成候補を決定することは、前記パラメータに対する値候補を決定することを含み、
前記伝達関数を修正することは、前記パラメータに対する前記値候補に基づいて前記伝達関数を修正することを含み、
構成を選択することは、前記パラメータに対する値を選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パラメータは、ラウドスピーカの位置、ラウドスピーカの数、ラウドスピーカの種類および補正係数からなる群より選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記伝達関数は、単一の周波数または複数の周波数において振幅および位相を測定する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ラウドスピーカは、サブウーファである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記構成は、ラウドスピーカ場所候補を含み、
伝達関数を記録することは、前記ラウドスピーカ場所候補のそれぞれに配置された前記ラウドスピーカから音響信号を生成することと、前記生成された音響信号に対して、前記聴取位置に対する前記伝達関数を記録することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ラウドスピーカ場所候補のそれぞれに配置された前記ラウドスピーカから音響信号を生成することは、前記ラウドスピーカを第１の位置候補に配置することと、音響信号を生成するように前記オーディオシステムを制御することとを含み、
複数の聴取位置における伝達関数を記録することは、マイクロフォンを第１の聴取位置に配置することと、前記音響信号を記録することと、前記マイクロフォンを第２の聴取位置に配置することと、前記音響信号を記録することとを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
伝達関数を記録することは、複数の聴取位置に対する伝達関数を記録することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記パラメータに対する値候補を決定することは、離散数の構成候補を選択することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記パラメータに対する値候補を決定することは、値候補の範囲を選択することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記パラメータは、複数のラウドスピーカ場所を含み、
伝達関数を記録することは、複数のラウドスピーカ場所候補のそれぞれにある前記ラウドスピーカを用いて、前記聴取位置における伝達関数を記録することを含み、
構成候補を決定することは、複数のラウドスピーカ場所候補を入力することと、前記ラウドスピーカ場所候補の組み合わせ候補を決定することとを含み、
前記伝達関数を修正することは、前記ラウドスピーカ場所の組み合わせ候補のそれぞれに対して、前記聴取位置に対する前記伝達関数を組み合わせることにより、前記予測伝達関数を生成することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数のラウドスピーカ場所は、第１のラウドスピーカ場所候補および第２のラウドスピーカ場所候補を含み、
伝達関数を記録することは、
前記第１のラウドスピーカ場所候補にある前記ラウドスピーカを用いて、第１の聴取位置における第１の伝達関数を記録することと、
前記第２のラウドスピーカ場所候補にある前記ラウドスピーカを用いて、前記第１の聴取位置における第２の伝達関数を記録することと、
前記第１のラウドスピーカ場所候補にある前記ラウドスピーカを用いて、第２の聴取位置における第３の伝達関数を記録することと、
前記第２のラウドスピーカ場所候補にある前記ラウドスピーカを用いて、前記第２の聴取位置における第４の伝達関数を記録することと
を含み、
前記伝達関数を組み合わせることは、
前記第１の伝達関数および前記第２の伝達関数を組み合わせることと、
前記第３の伝達関数および前記第４の伝達関数を組み合わせることと
を含み、
前記予測伝達関数を統計的に解析することは、前記第１の伝達関数と、前記第２の伝達関数と、前記第３の伝達関数と、前記第４の伝達関数と、前記組み合わされた第１の伝達関数および第２の伝達関数と、前記組み合わされた第３の伝達関数および第４の伝達関数とに基づく、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の伝達関数および前記第２の伝達関数を組み合わせることは、前記第２の伝達関数を用いた前記第１の伝達関数の重ね合わせを実行することを含み、
前記第３の伝達関数および前記第４の伝達関数を組み合わせることは、前記第３の伝達関数を用いた前記第４の伝達関数の重ね合わせを実行することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記構成は、ラウドスピーカの数を含み、
構成候補は、ラウドスピーカの数候補を含み、
前記構成候補に基づいて前記伝達関数を修正することは、
ラウドスピーカ場所候補におけるラウドスピーカの組み合わせ候補を決定することであって、前記組み合わせ候補は、前記ラウドスピーカの数候補のうちの少なくとも１つに等しい、ことと、
前記組み合わせ候補のそれぞれに対する前記伝達関数を組み合わせることにより、前記組み合わせ候補のそれぞれに対する予測伝達関数を生成することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記パラメータは、ラウドスピーカの種類を含み、
構成候補を決定することは、ラウドスピーカ場所候補におけるラウドスピーカの種類候補の組み合わせを決定することを含み、
伝達関数を記録することは、複数のラウドスピーカ場所候補のそれぞれにある各種類候補のラウドスピーカを用いて、前記聴取位置における伝達関数を記録することを含み、
前記構成候補に基づいて前記伝達関数を修正することは、前記組み合わせのそれぞれに対して、前記聴取位置に対する前記伝達関数を組み合わせることにより、予測伝達関数を生成することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
前記ラウドスピーカの種類候補は、双極ラウドスピーカおよび単極ラウドスピーカを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記構成は、補正係数を含み、
前記構成候補は、前記補正係数に対する値候補を含み、
前記構成候補に基づいて前記伝達関数を修正することは、前記補正係数に対して、値候補に対する前記伝達関数を修正することにより、前記値候補のそれぞれに対する予測伝達関数を生成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記補正係数は、ゲイン、遅延および等化を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記構成は、複数のパラメータを含み、
構成候補を決定することは、前記複数のパラメータに対する値候補を決定することと、前記パラメータの値候補の組み合わせ候補を決定することとを含み、
伝達関数を記録することは、複数のラウドスピーカ場所候補のそれぞれにある各種類のラウドスピーカ候補を用いて、前記聴取位置における伝達関数を記録することを含み、
前記構成候補に基づいて前記伝達関数を修正することは、前記組み合わせ候補に基づいて前記伝達関数を修正することにより、予測伝達関数を生成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記予測伝達関数を統計的に解析することは、約１２０ヘルツ未満の前記予測伝達関数の周波数を解析することを含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
２．発明の詳細な説明
発明の分野
（１．関連出願）
本願は、その全内容を本願明細書に引用したものとする、２００３年１０月９日出願の「室内の低周波の最適化」と題する、代理人参照番号第１１３３６／６４３  Ｐ０３０５９ＵＳＶ１号、米国仮出願第６０／５０９，７９９号に優先することを主張する。
【０００２】
本願は、その全内容を本願明細書に引用したものとする、２００３年１０月ｌ０日出願の「オーディオシステム構成候補の統計的解析」と題する、代理人参照番号第１１３３６／４３３  Ｐ０３０６０ＵＳ号、米国特許出願第１０／６８４，２２２号に優先することを主張する。
【０００３】
本願は、その全内容を本願明細書に引用したものとする、２００３年１０月１０日出願の「オーディオシステム用の補正係数を選択するためのシステム」と題する、代理人参照番号第１１３３６／４３４  Ｐ０３０６０ＵＳ号、米国特許出願第１０／６８４，１５２号に優先することを主張する。
【０００４】
本願は、その全内容を本願明細書に引用したものとする、２００３年１０月ｌ０日出願の「オーディオシステム内のスピーカ位置を選択するためのシステム」と題する、代理人参照番号第１１３３６／４３５  Ｐ０３０６１ＵＳ号、米国特許出願第１０／６８４，０４３号に優先することを主張する。
【０００５】
本願は、その全内容を本願明細書に引用したものとする、２００３年１０月１０日出願の「オーディオシステムを構成するためのシステム」と題する、代理人参照番号第１１３３６／５４５  Ｐ０３１２１ＵＳ号、米国特許出願第１０／６８４，２０８号に優先することを主張する。
【０００６】
（２．技術分野）
本発明は、全般的に、所定空間内のサウンドシステム性能を向上することに関する。本発明は、特に、所定区域内の１つまたは複数の聴取場所に対する周波数応答性能を向上することによって、より楽しい聴取体験を提供することに関する。
【背景技術】
【０００７】
発明の背景
（３．関連技術）
サウンドシステムは、一般に、電気信号を音響信号に変換するラウドスピーカを含む。これらのラウドスピーカは、高、中、および低周波の信号など、一定範囲の音響信号を発生させる変換器を１つまたは複数含んでもよい。ラウドスピーカの１つの種類はサブウーファであり、これは低周波信号を発生させるために低周波変換器を含むこともある。
【０００８】
サウンドシステムは、さまざまな聴取環境において音響信号を発生することがある。聴取環境の例として、家庭のリスニングルーム、ホームシアター、映画館、コンサートホール、車両内部、録音スタジオなどが挙げられるが、これだけに限定されるものではない。一般に、聴取環境は、ラウドスピーカが発生した音響信号を１人または複数の人間が聞くための単一または複数の聴取場所を含む。聴取場所は、ホームシアター環境内の長椅子の一画など、座位であることも、コンサートホール内で指揮者が立つ場所など、立位であることもある。
【０００９】
聴取場所における低、中、および／または高周波信号を含む音響信号は、聴取環境によって影響されることもある。聴取者が室内のどこに位置しているかによって、音のラウドネスはそれぞれのトーンに応じて変化しうる。このことは、より小さい家庭用サイズの部屋における低周波数について特に当てはまるが、この理由は、特定のトーンまたは周波数のラウドネス（振幅で測定）が人工的に増加または低減されるからである。音楽、映画、およびその他大半の形式のオーディオエンタテインメントを楽しむには、低周波が重要になることがある。ホームシアターの例では、壁、カーテン、家具、調度品などを含む部屋境界は、ラウドスピーカから聴取場所に進行中の音響信号に影響することがある。
【００１０】
聴取場所で受聴される音響信号を測定してもよい。音響信号の１つの尺度は伝達関数であり、これによって単一周波数、離散数の周波数、または周波数範囲における振幅および／または位相を含む、音響信号の特性を測定してもよい。伝達関数によって、さまざまな範囲の周波数を測定してもよい。
【００１１】
伝達関数の振幅は、音のラウドネスを示す。一般に、単一周波数または周波数範囲の振幅は、デシベル（ｄＢ）で測定する。振幅偏差は、所定の目標値に対する正または負のデシベル値で表してもよい。複数の周波数で振幅偏差を考慮する場合は、目標曲線を平坦にしても、任意の形状にしてもよい。振幅応答は、１つまたは複数の周波数における目標値からの振幅偏差の大きさである。聴取場所で測定された振幅値が目標値に近いほど、振幅応答はよい。目標値からの偏差は、音響信号が部屋境界との相互作用によって音響信号に発生した変化を反映する。ピークは振幅偏差の目標値からの増加を表し、ディップは振幅偏差の目標値からの減少を表す。
【００１２】
振幅応答におけるこれらの偏差は、サブウーファによって再生された音響信号の周波数、サブウーファの位置、および聴取者の場所に応じて変わることもある。サウンドトラックまたは映画などの記録媒体上に記録された低周波は聴取者に聞こえないこともあるが、部屋境界によってゆがめられた低周波は聴取者に聞こえることがある。このように、部屋は、サブウーファによって再生された音響信号を変え、サウンドシステムの低域特性などの周波数応答性能に悪影響を及ぼしうる。
【００１３】
多くの技法によって、単一の聴取場所における振幅偏差を縮小または除去しようと試みられている。このような技法の１つとして、システム内のすべてのサブウーファに均一にフィルタをかける大域的な等化が含まれる。一般に、振幅は、室内の単一位置において複数の周波数で測定される。たとえば、振幅測定を２５、４５、６５、および８０Ｈｚで行うことによって、測定した各周波数に対する振幅偏差を求めてもよい。大域的な等化として、６５Ｈｚにおける＋１０ｄＢの偏差を減らすために、フィルタを各サブウーファにかけてもよい。このように、大域的な等化においては、目標値からの偏差が正である周波数範囲の振幅を減らすか、または目標値からの負の偏差が最大である周波数範囲においてサブウーファの出力を増やすことによって、振幅偏差を減らしてもよい。ただし、大域的な等化によって修正できるのは、単一の聴取場所における振幅偏差だけである。
【００１４】
振幅偏差を縮小または除去するための別の技法は、空間的平均化である。より高度な等化方法である空間的平均化では、複数の聴取場所に対する平均振幅応答を計算してから、システム内のすべてのサブウーファに対して均一に等化を実装する。ただし、空間的平均化では、実際には存在しない単一の「平均的聴取場所」に対する補正しか行えない。したがって、空間的平均化技法を使用しても、いくつかの聴取場所では低域特性が大きく向上するが、他の場所ではそれほど向上しない。さらに、等化を単一位置に対して行おうとすると、問題が発生する場合がある。平均的な聴取場所におけるピークは減るかもしれないが、ディップを減らそうとすると、サブウーファからの音響出力を大幅に増やす必要があるので、システムの最大音響出力が減り、その部屋の他の区域に大きなピークが発生する場合もある。
【００１５】
等化および空間的平均化のほかにも、従来の技法では、ラウドスピーカの配置によって特定の聴取場所における音質を向上しようと試みてきた。１つの技法では、室内のラウドスピーカの配置を最適化するために、定在波を解析する。定在波は、音響信号と部屋境界との相互作用によって発生することがあり、低周波応答における振幅偏差が大きいモードを発生させる。部屋の単一次元にのみ依存するモードは、軸モードと呼ばれる。部屋の２つの次元によって決まるモードは、正接モードと呼ばれ、また部屋の３つの次元すべてに基づくモードは、斜交モードと呼ばれる。
【００１６】
図１は、ある瞬間における部屋の単一次元に対する最初の４つの軸モードを表す図である。音圧の最大値は、部屋境界（つまり、図１の２つの端）に存在する。音圧がその最小値まで下がるポイントは、一般に「ヌル」と呼ばれる。モード減衰が全くない場合は、ヌルポイントでの音圧はゼロまで下がる。ただし、実際の大半の部屋においては、ヌルポイントでの応答ディップは−２０ｄＢの範囲内である。図１に示すように、部屋内のさまざまな場所で、定在波がピークおよびディップになることもあるので、聴取者がどこにいるかによって大きな振幅偏差が発生しうる。したがって、聴取者Ｃが３０Ｈｚピーク位置にいる場合は、サブウーファが発生するどの３０Ｈｚ周波数も意図したよりはるかに大きく聞こえる。逆に、聴取者Ｄが３０Ｈｚディップ位置にいる場合は、サブウーファが発生するどの３０Ｈｚ周波数も意図したよりはるかに柔らかく聞こえる。どちらの場合も、サブウーファによって再生された音響信号にも、記録媒体に事前に記録された音響信号にも一致しない。
【００１７】
所定のリスニングルームにおける定在波をラウドスピーカの配置によって減らす方法はいくつかある。１つの方法では、サブウーファを定在波のヌルポイントに配置する。具体的には、特定の聴取場所における伝達関数が比較的平滑化するように、部屋内のラウドスピーカと特定の聴取場所とを慎重に選択してもよい。最初の４つの軸モードが部屋の長手方向に沿っている場合の、ラウドスピーカの位置と聴取者の位置との組み合わせ候補を図２に示す。この特定の聴取場所を１次、２次、および４次モードの最大値およびヌル位置から離して配置する一方で、ラウドスピーカを３次モードのヌルポイントに配置してもよい。結果として、これらのモードだけがその部屋における共振モードである場合は、この特定の聴取場所における伝達関数は比較的平滑になるはずである。ただし、この方法は、聴取環境における定在波の影響を減らすために、単一の特定の聴取場所だけに的を絞っており、複数の聴取場所または聴取領域については考慮していない。実際に、この方法による予測は、部屋に他の軸モード、正接モード、および斜交モードが存在することによって信頼性がなくなる。
【００１８】
別の方法では、複数のサブウーファを「モードを打ち消す」構成に配置する。複数のラウドスピーカをリスニングルーム内に対称に設置することによって、弱め合う干渉と強め合う干渉とを利用して、定在波を減らしてもよい。ただし、「モードを打ち消す」対称的な構成は、理想的な部屋（すなわち、寸法的にも音響的にも対称的な部屋）を想定しており、部屋の形状や調度品の違いを含む実際の部屋の特性は考慮していない。さらに、ラウドスピーカの対称的配置は、特定の部屋の設定に対しては現実的な構成でも、望ましい構成でもないことがある。
【００１９】
振幅偏差を減らすための別のオーディオシステム構成技法として、数学的解析を用いる技法がある。このような数学的解析の１つでは、部屋のデータに基づき、その部屋内の定在波をシミュレートする。たとえば、部屋の長さ、幅、および高さなどの部屋寸法を入力し、入力データに基づき、さまざまなアルゴリズムによってサブウーファの配置位置を予測する。ただし、この数学的方法は、部屋の家具、調度品、構成などの音響特性を考慮しない。たとえば、内壁の表面が石積みの場合は、木造枠組壁に比べて、聴覚に対する作用が非常に異なることがある。さらに、この数学的方法は、部分的に囲われた部屋を効果的に補償することはできないので、部屋が長方形でない場合は、計算に手間取ることもある。
【００２０】
別の数学的方法は、各聴取場所で受聴した伝達関数を解析し、各聴取場所で受聴される等しい伝達関数を求める。図３は、室内に複数のサブウーファと複数のレシーバとを配置したシナリオの例を示す。参照符号Ｉは、システムに入力される信号である。ラウドスピーカ１とラウドスピーカ２とからこの部屋内の２つのレシーバ位置へのラウドスピーカ／部屋の伝達関数は、Ｈ１１〜Ｈ２２で示されており、Ｒ１およびＲ２は、２つのレシーバ位置における結果としての伝達関数を示す。音源ごとに各レシーバへの伝送経路があるので、この例における伝達関数の数は４つになる。各ラウドスピーカに送られる信号に対して、Ｍ１およびＭ２で表される電気的修正が可能であることを想定すると、修正された信号が追加されることもある。ここで、Ｍは、周波数に依存または独立の複素修正子である。この数学的解の複雑さを説明するために、この周波数領域における線形時不変系を次の等式によって解く。
【００２１】
Ｒ１（ｆ）＝１Ｈ１１（ｆ）Ｍ１（ｆ）＋１Ｈ２１（ｆ）Ｍ２（ｆ）      （１）
Ｒ２（ｆ）＝１Ｈ１２（ｆ）Ｍ１（ｆ）＋１Ｈ２２（ｆ）Ｍ２（ｆ）
ここで、すべての伝達関数および修正子は、当然、複素伝達関数および複素修正子である。これは、連立一次方程式の集合として認識されるので、次のように行列形式でより簡潔に表すことができる。
【００２２】
【数１】
2010166584.tif 000003
または単に、
ＨＭ＝Ｒ                              （３）
ここで、入力Ｉは１（ｕｎｉｔｙ）であると想定されている。
【００２３】
一般的な最適化目標は、Ｒを１に等しくすること、すなわち、すべてのレシーバ位置の信号を相互に等しくすることである。ＲｌとＲ２の両方が１に等しい場合は、Ｒを目標関数と見なしてもよい。Ｍ（オーディオシステムのための修正子）に対する等式（３）を解くと、Ｍ＝Ｈ−１、つまりＨの逆になる。Ｈは周波数に依存するので、Ｍに対する解は、周波数ごとに計算する必要がある。ただし、Ｈの値は、逆が計算不能か、または実装するには非現実的なこともある（一部の周波数においてはいくつかのラウドスピーカに対するゲインが非現実に高くなるなど）。
【００２４】
正確な数学的解を必ずしも求められるとは限らないので、従来の取り組みでは、誤差が最小の解など、計算しうる最良の解を求めようと試みてきた。誤差関数は、いずれか特定の構成が所望の解にどれだけ近いかを定義し、最小の誤差が最良の解を表す。ただし、この数学的手法は、莫大な量の計算エネルギーを要する割には、２パラメータ解について解くだけである。より多くのパラメータを検証する音響問題を解くのは、さらに困難である。
【００２５】
したがって、所定空間内の１つまたは複数の聴取場所のオーディオパフォーマンスを向上するようなオーディオシステムの構成を正確に決定するためのシステムが求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２６】
発明の概要
本発明は、次の項目を提供する。
【００２７】
１．車両内オーディオシステムの構成を選択する方法であって、
車両のラウドスピーカ位置候補に配置された少なくとも１つのラウドスピーカから音響信号を発生するステップと、
発生された音響信号に対する伝達関数を車両の複数の聴取場所で記録するステップと、
車両のためのオーディオシステムの構成候補を決定するステップと、
予測伝達関数を生成するために、構成候補に基づき伝達関数を修正するステップと、
車両の複数の聴取場所に対する予測伝達関数の少なくとも１つの周波数にわたって統計的に解析するステップと、
統計的解析に基づき構成を選択するステップと、
を含む方法。
【００２８】
２．選択した構成に基づき、車両内オーディオシステムを構成するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
【００２９】
３．項目１に記載の構成に基づき構成される、車両内オーディオシステム。
【００３０】
４．機械に方法を実行させるためのソフトウェアを有する機械可読媒体であって、
車両のラウドスピーカ位置候補に配置された少なくとも１つのラウドスピーカから音響信号を発生するための命令と、
発生された音響信号に対する伝達関数を車両の複数の聴取場所で記録するための命令と、
車両のオーディオシステムの構成候補を決定するための命令と、
予測伝達関数を生成するために、構成候補に基づき伝達関数を修正するための命令と、
車両の複数の聴取場所に対する予測伝達関数の少なくとも１つの周波数にわたって統計的に解析するための命令と、
を含む機械可読媒体。
【００３１】
５．車両内オーディオシステムの構成を選択する方法であって、
車両のためのオーディオシステム内の少なくとも１つの聴取場所において伝達関数を記録するステップと、
車両のためのオーディオシステムの構成候補を決定するステップと、
予測伝達関数を生成するために、構成候補に基づき伝達関数を修正するステップと、
予測伝達関数を統計的に解析するステップと、
統計的解析に基づき、車両のための構成を選択するステップと、
を含む方法に基づき選択される構成を含む、車両内オーディオシステム。
【００３２】
６．選択した構成に基づき、車両内オーディオシステムを構成するステップをさらに含む、項目５に記載の方法。
【００３３】
７．項目５に記載の構成に基づき構成される、車両内オーディオシステム。
【００３４】
８．車両のためのオーディオシステム内の少なくとも１つの聴取場所において伝達関数を記録するステップと、
車両のためのオーディオシステムの構成候補を決定するステップと、
予測伝達関数を生成するために、構成候補に基づき伝達関数を修正するステップと、
予測伝達関数を統計的に解析するステップと、
統計的解析に基づき、車両のための構成を選択するステップと、
を含む方法に基づき選択される構成を含む、車両内オーディオシステム。
【００３５】
９．機械に方法を実行させるためのソフトウェアを有する機械可読媒体であって、
車両のためのオーディオシステム内の少なくとも１つの聴取場所で記録された伝達関数を保存するための命令と、
車両内のオーディオシステムのための構成候補を決定するための命令と、
予測伝達関数を生成するために、構成候補に基づき伝達関数を修正するための命令と、
予測伝達関数を統計的に解析するための命令と、
を含む機械可読媒体。
【００３６】
１０．車両内オーディオシステムのための補正係数を少なくとも１つ選択する方法であって、
車両のためのラウドスピーカ位置候補に配置された少なくとも１つのラウドスピーカから音響信号を発生するステップと、
発生された音響信号に対する伝達関数を車両の複数の聴取場所で記録するステップと、
予測伝達関数を生成するために、補正係数候補に基づき伝達関数を修正するステップと、
車両の複数の聴取場所に対する予測伝達関数の少なくとも１つの周波数にわたって統計的に解析するステップと、
統計的解析に基づき補正係数を選択するステップと、
を含む方法。
【００３７】
１１．選択した補正係数を用いて車両内のオーディオシステムを構成するステップをさらに含む、項目１０に記載の方法。
【００３８】
１２．少なくとも１つの補正係数が遅延、ゲイン、および／またはフィルタリングを含む、項目１０に記載の方法。
【００３９】
１３．項目１０に記載の構成に基づき構成される車両内オーディオシステム。
【００４０】
１４．車両のためのラウドスピーカ位置候補に配置された少なくとも１つのラウドスピーカから音響信号を発生するステップと、
発生された音響信号に対する伝達関数を車両の複数の聴取場所で記録するステップと、
予測伝達関数を生成するために、補正係数候補に基づき伝達関数を修正するステップと、
車両の複数の聴取場所に対する予測伝達関数の少なくとも１つの周波数にわたって統計的に解析するステップと、
統計的解析に基づき、オーディオシステムに対する補正係数を選択するステップと、
を含む方法に基づき選択される構成を備える車両内オーディオシステム。
【００４１】
１５．少なくとも１つの補正係数が遅延、ゲイン、および／またはフィルタリングを含む、項目１４に記載の方法。
【００４２】
１６．コンピュータに方法を実行させるためのソフトウェアを有する機械可読媒体であって、
車両のためのラウドスピーカ位置候補に配置された少なくとも１つのラウドスピーカから音響信号を発生するための命令と、
発生された音響信号に対する伝達関数を車両の複数の聴取場所で記録するための命令と、
予測伝達関数を生成するために、補正係数候補に基づき伝達関数を修正するための命令と、
車両の複数の聴取場所に対する予測伝達関数の少なくとも１つの周波数にわたって統計的に解析するための命令と、
統計的解析に基づき、補正係数を選択するための命令と、
を含む機械可読媒体。
【００４３】
１７．車両用オーディオシステム内のラウドスピーカ位置候補から少なくとも１つのラウドスピーカ位置を選択するための方法であって、
車両のラウドスピーカ位置候補を決定するステップと、
車両のラウドスピーカ位置候補に配置された少なくとも１つのラウドスピーカから音響信号を発生するステップと、
発生された音響信号に対する伝達関数を複数の聴取場所で記録するステップと、
予測伝達関数を生成するために、ラウドスピーカ位置候補に基づき伝達関数を修正するステップと、
車両の複数の聴取場所に対する予測伝達関数の少なくとも１つの周波数にわたって統計的に解析するステップと、
統計的解析に基づき、車両のラウドスピーカ位置を少なくとも１つ選択するステップと、
を含む方法。
【００４４】
１８．項目１７で選択した少なくとも１つのラウドスピーカ位置に基づき、オーディオシステム内の少なくとも１つのラウドスピーカが構成される、車両内オーディオシステム。
【００４５】
１９．機械に方法を実行させるための命令を有する機械可読媒体であって、
車両用のオーディオシステム内のラウドスピーカ位置候補を決定するための命令と、
車両のラウドスピーカ位置候補に配置された少なくとも１つのラウドスピーカから音響信号を発生するための命令と、
発生された音響信号に対する伝達関数を複数の聴取場所で記録するための命令と、
予測伝達関数を生成するために、ラウドスピーカ位置候補に基づき伝達関数を修正するための命令と、
車両の複数の聴取場所に対する予測伝達関数の少なくとも１つの周波数にわたって統計的に解析するための命令と、
を含む機械可読媒体。
【００４６】
２０．車両内オーディオシステムのためのスピーカを選択する方法であって、
車両の少なくとも１つの聴取場所で伝達関数を記録するステップと、
スピーカ数候補を少なくとも１つ決定するステップと、
予測伝達関数を生成するために、スピーカ数候補に基づき伝達関数を修正するステップと、
予測伝達関数を統計的に解析するステップと、
統計的解析に基づき、スピーカ数候補から車両用のスピーカ数を選択するステップと、を含む方法。
【００４７】
２１．コンピュータに方法を実行させるためのソフトウェアを有する機械可読媒体であって、
車両用スピーカ数候補を少なくとも１つ記録するための命令と
車両の少なくとも１つの聴取場所で伝達関数を記録するための命令と、
予測伝達関数を生成するために、スピーカ数候補に基づき伝達関数を修正するための命令と、
予測伝達関数を統計的に解析するための命令と、
を含む機械可読媒体。
【００４８】
２２．複数のスピーカと少なくとも１つの聴取場所とを含む車両用オーディオシステムのためのスピーカ種別を少なくとも１つ選択する方法であって、
車両用のスピーカ種別候補を決定するステップと、
スピーカ種別候補を複数のスピーカ位置候補に配置して、車両の聴取場所で伝達関数を記録するステップと、
予測伝達関数を生成するために、スピーカ種別候補とスピーカ位置候補とに基づき伝達関数を修正するステップと、
予測伝達関数を統計的に解析するステップと、
統計的解析に基づき、車両に対して少なくとも１つのスピーカ種別を選択するステップと、
を含む方法。
【００４９】
２３．コンピュータに方法を実行させるためのソフトウェアを有する機械可読媒体であって、
車両内のスピーカ種別候補を決定するため命令と
スピーカ種別候補を複数のスピーカ位置候補に配置して、車両の聴取場所で伝達関数を記録するための命令と、
予測伝達関数を生成するために、スピーカ種別候補とスピーカ位置候補とに基づき伝達関数を修正するための命令と、
予測伝達関数を統計的に解析するための命令と、
を含む機械可読媒体。
【００５０】
２４．クロスオーバフィルタを少なくとも１つ備えるオーディオシステムであって、
ラウドスピーカ位置候補に配置された少なくとも１つのラウドスピーカから音響信号を発生するステップと、
発生された音響信号に対する伝達関数を複数の聴取場所で記録するステップと、
予測伝達関数を生成するために、クロスオーバフィルタ候補に基づき伝達関数を修正するステップと、
車両用の複数の聴取場所に対する予測伝達関数の少なくとも１つの周波数にわたって統計的に解析するステップと、
統計的解析に基づき、オーディオシステムのためのクロスオーバフィルタを選択するステップと、
を含む方法に基づき選択されるクロスオーバフィルタを備えるオーディオシステム。
【００５１】
２５．オーディオシステムが車両内にある、項目２４に記載のオーディオシステム。
【００５２】
２６．複数のスピーカを備え、各スピーカに対応付けられるクロスオーバフィルタが上記方法に基づき選択される、項目２５に記載のオーディオシステム。
【００５３】
２７．クロスオーバフィルタ候補がフィルタの次数と３ｄＢダウンポイントとに基づき変わる、項目２４に記載のオーディオシステム。
【００５４】
２８．オーディオシステム用のクロスオーバフィルタを選択する方法であって、
ラウドスピーカ位置候補に配置された少なくとも１つのラウドスピーカから音響信号を発生するステップと、
発生された音響信号に対する伝達関数を複数の聴取場所で記録するステップと、
予測伝達関数を生成するために、クロスオーバフィルタ候補に基づき伝達関数を修正するステップと、
車両のための複数の聴取場所に対する予測伝達関数の少なくとも１つの周波数にわたって統計的に解析するステップと、
統計的解析に基づき、オーディオシステムのためのクロスオーバフィルタを選択するステップと、
を含む方法。
【００５５】
本発明は、部屋または車両内部などの所定空間のためのオーディオシステムを構成するためのシステムである。本システムでは、単一の聴取場所または複数の聴取場所における伝達関数に影響する、オーディオシステム構成のどのような変数またはパラメータでも解析してもよい。パラメータの例として、ラウドスピーカの位置、ラウドスピーカの数、ラウドスピーカの種類、聴取場所、補正係数（たとえば、フィルタリング（一例はパラメトリック等化）、周波数に依存しないゲイン、および遅延）、およびクロスオーバフィルタが挙げられる。
【００５６】
本システムは、予測伝達関数の統計的解析を提供する。この統計的解析を使用して、単一の聴取者または複数の聴取者を対象としたオーディオシステムを構成してもよく、たとえばオーディオシステム内の単一パラメータに対する単一の値または複数のパラメータに対する複数の値を選択してもよい。振幅と位相とを含む伝達関数の測定は、単一の聴取場所で行っても、複数の聴取場所で行ってもよい。伝達関数は、ラウドスピーカをラウドスピーカ位置候補に配置し、聴取場所でマイクロフォンまたは他の音響測定装置を用いて伝達関数を記録することによって測定した生データを含んでもよい。次に、パラメータ値候補などの、オーディオシステムの構成候補に基づき、この伝達関数を修正してもよい。パラメータ値候補の例として、ラウドスピーカ位置候補、ラウドスピーカ数候補、ラウドスピーカ種別候補、補正係数値候補、および／またはクロスオーバフィルタ値候補が挙げられる。修正された伝達関数は、構成候補に対する予測伝達関数を表してもよい。次に、単一の聴取場所または複数の聴取場所に対する予測伝達関数の少なくとも一部、たとえば振幅や特定の周波数帯内の振幅などを統計的に解析してもよい。この統計的解析は、予測伝達関数の平坦度、一致度、効率、平滑度などの特定のメトリックを表してもよい。この統計的解析に基づき、オーディオシステムを構成してもよい。たとえば、この統計的解析に基づき、特定のメトリックを最大化または最小化する予測伝達関数内のパラメータなど、単一または複数のパラメータの値を選択してもよい。この方法によって、オーディオシステムの構成を各聴取場所に対して改善または最適化してもよい。空間が車両内部の場合は、この統計的解析に基づき選択した単一または複数のパラメータを用いて、その車両用のオーディオシステムを構成してもよい。空間が部屋の場合は、この統計的解析に基づき選択した単一または複数のパラメータを用いて、その部屋用のオーディオシステムを構成してもよい。
【００５７】
予測伝達関数を用いて実施しうる統計的解析の種類は多数ある。第１の種類の統計的解析によって、複数の聴取場所にわたる予測伝達関数の一致度を示してもよい。システムを等化する場合は、第１の種類の例として、平均空間変動、平均空間標準偏差、平均空間包絡線（すなわち、最小および最大）、および平均空間最大平均が挙げられる。第２の種類の統計的解析によって、予測伝達関数の平坦度を測定してもよい。第２の種類の例として、空間平均の変動、空間平均の標準偏差、空間平均の包絡線、および空間最小値の変動が挙げられる。第３の種類の統計的解析によって、予測伝達関数に対する総合音圧レベルの座席間の差を測定してもよい。第３の種類の例として、平均レベルの変動、平均レベルの標準偏差、平均レベルの包絡線、および平均レベルの最大平均が挙げられる。統計的解析によって、メトリックが最小または最大になる（たとえば、平坦度が上がる）構成を選択できるように、一致度、平坦度、または音圧レベルの差など、差のメトリックを提供してもよい。
【００５８】
第４の種類の統計的解析では、単一の聴取場所または複数の聴取場所における予測伝達関数の効率を調べる。実際に、この統計的解析を、単一の聴取場所または複数の聴取場所における特定の周波数、周波数群、または周波数範囲に対するサウンドシステムの効率の尺度としてもよい。第４の種類の例として、音響効率が挙げられる。単一の聴取場所を有するオーディオシステムの場合は、各ラウドスピーカに対する総ドライブレベルで割った平均レベルを音響効率によって測定してもよい。複数の聴取場所を有するオーディオシステムの場合は、各ラウドスピーカに対する総ドライブレベルで割った平均総合レベルを音響効率によって測定してもよい。予測伝達関数に対する音響効率を調べて、予測伝達関数に対する音響効率がより高いか、または最も高い構成を選択してもよい。
【００５９】
第５の種類の統計的解析では、単一の聴取場所または複数の聴取場所における予測伝達関数の出力を調べる。この統計的解析は、単一の聴取場所または複数の聴取場所における特定の周波数、周波数群、または周波数範囲に対するサウンドシステムの生出力の尺度にしてもよい。単一の聴取場所を有するオーディオシステムの場合は、出力を調べる統計的解析の例として、平均レベルが挙げられる。複数の聴取場所を有するオーディオシステムの場合は、出力を調べる統計的解析の例として、平均総合レベルが挙げられる。第６の種類の統計的解析では、単一の聴取場所における予測伝達関数の平坦度を調べる。この統計的解析によって、単一の聴取場所における予測伝達関数の変動、たとえば振幅変動や振幅標準偏差など、を解析してもよい。
【００６０】
本システムは、単一の聴取場所または複数の聴取場所を有するオーディオシステムにおけるラウドスピーカの位置、ラウドスピーカの数、ラウドスピーカの種類、補正係数、聴取場所、クロスオーバフィルタ、またはこれらの体系の組み合わせを選択する手法も提供する。たとえば、ラウドスピーカを所定空間内の多数の位置候補に配置してもよい。本発明は、所定空間のためのラウドスピーカ位置を選択するためのシステムを含む。ラウドスピーカをラウドスピーカ位置候補に配置し、単一の聴取場所または複数の聴取場所において伝達関数を記録することによって、単一の聴取場所または複数の聴取場所における伝達関数を測定してもよい。次に、予測伝達関数を生成するために、ラウドスピーカ位置候補に基づき、この伝達関数を修正してもよい。たとえば、予測伝達関数を生成するために、ラウドスピーカ位置候補のさまざまな組み合わせに基づき、伝達関数を組み合わせてもよい。予測伝達関数の平坦度、一致度、効率などの特定の様相を示すために、この予測伝達関数を統計的に解析してもよい。ラウドスピーカ位置の選択は、所望の様相または様相集合を示す予測伝達関数に基づいてもよい。
【００６１】
別の例として、所定の空間は、オーディオシステムのためにさまざまな数のラウドスピーカを配置しうる空間であってもよい。本発明は、所定空間内のオーディオシステム用ラウドスピーカの数を選択するためのシステムを含む。オーディオシステム内の単一の聴取場所または複数の聴取場所に対する伝達関数は、ラウドスピーカ数候補に基づき修正してもよい。たとえば、ラウドスピーカ数候補の１つに等しい数のラウドスピーカの組み合わせ候補を解析するには、伝達関数を組み合わせることによって、予測伝達関数を生成してもよい。予測伝達関数の平坦度、一致度、効率などの特定の様相を示すために、予測伝達関数を統計的に解析してもよい。ラウドスピーカ数の選択は、所望の様相または様相集合を示す予測伝達関数に基づいてもよい。次に、選択した数のラウドスピーカを車両内オーディオシステムなどの特定のオーディオシステムに実装してもよい。
【００６２】
さらに別の例として、ラウドスピーカは、品質または品質群によってそれぞれ異なることがある。たとえば、ラウドスピーカは、放射パターン（たとえば、単極か双極か）によって異なることがある。別の例として、ラウドスピーカは、極性の切り替えによって異なることがある。本発明は、単一の聴取場所または複数の聴取場所を有するオーディオシステムのためのラウドスピーカの種類または種類群を選択するためのシステムを含む。さまざまな種類のラウドスピーカをラウドスピーカ位置候補に配置し、伝達関数を記録することによって、伝達関数を測定してもよい。たとえば、各種のラウドスピーカを各ラウドスピーカ位置候補に配置し、伝達関数を各聴取場所で記録してもよい。ラウドスピーカの種類に基づき、この伝達関数を修正してもよい。たとえば、伝達関数を組み合わせて予測伝達関数を生成することによって、さまざまな種類のラウドスピーカの組み合わせ候補を解析してもよい。これらの予測伝達関数を統計的に解析することによって、予測伝達関数の平坦度、一致度、効率などの特定の様相を示してもよい。ラウドスピーカの種類または種類群の選択は、目的の様相または様相集合を示す予測伝達関数に基づいてもよい。次に、この種類または種類群のラウドスピーカを車載オーディオシステムなどの特定のオーディオシステムに実装してもよい。
【００６３】
補正係数をこのオーディオシステムに適用してもよい。補正係数として、遅延、ゲイン、振幅、またはフィルタリングを含んでもよいが、これだけに限定されるものではない。これらの補正係数は、特定の周波数範囲（低、中、または高周波など）に適用してもよく、またオーディオシステム内の１つまたは複数のスピーカに対する信号に適用してもよい。さらに、これらの補正係数は、一時的（位相を変更するだけのフィルタリングまたは遅延など）であっても、非一時的であってもよい。本システムは、所定空間内のオーディオシステムに対する単一または複数の補正係数の選択を含む。聴取場所に対する伝達関数を補正係数候補によって修正することによって、予測伝達関数を生成してもよい。予測伝達関数の平坦度、一致度、効率などの特定の様相を示すために、予測伝達関数を統計的に解析してもよい。補正係数の選択は、目的の様相または様相集合を示す予測伝達関数に基づいてもよい。次にこれらの補正係数を、車載オーディオシステムなどの特定のオーディオシステムに実装してもよい。
【００６４】
オーディオシステムは、複数の聴取場所候補を含むことがある。本システムは、複数の聴取場所候補からの１つまたは複数の聴取場所の選択を含む。聴取場所候補に対する伝達関数を記録してもよい。ラウドスピーカ位置候補、スピーカ種別候補、補正係数候補、および／またはクロスオーバフィルタなどの、オーディオシステムのパラメータ候補によってこれらの伝達関数を修正することによって、予測伝達関数を生成してもよい。予測伝達関数の平坦度、一致度、効率などの特定の様相を示すために、予測伝達関数を統計的に解析してもよい。単一または複数の聴取場所の選択は、目的の様相または様相集合を示す予測伝達関数に基づいてもよい。
【００６５】
クロスオーバフィルタをこのオーディオシステムに適用してもよい。クロスオーバフィルタを１つまたは複数のスピーカに対応付けてもよい。たとえば、スピーカを特定の周波数範囲で動作させる場合は、このスピーカが所期の範囲で動作するように、フィルタを選択してもよい。フィルタにはさまざまな特性があり、たとえば、フィルタの種類（たとえば、低域通過フィルタ、高域通過フィルタ、ノッチフィルタ、帯域通過フィルタ、またはこのようなフィルタの組み合わせ）、３ｄＢダウンポイント、フィルタの次数などがある。本発明は、車両などの所定空間を対象としたクロスオーバフィルタの特性の選択を含む。クロスオーバフィルタの候補値に基づき、オーディオシステム内の単一または複数の聴取場所に対する伝達関数を修正してもよい。予測伝達関数の平坦度、一致度、効率などの特定の様相を示すために、予測伝達関数を統計的に解析してもよい。クロスオーバフィルタの３ｄＢポイント、フィルタ次数などの特性の選択は、目的の様相または様相集合を示す予測伝達関数に基づいてもよい。次に、選択したクロスオーバフィルタを車両用オーディオシステムなどのオーディオシステム内で使用してもよい。
【００６６】
本発明の他のシステム、方法、特徴、および利点は、当業者には明らかであろうし、または以下の図および詳細説明を検討することによって明らかになるであろう。このような追加のシステム、方法、特徴、および利点はすべて本明細書に含まれ、また本発明の範囲に含まれ、さらに以下の請求項によって保護されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１は、ある瞬間における部屋の単一次元に対する最初の４つの軸モードを表す図である。
【図２】図２は、図１に示す第１の４軸モードと、ラウドスピーカの位置、および聴取者（ニコニコバッジ）と２つの追加の聴取場所１および２の位置とを表す図である。
【図３】図３は、室内に複数のサブウーファと複数のレシーバがあるシナリオの例である。
【図４】図４は、複数のサブウーファ位置候補、複数の聴取場所、およびサウンドシステムがある部屋を示す。
【図５】図５は、サウンドシステム例５００、測定装置５２０、および計算装置５７０を示す。
【図６】図６は、サウンドシステムの低域特性を向上する方式のフローチャートである。
【図７】図７は、サウンドシステムパラメータの選択を示す図６のブロック６０２を展開したブロック図である。
【図８】図８は、伝達関数の入力を示す図６のブロック６０４を展開したブロック図である。
【図９】図９は、伝達関数の修正を示す図６のブロック６０６を展開したブロック図である。
【図１０】図１０は、図６のブロック６０８で実施しうるさまざまな統計的解析を説明するための伝達関数および計算の表である。
【図１１】図１１は、音響効率および平均空間変動の統計的解析を示す図６のブロック６０８を展開したブロック図である。
【図１２】図１２は、音響効率および空間平均の変動の統計的解析を示す図６のブロック６０８を展開したブロック図である。
【図１３】図１３は、統計的解析に応じて生成される、選択したパラメータに対する解を説明するための表である。
【図１４】図１４は、選択した解の値をサウンドシステムに実装する図６のブロック６１２を展開したブロック図である。
【図１５】図１５は、例１のリスニングルームの配置例である。
【図１６】図１６は、低周波の最適化を行っていない、例１のリスニングルームの低域特性を示すグラフである。
【図１７】図１７は、低周波の最適化を行った、例１のリスニングルーム予測低域特性を示すグラフである。
【図１８】図１８は、例２の専用ホームシアターシステムの配置例である。
【図１９】図１９は、低周波の最適化を行っていない、例２の専用ホームシアターシステムの低域特性を示すグラフである。
【図２０】図２０は、低周波の最適化を行った、例２の専用ホームシアターシステムの予測低域特性を示すグラフである。
【図２１】図２１は、例３のファミリールームホームシアターシステムの配置例である。
【図２２】図２２は、低周波の最適化を行っておらず、前面の２つサブウーファ（図２１に示すサブウーファ１および２）のみをアクティブにした、例３のファミリールームホームシアターシステムの低域特性を示すグラフである。
【図２３】図２３は、低周波の最適化を前面の２つサブウーファ（図２１に示すサブウーファ１および２）に適用した、例３のファミリールームホームシアターシステムの予測低域特性を示すグラフである。
【図２４】図２４は、低周波の最適化をシステム内の４つのサブウーファ（図２１に示すサブウーファ１、２、３、および４）に適用した、例３のファミリールームホームシアターシステムの予測低域特性を示すグラフである。
【図２５】図２５は、例４の仕切りのない部屋のホームシアターシステムの配置例である。
【図２６】図２６は、低周波の最適化を行っておらず、図２５に示すサブウーファ１のみをアクティブにした、例４の仕切りのない部屋のホームシアターシステムの低域特性を示すグラフである。
【図２７】図２７は、図２５に示すサブウーファ位置１、２、４、および５が最適であることを判定するために低周波の最適化を行った、例４の仕切りのない部屋のホームシアターシステムの予測低域特性を示すグラフである。
【図２８】図２８は、例５のエンジニアリングリスニングルームの配置例である。
【図２９】図２９は、低周波の最適化を行っておらず、図２８に示すサブウーファ１のみをアクティブにした、例５のエンジニアリングリスニングルームの予測低域特性を示すグラフである。
【図３０】図３０は、１つのアクティブなサブウーファに対して低周波の最適化を行った、例５のエンジニアリングリスニングルームの予測低域特性を示すグラフである。
【図３１】図３１は、低周波の最適化を行っておらず、前面２隅のサブウーファ（図２８に示すサブウーファ１および３）をアクティブにした、例５のエンジニアリングリスニングルームの予測低域特性を示すグラフである。
【図３２】図３２は、２つのアクティブなサブウーファに対して低周波の最適化を行った、例５のエンジニアリングリスニングルームの予測低域特性を示すグラフである。
【図３３】図３３は、低周波の最適化を行っておらず、４隅にサブウーファを設置した構成（図２８に示すサブウーファ１、３、５、および７）による、例５のエンジニアリングリスニングルームの予測低域特性を示すグラフである。
【図３４】図３４は、低周波の最適化を行った、４隅にサブウーファを設置した構成（図２８に示すサブウーファ１、３、５、および７）による、例５のエンジニアリングリスニングルームの予測低域特性を示すグラフである。
【図３５】図３５は、４つの中間点にサブウーファを設置した構成（図２８に示すサブウーファ２、４、６、および８）の、低周波の最適化を行っていない、例５のエンジニアリングリスニングルームの予測低域特性を示すグラフである。
【図３６】図３６は、４つの中間点にサブウーファを設置した構成（図２８に示すサブウーファ２、４、６、および８）の、低周波の最適化を行った、例５のエンジニアリングリスニングルームの予測低域特性を示すグラフである。
【図３７】図３７は、順位付け係数として空間変動を用いて最適な４サブウーファ構成（図２８に示すサブウーファ２、５、６、および７）を決定し、低周波の最適化を行った、例５のエンジニアリングリスニングルームの予測低域特性を示すグラフである。
【図３８】図３８は、順位付け係数として空間変動と空間平均の変動とを用いてに最適な４サブウーファ構成（図２８に示すサブウーファ１、５、６、および７）を決定し、低周波の最適化を行った、例５のエンジニアリングリスニングルームの予測低域特性を示すグラフである。
【図３９】図３９は、順位付け係数として空間変動と音響効率とを用いて最適な４サブウーファ構成（図２８に示すサブウーファ１、５、６、および７）を決定し、低周波の最適化を行った、例５のエンジニアリングリスニングルームの予測低域特性を示すグラフである。
【図４０】図４０は、図２９〜３９の低域特性に対する空間変動を基準に解を順位付けたグラフである。
【図４１】図４１は、ゲインと遅延とを最適化した、４隅にサブウーファを配置した構成（図２８に示すサブウーファ１、３、５、および７）の例５のエンジニアリングリスニングルームの予測低域特性を示すグラフである。
【図４２】図４２は、ゲインと遅延とを最適化した、４隅にサブウーファを配置した構成（図２８に示すサブウーファ１、３、５、および７）の例５のエンジニアリングリスニングルームの実測低域特性を示すグラフである。
【図４３】図４３は、フロントドア内とリアデッキ上とにあるスピーカを「均一」に駆動したときの、代表的なセダン型自動車内の予測低周波応答を示すグラフである。
【図４４】図４４は、音場管理を用いて最適化した、スピーカがフロントドア内とリアデッキ上とにある代表的なセダン型自動車内の予測低周波応答を示すグラフである。
【図４５】図４５は、４つのすべてのドア内とリアデッキ上にあるスピーカを「均一」に駆動したときの、代表的なセダン型自動車内の予測低周波応答を示すグラフである。
【図４６】図４６は、音場管理を用いて最適化した、スピーカが４つのすべてのドア内とリアデッキ上とにある代表的なセダン内の予測低周波応答を示すグラフである。
【図４７】図４７は、スポーツユーティリティビークル（ＳＵＶ）の「ベンチマーク」セットアップの予測低周波応答を示すグラフである。
【図４８】図４８は、音場管理を用いて最適化した後のＳＵＶの予測低周波応答を示すグラフである。
【図４９】図４９は、図４７のＳＵＶの各座席で単一のマイクロフォンを用いた実測周波数応答を示すグラフである。
【図５０】図５０は、図４７のＳＵＶの各座席でマイクロフォン配列を用いた実測周波数応答を示すグラフである。
【図５１】図５１は、向上または最適化しうる７チャネルサウンドシステム構成のブロック図である。
【図５２】図５２は、向上または最適化しうる７チャネルサウンドシステム構成の別のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
発明の詳細な説明
所定の空間のためのオーディオシステムを構成するためのシステムを提供する。オーディオシステムを構成するために、本システムによってオーディオシステムの構成候補を統計的に解析してもよい。構成候補として、ラウドスピーカの位置、ラウドスピーカの数、ラウドスピーカの種類、聴取場所、補正係数、フィルタ、またはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。統計的解析によって、予測伝達関数の一致度、予測伝達関数の平坦度、予測伝達関数に対する座席間の総合音圧レベルの差、予測伝達関数の効率、または予測伝達関数の出力を含む、構成候補の少なくとも１つのメトリックを示してもよい。本システムは、単一または複数の聴取場所を有するオーディオシステム内のラウドスピーカの位置、ラウドスピーカの数、ラウドスピーカの種類、補正係数、聴取場所、クロスオーバフィルタ、またはこれらの体系の組み合わせを選択する手法も提供する。
【００６９】
図４は、低域特性などのオーディオ性能を本願明細書に記載の方法によって向上しうる、部屋境界壁４０２によって画定された部屋４００を示す。部屋４００は、ラウドスピーカを配置するどのような種類の空間を含んでいてもよい。この空間は、ドアを閉めた部屋や車両（自動車やトラックなど）内部など、境界によって完全に包囲されていてもよいし、または玄関につながっている部屋、ドアを開けた部屋、仕切りがない部屋、またはサンルーフを開けた車両など、境界によって部分的に包囲されていてもよい。空間内の低域特性は、部屋に関しては本願明細書および添付請求項において記載するが、車両内部、録音スタジオ、家庭の居住空間、コンサートホール、映画館、部分的に囲まれた空間などが含まれることは言うまでもない。部屋の境界壁４０２などの部屋境界は、部屋を部分的または全面的に囲む間仕切りを含む。部屋の境界は、石膏、木、コンクリート、ガラス、レザー、織物、およびプラスチックなど、どのような材料で作られていてもよい。家庭においては、部屋の境界は石膏、築壁、または織物で作られていることが多い。境界は、壁、掛け布、家具、備品などを含んでもよい。車両においては、部屋の境界はプラスチック、レザー、ビニール、ガラスなどで作られていることが多い。部屋の境界は、音を反射、拡散、および吸収する能力がそれぞれ異なる。部屋の境界の音響特性が音響信号に影響することもある。
【００７０】
部屋４００はサウンドシステム４７０を含むが、サウンドシステム４７０はＣＤプレーヤ、チューナ、ＤＶＤプレーヤなどの音源４１２、オプションのプロセッサ４０４、アンプ４１０、およびラウドスピーカ４１４を含んでもよい。点線４７０は、音源４１２、オプションのプロセッサ４０４、アンプ４１０、およびラウドスピーカ４１４がサウンドシステムに含まれうることを示す。
【００７１】
ラウドスピーカ４１４は、変換器を囲む箱状の構成を一般に有するラウドスピーカ筐体を含んでもよい。このラウドスピーカ筐体は、ラウドスピーカ位置の壁または車両内などの環境条件に適合する他の形状および構成を有していてもよい。また、このラウドスピーカは、その筐体の全体または一部として、壁または車両の一部を利用してもよい。
【００７２】
このラウドスピーカは、低域から高域までの音響周波数の全範囲を提供してもよい。多くのラウドスピーカは、筐体内に複数の変換器を有する。ラウドスピーカ筐体内に複数の変換器を使用すると、一般に個々の変換器はそれぞれ異なる周波数帯でより効果的に動作する。低周波など、音響周波数の特定の範囲を提供するために、ラウドスピーカまたはラウドスピーカの一部を最適化してもよい。ラウドスピーカは、専用のアンプ、ゲインコントロール、イコライザなどを含んでもよい。ラウドスピーカは他の構成でもよく、たとえば構成要素の数をこれより減らしても、増やしてもよい。
【００７３】
低周波を発生させるために最適化した変換器を含むラウドスピーカまたはラウドスピーカの一部は、一般にサブウーファと呼ばれる。サブウーファは、低周波を発生させることが可能な任意の変換器を含んでもよい。特に断り書きがない限り、本願明細書および添付明細書においては、低周波を発生させることが可能なラウドスピーカをサブウーファという用語で呼ぶが、ただし、低周波を発生させ、共通の電気信号に応答できるラウドスピーカまたはラウドスピーカの一部はどのようなものでもサブウーファに含まれる。
【００７４】
この部屋は、８つのラウドスピーカ位置候補４４０〜４４７を含んでおり、１つまたは複数のラウドスピーカを配置してもよい。ラウドスピーカ位置候補の数はこれより少なくても多くてもよい。ラウドスピーカの位置または「位置」は、サブウーファなどのラウドスピーカを配置しうる空間内の物理的な場所である。位置として、家の中の部屋の隅、壁、または天井、あるいは車両の内部パネルを含んでもよい。
【００７５】
部屋は、聴取者が座りうる６つの聴取場所４５０〜４５５も含む。聴取場所の数も同様に、これより少なくても多くてもよい。聴取場所または「場所」は、聴取者が座位または立位を取りうる空間内の物理的区域である。場所として、屋内の長椅子または椅子、あるいは車両内の運転手またはパイロットの座席を挙げてもよい。聴取場所は部屋の中のどこでもよいが、一般に美的および人間工学的観点から選択される。また、聴取場所は、高域および中域周波数の音響性能の良さに基づき選択してもよい。
【００７６】
ラウドスピーカ位置候補４４０〜４４７のそれぞれにラウドスピーカ４１４を配置し、聴取場所４５０〜４５５のそれぞれで測定することによって、ラウドスピーカ位置候補４４０〜４４７のそれぞれについて、聴取場所４５０〜４５５のそれぞれにおいて伝達関数を求めてもよい。伝達関数によって、約１２０ヘルツ（Ｈｚ）未満、約１００Ｈｚ未満、約８０Ｈｚ未満、約６０Ｈｚ未満、約５０Ｈｚ未満、約４０Ｈｚ未満、または２０Ｈｚと８０Ｈｚとの間など、さまざまな範囲の周波数を測定してもよい。たとえば、第１のラウドスピーカ位置候補４４０に対する周波数応答などの伝達関数を第１の聴取場所４５０で求めてもよい。その後、残りのラウドスピーカ位置候補４４１〜４４７のそれぞれについて、第１の聴取場所４５０で伝達関数を求める作業を繰り返してもよい。複数の聴取場所を考慮する場合は、ラウドスピーカ位置候補４４０〜４４７のそれぞれについて第２の聴取場所４５１で伝達関数を求める作業を繰り返し、最後の聴取場所４５５に達するまでこの作業を繰り返してもよい。図４に示す構成においては、聴取場所４５０〜４５５のそれぞれに対して８つの伝達関数を求めうるので、部屋４００に対して合計で４８の伝達関数を求めることが可能である。
【００７７】
種類Ａのラウドスピーカと種類Ｂのラウドスピーカとを使用するなど、複数の種類のラウドスピーカを使用する場合は、各位置候補について２つの伝達関数を求めてもよい。種類Ａのラウドスピーカと種類Ｂのラウドスピーカとは、品質がそれぞれ違ってもよい。単なる一例であるが、種類Ａのラウドスピーカが双極のラウドスピーカであって、種類Ｂのラウドスピーカが従来型（単極）のラウドスピーカであってもよい。位置４４０などの位置候補のそれぞれに対して８つのラウドスピーカ位置候補がある例では、聴取場所４５０〜４５５のそれぞれに対して１４０Ａ伝達関数と１４０Ｂ伝達関数とを求めてもよい。簡単にするために、位置という用語の以降の使用においては、１種類のラウドスピーカの使用に限定するが、複数の種類のラウドスピーカを考慮してもよい。
【００７８】
求める伝達関数によって、どのような音響的様相を測定してもよい。たとえば、求める伝達関数は、振幅または音量成分、および位相成分を含んでもよい。振幅値と位相値とが必要であれば、これらを得られるどのような方法によって伝達関数を求めてもよい。伝達関数の振幅成分と位相成分とは、ベクトルとして表してもよい。伝達関数は、１つの周波数またはトーンで求めてもよいし、あるいは２Ｈｚ刻みで２０Ｈｚから２０，０００Ｈｚまでというように、複数の周波数またはトーンで求めてもよい。考慮される周波数間隔を周波数分解能と呼ぶこともある。
【００７９】
音響信号がラウドスピーカ４１４を出て、部屋境界４０２と作用し合い、聴取場所４５０〜４５５に達するときに音響信号に発生する振幅および／または位相の偏差を伝達関数に反映させてもよい。不規則な非平行四辺形の部屋および完全には囲まれていない部屋によって導入される偏差を伝達関数に反映させてもよい。伝達関数を求めるために、部屋の寸法、部屋境界４０２の音響効果などを測定する必要はない。むしろ、音響信号を位置候補４４０〜４４７のうちの１つに配置されたラウドスピーカ４１４から出力し、聴取場所４５０〜４５５のうちの１つに置かれたマイクロフォンまたは他の音響測定装置によって録音してよい。
【００８０】
図５において、本発明を実装するためのシステムは、サウンドシステム５００、測定装置５２０、および計算装置５７０を含んでもよい。このサウンドシステムは、サウンドプロセッサ５０２、外付け構成要素５１２、およびラウドスピーカ１〜Ｎ(図中５１４、５
１６、および５１８）を有する汎用サウンドシステムを備えてもよい。サウンドシステムは他の構成でもよく、構成要素がこれより多くても少なくてもよい。
【００８１】
サウンドプロセッサ５０２は、レシーバ、プリアンプ、サラウンドサウンドプロセッサなどを備えてもよい。サウンドプロセッサ５０２は、デジタルドメイン、アナログドメイン、またはこの両方の組み合わせで動作させてもよい。サウンドプロセッサ５０２は、プロセッサ５０４とメモリ５０６とを含んでもよい。プロセッサ５０４は、システムメモリ５０６にアクセスすることによって、算術演算、論理演算、および／または制御動作を行ってもよい。サウンドプロセッサ５０２は、入出力装置（Ｉ／Ｏ）５０８をさらに含んでもよい。以下に説明するように、入出力装置５０８は入力を受け取り、出力を測定装置５２０と外付け構成要素５１２とに送る。
【００８２】
サウンドプロセッサ５０２は、プロセッサ５０４とつながっているアンプ５１０をさらに含んでもよい。アンプ５１０は、デジタルドメイン、アナログドメイン、またはこの両方の組み合わせで動作させてもよい。ラウドスピーカのオーディオ出力を制御するために、アンプ５１０は、制御情報（電流など）を１つまたは複数のラウドスピーカに送ってもよい。ラウドスピーカの例として、ラウドスピーカ１〜Ｎ(図中５１４、５１６、および
５１８）が挙げられる。あるいは、ラウドスピーカ１〜Ｎ(図中５１４、５１６、および
５１８）は、アンプおよび／または他の制御回路を含んでもよい。ラウドスピーカ１〜Ｎ(図中５１４、５１６、および５１８）は、効率（所定のパワー入力に対する音響出力）
と設計とが同一のラウドスピーカでもよい。あるいは、ラウドスピーカ１〜Ｎ(図中５１
４、５１６、および５１８）は、効率と設計とがそれぞれ異なっていてもよい。サウンドプロセッサ５０２は、外付け構成要素５１２から入力を受信し、出力を外付け構成要素５１２に送ってもよい。外付け構成要素５１２の例として、ターンテーブル、ＣＤプレーヤ、チューナ、およびＤＶＤプレーヤが挙げられるが、これだけに限定されるものではない。構成によっては、外付け構成要素５１２、プロセッサ５０４、またはアンプ５１０の後に、１つまたは複数のデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）（図示せず）を実装してもよい。
【００８３】
測定装置５２０は、サウンドシステム５００から出力される音響信号の測定を可能にし、たとえば（ｌ）１つ、いくつか、または一定範囲の周波数で出力された音響信号の振幅、および／または（２）１つ、いくつか、または一定範囲の周波数で出力された音響信号の振幅と位相、を測定できる。測定装置の一例は、音圧レベルメータであり、これによって音響信号の振幅を求めてもよい。測定装置の別の例は、伝達関数解析器であり、これによって音響信号の振幅と位相とを求めてもよい。以下に説明するように、伝達関数解析器によってデータをプロットして出力ファイルを生成し、これを計算装置５７０に送って処理してもよい。
【００８４】
測定装置５２０は、音響信号の測定能力を含む汎用計算器を備えてもよい。たとえば、オーディオ測定機能を提供するために、伝達関数解析器ＰＣＩカード５６２を測定装置５２０に含めてもよい。あるいは、測定装置５２０は、伝達関数解析器専用の機能を有する装置を備えてもよい。
【００８５】
測定装置５２０は、処理装置５３２と、システムメモリ５２２と、システムメモリ５２２を含むさまざまなシステム構成要素を処理装置５３２に結合するシステムバス５３８とを含んでもよい。処理装置５３２は、システムメモリ５２２にアクセスすることによって、算術演算、論理演算、および／または制御動作を行ってもよい。システムメモリ５２２は、処理装置５３２との組み合わせで使用される情報および／または命令を格納してもよい。システムメモリ５２２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５２４および読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）５３０などの揮発性および非揮発性メモリを含んでもよい。ＲＯＭ５３０には、基本入出力システム（ＢＩＯＳ）を格納してもよい。ＢＩＯＳは、スタートアップ時などに測定装置５２０内の要素間での情報転送を助ける基本ルーチンを含んでもよい。システムバス５３８は、メモリバスまたはメモリコントローラと、周辺バスと、さまざまなバスアーキテクチャのいずれかを使用するローカルバスとを含むさまざまな種類のバス構造のいずれかでよい。
【００８６】
測定装置５２０は、ハードディスク（図示せず）に対して読み出しと書き込みとを行うためのハードディスクドライブ５４２、および取り外し可能な外付けディスク５４８に対して読み出しまたは書き込みを行うための外付けディスクドライブ５４６をさらに含んでもよい。取り外し可能ディスクは、磁気ディスクドライブ用の磁気ディスク、または光ディスクドライブ用のＣＤＲＯＭなどの光ディスクでもよい。上記の伝達関数装置によって生成される出力ファイルは、取り外し可能な外付けディスク５４８に保存し、計算装置５７０に転送してさらに処理してもよい。測定装置は他の構成でもよく、たとえば構成要素を減らしても追加してもよい。
【００８７】
ハードディスクドライブ５４２および外付けディスクドライブ５４６は、それぞれハードディスクドライブインタフェース５４０および外付けディスクドライブインタフェース５４４によって、システムバス５３８に接続してもよい。ドライブとそのコンピュータ可読媒体は、測定装置５２０のためのコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、および他のデータの非揮発性記憶を提供してもよい。図４に示す典型的環境においては、ハードディスクと外付けディスク５４８とが使われているが、この典型的な動作環境では、磁気カセット、フラッシュメモリカード、ランダムアクセスメモリ、読み出し専用メモリなど、データを保存でき、このデータにコンピュータがアクセス可能な他の種類のコンピュータ可読媒体も使用しうる。
【００８８】
ハードディスク、外付けディスク５４８、ＲＯＭ５３０、またはＲＡＭ５２４には、オペレーティングシステム（図示せず）、１つまたは複数のアプリケーションプログラム５２６、他のプログラムモジュール（図示せず）、およびプログラムデータ５２８を含む多数のプログラムモジュールを格納してもよい。このようなアプリケーションプログラムの１つとして、伝達関数ＰＣＩカード５６２からダウンロード可能な伝達関数解析器の機能を含んでもよい。
【００８９】
ユーザは、コマンドおよび／または情報をキーボード５５８などの入力装置を介して測定装置５２０に入力してもよい。マイクロフォン５６０を使用して、オーディオ出力を測定してもよい。他の入力装置（図示せず）として、マウスまたは他のポインティングデバイス、マイクロフォン５６０以外のセンサ、ジョイスティック、ゲームパッド、スキャナなどを含んでもよい。上記および他の入力装置は、システムバス５３８に結合されるシリアルポートインタフェース５５４を介して処理装置５３２に接続してもよいし、あるいはパラレルポートインタフェース５５０、ゲームポート、またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）などの他のインタフェースによってまとめてもよい。さらに、プリンタ５５２を使用して情報を印刷してもよい。プリンタ５５２および他のパラレル入出力装置は、パラレルポートインタフェース５５０を介して処理装置５３２に接続してもよい。モニタ５３７または他の種類の表示装置も、ビデオ入出力装置５３６などのインタフェースを介して、システムバス５３８に接続される。測定装置５２０は、モニタ５３７のほか、ラウドスピーカまたは他の可聴出力装置など他の周辺出力装置（図示せず）を含んでもよい。
【００９０】
以下により詳しく説明するように、音響信号を部屋のさまざまな区域で測定するために、測定装置５２０は、サウンドシステム５００など他の電子装置と交信してもよい。ラウドスピーカ５１４、５１６、および５１８のうちの１つをラウドスピーカ位置候補４４０〜４４７のうちの１つ、いくつか、またはすべてに配置してもよい。マイクロフォン５６０または他の種類の音響信号センサを聴取場所候補４５０〜４５５のうちの１つ、いくつか、またはすべてに配置してもよい。所定の音響信号を放出するために、サウンドシステム５００によってラウドスピーカを制御してもよい。次に、ラウドスピーカから出力される音響信号を聴取場所でマイクロフォン５６０によって検知してもよい。次に、出力された音響信号の振幅や位相などのさまざまな様相を測定装置５２０によって記録してもよい。
【００９１】
所定の音響信号を放出するためのサウンドシステム５００の制御は、さまざまな方法で実施してよい。サウンドシステム５００を制御するために、測定装置５２０は入出力装置（Ｉ／Ｏ）５３４からのコマンドを、ライン５６４を介して、入出力装置５０８に提供してもよい。次に、サウンドシステムは、測定装置からのコマンドに基づき、所定の音響信号を放出してもよい。サウンドシステムはまた、測定装置からコマンドを受信せずに、所定の信号を配置されているラウドスピーカに送ってもよい。たとえば、外付け構成要素２１２は、ＣＤプレーヤを含んでもよい。このＣＤプレーヤに特定のＣＤを挿入し、再生してもよい。再生中、ラウドスピーカから出力された音響信号を聴取場所でマイクロフォン５６０によって検知してもよい。
【００９２】
さまざまな聴取場所に対してさまざまなラウドスピーカ位置から出力され、測定された音響信号を外付けディスク５４８などに保存してもよい。外付けディスク５４８を計算装置５７０への入力としてもよい。計算装置５７０は別のコンピューティング環境でもよく、測定装置５２０に関して上に記載した要素の多くまたはすべてを含んでもよい。計算装置５７０は、下記の数的に集中的な統計的解析を実施するために、処理装置５３２より高機能の処理装置を含んでもよい。
【００９３】
以下にさらに説明するように、サウンドプロセッサ５０２、プロセッサ５０４、アンプ５１０、ラウドスピーカ１〜Ｎ（図中５１４、５１６、および５１８）、またはサウンドシステム５００内の複数の位置に補正を実装してもよい。サウンドプロセッサ５０２は、デジタルからアナログへの変換の前に時間遅延を実装してもよい。サウンドプロセッサ５０２は、ゲインの補正および／または等化をアナログドメインまたはデジタルドメインに実装してもよい。ラウドスピーカ５１４に対する６ｄＢの振幅低減など補正の設定は、ユーザがサウンドプロセッサ５０２に入力してもよい。これらの設定の実装は、サウンドシステム５００によって自動化してもよい。
【００９４】
図５に示すように、測定装置５２０は、サウンドシステム５００から分離している。あるいは、測定装置５２０の機能をサウンドシステム５００に組み込んでもよい。さらに、図５に示すように、測定装置５２０は、計算装置５７０から分離している。測定装置５２０が十分な計算能力を有している場合は、計算装置５７０を使用する必要はなく、測定装置５２０によって測定と下記の計算とを行ってもよい。サウンドシステム５００、測定装置５２０、および計算装置５７０は、他の構成でもよく、たとえば構成要素がこれより少なくても多くてもよい。
【００９５】
図６は、サウンドシステムの低域特性などの性能を向上させるために構成を選択する手法を概略的に示すフローチャート６００である。サウンドシステムの構成は、サウンドシステムのためのパラメータまたはパラメータ集合を含んでもよい。パラメータは、聴取場所における伝達関数に影響する様相であれば何を含んでもよく、たとえば（１）ラウドスピーカの位置、（２）ラウドスピーカの数、（３）ラウドスピーカの種類、（４）補正設定、（５）聴取場所、および／または（６）クロスオーバフィルタなどを含んでもよい。
【００９６】
オーディオシステムの構成候補を解析するために、ブロック６０２に示すように、パラメータ値候補を選択してもよい。たとえば、ラウドスピーカ位置候補を選択してもよい。位置候補として、ラウドスピーカを配置しうる所定空間内の任意の位置を含んでもよい。たとえば、位置候補は、図４に示す８つのラウドスピーカ位置候補４４０〜４４７など、ユーザによって入力される複数の離散的な位置候補を含んでもよい。車両などの空間においては、ラウドスピーカの位置候補が事前に決まっていることもある。別の例として、ラウドスピーカ数候補を選択してもよい。ラウドスピーカ数候補は、所定空間内のラウドスピーカ数としてありうる数であればどのような数を含んでもよい。この数は、上限、下限、または上下限を含んでもよい。たとえば、ラウドスピーカ数候補として、ラウドスピーカの最小数および最大数を含んでもよい。さらに別の例として、ラウドスピーカ種別候補を選択してもよい。ラウドスピーカの種類として、ラウドスピーカのさまざまな品質を含んでもよい。たとえば、ラウドスピーカの種類として、双極ラウドスピーカおよび単極ラウドスピーカを含んでもよい。さらに別の例では、空間は、離散数の聴取場所候補を含んでもよい。一般に、聴取場所は、事前に決められ、変更される可能性はない。ただし、柔軟な空間構成によって、複数の聴取場所候補から１つまたは複数の聴取場所を選択できるようにしてもよい。
【００９７】
補正設定値候補をさらに選択してもよい。補正設定として、サウンドシステム５００への実装時に、ラウドスピーカの配置に依存せずに低域特性を向上させるための調整を含んでもよい。この補正は、１つまたは複数のラウドスピーカに適用してもよい。低域特性を含む周波数性能を向上するために、補正とラウドスピーカの最適数および最適位置とを組み合わせてもよいし、あるいはそれぞれ別個に考慮してもよい。補正設定の例として、ゲイン、遅延、およびフィルタリングに対する補正が挙げられる。フィルタリングの例として、バンドカットつまりノッチ、帯域通過、低域通過、高域通過、全域通過（振幅ではなく位相の変更）、およびＦＩＲ（有限インパルス応答）を挙げてもよい。フィルタリングの補正設定は、さまざまな聴取場所に対する周波数応答を等化するために使用してもよいので、イコライザ補正設定と呼んでもよい。サウンドシステムパラメータの選択については、図７に関してより詳しく説明する。
【００９８】
ブロック６０４に示すように、ラウドスピーカ位置候補に対する伝達関数を単一または複数の聴取場所において入力してもよい。決定された伝達関数に対する測定は、ＭＬＳＳＡ音響測定システムを用いて２Ｈｚ分解能で実施してもよい。伝達関数決定のフローチャートについては、図８に関して以下により詳細に説明する。
【００９９】
ブロック６０６に示すように、サウンドシステムパラメータ値候補に基づき、伝達関数を修正してもよい。サウンドシステムパラメータ値候補を組み合わせて、オーディオシステムの構成候補を表してもよい。たとえば、サウンドシステムパラメータ値候補は、スピーカの組み合わせ候補、補正係数候補、クロスオーバフィルタ候補、ラウドスピーカ種別候補、聴取場所候補、またはスピーカと補正係数候補との組み合わせ候補など、パラメータ候補の任意の組み合わせを表してもよい。システムの構成候補に基づき、以前記録した伝達関数を組み合わせてもよいし、さらに／または調整してもよい。このように、修正された伝達関数は、サウンドシステムの構成候補に対して予測される伝達関数を表してもよい。伝達関数の修正については、図９に関してより詳細に説明する。
【０１００】
次に、ブロック６０８に示すように、統計的解析技法などの解析技法の１つまたは複数を予測伝達関数に適用してもよい。統計的解析を使用して、１つまたは複数のパラメータ値候補を含む、オーディオシステムのさまざまな構成を評価してもよい。具体的には、統計的解析によって、複数のサウンドシステムパラメータのそれぞれ個別の効果、またはこれらのパラメータを組み合わせた連携効果を考慮することによって、低域特性の向上など、サウンドシステムの周波数性能を向上するための合理的取り組みを提供してもよい。この統計的解析では、予測伝達関数について単一の様相またはメトリック、あるいは複数の様相またはメトリックを測定してもよい。たとえば、この統計的解析によって、平坦度、一致度、効率など、予測伝達関数の特定の一様相または様相群を示してもよい。具体的には、単一の聴取場所を有するオーディオシステムについて調べる場合は、統計的解析によって、単一の聴取場所に対する予測伝達関数の効率または平坦度を解析してもよい。複数の聴取場所を有するオーディオシステムについて調べる場合は、統計的解析によって、それぞれの聴取場所における予測伝達関数の効率、平坦度、または聴取場所間の変動を解析してもよい。統計的解析の例については、図１０〜１２に関して説明する。
【０１０１】
ブロック６１０に示すように、統計的解析に基づき、パラメータの値を選択してもよい。統計的解析は、予測伝達関数のさまざまな様相を測定しうるので、予測伝達関数を相互に比較するために使用してもよい。比較の一方法は、決定された振幅または変動などの値に基づく、構成候補の順位付けである。たとえば、各解候補についての平均空間変動、空間平均の変動、および音響効率を計算した後に、結果を順位付けし、最良の構成を選択してもよい。すべてのカテゴリ（たとえば、最低平均空間変動、空間平均の最低変動、および最高の音響効率係数）で最高位に順位付けされた構成がない場合を想定して、これらのメトリックに優先順位付けまたは重み付けを行ってもよい。次に、他の構成候補と比べてより良いか、または最良の構成候補に対するパラメータを選択してもよい。
【０１０２】
次に、ブロック６１２の説明および図１４の詳細説明に示すように、選択した解に対応する値をサウンドシステムに実装してもよい。この解の値を実装した後で、低域特性をさらに向上するために、ブロック６１４に示すように、低域特性を向上する大域的補正方法をシステム５００内のすべてのラウドスピーカに均一に、またはほぼ均一に適用してもよい。次に、性能の向上を確認するために、サウンドシステムの伝達関数を測定し直してもよい。さらに、選択した解に対応する値と大域補正係数とを実装してもよい。たとえば、車両の場合は、車両にオーディオシステムを据え付ける前、車両にオーディオシステムを据え付けている間、または車両にオーディオシステムを据え付けた後（たとえば車両の販売時点）など、さまざまな時点において、選択した解および／または大域補正係数に対応する値によって、車両用オーディオシステムを構成してもよい。フローチャート６００は、図６よりステップ数が少なくてもよいし、あるいは図６に示されていないステップを追加してもよい。
【０１０３】
大域的等化は、低域特性を向上するための一種の大域的補正方法である。サウンドシステム５００内のすべてのラウドスピーカに均一に、またはほぼ均一に、大域的な等化を適用してもよい。統計的解析によって、振幅応答におけるディップよりピークに有利に働く解を決めうるので、この結果のピークの振幅を減らすために、大域的等化を適用してもよい。このように、ブロック６１０およびブロック６１２における解の選択および実装の後に、低域特性をさらに向上させてもよい。ブロック６１４に示すように、追加のパラメトリック等化または他の種類の等化を利用して、大域的等化を実装してもよい。統計的解析によって最適化された大域等化パラメータを求めるために、すべてのラウドスピーカについて前に修正した振幅値をほぼ均一な方法によって修正してもよい。
【０１０４】
（パラメータ候補の選択）
図７は、図６のブロック６０２を展開したブロック図であり、オーディオシステムのパラメータ候補の選択方法を示す。この方法は、ブロック７０２に示すように、周波数性能が向上する聴取場所を１つまたは複数選択するステップを含んでもよい。たとえば、聴取場所を複数の聴取場所候補から選択してもよい（たとえば、５つの聴取場所候補から２つの聴取場所を選択する）場合は、聴取場所候補を入力してもよい。この方法は、ブロック７０４に示すように、ラウドスピーカを配置できる位置候補を選択するステップをさらに含んでもよい。この選択は、美的観点または他の観点に基づいてもよい。さらに、この解析時にラウドスピーカの種類を複数考慮する場合は、ラウドスピーカの種類を選択してもよい。ブロック７０６に示すように、周波数分解能も選択してよい。周波数分解能の選択は、所望の分解能レベルと計算装置５７０の計算能力とに基づいてもよい。ユーザは、ブロック７０８および７１０に示すように、位置候補に配置するラウドスピーカの最小数および最大数をさらに選択してもよい。たとえば、４つのラウドスピーカ位置候補に対して、最少で１つのラウドスピーカおよび最大で３つのラウドスピーカを考慮してもよい。
【０１０５】
ブロック７１２、７１４、および７１６は、補正設定の選択、つまり特定のラウドスピーカ位置における以降の実装のために考慮しうる「補正」の選択を示す。上記のように、補正は、サウンドシステムへの実装時に、ラウドスピーカの配置に依存しない低域特性などの周波数性能を向上させうる調整を含む。補正は、各ラウドスピーカ位置候補の統計的解析時にそれぞれ個別に決定し、配置される各ラウドスピーカに対してそれぞれ個別に実装してもよい。
【０１０６】
ブロック７１２に示すように、各ラウドスピーカ位置候補において考慮すべきゲイン設定の数および値を選択してもよい。下記の等化レベルと異なり、ゲイン設定は、ラウドスピーカによって再生されるすべての周波数に影響しうるので、つまり周波数には依存しないので、ラウドネスまたは音量の設定と一般に呼ばれる。各ラウドスピーカ位置候補において考慮すべきゲイン設定の数と値とは任意に選択してもよいが、３つのゲイン設定０、−６、および−１２ｄＢを選択してもよい。これらの値は、音響出力のベースラインである０ｄＢつまり１からのｄＢ低減として表されるが、ただし、ｄＢ値は相対的であるので、増加も使用しうる。
【０１０７】
ブロック７１４に示すように、各ラウドスピーカ位置候補において考慮すべき遅延設定の数および値を選択してもよい。遅延をラウドスピーカに導入することによって、再生される音響信号の位相を変えてもよい。各ラウドスピーカ位置候補において考慮すべき遅延設定の数および値は任意に選択してもよい。たとえば、３つの遅延設定０、５、および１０ミリ秒を選択してよい。
【０１０８】
１つ、いくつか、またはすべてのラウドスピーカ位置候補にフィルタリングを適用してもよい。フィルタリングの一例として、等化が挙げられる。ブロック７１６に示すように、各ラウドスピーカ位置候補に適用する等化設定の数と値とを選択してもよい。等化は、パラメトリック、グラフィック、パラグラフィック、シェルビング、ＦＩＲ（有限インパルス応答）、およびトランスバーサル等化を含む、さまざまな種類のアナログまたはデジタル等化を含んでもよい。等化設定は、周波数設定（たとえば、中心周波数）、帯域幅設定（たとえば、等化フィルタを適用するための中心周波数を囲む帯域幅）、レベル設定（たとえば、振幅が信号を低減または増加する量）などを含んでもよい。このように、１つのラウドスピーカ位置候補に対して、第１の中心周波数における第１の等化設定、および第２の中心周波数における第２の等化設定、またはさまざまな種類の等化など、複数の等化設定を適用してもよい。さらに、等化をすべての当該周波数に適用してもよい。たとえば、２０〜８０Ｈｚに的を絞った低周波解析においては、すべての当該周波数に等化を適用してもよい。処理時間を減らすために、図１１のブロック１１０６に関してさらに説明するように、変動が最大の周波数を選択してもよい。このように周波数の選択を限定する場合は、３つの帯域幅パラメータと３つのレベルパラメータとを選択してもよい。便宜上、帯域幅をフィルタＱ（Ｑ）と表してもよい。Ｑは、中心周波数のヘルツ値を、レベル調整を適用する周波数範囲のヘルツ値で割った値として定義してもよい。たとえば、中心周波数５０Ｈｚが選択されている場合は、Ｑが２の場合の帯域幅は２５Ｈｚになる。適切なＱパラメータとして、１、４、および１６が挙げられるが、これだけに限定されるものではない。適切なレベルパラメータとして、０、−６、および−１２ｄＢが挙げられるが、これだけに限定されるものではない。
【０１０９】
ブロック７１８に示すように、７０２〜７１６で行った選択に基づき、統計的解析時に考慮すべき伝達関数の数を決めてもよい。これらの伝達関数は、１つまたは複数の補正設定によって修正された伝達関数、単一のラウドスピーカ位置に対する伝達関数、および複数のラウドスピーカ位置を表すために組み合わされた伝達関数を含んでもよい。ラウドスピーカ位置、ラウドスピーカ数、ゲイン設定、遅延設定、および等化設定などのありうる組み合わせ候補をすべて調査することが不可能な場合もある。不可能な場合は、解候補の部分集合を調べてもよい。この部分集合として、十分な分解能を持つ部分集合、つまり最良の解を見逃すほど粗すぎず、また調査に時間がかかりすぎるほど精細すぎない部分集合、を選択してもよい。パラメータの調査ステップサイズの変更は、計算時間に大きく影響する。調査パラメータの変更は、次の式（４）を用いて見積もってもよい。
【０１１０】
【数２】
2010166584.tif 000004
ここで、Ｔは、算出時間の見積値である。
【０１１１】
Ｔｒｅｆは、ラウドスピーカ位置、ラウドスピーカ数、ゲイン設定、遅延設定、等化設定などの一意な組み合わせを１つ調査するために要する時間である。
【０１１２】
Ｎは、ラウドスピーカ位置候補の数である。
【０１１３】
Ｋは、実際に使用するラウドスピーカの数である。
【０１１４】
Ａは、調査するラウドスピーカ振幅レベルの数である。
【０１１５】
Ｔは、調査する信号遅延値の数である。
【０１１６】
ＦＬは、調査するフィルタカットレベルの数である。
【０１１７】
ＦＱは、調査するフィルタＱ値の数である。
【０１１８】
Ｓは、最適化される聴取場所の数である。
【０１１９】
【数３】
2010166584.tif 000005
は、次の場合に、ラウドスピーカ位置候補数ＮからＫを一度に選択しうる選択方法の数である。
【０１２０】
【数４】
2010166584.tif 000006
ｐｅｒｍ（Ｋ）は、Ｋ個のラウドスピーカの順列数であり、ｐｅｒｍ（Ｋ）＝Ｋ！である。
【０１２１】
ブロック６０６においては、統計的解析時に任意の数の伝達関数を考慮してもよいが、算出時間を短縮するために、ブロック７２２に示すように、たとえば選択する周波数分解能、選択するラウドスピーカ数、選択する補正数、および／または補正設定を減らしてもよい。ブロック７２０に示すように、統計的解析のために許容しうる数の伝達関数を決定したら、これらの伝達関数を入力してもよい。ブロック６０２のステップ数は、図７より少なくてもよいし、図７に示されていないステップを追加してもよい。
【０１２２】
（伝達関数の記録）
図８は、各聴取場所に対する特定のラウドスピーカ位置に対応する伝達関数の入力を示す図６のブロック６０４を展開したブロック図である。ブロック８０２に示すように、ラウドスピーカは、図４の位置４４０など第１の位置候補に配置してもよい。次に、ブロック８０４に示すように、マイクロフォン（または他の音響センサ）を、図４の場所４５０など第１の聴取場所に配置してもよい。次に、ブロック８０６に示すように、サウンドシステム５００によって発生された音響信号に対応して、第１のラウドスピーカ位置候補に対する伝達関数を第１の聴取場所で測定装置５２０を用いて記録してもよい。この手順については、図４および図５に関してより詳細に説明する。
【０１２３】
ブロック８０８に示すように聴取場所（聴取場所候補を含む）がさらにある場合は、ブロック８１０に示すようにマイクロフォンを次の聴取場所に移動してもよい。たとえば、マイクロフォンを図４の場所４５１に移動してもよい。次にブロック８０６に示すように、測定を繰り返してもよい。ブロック８１２に示すようにラウドスピーカ位置候補がさらにある場合は、ブロック８１４に示すようにラウドスピーカを次の位置候補に移動してもよい。たとえば、ラウドスピーカを図４の位置４４１に移動してもよい。次にブロック８０６に示すように、測定を繰り返してもよい。すべてのラウドスピーカ位置候補に対する伝達関数を各聴取場所で記録するまで、この手順を繰り返してもよい。ブロック６０４は、図８のステップ数より少なくてもよいし、あるいは図８に示されていないステップを追加してもよい。
【０１２４】
（伝達関数の修正）
予測伝達関数を決めるために、オーディオシステムの構成候補に基づき、記録した伝達関数を修正してもよい。構成候補は、オーディオシステムにおけるいずれか１つのパラメータ値候補、パラメータ値候補の任意の組み合わせ、または任意の部分的組み合わせ、およびこれらのさまざまな順列を含んでもよい。たとえば、構成候補は、さまざまなラウドスピーカ位置、さまざまなラウドスピーカ種別、さまざまな補正係数、さまざまなクロスオーバフィルタ、あるいはラウドスピーカ位置、ラウドスピーカ種別、補正係数、またはクロスオーバフィルタの任意の組み合わせまたは部分的組み合わせを含んでもよい。伝達関数の修正は、伝達関数の組み合わせ、および／または伝達関数の調整を含んでもよい。修正された伝達関数は、パラメータ値候補（すなわち、ラウドスピーカ位置候補、ラウドスピーカ種別候補、補正設定候補、クロスオーバフィルタ候補など）に対する単一の聴取場所における予測伝達関数を表してもよい。
【０１２５】
伝達関数の組み合わせの一例として、構成候補は、場所４４０および４４２へのラウドスピーカの配置、および当該聴取場所４５１を含んでもよい。２ラウドスピーカ構成を予測するために、メモリ内の２つの伝達関数（ラウドスピーカが場所４４０にあるときに場所４５１で記録される第１の伝達関数、およびラウドスピーカが場所４４２にあるときに場所４５１で記録される第２の伝達関数）にアクセスして、組み合わせてもよい。以下に説明するように、重ね合わせによって伝達関数を組み合わせてもよい。このように組み合わされた伝達関数は、ある聴取場所における、場所４４０および４４２の複数のラウドスピーカによって発生された音響信号を示す。伝達関数の別の組み合わせ例として、特定の種類のラウドスピーカに対する伝達関数にアクセスしてもよい。ラウドスピーカの解候補の１つが、場所４４０への種類Ａのラウドスピーカの配置と場所４４２への種類Ｂのラウドスピーカの配置とを含み、当該聴取場所が４５１である場合は、メモリ内の２つの伝達関数（種類Ａのラウドスピーカが場所４４０にあるときに場所４５１で記録された第１の伝達関数、および種類Ｂのラウドスピーカが場所４４２にあるときに場所４５１で記録された第２の伝達関数）にアクセスして組み合わせることによって、構成を予測してもよい。
【０１２６】
さらに、伝達関数の調整例として、補正設定に基づく伝達関数の修正を挙げてもよい。所望の伝達関数の選択後、選択した伝達関数のうちの１つまたは複数を、ゲイン設定、遅延設定、または等化設定などの補正設定候補の１つまたは複数によって修正してもよい。修正された伝達関数は、補正設定候補に対する予測伝達関数を表してもよい。
【０１２７】
図９は、伝達関数の修正を示す図６のブロック６０６を展開したブロック図である。ブロック９０２に示すように、計算装置５７０で実行されるプログラムまたはユーザが特定の聴取場所を選択してもよい。たとえば、２つの聴取場所（たとえば、図４の４５１および４５２）を含む部屋環境の場合は、どちらの聴取場所を選択してもよい。次にブロック９０４に示すように、計算装置５７０で実行されるプログラムまたはユーザが単一のラウドスピーカ位置候補、またはラウドスピーカ位置候補の組み合わせを選択してもよい。たとえば、２つのラウドスピーカ位置候補（たとえば、図４の４４０および４４２）を含む部屋環境の場合は、単一のラウドスピーカ位置、またはラウドスピーカ位置の任意の組み合わせ（たとえば、４４０または４４２、あるいは４４０と４４２）を選択してもよい。次にブロック９０６に示すように、計算装置５７０で実行されるプログラムまたはユーザは、選択したラウドスピーカ位置またはラウドスピーカ位置の組み合わせに対応する、選択された聴取場所に対する伝達関数を選択してもよい。たとえば、聴取場所が４５１であり、ラウドスピーカ位置候補が４４０と４４２とである場合は、ラウドスピーカが場所４４０にあるときの場所４５１における伝達関数と、ラウドスピーカが場所４４２にあるときの場所４５１における伝達関数とを選択してもよい。
【０１２８】
これらの伝達関数が位相成分を含む場合は、ブロック９０８に示すように、計算装置５７０で実行されるプログラムは、測定されてメモリに保存されている伝達関数の位相成分を、ブロック７１４で選択したいずれかの遅延設定によって修正してもよい。たとえば、オプションの遅延設定の１つが２つのラウドスピーカ間の差分遅延１０ミリ秒を含む場合は、１０ミリ秒の時間遅延係数の導入を反映させるために、どちらか一方の伝達関数の位相成分を修正してもよい。上記の例で、ラウドスピーカ位置候補が４４０および４４２である場合は、位置４４２にあるラウドスピーカに対する場所４５１における伝達関数に対して、位置４４０にあるラウドスピーカに対する場所４５１における伝達関数を１０ミリ秒遅らせてもよい。たとえば、位置４４０にあるラウドスピーカに対する場所４５１における伝達関数を１０ミリ秒遅らせてもよい。または、位置４４２にあるラウドスピーカに対する場所４５１における伝達関数を１０ミリ秒進めてもよい。または、両伝達関数の修正を組み合わせることによって、この伝達関数間の相対遅延を１０ミリ秒にしてもよい。このように、１つまたは複数の遅延設定を適用することによって、各ラウドスピーカ位置で記録された伝達関数を修正してよい。
【０１２９】
計算装置５７０で実行されるプログラムは、ブロック９１０に示すように、測定されてメモリに保存されている伝達関数の振幅成分を、ブロック７１２で選択したいずれかのゲイン設定によって修正してもよい。このように、数値振幅成分を６ｄＢなどの一定量だけ増加または減少することができる。具体的には、伝達関数の振幅の１つ、いくつか、またはすべてを修正してもよい。上記の例では、位置４４０にあるラウドスピーカに対する場所４５１における伝達関数の振幅に対して、位置４４２にあるラウドスピーカに対する場所４５１における伝達関数の振幅を増加または減少してもよい。たとえば、位置４４２にあるラウドスピーカに対する場所４５１における伝達関数を６ｄＢ減らしてもよい。または、位置４４０にあるラウドスピーカに対する場所４５１における伝達関数を６ｄＢ増やしてもよい。または、両伝達関数の修正を組み合わせることによって、これらの伝達関数間の相対振幅差を６ｄＢにしてもよい。このように、各聴取場所で記録された伝達関数を修正するために、複数のゲイン設定のうちの１つを各サブウーファに適用してもよい。
【０１３０】
図９には示されていないが、ブロック９１２での組み合わせの前に、図５に示す計算装置５７０で実行されるプログラムは、保存されている伝達関数をブロック７１６で選択した等化設定などの任意の等化設定によって修正してもよい。上記のように、中心周波数、帯域幅、および振幅調整を含む等化設定によって伝達関数を修正してもよい。計算が複雑になるのを防ぐために、中心周波数、帯域幅、および振幅調整の選択を制限してもよい。具体的には、ブロック９１２での組み合わせの前に等化修正を行う場合は、ブースト／カットレベルおよびＱ値が複数でありうるすべての周波数において等化フィルタを計算して適用すると、計算時間が極めて長くなる。計算時間を短縮するために、図１１に関して以下により詳しく説明するように、空間変動が最大である周波数の決定後、等化設定の修正をブロック１１０８で行ってもよい。たとえば、変動が最大の解の周波数に等しい中心周波数の等化フィルタを適用することによって、空間変動を減らしてもよい。この結果、各フィルタ／ラウドスピーカに対して計算される周波数が１つだけになるので、計算時間が大幅に短縮される。または、最大変動の決定前に等化設定を実装してもよい。
【０１３１】
計算装置５７０で実行されるプログラムは、ブロック９１２に示すように、記録または修正された（たとえば、遅延、ゲイン、および／または等化などの補正係数によって修正された）伝達関数を組み合わせることによって、選択されたラウドスピーカ位置の組み合わせに対する聴取場所での振幅応答の組み合わせを与えてもよい。たとえば、位置４４０にあるラウドスピーカに対する場所４５１における伝達関数は修正せず（補正係数を適用しない）、位置４４０にあるラウドスピーカに対する場所４５１における伝達関数を修正することによって、遅延および振幅変更を導入してもよい。組み合わせ応答を求めるために、これらの伝達関数の少なくとも一部を組み合わせてもよい。たとえば、これらの伝達関数の振幅成分を組み合わせてもよい。たとえば、これらの伝達関数の振幅と位相成分とを組み合わせてもよい。
【０１３２】
これらの伝達関数を組み合わせる１つの方法として、重ね合わせを含んでもよい。ラウドスピーカ、部屋、および信号処理が線形システムを含む場合は、重ね合わせの原理を適用してもよい。重ね合わせは、伝達関数ベクトルの線形加算を含む。伝達関数の個々の周波数について、ベクトルを加算つまり合計してもよい。たとえば、伝達関数のベクトルをラウドスピーカ位置４４０、４４１、および４４２に対する聴取場所４５１で測定する場合は、各周波数のベクトルを加算することによって、各周波数における３つのラウドスピーカ位置を組み合わせた振幅応答を与えてもよい。また、ゲイン、等化、または遅延設定などの補正設定の少なくとも１つによって修正した伝達関数または伝達関数値を組み合わせてもよい。
【０１３３】
ブロック９０２で選択した聴取場所に対するラウドスピーカ位置の組み合わせのうち、まだ調べていない組み合わせが残っている場合は、ブロック９１４に示すように、ブロック９０４〜９１２を繰り返してもよい。追加の遅延設定をブロック７１４で選択した場合は、ブロック９１６に示すように、ブロック９０８〜９１４を繰り返してもよい。追加のゲイン設定をブロック７１２で選択した場合は、ブロック９１８に示すように、ブロック９１０〜９１６を繰り返してもよい、追加の聴取場所をブロック７０２で選択した場合は、ブロック９２０に示すように、ブロック９０２〜９１８を繰り返してもよい。すべての聴取場所、ラウドスピーカ位置候補、遅延設定候補、およびゲイン設定候補を考慮し終えたら、修正および／または組み合わせ後の伝達関数、つまり予測伝達関数を表しうる伝達関数、を各聴取場所９２２に対して記録する。ブロック６０６に含まれるステップは、図９より少なくてもよいし、あるいは図９に示されていないステップを追加してもよい。
【０１３４】
（統計的解析）
予測伝達関数を解析するために、さまざまな統計的解析を実施してよい。図１０は、さまざまな周波数（２Ｈｚ刻みの２０〜８０Ｈｚ）に対するさまざまな聴取場所（座席１〜５）の生データ、および実施しうる統計的解析の例を示す表である。上記のように、１つまたは複数のパラメータ値候補に基づき、生データを修正してもよい。たとえば、補正のための候補値が中心周波数３０Ｈｚ、帯域幅１０Ｈｚ、およびレベル設定−６ｄＢのフィルタを含む場合は、周波数２６〜３４の生データを相応に調整することによって予測伝達関数を生成してもよい。
【０１３５】
複数の聴取場所を有するオーディオシステムの場合は、統計的解析は、たとえば座席間の平均、標準偏差、空間標準偏差、空間包絡線、または空間最大平均を取り、予測伝達関数を評価する任意の数値計算ツールに基づいてもよい。たとえば、２０Ｈｚにおける空間平均は−１５．９４ｄＢであるが、これは２０Ｈｚにおける座席１〜５に対する振幅読み取り値の平均を求めることによって計算される。２０Ｈｚにおける空間変動は−４．７２ｄＢであるが、これは、２０Ｈｚにおける座席１〜５に対する振幅読み取り値の変動を取って計算される。空間標準偏差は、２０Ｈｚに対して２．１７ｄＢであり、これは空間変動の平方根として算出してもよい。空間包絡線は、読み取り値の最大値と最小値との間の差としてもよい。２０Ｈｚにおける読み取り値の最大は−１２．９９ｄＢ、最小は−１８．１３ｄＢであるので、空間包絡線は５．１４ｄＢである。空間最大マイナス平均は、最大値を選択し、平均値を引くことによって計算してもよい。２０Ｈｚにおける最大値は−１２．９９ｄＢ、平均は１５．９４ｄＢであるので、空間最大−平均は２．９６である。
【０１３６】
この空間平均に基づき、平均総合レベルを算出してもよい。他の計算は、空間平均の変動、空間平均の標準偏差、空間平均の包絡線、および空間平均最大−平均などの空間平均に基づいてもよい。たとえば、図１０において、空間平均の最大−平均は、６．４２−（−８．９７、平均総合レベル）、つまり１５．３９である。図１０に示すように、平均空間変動、平均空間標準偏差、平均空間包絡線、および平均空間最大−平均も同様に、空間変動、空間標準偏差、空間包絡線、および空間最大−平均に基づき計算してもよい。平均空間変動の等式例を以下に示す。
【０１３７】
【数５】
2010166584.tif 000007
ここで、ｖａｒｓ（Ｒ（ｓ，ｆ））は、いずれか１つの周波数ｆにおいて計算された、すべての聴取場所間の伝達関数の変動の大きさ（ｄＢ単位）である。
【０１３８】
統計的解析は、平均レベルなどの、座席ごとの周波数の平均に基づいてもよい。たとえば、座席１におけるすべての周波数の平均を求めることによって、平均レベル−１０．１６ｄＢを算出してもよい。図１０に示すように、各座席における平均レベルを用いて、平均総合レベル、平均レベルの変動、平均レベルの標準偏差、平均レベルの包絡線、および平均レベルの最大−平均を算出してもよい。
【０１３９】
空間平均の変動は、次のように定義してもよい。
【０１４０】
【数６】
2010166584.tif 000008
ここで、ｖａｒ（Ｒｆ（ｋ））は、いずれか１つの聴取場所で計算された、すべての周波数にわたる伝達関数の変動の大きさ（ｄＢ単位）である。
【０１４１】
Ｓは、聴取場所の合計数である。
【０１４２】
音響効率は、総効率を総合出力対アクティブなラウドスピーカ数に換算して定量化してもよい。音響効率は次のように定義してもよい。
【０１４３】
【数７】
2010166584.tif 000009
ここで、ａは、いずれか所与の構成におけるラウドスピーカｋの振幅である。
【０１４４】
統計的解析によって、予測伝達関数のさまざまなメトリックまたは様相を測定してもよい。第１の種類の統計的解析によって、複数の聴取場所にわたる予測伝達関数の一致度を示してもよい。システムを等化する場合は、上記の第１の種類の例として、平均空間変動、平均空間標準偏差、平均空間包絡線（すなわち、最小および最大）、および平均空間最大平均が挙げられる。たとえば、平均空間変動値が低い場合は、伝達関数が各座席において一致する傾向がある（すなわち、すべての座席における値が空間平均に近い）ことを示す。
【０１４５】
第２の種類の統計的解析によって、予測伝達関数に対する等化の必要度を測定してもよい。具体的には、第２の種類の統計的解析を平坦度の尺度にしてもよい。第２の種類の例として、空間平均の変動、空間平均の標準偏差、空間平均の包絡線、および空間最小値の変動が挙げられる。空間平均の変動を調べるこの解析によって、座席間の平均的一致度の尺度が提供される。
【０１４６】
第３の種類の統計的解析によって、予測伝達関数に対する座席間の総合音圧レベル（ＳＰＬ）の差を測定してもよい。第３の種類の例として、平均レベルの変動、平均レベルの標準偏差、平均レベルの包絡線、および平均レベルの最大平均が挙げられる。
【０１４７】
第４の種類の統計的解析によって、単一の聴取場所または複数の聴取場所における予測伝達関数の効率を調べてもよい。実際に、この統計的解析を、単一の聴取場所または複数の聴取場所における特定の周波数、周波数群、または周波数範囲に対するサウンドシステムの効率の尺度にしてもよい。第４の種類の例として、音響効率が挙げられる。音響効率によって、各ラウドスピーカに対する総ドライブレベルで割った平均総合レベルを測定してもよい。予測伝達関数に対する音響効率を調べ、音響効率がより高いか、または最も高いパラメータまたはパラメータ群を予測伝達関数に対して選択してもよい。
【０１４８】
第５の種類の統計的解析によって、単一の聴取場所または複数の聴取場所における予測伝達関数の出力を調べてもよい。この統計的解析は、特定の周波数、周波数群、または周波数範囲に対するサウンドシステムの生出力の尺度にしてもよい。単一の聴取場所を有するシステムの場合は、出力を調べる統計的解析の例として、平均レベルが挙げられる。複数の聴取場所を有するシステムの場合は、出力を調べる統計的解析の例として、平均総合レベルが挙げられる。平均総合レベルによって、オーディオシステムが特定の聴取場所または複数の聴取場所においてどれだけの音量を再生できるかを示してもよい。第６の種類の統計的解析では、単一の聴取場所における予測伝達関数の平坦度を調べる。この統計的解析によって、単一の聴取場所における振幅変動および振幅標準偏差などの予測伝達関数の変動を解析してもよい。
【０１４９】
上記のどの統計的解析においても、帯域制限を行ってよい。たとえば、特定の周波数または周波数集合における出力量を求めるために、４０Ｈｚ未満の周波数など特定の周波数帯における平均総合レベルを測定してもよい。一般に、サブウーファの最大出力は、４０Ｈｚ超の周波数に対して、４０Ｈｚ未満に制限される。したがって、平均総合レベルを４０Ｈｚ未満に最適化すると都合がよいこともある。次に、２０〜４０Ｈｚ範囲においてこれらの聴取場所での平均総合出力が最も高いか、またはより高いパラメータ候補をオーディオシステムに使用してもよい。単一の場所を有するオーディオシステムの場合も同様に、平均レベルを４０Ｈｚ未満に最適化すると都合がよいこともある。上記のように、さまざまな統計的解析を実施してもよい。図１１は、音響効率および平均空間変動を調べる統計的解析を示す図６のブロック６０８を展開したブロック図の一例である。図５に示す計算装置５７０で実行されるプログラムによって、この比較を行ってもよい。ブロック１１０２に示すように、伝達関数を周波数の関数として聴取場所間で比較することによって、空間平均を出してもよい。たとえば、予測伝達関数を周波数の関数として比較してもよい。
【０１５０】
空間平均は、場所の平均振幅を含んでもよく、単一のラウドスピーカ位置またはラウドスピーカ位置の組み合わせから出力され、図４の４５０〜４５５などの複数の聴取場所で検知される音響出力の数値表現として見てもよい。空間平均を求めるには、単一のラウドスピーカ位置から出力された伝達関数の修正後または修正前の振幅成分を周波数の関数として、場所間で比較してもよいし、または複数のラウドスピーカ位置から出力された伝達関数の組み合わせの修正後または修正前を比較してもよい。この比較は任意の方法で行ってよいが、１つの方法では、図１０に示すように、すべての聴取場所からの振幅成分のｄＢ値を平均することによって、各周波数に対する空間平均を与える。各聴取場所に対する振幅成分が空間平均からどれだけ変動するかは、場所変動などの変動として表してもよい。このように、振幅３ｄＢの空間平均を与えるために、振幅値４ｄＢと２ｄＢとを平均化によって比較すると、空間変動値は２になりうる。
【０１５１】
図１０に示すように、振幅値間の変動性は、サンプル変動、標準偏差（ＳＴＤ）、空間包絡線、空間最大−平均、または数値間の変動性を表す他のいずれかの方法によって表してもよい。たとえば、位置４４０にあるラウドスピーカに対する６０Ｈｚの伝達関数が場所４５０において＋１ｄＢ、場所４５１において＋１ｄＢ、場所４５２において−２ｄＢ、場所４５３において＋２ｄＢ、場所４５４において＋３ｄＢ、および場所４５５において＋３ｄＢである場合、空間平均振幅は＋１．３３ｄＢとなり、空間変動は３．４７となる。
【０１５２】
ブロック１１０４に示すように、空間平均および空間変動を記録してもよい。計算装置５７０で実行されるプログラムは、ブロック１１０６に示すように、各ラウドスピーカ位置候補およびラウドスピーカ位置候補の各組み合わせに対するすべての聴取場所間で空間変動が最大になる周波数を求めてもよい。この周波数を、等化を適用する際の中心周波数として決定してもよい。さらに、複数の等化を実装する場合は、空間変動が最大の３つの中心周波数など、複数の中心周波数を決定してもよい。
【０１５３】
次にブロック１１０８に示すように、計算装置５７０で実行されるプログラムは、決定された中心周波数の振幅を、ブロック７１６で選択した等化帯域幅およびレベル設定によって修正してもよい。このように、決定された（または、ブロック９１２での組み合わせの前に等化修正を実施した場合は、選択された）周波数の選択された帯域幅に対して、特定の周波数に対する数値振幅成分を増加または低減させてもよい。たとえば、１２ｄＢの振幅低減を６０ＨｚでＱ＝４によって適用することもできる。周波数に依存しないゲイン設定と異なり、さまざまな周波数における数値振幅成分は、さまざまな等化レベル設定によって修正しうる。このように、複数の等化設定のうちの１つを、ラウドスピーカ位置候補の１つまたは組み合わせに対する空間平均に適用してもよい。
【０１５４】
ブロック１１１０に示すように、修正した空間平均を記録してもよい。７１６で追加の等化設定を選択した場合は、ブロック１１１２に示すように、ブロック１１０８〜１１１０を繰り返してもよい。選択したすべての等化設定によって空間平均を修正したときは、ブロック１１１４に示すように、修正後または修正前の空間平均を比較してもよい。この比較は、計算装置５７０で実行されるプログラムで行ってもよい。
【０１５５】
ブロック１１１４に示すように、すべての空間平均を比較することによって、各ラウドスピーカ位置候補およびラウドスピーカ位置候補の各組み合わせに対する音響効率と平均空間変動とを含む解に、すべての聴取場所に対して選択した補正を加えてもよい。図１０は、音響効率と平均空間変動とを決定するために使用しうる平均総合レベルの例を示す。
【０１５６】
上記のように、決定された音響効率は、解を実装した場合に、所定のサウンドシステムが同じパワー入力から１つまたは複数の聴取場所でより高いサウンドレベルを生成しうる能力を数値的に示す。このように、音響効率は、サウンドシステムの総低周波電気入力に対する１つまたは複数の聴取場所における音圧レベルの比である。たとえば、音響効率は、すべてのアクティブなラウドスピーカに対する総ドライブで割った平均総合レベルを含んでもよい。決定された空間変動は、解を実装した場合に各聴取場所で検知される低周波音響信号の相似性を数値的に示す。
【０１５７】
図１２は、音響効率と空間平均の変動とを求める統計的解析を示す図６のブロック６０８を展開したブロック図の別の例である。ブロック１２０２に示すように、振幅応答を聴取場所の関数としてすべての当該周波数にわたって比較することによって、各聴取場所における平均レベルを求めてもよい。図１０は、１つの聴取場所における周波数群の振幅を平均することによって平均総合レベルを算出する、平均レベルの計算例を示す。具体的には、周波数２０〜８０の振幅を平均することによって、図１に示す座席１に対する平均レベルを計算してもよい。図１０に示すように、これらの平均レベルを平均することによって、平均総合レベルを計算してもよい。さらに、図１０に示すように、これらの平均レベルを解析することによって、平均レベルの変動、平均レベルの標準偏差、平均レベルの包絡線、および平均レベルの最大−平均を求めてもよい。平均レベルに加え、振幅変動または振幅標準偏差を計算してもよい。振幅変動は、特定の聴取場所に対する振幅の変動を含んでもよい。図１０に示す例のように、振幅変動は、座席１に対する振幅値の変動（−１７７．７１,−１６．６０．．．−５．６５）の計算を含んでもよい。振幅変動は、特定
の聴取場所に対する伝達関数（予測伝達関数または修正前の伝達関数）の平滑度の尺度にしてもよい。複数の聴取場所を有するオーディオシステムにおいては、各聴取場所に対する振幅変動の平均を求めることによって、平均振幅変動を求めてもよい。単一の聴取場所を有するオーディオシステムにおいては、振幅変動または振幅標準偏差を用いて、予測構成を統計的に評価してもよい。
【０１５８】
ブロック１２０４に示すように、記録されたすべての平均レベルの平均を求めることによって、平均総合レベルを求めてもよい。ブロック１２０６に示すように、平均総合レベルを用いて、音響効率を計算してもよい。平均総合レベルを各ラウドスピーカに対する総ドライブレベルで割ることによって、音響効率を求めてもよい。音響効率は、所定のサウンドシステムが同じパワー入力から、１つまたは複数の聴取場所におけるサウンドレベル、帯域を制限した解析の場合は低周波サウンドレベル、を上げうる能力を数値的に示す。ブロック１２０８に示すように、最初に各聴取場所における空間平均を計算し、次にこれらの空間平均の変動を計算することによって、空間平均の変動を計算してもよい。決定された空間平均の変動は、解を実装した場合に、振幅値が目標値にどれだけ一致するかを数値的に示す。ブロック１２１０に示すように、この音響効率および／または空間平均の変動を用いて、予測伝達関数を比較してもよい。
【０１５９】
図１３は、オーディオシステムの構成候補の表であり、構成候補は平均空間変動（ＭＳＶ）に基づき順位が付けられている。これらの構成候補は、ラウドスピーカ位置、ラウドスピーカ数、およびゲインと、遅延と、等化とを含む補正設定のオーディオシステムパラメータのさまざまな組み合わせに対応する値を含む。最初の４つの構成と別の構成（解１０，０００など）とが示されている。さらに、図１４には、例示を目的として、音響効率（ＡＥ）の値、および空間平均の変動（ＶＳＡ）の値が示されている。他の種類の統計的解析を使用してもよい。
【０１６０】
図１３の各構成候補に対して、６つの聴取場所、最少２つのラウドスピーカ、最大３つのラウドスピーカ、および４つのラウドスピーカ位置候補が考慮されている。３つのゲイン設定候補値として０ｄＢ、−６ｄＢ、および−１２ｄＢが考慮されている。遅延設定として０ｍｓ、５ｍｓ、および１０ｍｓが考慮されている。パラメトリック等化を実装するための中心周波数は、図１１のブロック１１０６で求めたように、変動が最大の周波数を含んでもよい。帯域幅設定として１、４、および１６が考慮されている。等化レベル設定として０ｄＢ、−６ｄＢ、および−１２ｄＢが考慮されている。
【０１６１】
この手法によって、統計的解析に基づき、少なくとも１つの構成候補を推奨してもよい。この推奨は、１つまたは複数の統計的解析に基づいてもよい。図１３に示すように、構成候補は、平均空間変動（ＭＳＶ）に基づき順位付けされる。あるいは、音響効率（ＡＥ）および／または空間平均の変動（ＶＳＡ）に基づき、解を順位付けしてもよい。または、さまざまな統計的解析の重み付けに基づく順位付けなど、複数の統計的解析に基づき、これらの解を順位付けしてもよい。たとえば、さまざまな重みを平均空間変動、音響効率、および／または空間平均の変動に割り当ててもよい。
【０１６２】
計算装置５７０で実行されるプログラムまたはユーザは、図１３に示す説明のための解から、統計的解析に応じたパラメータの解を手動で選択してもよい。図１３に示す解１は、平均空間変動が最小であるので、各システムパラメータに対して示されている補正設定を位置候補１および２のラウドスピーカに実装すると、各聴取者に聞こえる低周波信号の類似性が最大になる。解５の場合は、音響効率は最大になるが、平均空間変動が他の解より高くなる。このように、ユーザは、平均空間変動が最小ではなく、また音響効率が最大でもないが、平均空間変動と音響効率の両方のバランスがよい解２の実装を希望してもよい。解３は、各聴取場所における空間平均の変動は最小であるが、解２に比べ、平均空間変動が大きく、音響効率が低い。このように、空間平均の変動を考慮する場合もまた、空間変動と、音響効率と、空間平均の変動との組み合わせがよい解２が所望の選択肢となりうる。
【０１６３】
部屋およびサウンドシステムによっては、特定の解によって、音響効率と、平均空間変動と、空間平均の変動とが同時に向上する場合もあるが、トレードオフが必要になる場合もある。低周波が向上する所望の組み合わせを用意するために、ユーザが順位付け結果を見直し、選択した解に対応する値を実装してもよい。たとえば、一部の音響効率を犠牲にして空間変動を減らすか、またはこの逆のトレードオフを行うかをユーザが決定してもよい。
【０１６４】
ユーザに加えて、計算装置５７０で実行されるプログラムが統計的解析からの解を重み付けすることによって、サウンドシステムに実装する解を選択してもよい。具体的には、平均空間変動が最小になる解が音響効率を大きく下げる場合は、ユーザが選択した重み付け係数に基づき、プログラムが所望の解を選択してもよい。たとえば、ユーザが音響効率の向上を必要とする程度が平均空間変動の低減の２倍であるとする。このように、低域特性のトレードオフを伴う場合は、計算装置５７０で実行されるプログラムは、ユーザが優先させる重み付けに基づき、解を選択してもよい。上記のように、他の種類の統計的解析を使用して構成候補を評価してもよい。たとえば、振幅変動または平均振幅変動を用いて構成候補を評価してもよい。
【０１６５】
図１３のＳ列は、ラウドスピーカの数と各ラウドスピーカの位置とを４つの位置候補によって示す。各解は、その解を実装するためにラウドスピーカを配置すべき位置候補に対応する値を提供する。同様に、解を実装するために必要なラウドスピーカの数も提供する。たとえば、解１の場合は、２つのラウドスピーカを位置候補１および２に配置する。解５の場合は、３つのラウドスピーカを位置１、３、および４に配置する。
【０１６６】
このように、それぞれの解は、使用するラウドスピーカの数を減らした場合、または増やした場合の効果を示してもよい。具体的には、それぞれの解は、使用するラウドスピーカの数を増やすと効果があるか否かを明らかにしてもよい（たとえば、選択したラウドスピーカの数が３つでも２つでも、低周波音性能には影響しない、つまり選択した聴取場所における低周波音の性能は低下しないなど）。それぞれの解では、低域特性を向上するために追加するラウドスピーカおよび補正のコストの重み付けをユーザが行える。たとえば、ラウドスピーカを２つ追加するより、パラメトリック等化を一対のラウドスピーカの一方に加えた方が空間変動がより向上することもある。
【０１６７】
図１３の「ゲイン」列は、低域特性の所望の向上をもたらすために、各ラウドスピーカに実装するゲイン設定を示す。上記のように、統計的解析によって、各ラウドスピーカ位置候補に実装するゲイン設定をそれぞれ独立に決めてもよい。たとえば、解３においては、位置候補２のラウドスピーカに対して６ｄＢのゲイン低減を実装するが、位置候補３に配置されるラウドスピーカに対してはゲイン補正を実装しない。
【０１６８】
一般に受け入れられている音響理論では、対面する垂直な部屋境界から等しい位置にある２つラウドスピーカのゲイン設定を等しくしてルームモードを打ち消すと、低域特性が向上すると予測される。ラウドスピーカの配置が正確であり、空間が対称的であり、空間境界の音響特性が同じであれば、この予測が当てはまるかもしれないが、空間境界の音響特性は一般に非常に異なる。したがって、ラウドスピーカの配置位置が部屋境界から等距離でない場合は、統計的解析によって、低域特性が向上するゲイン設定値を持つ解を決定してもよい。また、空間境界の音響特性が一様でなく、相互に垂直でなく、ドアなどの開口部がある場合も、低域特性が向上するゲイン設定値を持つ解を決定してもよい。
【０１６９】
１つまたは複数の聴取場所で聞かれる低周波のサウンドレベルを上げるには、ラウドスピーカ位置候補におけるゲイン設定を下げる解を統計的解析によって求めてもよい。これは解１と解３とを比較するとわかるように、両ラウドスピーカの単位ゲインが０であるとき、ラウドスピーカ２に対する６ｄＢのゲイン低減によってもたらされる解３の音響効率は、解１から得られる音響効率より高いことを示している。これは、音量を下げるとサウンドレベルが下がるという、一般に受け入れられている音響理論とは直観的に反する。
【０１７０】
図１３の「遅延」列は、各解の各ラウドスピーカ位置に実装される遅延設定を示す。上記のように、統計的解析によって、各ラウドスピーカ位置候補に実装する遅延設定をそれぞれ独立に決定してもよい。このように、解３の場合は、位置候補２のラウドスピーカに対して１０ｍｓの遅延を実装し、位置候補３に配置されるラウドスピーカに対しては遅延を実装しない。遅延設定もまた、音響効率に対して良い影響を及ぼすことがある。
【０１７１】
図１３の「中心」列、「帯域幅」列、および「レベル」列は、各解の１つ、いくつか、またはすべてのラウドスピーカに実装するパラメトリック等化設定候補などのフィルタ候補を示す。上記のように、パラメトリック、グラフィック、パラグラフィック、シェルビング、ＦＩＲ、およびトランスバーサルを含む、さまざまな種類の等化を調査してもよい。統計的解析によって、各候補ラウドスピーカに実装する等化設定をそれぞれ独立に決めてもよい。パラメトリック等化では、調整を適用する周波数、たとえば６０Ｈｚ、は、中心周波数によって決まる。振幅調整の幅は、帯域幅によって決まる。たとえばＱ＝４であると、帯域幅＝１５Ｈｚになる。適用する振幅調整の量、たとえば−１２ｄＢ、は、レベルによって決まる。振幅の増加または低減のどちらを適用してもよいが、一般には振幅の低減を適用する。したがって、解３の場合は、位置候補２のラウドスピーカに対しては、中心周波数２７ＨｚのＱ１６にわたって６ｄＢのレベル低減を適用し、位置候補３のラウドスピーカに対しては、中心周波数４１ＨｚのＱ１にわたって０ｄＢのレベル低減を適用する。周波数に依存するゲイン（等化レベル）は別の種類のゲイン低減であるので、１つまたは複数のラウドスピーカに対する、１つまたは複数の周波数における等化レベル設定を下げることによって、１つまたは複数の座席における低周波の音響効率を上げてもよい。
【０１７２】
注目すべきことに、周波数独立または周波数依存のゲインおよび／または遅延の低減によって、特定の周波数帯（５０Ｈｚ未満の周波数など）における音響効率と平均総合レベルとを上がることがある。たとえば、１つまたは複数のラウドスピーカの音量を下げることによって、音響効率と平均総合レベルとを上がることがある。振幅ディップより振幅ピークがカバーする部屋の物理的容積の方が一般に大きいので、このように音響効率と平均総合レベルとが上がることがある。たとえば、ピークがカバーしうる聴取場所はは２つから３つであるが、ディップがカバーしうる聴取場所は１つである。統計的解析によって平均空間変動および／または空間平均の変動が減る解を求めるときは、振幅応答におけるディップ（弱め合う干渉）を犠牲にして、ピーク（強め合う干渉）を増加しうる解の値をサウンドシステムに実装してもよい。聴取場所におけるディップに対するピークのこのような増加は、音響信号の音波間の弱め合う干渉の低減によることもある。したがって、補正の実装前は波の打ち消しによって減衰した音響エネルギーが聞かれることもあるので、低周波の音響効率の向上を実感することが可能になりうる。
【０１７３】
図１４は、選択した解に対応する値のサウンドシステムへの実装を示す図６のブロック６１２を展開したブロック図である。ラウドスピーカの数と位置とに対応する解の値を実装するには、ブロック１４０２に示すように、１つまたは複数のラウドスピーカを決定された位置に配置する。したがって、図１３の解２を実装するには、ラウドスピーカを位置候補１、２、および３に配置する。同様に、空間変動が最小の解１を実装するには、ラウドスピーカを位置候補１および２に配置する。
【０１７４】
補正設定は、サウンドシステム５００のアナログドメイン（たとえば、ゲインまたは等化）またはデジタルドメイン（たとえば、ゲイン、等化、または遅延）、および信号経路内の都合のよい任意の地点に実装してもよい。ブロック１４０４に示すように、ゲイン調整（一般にラウドネスまたは音量制御と呼ばれる）を各ラウドスピーカ位置でそれぞれ独立に下げるか上げることによって、ゲイン設定をサウンドシステム５００に実装してもよい。したがって、図１４の解２を実装するには、位置候補１のラウドスピーカに対するゲインを１から６ｄＢ下げ、位置候補２のラウドスピーカのゲインを１つまり０のままとし、位置候補３のラウドスピーカのゲインを１から１２ｄＢ下げる。ゲイン補正を実装するには、変換器によって音響信号に変換される電気信号を減衰または増加させる方法が一般的であるが、共通の電気信号に反応する複数のラウドスピーカを単一の位置に配置するなどの方法によって行ってもよい。または、ラウドスピーカの配線を変更することによって、補正設定を実装してもよい。
【０１７５】
ブロック１４０６に示すように、１０ミリ秒（ｍｓ）などの遅延設定を各ラウドスピーカ位置でサウンドシステム５００のデジタルドメインに実装してもよい。遅延設定の実装は、サラウンドサウンドまたは他のプロセッサが入力から低周波出力を生成した後でもよい。たとえば、ＤＯＬＢＹ  ＤＩＧＩＴＡＬ  ５．１（Ｒ）またはＤＴＳ（Ｒ）デジタル信号がデジタルサラウンドサウンドデコーダに入力される場合は、ＬＦＥ（低周波効果）信号が出力される。この出力を増幅のためにアナログドメインに変換する前に、遅延設定を導入してもよい。遅延設定は、プロセッサ５０４がアナログ信号を出力できる場合は、プロセッサ５０４に実装してもよいが、ラウドスピーカの電子装置がデジタル入力を受け付ける場合は、ラウドスピーカに実装してもよい。したがって、図１３の解２を実装するには、位置候補１のラウドスピーカに対して遅延０ｍｓ（遅延なし）を適用し、位置候補２のラウドスピーカによって再生される信号に遅延１０ｍｓを適用し、位置候補３のラウドスピーカには遅延を何も適用しない。
【０１７６】
ブロック１４０８に示すように、等化を各ラウドスピーカにそれぞれ独立に適用することによって、等化設定をサウンドシステム５００に適用してもよい。パラメトリック等化は、各ラウドスピーカに等化を実装するために都合のよい方法である。パラメトリック等化では、適用する中心周波数、帯域幅、および振幅増加量または低減量（レベル）を選択するための設定を実装できる。中心周波数、帯域幅、およびレベルの設定は、各ラウドスピーカによって再生される信号に対してそれぞれ独立に適用してもよい。したがって、図１４の解２を実装するには、ラウドスピーカｌに対しては中心周波数、Ｑ、およびレベル設定をそれぞれ２２Ｈｚ、１、および−６ｄＢに設定し、ラウドスピーカ３に対してはそれぞれ８５Ｈｚ、１、および−１２ｄＢに設定する。位置候補２のラウドスピーカはレベル設定が０ｄＢつまり１であるので、このラウドスピーカに対しては等化を実装しない。ブロック６１２のステップ数は図１４より少なくてもよいし、図１４に示されていないステップを追加してもよい。
【０１７７】
（例）
７つのオーディオシステムを調べた。最初の５つは、上記の解析を用いてホームシアターシステムを調べた例である。この５つのホームシアターシステムのうち、３つは実際の既存ホームシアターシステムであり、残りの２つはリスニングルーム内の実験システムであった。各ホームシアター例において、最適化されたシステムを該当するベースラインと比較する。さらに、各ホームシアター例において、実測データを用いて結果を予測する。最後の２つは、上記の解析を用いて車両を調べた例である。
【０１７８】
（例１）
調査した第１のシステムは、専用のホームシアターではない。したがって、既存のサブウーファ位置は、低域特性と美的観点との間の妥協点である。図１５は、例１の部屋の配置であり、この縮尺比は約１００：１である。正方形のボックスは、２つサブウーファ位置を表し、円は３つの聴取場所を表す。図１５に示す部屋は約２７′×１３′であり、壁の１つは４５°の角度が付いており、天井の高さは９′である。壁と天井とは、乾式壁と２″×６″の埋め込みボルトとで構成されている。床はコンクリートスラブ製であり、陶磁器製タイルで覆われている。床のかなりの部分が部分敷き絨毯で覆われている。
【０１７９】
図１６は、低周波解析を適用する前のシステムの低域特性を示す。図１６の中央部にある太い実線の曲線は、３つの聴取場所の平均振幅応答である。中央部にある細い曲線は、各聴取場所における応答であり、上部の破線の曲線は、周波数の関数としての平均空間変動であり、明確にするために１０ｄＢでべき乗されている。左下のテキストは、この構成のメトリックであり、平均空間変動は２１．４１７３ｄＢ、空間平均の変動は２３．６９９２ｄＢ、および音響効率は−１２．６８８６ｄＢである。図１６の右下のテキストは、補正係数に修正を加えていない、この構成のパラメータである。図１７は、低周波解析の適用後の予測性能を示すグラフである。表１は、低周波解析前と低周波解析後のシステムの性能およびパラメータの比較である。
【０１８０】
【表１】
2010166584.tif 000010
１つの壁の角度が４５°である例１は、長方形以外の部屋など、どのような部屋構成にも低周波解析を適用しうることを示す。さらに、例１のシステムは、サブウーファの数と場所とが予め決められている。例１の低周波解析は、システムの低周波応答を向上するための補正係数に的を絞っている。たとえば、ゲイン、遅延、および等化に対する補正係数が例１の少なくとも一部のラウドスピーカに適用されている。図１６、図１７、および表１に示すように、この低周波解析の結果は、この解析によって、平均空間変動および空間平均の変動が劇的に減少したこと、つまり効果があったこと、および音響効率がわずかに増加したこと、つまりこれも効果があったことを示す。
【０１８１】
（例２）
例２で調査した第２のシステムは、＄３００，０００＋の専用ホームシアターである。図１８に、例２の部屋の配置を示す。本システムの特徴は、部屋の各隅に１つずつあるサブウーファ、フロントプロジェクション種類のビデオシステム、および２列目の座席のための蹴込みである。部屋の寸法は約２６′×１７′であり、天井の高さは９′である。２つの壁はコンクリートブロック製であり、２つの壁は乾式壁と２″×４″の埋め込みボルトとで構成されている。床は、コンクリートスラブ上にカーペットが敷かれている。２列目の座席は、ベニヤ板と２″×４″の埋め込みボルトとで構成された８″の蹴込み上にある。この部屋の特徴は、すべての壁に広範囲に施されているダンピングである。図１９および図２０は、低周波解析前および低周波解析後の低域特性を示す。表２は、低周波解析前と低周波解析後のシステム性能の比較である。
【０１８２】
【表２】
2010166584.tif 000011
例２のシステムは、サブウーファの数と場所とが予め決まっており、４つのサブウーファが部屋の各隅にある。この低周波解析は、システムの低周波応答を向上するための補正係数に的を絞っている。たとえば、ゲイン、遅延、および等化に対する補正係数が例２のラウドスピーカの少なくとも一部に適用されている。図１９、図２０、および表２に示すように、この低周波解析の結果は、この解析によって、平均空間変動および空間平均の変動が向上し、音響効率がわずかに下がったことを示している。
【０１８３】
（例３）
例３の第３のシステムは、ファミリールーム内のホームシアターセットアップを含む。図２１は、例３の部屋の配置を示す。部屋の寸法は約２２′×２１′であり、勾配付きの天井が特徴である。壁と天井とは、乾式壁と２″×４″の埋め込みボルトとで構成されている。床はコンクリートスラブ製であり、周囲がタイルで覆われ、中央部はカーペット敷きである。左側面の壁には、厚手のカーテンで覆うことができる（また覆われていた）窓がいくつかある。本システムは、本来２つのサブウーファが部屋の前面にあった。図２２は、低周波解析を適用する前の、部屋の前面のサブウーファ１と２とを使用していたシステムの本来の構成における低域特性を示す。図２３は、サブウーファ１と２とを使用したシステムの低周波解析の適用後の低域特性を示す。２つの追加サブウーファを部屋の後部に配置し、低周波解析を適用した結果を図２４に示す。表３は、改善前と改善後のシステムの性能比較である。
【０１８４】
【表３】
2010166584.tif 000012
例３は、サブウーファの数、サブウーファの配置、および適用した補正係数に基づく、複数の異なる解候補を強調している。図２３は、図２２と同じ構成で配置されているサブウーファに対する解を示す。低周波解析を用いると、図２３に示すように、同じ構成でも、平均空間変動が劇的に減少し、空間平均の変動が減少し、音響効率も減少する。図２４は、部屋の各隅に配置されているサブウーファに対する解を示す。この低周波解析を用いると、図２４に示すように、平均空間変動、空間平均の変動、および音響効率が大きく向上する。
【０１８５】
（例４）
例４のシステムは、隣室との間に仕切りがない部屋にある。図２５は、例４の部屋の配置である。主室の寸法は２０′×１５′であり、寸法１７′×１３′の別の部屋との間に仕切りがない。両方の部屋は、天井が８′の「下垂天井」であり、床がカーペットで覆われたスラブコンクリート製である。すべての壁は、乾式壁と２″×４″の埋め込みボルトとで構成されている。本来の構成では、１つのサブウーファを使用していた。図２６は、本来の構成のシステムの性能を示すグラフである。図２６のグラフで明らかなように、これは例外的に良いリスニングルームであることに注目されたい。６つのサブウーファ位置候補を測定し、低周波解析によって最良の４つのサブウーファ位置を決定した。図２７は、低周波解析によって最良の４つのサブウーファ位置（サブウーファ１、２、４、および５）を選択し、各サブウーファのパラメータを最適化した後のシステムの性能を示すグラフである。表４は、最適化前と最適化後のセットアップの比較である。
【０１８６】
【表４】
2010166584.tif 000013
例３と同様に、例４は、サウンドシステムのサブウーファの数、サブウーファの配置、および適用する補正係数などのさまざまな様相に基づくさまざまな解候補を強調している。低周波解析を通じて、サブウーファの数、サブウーファ位置候補に基づくサブウーファの配置、および／または補正係数を決定してもよい。具体的には、例４のシステムには、サブウーファ候補を６つまで含めることも可能であった。低周波解析によって、サブウーファの最適数は４つと決定された。さらに、６つのサブウーファ位置候補のうち、場所１、２、４、および５が選択された。低周波解析を用いることによって、図２７に示すように、平均空間変動が減少し、空間平均の変動が増加し、音響効率が増加する。
【０１８７】
（例５）
例５の部屋は、エンジニアリングリスニングルームである。図２８は、例５のエンジニアリングリスニングルームの配置を示す。部屋の寸法は約２１′×２４′であり、天井の高さは９′である。壁と天井とは、乾式壁と２″×６″の埋め込みボルトとで構成された２層構造である。床は、コンクリートスラブ製であり、壁から壁までカーペット敷きである。すべての部屋境界が比較的硬いので、この部屋は低周波における減衰がほとんどない。この点に関して、例５の部屋は、低周波での減衰が大きい例２の部屋とは音響特性が非常に異なる。
【０１８８】
合計で８つのサブウーファ位置候補と５つの聴取場所とを測定した結果、伝達関数の数は４０になった。次に、図２９〜３９に詳細に示すように、いくつかの構成をシミュレートした。この例におけるすべての結果は、実測データを用いて４０個の伝達関数から予測されている。
【０１８９】
図２９は、共通のシナリオにおける前面隅の単一のサブウーファ（図２８のサブウーファ１）の低域特性を示すグラフである。これは、図３０の低周波解析によって見つけた単一の最良サブウーファ構成に対比される。図３１は、サブウーファ１と３とを用いた共通の「ステレオサブウーファ」構成の低域特性を示すグラフである。図３２は、一対のサブウーファに対する最良の解を見つけることに限定した低周波解析を用いた２サブウーファ構成のシステムの性能を示すグラフである。図３２に示すように、最良対の解は、図２８に示すサブウーファ６と７とを使用する。
【０１９０】
図３３は、４隅のサブウーファ１、３、５、および７を用いた構成の低域特性を示すグラフである。図３４は、低周波解析の適用後の同じ４つのサブウーファの性能を示すグラフである。図３５は、４つの中間点にあるサブウーファ２、４、６、および８を用いた構成の低域特性を示すグラフである。図３６は、低周波解析の適用後の同じ４つのサブウーファの低域特性を示すグラフである。
【０１９１】
図３７は、４つのサブウーファの「最適」構成の低域特性を示すグラフである。「最適」構成は、唯一の順位付け係数として空間変動を用いた解析の順位付け結果に基づいている。図３７に示すように、４つのサブウーファによる「最適」構成は、場所２、５、６、および７に配置されたサブウーファを含む。さらに、図３７に示す「最適」構成は、各サブウーファに対する補正係数を含む。同様に、図３８および図３９は、他の「最適」な４サブウーファ構成の低域特性を示す。図３８および図３９の「最適」構成は、それぞれ平均空間変動と空間平均の変動とを用いた解析、および平均空間変動と音響効率とを用いた解析の順位付け結果に基づく。
【０１９２】
図４０は、例５のエンジニアリングルームについて調査したすべてのシミュレーション構成の平均空間変動を示す。図４０では、代表的な「ステレオサブウーファ」構成および「４隅」構成に相当するポイントがプロット上で強調されている。
【０１９３】
表５は、例５でシミュレートしたすべての構成の低域特性の比較である。
【０１９４】
【表５−１】
2010166584.tif 000014
【０１９５】
【表５−２】
2010166584.tif 000015
表５の結果を調べると、サブウーファの場所パラメータおよび／または補正係数を用いた低周波解析によって、サウンドシステムの低域特性を向上しうる。サブウーファの数を１つに限定した図２９と図３０とを比較すると、低周波解析を用いることによって低域特性が向上している。この解析は、平均空間変動と空間平均の変動とが減少し、音響効率が増大するサブウーファ位置（位置７）を示唆している。
【０１９６】
サブウーファの数を２つに限定した図３１と図３２とを比較すると、低周波解析を用いることによって、ここでも低域特性が向上している。この解析は、平均空間変動と空間平均の変動とが減少し、音響効率がわずかに下がるサブウーファ位置（位置６と７）と補正係数とを示唆している。
【０１９７】
サブウーファの数と場所を限定した（すなわち、部屋の各隅にサブウーファを１つずつ配置した）図３３と図３４とを比較すると、低周波解析を用いることによって低域特性が向上している。この解析は、平均空間変動と空間平均の変動を減少させ、音響効率を増大させる補正係数を示唆している。サブウーファの数と場所を限定した（すなわち、部屋の４つの中間地点にサブウーファを１つずつ配置した）図３５と図３６とを比較すると、低周波解析を用いることによって、低域特性が向上している。この解析は、平均空間変動と空間平均の変動とを減少させ、音響効率を増加させる補正係数を示唆している。
【０１９８】
低周波解析によって求められた解を順位付けするための基準はいくつかある。順位付けは、空間変動、空間平均の変動、音響効率、またはこれらの任意の組み合わせに基づいてもよい。サブウーファの数を４つに限定した図３６〜３８は、さまざまな順位付け基準に基づき、サブウーファの場所と補正係数とを選択する例を示す。図３６は、空間変動にのみ基づいて解を順位付けしており、この場合の好適な解は空間変動が最小の解である。図３７は、空間変動と空間平均の変動との組み合わせに基づき解を順位付けしているので、好適な解によって選択されるサブウーファ位置は、図３６の好適な解とは異なり、図３６の好適な解より空間変動が大きく、空間平均の変動が小さい。図３８は、空間変動と音響効率との組み合わせに基づき解を順位付けしているので、好適な解によって選択されるサブウーファ位置は図３６の好適な解とは異なり、図３６の好適な解より空間変動が大きく、音響効率が高い。
【０１９９】
図４１は、振幅および遅延の補正係数の最適化に的を絞った低周波解析に基づく、サブウーファを４隅に配置する代表的構成の予測低域特性を示す。図４２は、最適化後の実際の低域特性である。図４１と図４２とを比較すると、７０Ｈｚ未満の予測低域特性と実際の低域特性との間の一致は優れている。したがって、低周波解析によって予測された低域特性と実際の低域特性とはほぼ一致する。
【０２００】
（例６）
上記のように、本願明細書内の教示内容は、車両を含むどのような種類の空間におけるサウンドシステムに適用してもよい。車両の例として、自動車とトラックとが挙げられるが、これだけに限定されるものではない。自動車などの車両を「調整」するときの問題点の１つは、前列の座席と後列の座席とで低音域を一致させることである。この解析の第６の適用例では、セダン型自動車を用いている。図４３は、自動車のフロントドア内の下部とリアデッキ上とにあるスピーカからの２０〜２００Ｈｚに対する周波数応答のグラフを示す。曲線４３０２および４３０４は、前部の２つ座席についての周波数応答である。曲線４３１０および４３１２は、２つの後部座席についての周波数応答である。太い黒色の曲線４３０６は、４つの座席のすべてにおける平均応答であり、細い黒色の曲線４３０８は、空間変動である。図４３に示すように、後列は、７５Ｈｚを中心としたオクターブ全体に対して低音が約７ｄＢ少ない。
【０２０１】
図４４は、周波数応答のグラフを示す。図４４では、リアデッキスピーカに対するドライブレベルを６ｄＢ減らした（図４４の「レベル」行に−６と示されている）。曲線４４０２および４４０４は、前部の２つ座席についての周波数応答である。曲線４４１０および４４１２は、２つの後部座席についての周波数応答である。太い黒色の曲線４４０６は、４つの座席すべてにおける平均応答であり、細い黒色の曲線４４０８は空間変動である。図４４に示すように、低音域における周波数応答が図４３より一致している。車両の前列と後列との差の最大値は、約５ｄＢであり、その範囲はわずか２分の１オクターブである。これは、図４３に示す「均一ドライブ」で達成した値に比べ著しい向上である。空間変動も向上している（９．０７６９から３．５０３３へ）。低周波における平均総合レベルは約０．２ｄＢ下がったが、これはドライブレベルを約２．５ｄＢ下げたことによる。各聴取位置における効率は、ほぼ２．３ｄＢ向上しており、これは大きな向上である。また、平均周波数応答も向上している。これは、上記のホームシアターセットアップを対象とした開示内容と一致する。具体的には、座席間の変動が減るにつれて、周波数応答および効率が向上する傾向がある。図４４は、レベル（ｄＢ単位）、遅延（ミリ秒単位）、および等化（フィルタ周波数（Ｈｚ単位）、フィルタゲイン（ｄＢ単位）およびフィルタＱを含む）などのパラメータを示す。図４４に示すように、このスピーカ配置では、個々のスピーカの遅延および等化を最適化しても、座席間の変動は大きく改善されなかった。
【０２０２】
図４３および図４４に用いた車は、スピーカがフロントドア内の低部とリアデッキ上にある。ただし、４つのドア内とリアデッキ上にスピーカを設けたシステムは、安価な自動車においてさえも一般的になってきている。このシステム構成を使用して、一対の追加スピーカを後部ドア内の低部に設置し、最適化ルーチンを再度実行した。図４５は、最適化前のシステムの性能を示す。図４５に示すように、曲線４５０２および４５０４は、前部の２つ座席についての周波数応答であり、曲線４５１０および４５１２は、２つ後部座席についての周波数応答であり、太い黒色の曲線４５０６は、４つの座席すべてについての平均応答であり、細い黒色の曲線４５０８は、空間変動である。図４６は、最適化後のシステムの性能を示す。図４６に示すように、曲線４６０２および４６０４は、前部の２つの座席についての周波数応答であり、曲線４６１０および４６１２は、２つの後部座席についての周波数応答であり、太い黒色の曲線４６０６は、４つの座席すべてにおける平均応答であり、細い黒色の曲線４６０８は、空間変動である。座席間の変動が劇的に減り（図４６の空間変動は、図４５に比べ、より平坦になっている）、各座席における周波数応答もより平坦になっている。低周波における総合出力は１ｄＢ減ったが、これは総合ドライブレベルを約６ｄＢ下げたことによる。すなわち、システム効率は約５ｄＢ向上している。
【０２０３】
（例７）
セダン型車両内のサウンドシステムに加え、スポーツユーティリティビークル（ＳＵＶ）など、他種の車両内のサウンドシステムに最適化ルーチンを使用してもよい。解析の第７の適用例では、ＳＵＶが使用されている。このＳＵＶ内のオーディオシステムは、４つのメインスピーカと、単一のサブウーファとを有する。「ベンチマーク」を作成するために、メインスピーカに対して約５０Ｈｚで高域通過フィルタを使用した。低周波信号を低減するために高域通過フィルタを使用してもよく、その目的は（１）ドアのラトル音の発生を減らし（メインスピーカがドアに搭載されているため）、さらに（２）可聴ひずみまたはスピーカの損傷の原因となりうるスピーカの好適な動作範囲外での動作の可能性を減らすことにある。また、ベンチマークを作成するために、低域通過フィルタをサブウーファに対して２５０Ｈｚで使用した。各チャネルの電気ゲインは同一値に設定した。このベンチマークの性能を図４７に詳細に示す。図４７に示すように、曲線４７０２および４７０４は、前部の２つの座席についての周波数応答であり、曲線４７１０および４７１２は、２つの後部座席についての周波数応答であり、太い黒色の曲線４７０６は、４つの座席すべてにおける平均応答であり、細い黒色の曲線４７０８は、空間変動である。
【０２０４】
次のパラメータで最適化ルーチンを実行した。
【０２０５】
【表６】
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これらのパラメータによる性能を図４８に示す。図４８に示すように、曲線４８０２および４８０４は、前部の２つの座席についての周波数応答であり、曲線４８１０および４８１２は、２つの後部座席についての周波数応答であり、太い黒色の曲線４８０６は、４つの座席すべてにおける平均応答であり、細い黒色の曲線４８０８は、空間変動である。図４８は、サブウーファ１（左前部（ＬＦ））、サブウーファ２（右前部（ＲＦ））、サブウーファ３（左後部（ＬＲ））、およびサブウーファ４（右後部（ＲＲ））に対するパラメータを示す。サブウーファに対するパラメータは、図４８には示されていないが、上の表に示されている。図４７および図４８に示すように、座席間の変動が６分の１になり（平均空間変動が２８．２０３３から４．５８９５へと約６分の１に減っている）、周波数応答の平坦化が著しい。さらに、効率が約３．５ｄＢ向上している。
【０２０６】
図４９は、各聴取場所において単一のマイクロフォンを使用した場合の実際の周波数応答を示す。上記のように、聴取場所で聴取する音響信号（周波数応答など）は、１つ、いくつか、またはすべての聴取場所候補で単一のマイクロフォンを用いて測定してもよい。（図４８は、測定した生データからの予測応答である。）図５０は、車両内の各聴取場所に配置された（図４９で使用したような単一のマイクロフォンではなく）代表的なマイクロフォン配列の応答を示すグラフである。図４９および図５０に示す結果は、ホームシアターに関する上記の開示内容に一致する。具体的には、本手法によって、離散した各マイクロフォン位置におけるシステム性能ばかりでなく、聴取エリア全体にわたるシステム性能を向上または最適化してもよい。
【０２０７】
上記のように、システムの周波数応答を向上するための取り組みの１つは、（１）さまざまな聴取場所について、少なくとも１つのメトリック（平坦度、一致度、効率、平滑度など）に基づく周波数応答が向上するように、１つ、いくつか、またはすべてのチャネルの構成を修正し、さらに（２）さまざまな聴取場所に対する周波数応答を大域的に向上することである。たとえば、１つの取り組みでは、（１）オーディオシステムの構成を選択することによって（たとえば、補正係数（ゲイン、遅延、等化）、スピーカの場所、スピーカの種類、スピーカの数などの選択によって）、複数の聴取場所にわたって周波数応答の変動を減らし（たとえば空間変動を減らし）、さらに（２）複数の聴取場所にわたって周波数応答がより一致するようになったら、全体としてのシステム性能の向上（複数の聴取場所に対する周波数応答の平坦化など）のために、大域的補正（大域的な等化など）をシステムに適用する。複数の聴取場所にわたる周波数応答の変動を減らさずに、システム全体としての大域的補正を行おうとすると、各離散地点（特定の聴取場所など）におけるシステムの応答は向上しても、他の地点における周波数応答が向上しないこともある（または悪化することもある）。
【０２０８】
両面からの補正手法（個々のチャネルレベルでの補正と大域レベルでの補正）によって、聴取エリア全体にわたる応答をより向上することが可能である。さらに、個々のチャネルレベルでの補正係数の使用によって、さまざまな聴取場所における応答が向上したが（たとえば、これらの聴取場所の空間変動の縮小）、周波数応答はそれほど向上しなかった（たとえば、これらの聴取場所の周波数応答は、山と谷が依然としてある）場合でも、これらの聴取場所における周波数応答はより一致しているので、大域的補正によって聴取エリアの周波数応答を全体的に向上してもよい。
【０２０９】
図５１は、本願明細書に開示されている手法を用いて向上または最適化しうるサウンドシステム構成のブロック図を示す。図５１は、左前部、前中央部、右前部、左側面、右側面、左後部、および右後部にチャネルがある７チャネルシステムを示す。入力５１０２を用いて、７つのチャネルを複数の２ウェイクロスオーバ５１０４に入力してもよい。クロスオーバは、広域通過フィルタと低域通過フィルタとを含んでもよく、この場合のクロスオーバの出力は、広域通過フィルタの出力と低域通過フィルタの出力とを含むことになる。たとえば、２ウェイクロスオーバ５１０４のＯｕｔ１は、広域通過フィルタの出力を含んでもよく、２ウェイクロスオーバ５１０４のＯｕｔ２は、低域通過フィルタの出力を含んでもよい。低周波数範囲における座席間の総変動に対して、補正係数を含む音場管理の概念によって対応できるように、２ウェイクロスオーバを設定してもよい。しがたって、中域などの周波数範囲における音色および空間性能が補正係数（たとえば、ゲイン、遅延、および等化など）によって劣化しないように、クロスオーバを選択することができる。すべてのチャネルからの低音域を表すこともある低域通過フィルタの出力（Ｏｕｔ２）は、ミキサ５１０６に送ってもよい。次に、ミキサ５１０６によってこれらの出力を加算して、単一のチャネルに入力してもよい。加算後の出力を向上または最適化してから、さまざまなチャネルに再分配してもよい。
【０２１０】
図５１は、オーディオシステムが少なくとも１つの個別チャネルの補正と大域補正とを含む、両面からの取り組みの一例を示す。図５１に示すように、ミキサ５１０６の出力は、６バンドのパラメトリック等化５１０８を使用して大域等化される。６バンドのイコライザを図示したが、使用するイコライザのバンド数はこれより少なくても多くてもよい。さらに、他種のイコライザを使用してもよい。６バンドのパラメトリック等化５１０８の出力を個々のチャネルに入力してもよい。図５１に示すように、各チャネルは、ゲインブロック５１１０、遅延ブロック５１１２、およびパラメトリック等化ブロック５１１４などの補正係数を有してよい。単一バンドの等化ブロックを用いてもよい。あるいは、複数バンドの等化ブロックを用いてもよい。図５１では、ゲインブロック５１１０、遅延ブロック５１１２、パラメトリック等化ブロック５１１４の順序になっているが、これらのブロックは単なる一構成例である。これらのブロックの順序は任意である。さらに、１つ、いくつか、またはすべてのチャネルが補正係数を含んでもよい。図５１に示すように、前中央部のチャネルは補正係数を何も含まない。一部のオーディオ構成では、前中央部のスピーカは前面ダッシュボードにあるので、（ダッシュボードが振動しないように）低音機能がない。このような場合、低周波をチャネルからフィルタリングしてもよい。さらに、チャネルがこれらの補正係数のうちの１つ、いくつか、またはすべてを含んでもよい。
【０２１１】
図５１に示すように、補正係数の出力をミキサ５１１６に入力してもよい。ミキサ５１１６は、さまざまなチャネルの高周波と低周波とを加算し、これらをさまざまなチャネルの出力５１１８に送ってもよい。図５１に示すように、本オーディオシステムはサブウーファを含むが、これは低周波出力も受信する。他のチャネルと同様に、サブウーファの低周波信号を補正係数によって最適化してもよい。
【０２１２】
音場管理パラメータ（補正係数を含む）を用いると、オーディオシステムの総合出力が下がることもあるが、総効率は下がらないこともある。実際に、音場管理パラメータを使用して効率を向上してもよい。低音域の再生には、アンプパワーとスピーカエクスカーションの大半を要するので、音場管理パラメータによって減衰されるチャネルのアンプを小型化し、さらに／またはボイスコイルを短縮することもできる。６つ（または７つ）の均一アンプによって６つ（または７つ）のメインスピーカ（それぞれの合計コーンエクスカーションはほぼ同じ）を駆動するというのは効率の点から最適ではないので、たとえば、所定量の総アンプパワーとコーンエクスカーションとに対して再生音量がより大きいトータルオーディオシステムを作ることができる。
【０２１３】
さらに、車両の前部座席と後部座席との一致度を向上させてから、前部座席の周波数応答を大域的に等化し、これによって後部座席の周波数応答も向上すると想定してもよい。実際に、１つの取り組みでは、前部座席の応答の向上に的を絞っており、後部座席が「追随する」こともある。この結果、後部の全体的な問題を解決するために前部座席の性能を犠牲にする必要は全くないので、前部と後部の両方のサウンドが向上する。
【０２１４】
図５２は、本願明細書に開示されている手法を用いて向上または最適化しうるサウンドシステム構成のブロック図を示す。１つのオーディオシステムのパラメータを選択したら、これらのパラメータに基づき、他のオーディオシステムを構成してもよい。たとえば、車両の場合は、特定モデルなどの特定の車両に対するパラメータを選択したら、その特定の車両に設置するさまざまなオーディオシステムを同じパラメータで構成（たとえば、プログラミング）してもよく、この場合はその車両を再テストする必要がない。具体的には、生産ラインの車両は必ずしも再テストする必要はなく、むしろテスト中に先に決定されたオーディオシステムのパラメータによってプログラミングすることができる。
【０２１５】
図５２は、７チャネルオーディオシステムを示す。ただし、使用するオーディオチャネルの数はこれより少なくても多くてもよい。この７つのチャネルは、左前部、前中央部、右前部、左側面、右側面、左後部、および右後部でもよい。この７つのチャネルへの入力をブロック５２０２に示す。この７つのチャネルを高域通過フィルタ５２０４および低域通過フィルタ５２０６に送ってもよい。図５１の２ウェイクロスオーバと同様に、高域通過フィルタ５２０４および低域通過フィルタ５２０６は、入力信号をフィルタリングして、２つの異なる周波数帯に分離してもよい。各チャネルに対して高域通過フィルタおよび低域通過フィルタのみが図示されているが、実装するフィルタを２つより多くし、周波数帯を２つより増やしてもよい。低域通過フィルタ５２０６の出力を、加算ブロック５２０８に送ってもよい。図５１に示すように、加算ブロックの一例にミキサを含んでもよい。加算ブロック５２０８の出力をイコライザ５２１０に送ってもよい。イコライザ５２１０は、加算された低周波信号の大域的等化を含んでもよい。上記のように、大域的等化は、１つまたは複数のフィルタの適用を含んでもよい。イコライザ５２１０の出力をさまざまなチャネルに対する補正係数に送ってもよい。
【０２１６】
図５２に示すように、補正係数は、遅延ブロック５２１２、ゲインブロック５２１４、および等化ブロック５２１６を含んでもよい。上記のように、これらのブロックの順序は単に例示を目的としたものである。上記のように、開示された手法を用いて、周波数応答の座席間の変動を減らすなど、オーディオシステムの少なくとも１つのメトリックを向上するために、個々のチャネルに対する補正係数を選択してもよい。さらに、等化ブロック５２１８に示すように、等化をより高い周波数帯に適用してもよい。たとえば、等化ブロック５２１８は、中域周波数など特定の周波数範囲の等化に的を絞ってもよい。高域周波数および低周波の出力を加算ブロック５２２０に送ることによって、これらの周波数を組み合わせてもよい。加算ブロック５２２０の出力をフィルタに送ってもよい。図５２に示すように、７つのチャネルに対するフィルタは高域通過フィルタ５２２２である。図５２に示すように、７つのスピーカに対して、この高域通過フィルタが含まれている。ただし、使用する高域通過フィルタはこれより少なくてもかまわないし、他のフィルタを使用してもよい。上記のように、可聴歪みまたはスピーカの損傷の原因となりうるドアのラトル音とスピーカがその好適な動作範囲を外れて動作する可能性とを減らすための高域通過フィルタを車載オーディオシステムなどのオーディオシステムに使用してもよい。同様に、サブウーファへの信号に対する低域通過フィルタ５２２４を含んでもよい。高域通過フィルタの場合のように、サブウーファがその好適な範囲を外れて、高すぎる周波数範囲などで動作する可能性を低域通過フィルタによって減らしてもよい。このように、一般的な問題として、フィルタ付きのスピーカの性能が向上するように、フィルタを選択してもよい。さらに、図５２は、７つのメインスピーカと１つのサブウーファとを備えたオーディオシステムを示す。使用するメインスピーカの数はこれより少なくても多くてもよい。さらに、使用するサブウーファの数はゼロでも１つより多くてもよい。
【０２１７】
上記のように、改善または最適化されたオーディオ構成を選択するために、いくつかのパラメータを変更してもよい。パラメータの例として、ラウドスピーカの場所、ラウドスピーカの数、ラウドスピーカの種類、聴取場所、補正係数（たとえば、遅延、パラメトリック等化、周波数に依存しないゲイン）などが挙げられるが、これだけに限定されるものではない。一般に、車両内のラウドスピーカの場所は決められている。ただし、ラウドスピーカの位置を変えてもよい場合もある（たとえば、ドア内、リアデッキ上などのスピーカ位置の微細な変更）。
【０２１８】
これらのパラメータに加え、高域通過フィルタ、低域通過フィルタ、ノッチフィルタ、またはこのようなフィルタの組み合わせなどのクロスオーバフィルタによって、１つ、いくつか、またはすべてのスピーカに対する信号をフィルタリングしてもよい。具体的には、クロスオーバフィルタ５２２２、５２２４によって、オーディオシステムの少なくとも１つのメトリックの性能を向上しうる自由度を追加してもよい。たとえば、座席間の変動を重視する場合は、フィルタ（低域通過、高域通過、ノッチ、または他種フィルタなど）を座席間の変動を改善するためのもう１つのパラメータとしてもよい。上記のように、１つ、いくつか、またはすべての聴取場所について伝達関数を測定してもよい。次に、フィルタ値候補など、システムのパラメータ値候補を用いて統計的解析を実施することによって、予測伝達関数を生成してもよい。この統計的解析によって、どのフィルタ値候補がメトリックを向上するかを示してもよい。（１）複数の聴取場所の間での予測伝達関数（たとえば、平均空間変動、平均空間標準偏差、平均空間包絡線（すなわち最小および最大）、および平均空間最大平均）の一致度と、（２）予測伝達関数（たとえば、空間平均の変動、空間平均の標準偏差、空間平均の包絡線、および空間最小値の変動）の平坦度と、（３）予測伝達関数（たとえば、平均レベルの変動、平均レベルの標準偏差、平均レベルの包絡線、および平均レベルの最大平均）に対する総合音圧レベルの座席間の差と、（４）単一の聴取場所または複数の聴取場所における予測伝達関数の効率（たとえば、音響効率）、（５）単一の聴取場所または複数の聴取場所における予測伝達関数の出力と、を含む、本願明細書に記載のどの統計的解析を用いてもよいが、これだけに限定されるものではない。たとえば、１つの統計的解析では、座席間の変動を調べる。次に、クロスオーバフィルタに対する実際の値を、メトリックの向上を示すフィルタ値候補から直接選択してもよいし、あるいはこれらのフィルタ値候補から導き出してもよい。次に、クロスオーバフィルタに対して選択したこれらの値を車載オーディオシステムなどのオーディオシステムで使用してもよい。
【０２１９】
高域通過フィルタ値候補として、単に説明のための値であるが、３ｄＢポイント（たとえば、５０Ｈｚ、７０Ｈｚ、または１００Ｈｚ）および／またはフィルタの次数（１次、２次、または３次）に対する値を含んでもよい。フィルタに対して他の候補値を使用してもよい。上の説明のための例では、統計的解析のために９つのフィルタ候補を解析してもよい。同様に、３ｄＢポイント（たとえば、１００Ｈｚ、１４０Ｈｚ、または２００Ｈｚ）および／またはフィルタの次数（２次、３次、または４次）に基づき、低域通過フィルタ値候補を変えてもよい。これらのフィルタ値候補もまた単に説明のための値である。フィルタに対して使用する候補値は上記以外でもよく、または他の種類のフィルタを使用してもよい。
【０２２０】
統計的解析では、少なくとも１つのメトリック（座席間の変動など）に基づき、高域通過フィルタ候補および低域通過フィルタ候補などフィルタ候補を解析することによって、どのフィルタ候補を選択するかを決めてもよい。
【０２２１】
フィルタ５２２２および５２２４の出力は、アンプ５２２６に送られる。次に、これらのアンプの出力は、左前部、前中央部、右前部、左側面、右側面、左後部、右後部、およびサブウーファを含むそれぞれのスピーカ５２２８に送られる。
【０２２２】
上の例では、低周波解析を用いて空間変動を大幅に改善した。空間変動は、１．５倍から５倍改善された。空間変動の改善は、通常、空間平均の変動の改善および音響効率の向上を伴う。これを理解するための１つの方法は、部屋のモード応答におけるピークとディップとの間の差を調べることである。ディップは、位置への依存度がピークより高い傾向がある。つまり、ディップは、空間的により広いピークに比べ、座席間の変動が大きくなり、空間変動が大きくなる傾向がある。このように、最適解はディップをなくす傾向にあるので、空間平均の変動が改善され、効率係数が向上する。
【０２２３】
低周波解析は、２つおよび４つのサブウーファを含む、さまざまなサブウーファシステムに利用してもよい。サブウーファ位置とサブウーファ数が予め決められている場合（たとえば、例１および例２などのセットアップ済みのホームシアターシステム）、低周波解析によって性能を向上してもよい。例５に記載したケースなど、サブウーファ位置、サブウーファ数、および／または補正を自由に選択できる場合は、低周波解析の効果が一般に高い。
【０２２４】
低周波解析では、サブウーファの場所、サブウーファの数、サブウーファの種類、補正係数、またはこれらの任意の組み合わせを含む、上記のパラメータの１つ、いくつか、またはすべての調整に的を絞ってもよい。さらに、低周波解析では、ゲインと、遅延と、フィルタリングとの同時調整など、補正係数の１つ、いくつか、またはすべての調整に的を絞ってもよい。ただし、システム性能を向上するために、これらの３つの補正係数をすべて最適化する必要はない。最後に、本解析は低域特性に的を絞っているが、どの周波数範囲を最適化してもよい。
【０２２５】
図４〜１２および図１４のフローチャートは、ハードウェアで実施しても、ソフトウェアで実施してもよい。このプロセスをソフトウェアで実施する場合は、ソフトウェアを、測定装置５２０のハードディスク、外付けディスク５４８、ＲＯＭ５３０、またはＲＡＭ５２４、あるいは計算装置５７０のハードディスク、外付けディスク、ＲＯＭ、またはＲＡＭのいずれか１つに常駐させてもよいし、あるいはこれらのいずれかの組み合わせに常駐させてもよい。ソフトウェアは、論理機能（すなわち、デジタル回路やソースコードなどのデジタル形式で、あるいはアナログ電気信号、アナログサウンド信号、またはアナログビデオ信号などのアナログ音源やアナログ回路などのアナログ形式で実装しうる「論理」）を実装するための実行可能命令が順番に並べられたリストを含んでもよく、コンピュータを用いたシステム、プロセッサを含むシステム、あるいは命令実行システム、装置、またはデバイスから命令を選択的に取り出し、この命令を実行しうる他のシステムなどの命令実行システム、装置、またはデバイスで使用される、またはこれらのシステム、装置、またはデバイスに接続されて使用される、いずれかのコンピュータ可読（または信号担持）媒体に選択的に組み込んでもよい。本文書の文脈において、「コンピュータ可読媒体」、「機械可読媒体」、「伝搬信号」媒体、および／または「信号担持媒体」は、これらの命令実行システム、装置、またはデバイスによって使用される、またはこれらのシステム、装置、またはデバイスに接続されて使用される、プログラムを収容、保存、伝達、伝搬、または転送しうるいずれかの手段である。機械可読媒体は、これだけに限定されるものではなく、たとえば、電子、磁気、光、電磁、赤外線、または半導体システム、装置、デバイス、または伝搬媒体から選択してもよい。機械可読媒体として、１つまたは複数のワイアを有する電気接続（電子）、携帯用コンピュータディスケット（磁気）、ＲＡＭ（電子）、ＲＯＭ（電子）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）（電子）、光ファイバ（光）、および携帯用コンパクトディスク読み出し専用メモリ「ＣＤＲＯＭ」（光）が挙げられるが、これだけに限定されるものではない。機械可読媒体は、プログラムをその上に印刷できる紙または別の適切な媒体も含むが、この理由は、紙または他の媒体をたとえば光学的に走査することによってプログラムを電子的にキャプチャし、次にコンパイルし、解釈し、または、必要であれば他の適切な方法で処理し、次にコンピュータおよび／または機械のメモリに保存しうるからである。
【０２２６】
本発明のさまざまな実施形態について説明してきたが、本発明の範囲内でさらに多くの実施形態および実装が可能であることは当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、添付請求項およびその対応請求項の観点以外によっては制限されるべきではない。
【０２２７】
本発明は、以下の図面および説明を参照することによってより深く理解することができる。図中の構成要素は必ずしも正確な縮尺ではなく、本発明の原理を説明することに重点をおいている。さらに、同じ参照数字はそれぞれの図を通じてそれぞれの対応する部分を示す。
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１８】
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【図２１】
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【図２５】
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【図２８】
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【図４０】
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【図１】
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【図２】
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【図１０】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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