(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波信号を送信するように形成された超音波送信機と、
複数の超音波センサ要素を有する超音波センサアレイと、
前記超音波信号の特性と前記超音波センサアレイから受信した前記超音波信号の特性との比較に応じてユーザの存在情報をユーザ運動モデルに基づいて推定する推定部と、
複数のオーディオバンド要素を有するオーディオバンドアレイと、
オーディオバンド要素についてのオーディオバンド信号各々にウェイトを適用することで、前記オーディオバンドアレイの指向性レスポンスを生成するオーディオアレイ回路と、
前記存在情報に応じて前記ウェイトを決定するウェイト回路と
を有し、前記ユーザ運動モデルは、オーディオバンドモードでは前記オーディオバンド信号に応じて更新され、超音波モードでは前記超音波信号に応じて更新されるオーディオシステム。
【請求項２】
前記存在情報が位置の推定を含み、前記オーディオアレイ回路は前記存在情報に応じて前記ウェイトを決定するように形成されている、請求項１に記載のオーディオシステム。
【請求項３】
前記オーディオバンド要素はオーディオセンサであり、前記オーディオアレイ回路は、前記オーディオセンサからのオーディオバンド信号を合成することで指向性出力信号を生成するように形成されており、前記の合成は、前記オーディオバンド信号の各々に前記ウェイトを適用することを含む、請求項１に記載のオーディオシステム。
【請求項４】
当該オーディオシステムが複数のワイドバンドセンサを有し、前記ワイドバンドセンサの各々は、前記超音波センサアレイの超音波センサ及び前記オーディオバンドアレイのオーディオセンサの双方をなす、請求項３に記載のオーディオシステム。
【請求項５】
前記複数のワイドバンドセンサが、前記超音波センサアレイ及び前記オーディオバンドアレイの双方をなす、請求項４に記載のオーディオシステム。
【請求項６】
前記ユーザ運動モデルはユーザの位置を追跡するように形成され、
前記超音波信号及び前記オーディオバンド信号の双方に応じて前記ユーザ運動モデルを更新する更新回路
を更に有する請求項３に記載のオーディオシステム。
【請求項７】
前記オーディオバンド信号の特性が或る基準に合致する場合に、前記更新回路は前記超音波信号に応じて前記ユーザ運動モデルを更新するように形成されている、請求項６に記載のオーディオシステム。
【請求項８】
前記オーディオバンド信号の特性が或る基準に合致する場合に、前記更新回路は前記超音波信号に応じて前記ユーザ運動モデルを更新しないように形成されている、請求項６に記載のオーディオシステム。
【請求項９】
前記ウェイト回路は、超音波ソースの方向に対応する前記超音波信号についての超音波ウェイト遅延を決定し、前記超音波ウェイト遅延に対応する前記オーディオバンド信号各々についてのオーディオウェイト遅延を決定するように形成されている、請求項１に記載のオーディオシステム。
【請求項１０】
前記超音波センサアレイ及び前記オーディオバンドアレイが空間的に重なっている、請求項１に記載のオーディオシステム。
【請求項１１】
前記超音波信号がパルス超音波信号であり、前記推定部は、異なるパルスに対応する前記超音波信号の信号セグメントの比較に応じて移動推定を実行するように形成されている、請求項８に記載のオーディオシステム。
【請求項１２】
前記推定部は、前記信号セグメント同士の間の差分に応じて、動いている対象の位置を推定するように形成されている、請求項１１に記載のオーディオシステム。
【請求項１３】
前記オーディオバンド要素はドライブ信号に応じてサウンド信号を生成するように形成されたオーディオドライバであり、前記オーディオバンド信号の各々はドライブ信号である、請求項１に記載のオーディオシステム。
【請求項１４】
複数の超音波センサ要素と複数のオーディオバンド要素を有するオーディオバンドアレイとを有する超音波センサアレイを含むオーディオシステムの作動方法であって、
超音波信号を送信するステップと、
前記超音波信号の特性と前記超音波センサ要素から受信した前記超音波信号の特性との比較に応じてユーザの存在情報をユーザ運動モデルに基づいて推定するステップと、
オーディオバンド要素についてのオーディオバンド信号各々にウェイトを適用することで、オーディオバンドアレイの指向性レスポンスを生成するステップと、
前記存在情報に応じて前記ウェイトを決定するステップと
を有し、前記ユーザ運動モデルは、オーディオバンドモードでは前記オーディオバンド信号に応じて更新され、超音波モードでは前記超音波信号に応じて更新される、作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオシステム及びその動作方法等に関連し、特にユーザの位置を推定することが可能なオーディオシステムに関連するがこれに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
例えばハンズフリー通信及びスマートエンターテーメントシステム等を含む多くのオーディオアプリケーションでは、存在及び位置に関する情報を判定することに関心を寄せいている。ユーザの位置及びユーザの動きの情報は、エンターテーメントシステムにおいて個人がよりいっそう豊かな経験をするように視聴覚効果をユーザの場所で最適化又はローカライズするために使用されてもよい。また、そのような情報は、例えば所望のユーザの推定された方向以外の方向からの音を減衰させることで、ハンズフリー(音声)通信のパフォーマンスを改善するために使用されてもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特に、そのようなアプリケーションは、改善された効果をもたらすために指向性オーディオレンダリング又はキャプチャを利用するかもしれない。そのような指向性は、例えば、複数のオーディオドライバ又はセンサを含むオーディオアレイから導出することができる。このため、音響ビームフォーミングは、例えばテレビ会議システム等を含む多くのアプリケーションにおいて比較的一般的になっている。そのようなシステムでは、個々のオーディオ要素の信号にウェイトを適用することで、アレイによるビームパターンが生成される。アレイは、様々なアルゴリズムによりユーザの位置に適合させられる。例えば、様々なアルゴリズムにより、最大の信号レベル又は信号対雑音比となるようにウェイトは継続的に更新される。しかしながら、そのような従来の方法はオーディオソースが存在することを必要とし、その結果、音響アレイのウェイトはソースがアクティブになった後でしか適合させることができない。
【０００４】
これは多くの場合に欠点となる。例えば、アクティブな音響バーストが短い間しか続かなかった場合、ユーザの追跡は不正確になってしまう傾向がある。そのような状況は、話す人が休憩しながら又は合間にしゃべるような会話アプリケーションを含む多くのアプリケーションにおいて一般的である。更に、ウェイトの調整を十分に正確にするには或る程度時間がかかるので、ビームフォーミングは活発な音がある期間の後でしか有効に利用できない。また、別の音源又は音響ソースが存在する場合、誤検出が生じてしまうおそれがある。例えば、ラジオ又はコンピュータが室内で音を発していた場合、システムは意図している音源ではない音源に適合又は適応するもしれないし、或いはその適応化が雑音源により悪影響を受けてしまうかもしれない。
【０００５】
そのような問題に対処するため、ビデオカメラを用いて位置判定を実行し、ビデオ信号を用いてウェイトの適応化を制御することが、提案されている。しかしながら、その技法は、処理負担及び電力リソース消費の観点からは、複雑であり、高価でありかつ多くのリソースを要求してしまう傾向がある。
【０００６】
従って、改善されたオーティオシステムが望まれており、特に、柔軟性に富み、リソース消費量が少なく、複雑でなく、改善された適応特性、改善された信頼性、改善された精度及び/又は改善されたパフォーマンスを可能にするシステムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態によるオーディオシステムは、
複数の超音波センサ要素を有する超音波センサアレイと、
前記超音波センサアレイから受信した超音波信号に応じてユーザの存在情報を推定する推定部と、
オーディオバンド要素についてのオーディオバンド信号各々にウェイトを適用することで、複数のオーディオバンド要素を有するオーディオバンドアレイの指向性レスポンスを生成するオーディオアレイ回路と、
前記存在情報に応じて前記ウェイトを決定するウェイト回路と
を有するオーディオシステムである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態によるオーディオシステムの一例を示す図。
【図２】オーディオセンサアレイによるビームフォーマの一例を示す図。
【図３】オーディオレンダリングアレイによるビームフォーマの一例を示す図。
【図４】本発明の実施の形態によるオーディオシステムの一例を示す図。
【図５】送信される超音波信号の一例を示す図。
【図６】本発明の実施の形態によるオーディオシステムの一例を示す図。
【図７】残響抑圧アプリケーション(de-reverberation  application)に対するパフォーマンス例を示す図。
【図８】残響抑圧アプリケーションに対するパフォーマンス例を示す図。
【図９】残響抑圧アプリケーションに対するパフォーマンス例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜発明の概要＞
従って、本発明は上記の問題の1つ以上を1つずつ又は任意の組み合わせを好ましく軽減、緩和又は解決する。
【００１０】
本発明の一形態により提供されるオーディオシステムは、出願時の請求項１に記載されている。
【００１１】
本発明はオーディオバンドアレイの改善された適応指向性を提供する。本技法は例えば超音波信号に基づいてアレイ処理のためのフィルタ特性の適応化を可能にする。フィルタ係数及びウェイト、並びにオーディオアレイの指向性の適応化は、ターゲットソース(目的の音源)から発する音が存在しない場合にも実行されてよい。具体的には、フィルタ特性/ウェイトは、超音波信号に基づいて所望方向にビーム又はノッチ(notch)を形成するように設定されてもよい。
【００１２】
本発明は多くの実施形態においてオーディオバンドアレイについてのオーディオ指向性の改善された精度及び/又は高速適応処理をもたらす。オーディオバンドのウェイトの初期化は例えば存在情報に基づいてもよい。
【００１３】
一実施形態では、オーディオバンドアレイの空間的な指向性パターンは存在情報に応じて調整されてもよい。例えば、ユーザの存在が検出された場合に、指向性ビームが生成され、ユーザが検出されなかった場合にはオムニ指向性(無指向性)ビームが生成されてもよい。
【００１４】
オーディオバンドは、アコースティックバンド又は音声帯域に対応するように考えられてもよい。オーディオバンドは15kHz未満(一般的には10kHz未満)の上限周波数を有するバンドであってもよい。超音波バンドは10kHzより高い(好ましくは15kHz又は20kHzより高い)最低周波数を有するバンドであってもよい。
【００１５】
ウェイトは、アレイプロセッサによりオーディオバンド信号各々に適用される個々のフィルタのフィルタウェイトであってもよい。ウェイトは、複素数値でもよく、及び/又は等価的に遅延、スケール因子(振幅)及び/又は位相シフト量であってもよい。
【００１６】
本発明の選択的な特徴によれば、前記存在情報が位置の推定(情報)を含み、前記オーディオアレイ回路は前記存在情報に応じて前記ウェイトを決定するように形成されてもよい。
【００１７】
これは多くのアプリケーション又は用途に対して改善されたパフォーマンス及び/又は更なる容量をもたらす。本発明は、たとえユーザ又は音源が如何なる音を発しない場合でさえ、例えばビームフォーミングがユーザ又は音源を追跡できるようにする。多くの実施形態において、実施の形態はビームパターンを特定のユーザの位置に速やかに適合させる。
【００１８】
本発明の選択的な特徴によれば、前記オーディオバンド要素はオーディオセンサであり、前記オーディオアレイ回路は、前記オーディオセンサからのオーディオバンド信号を合成する又は組み合わせることで指向性出力信号を生成するように形成されており、前記の合成を行う場合に前記オーディオバンド信号の各々に前記ウェイトを適用してもよい。
【００１９】
本発明はオーディオバンドセンサアレイに基づいてオーディオキャプチャシステム(音声取得システム)の優れた指向性制御を可能にする。本技法は、ターゲットソースから音が発せられていない場合でさえ、オーディオバンドオーディオキャプチャビームを適合させることができる。更に、本技法は望まれない音源により生成された音の影響を減少又は軽減させる。
【００２０】
本発明の選択的な特徴によれば、当該オーディオシステムが複数のワイドバンドセンサを有し、前記ワイドバンドセンサの各々は、前記超音波センサアレイの超音波センサ及び前記オーディオバンドアレイのオーディオセンサの双方であってもよい。
【００２１】
オーディオバンド要素及び超音波センサ双方として同一のワイドバンドセンサが使用されてもよい。これは多くの実施形態においてコスト的に非常に効率的な実現手段を提供する。本技法はオーディオバンド処理及び超音波バンド処理の間の相互作用を促進及び/又は改善する。例えば、本技法は多くの実施形態において、オーディオバンド信号を処理する場合に超音波信号に応じて再利用パラメータを決定できる。具体的には本技法は超音波及びオーディオバンドの処理及び動作の同期を促進及び/又は改善する。
【００２２】
本発明の選択的な特徴によれば、前記複数のワイドバンドセンサが、前記超音波センサアレイ及び前記オーディオバンドアレイの双方を形成してもよい。
【００２３】
オーディオバンド要素及び超音波センサの各々はワイドバンドセンサにより実現されてもよい。オーディオバンドアレイ及び超音波センサアレイとして同一のワイドバンドセンサアレイが使用されてもよい。超音波信号及びオーディオバンド信号は、同じ物理的な信号の異なる周波数インターバル、ワイドバンドセンサ要素によるものであってもよい。
【００２４】
本技法は多くの実施形態においてコスト的に非常に効率的な実現手段をもたらす。本技法はオーディオバンド処理及び超音波バンド処理の間の相互作用を促進及び/又は改善する。
【００２５】
本発明の選択的な特徴によれば、オーディオシステムは、ユーザの位置を追跡するように形成されたユーザ運動モデルと、前記超音波信号及び前記オーディオバンド信号の双方に応じて前記ユーザ運動モデルを更新する更新回路とを更に有してもよい。
【００２６】
これは多くの実施形態において改善されたパフォーマンスをもたらし、多くの実施形態においてかなり改善されたユーザの動きの追跡を可能にする。
【００２７】
本発明の選択的な特徴によれば、前記オーディオバンド信号の特性が或る基準に合致する場合に、前記更新回路は前記超音波信号に応じて前記ユーザ運動モデルを更新するように形成されていてもよい。
【００２８】
これは多くの実施形態においてユーザの動きの追跡を改善する。
【００２９】
基準又は判断基準は例えば所望の音源が如何なる音も発しないことを示す基準であってもよい。簡易な例として、その基準は、オーディオバンド信号の信号レベルが閾値未満であるという条件であってもよい。閾値は他のパラメータに応じて変化する可変閾値であってもよい。
【００３０】
本発明の選択的な特徴によれば、前記オーディオバンド信号の特性が或る基準に合致する場合に、前記更新回路は前記超音波信号に応じて前記ユーザ運動モデルを更新しないように形成されていてもよい。
【００３１】
これは多くの実施形態においてユーザの動きの追跡を改善する。
【００３２】
基準は例えば所望の音源が音を発していることを示す基準であってもよい。簡易な例として、その基準は、オーディオバンド信号の信号レベルが閾値より大きいという条件であってもよい。閾値は他のパラメータに応じて変化する可変閾値であってもよい。
【００３３】
本発明の選択的な特徴によれば、前記ウェイト回路は、超音波ソースの方向に対応する前記超音波信号についての超音波ウェイト遅延を決定し、前記超音波ウェイト遅延に対応する前記オーディオバンド信号各々についてのオーディオウェイト遅延を決定するように形成されていてもよい。
【００３４】
これは多くの実施形態において簡易に及び/又は改善されたパフォーマンスを提供する。
【００３５】
本発明の選択的な特徴によれば、前記超音波センサアレイ及び前記オーディオバンドアレイが空間的に重なっていてもよい。
【００３６】
これは多くの実施形態において簡易に及び/又は改善されたパフォーマンスを提供する。超音波センサアレイ及びオーディオバンドアレイは具体的には実質的に同じ場所にあってもよい。
【００３７】
本発明の選択的な特徴によれば、当該オーディオシステムが、超音波テスト信号を送信するように形成された超音波送信機を更に有し、前記推定部は、前記超音波テスト信号の特性と前記超音波センサから受信した超音波信号の特性との比較に応じて、前記存在情報を推定するように形成されていてもよい。
【００３８】
これは改善されたパフォーマンスをもたらす。超音波送信機は、超音波センサアレイに近接していてもよく、実質的にそれらと同じ場所にあってもよい。超音波送信機は、一実施形態において、1つ(又は複数)の超音波センサと同じ超音波トランスデューサにより実現されてもよい。
【００３９】
本発明の選択的な特徴によれば、前記超音波テスト信号がパルス超音波信号であり、前記推定部は、異なるパルスに対応する前記超音波信号の信号部分の比較に応じて移動推定を実行するように形成されていてもよい。
【００４０】
これは、多くの実施形態において、オーディオシステムのパフォーマンスを全体的に改善する特に実用的な及び/又は改善された運動検出をもたらす。
【００４１】
本発明の選択的な特徴によれば、前記推定部は、前記信号セグメント同士の間の差分に応じて、動いている対象の位置を推定するように形成されていてもよい。
【００４２】
これは、多くの実施形態において、オーディオシステムのパフォーマンスを全体的に改善する特に実用的な及び/又は改善された運動検出をもたらす。
【００４３】
本発明の選択的な特徴によれば、前記オーディオバンド要素はドライブ信号に応じてサウンド信号を生成するように形成されたオーディオドライバであり、前記オーディオバンド信号の各々は駆動信号であってもよい。
【００４４】
本発明は改善されたパフォーマンスを可能にし及び/又は改善された実現手段を可能にし及び/又は指向性サウンド再生を行うオーディオシステムを動作させることを可能にする。本技法は例えば特定の視聴位置に対して最適な音声表現を可能にする。
【００４５】
本発明の選択的な特徴により提供される動作方法は、出願時の請求項１５に記載されている。
【００４６】
本発明に関する上記及びその他の形態、特徴及び利点は、以下に説明される実施形態を参照することで更に明確かつ明瞭になるであろう。
【００４７】
＜本発明の実施の形態の詳細な説明＞
以下、図面を参照しながら単なる一例として本発明の実施の形態を説明する。
【００４８】
図1は本発明の実施の形態によるオーディオシステムの一例を示す。
【００４９】
オーディオシステムは、複数のオーディオバンド要素/トランスデューサを含むオーディオバンドアレイ101を有する。オーディオバンドアレイ101は、オーディオバンド要素各々の信号を個別に処理することで、オーディオシステムの指向性処理を実行するために使用される。従って、オーディオバンドアレイ101の組み合わせ又は合成による効果は、指向性オーディオ特性を有する単独のオーディオバンド要素に対応する。
【００５０】
オーディオバンドアレイ101はアレイプロセッサ103に結合され、アレイプロセッサ103は、個々のオーディオバンド要素各自の信号を個別に処理することで、オーディオバンドアレイから指向性応答(directional  response)を生成する。
【００５１】
一実施形態では、オーディオバンドアレイ101は音を処理又は表現するために使用され、オーディオバンド要素/トランスデューサはオーディオバンドドライバ/スピーカであってもよい。すなわち、入力信号はアレイプロセッサ101に印加され、アレイプロセッサ101は入力信号を個別に処理することでオーディオバンドドライバについて個別のドライブ信号又は駆動信号を生成してもよい。具体的には、オーディオバンドドライバ各々についてフィルタ特性/ウェイトが個別的に設定され、その結果出力されるオーディオバンド信号は異なる方向には異なる仕方で加算又は減算されるようにする。例えば、所望方向にはコヒーレント加算が行われ、それ以外の方向には非コヒーレントな(従って減衰した信号レベル)が生じるようにすることができる。
【００５２】
一実施形態では、オーディオバンドアレイ101は音を取得するために使用され、オーディオバンド要素/トランスデューサはオーディオバンドセンサであってもよい。従って、アレイプロセッサ101がオーディオバンドセンサからの個々のセンサ信号を個別に処理した後に、処理した信号を合成することで、出力信号が生成されてもよい。具体的には、オーディオバンドセンサ各々についてフィルタ特性/ウェイトが個別的に設定され、合成が、所望の方向に対して、より多い又はより少ないコヒーレント合成となるようにする。
【００５３】
図2は4つの入力センサ信号が4つのオーディオバンドセンサから受信される一例を示す。他の実施形態におけるアレイはより少ない又はより多い要素がアレイに含まれてよいことが理解されるであろう。各々の信号は各自の低雑音増幅器201において増幅され、その後各々の信号は各自のフィルタ203によりフィルタリングされる。その結果のフィルタリング後の信号はコンバイナ205に与えられ、コンバイナ205は例えばフィルタ出力信号を単に加算してもよい。
【００５４】
図3は入力信号がスプリッタ301により受信される例を示し、スプリッタ301は4つの信号を生成し、4つのオーディオバンドドライバ各々につき1つの信号が生成される。各々の信号は各自のフィルタ303においてフィルタリングされ、その後のフィルタ出力信号各々は適切な出力増幅器305において増幅される。各々の出力増幅器はオーディオバンドドライバのドライブ信号を生成する。
【００５５】
従って、オーディオバンドアレイの指向性は、個々のフィルタ203、303を適切に調整又は適応させることで制御できる。具体的には、フィルタ203、303は所望方向でコヒーレントが行われるように調整される。
【００５６】
従ってオーディオバンドアレイの指向性はフィルタの特性を単に変更することで動的に修正できる。すなわち、当業者に知られているように、オーディオバンドのパターン/オーディオバンドビームはフィルタのウェイトを修正することで制御できる。
【００５７】
フィルタウェイトの修正は、具体的には、ゲイン(利得又は振幅)、位相及び遅延のうちの1つ以上を修正することに対応する。これらのパラメータは、すべての周波数について一定であってもよいし、或いは周波数に依存して異なっていてもよい。更に、フィルタウェイトの修正は周波数領域及び/又は時間領域において実行されてもよい。例えば、時間領域の修正又は適応化はFIRフィルタの係数(タップ)を調整することで実行されてもよい。別の例として、信号は高速フーリエ変換により周波数領域に変換されてもよい。そして、その結果の周波数領域信号は、周波数ビンの値の各々に係数/ウェイトを適用することでフィルタリングされてもよい。その結果のフィルタリングされた周波数領域信号は逆高速フーリエ変換によって時間領域に戻るように変換されてもよい。
【００５８】
簡易な構成の例として、フィルタ203、303は単なる可変遅延に対応していてもよい。1つの遅延は、その遅延に対応する時間位置のディラックパルス(Dirac  pulse)に対応するインパルス応答を有するフィルタに対応することに、留意を要する。従って、可変遅延を使用することは、所望の遅延をもたらすように係数が重み付けされているフィルタを使用することに対応する[例えば、それは、その遅延に対応する係数が1に設定され、他の全ての係数がゼロに設定されているフィルタを使用することに対応する。(サンプルの例に関する)分数遅延(fractional  delay)の場合、FIR補間が考慮されてもよい]。
【００５９】
従ってこの方法はオーディオバンドセンサの場合の遅延合成ビームフォーマ(Delay  and  Sum  Beamformer:  DSB)に対応する。
【００６０】
一実施形態では、より複雑なフィルタリングが行われてもよく、具体的には周波数に依存するフィルタリングが適用されてもよい。すなわち、この方法はオーディオバンドセンサの場合のフィルタ合成ビームフォーマ(Filter  and  Sum  Beamformer:  FSB)に対応する。
【００６１】
一実施形態では個々の信号についての更なる処理が実行されてもよいことが理解されるであろう。例えば、オーディオバンドレンダリングシステムの場合に、ゲインの調整又は補償の処理が導入されてもよい。例えば、オーディオバンドドライバの特性の変動を補償するための較正又はキャリブレーションが実行されてもよい。
【００６２】
別の例として、別の信号を考慮するようにオーディオバンドセンサの例を組み合わせてもよく、例えば個々の信号から導出された減算信号を考慮してもよい。例えば、そのような信号について適切に生成された推定信号を減算することで、サイドローブ除去処理が行われてもよい。
【００６３】
オーディオバンドビームフォーマのウェイトを制御するための様々なアルゴリズムが存在する。概して、これらのアルゴリズムは、所望の指向性の情報に基づいてオーディオバンドビームフォーマのウェイトを決定し、例えば重み付けの方向に関する事前に決定されている値に基づいて(例えば、ルックアップテーブルを用いて)ウェイトを決定する。オーディオバンドセンサの場合、一般にウェイトは受信した音に基づいてフィードバック形式で適応させられる。例えばウェイトは最大の信号レベル又は最大の信号対雑音推定値をもたらすように動的に適応させられる(又は制御される)。
【００６４】
しかしながら、図1のシステムにおいて、フィルタ特性の適応化又は制御は、代替的又は追加的に、超音波オーディオ環境に依存していてもよい。システムは超音波センサアレイ105を有し、超音波センサアレイ105は複数の超音波信号を生成する複数の超音波センサを有する。超音波信号は推定プロセッサ107に与えられ、推定プロセッサ107は超音波信号に応じてユーザの存否の推定又は存在推定情報(presence  estimate)を生成する。推定プロセッサ107はウェイトプロセッサ109に結合され、更にウェイトプロセッサ109はアレイプロセッサ103に結合されている。ウェイトプロセッサ109は、存在推定情報に応じてアレイプロセッサ103のフィルタ特性を決定する。
【００６５】
そしてシステムは超音波オーディオ環境から推定した特性を利用してオーディオバンドにおける動作を制御する。超音波バンドは10kHz以上と考えてもよいが、オーディオバンドは15kHz未満の周波数範囲内にあると考えてよい。オーディオバンドは15kHz未満の周波数間隔を含む。
【００６６】
図1に示す具体的な例では、システムは超音波送信機111を更に有し、超音波送信機111は超音波信号を放射又は送信するように形成されている。そのような信号は室内の対象物、オブジェクト又は人によって反射し、反射した信号又はエコーが超音波センサアレイ105により取得される。
【００６７】
従って図1に示すシステムの場合、フィルタ特性及びウェイトは、少なくともいくらかの時間について部分的又は全体的に、受信した超音波信号に依存し、具体的には放射された超音波信号からのエコーに依存する。推定プロセッサ107は、センサアレイ105から超音波信号を受信し、それらに基づいてユーザの存在情報(presence  characteristic)を推定する。存在情報は、簡易な例の場合、ユーザが存在しているか否かの推定を単に示す。多くの実施形態では、存在情報はユーザの位置の指標又はインジケータを表す。完全な位置の推定が決定されることは必須でないが、一実施形態におけるウェイトプロセッサ107は例えばユーザの大まかな方向を簡易に推定することが、理解されるであろう。決定された存在情報に基づいて、ウェイトプロセッサ107は適切なウェイトを決定し、特定の存在情報に対する所望のビームパターンをもたらす。
【００６８】
簡易な具体例として、(例えば、顕著なエコーが生じないほど全ての対象物が距離を隔てている大きな空間の中のように)超音波送信機111が超音波センサアレイ105に顕著な如何なるエコーも生じさせることができないような環境に、オーディオシステムが設定されるかもしれない。しかしながら、ユーザが超音波送信機111及び超音波センサアレイ105の前の領域に入ると、顕著な又は大きなエコーが生成される。超音波信号のレベルと閾値とを比較し、閾値を超えていた場合はユーザが存在していることを示し、そうでなかった場合はユーザが検出されなかったことを示すように存在インジケータを設定することで、推定プロセッサ107は非常に簡易な検出を実行してもよい。そして、ウェイトプロセッサ107はそれに応じてウェイトを修正する処理を勧める。例えば、ユーザが存在していなかった場合、ウェイトは可能な限り無指向性であるパターンを示すように設定され、ユーザが検出された場合、(例えば、超音波センサアレイ105の正面のような)ユーザが存在していると考えられる推定位置の方向に所定の狭いビームを向けるようにウェイトが設定される。そのような方法は、多くのアプリケーションにとって相応しく、オーディオレンダリング/再生のため及びオーディオキャプチャのための双方に使用可能である。例えば、ユーザが存在していなかった場合、超音波は全ての方向に放射され及び/又は全ての方向から取得される。これは、様々な位置に存在する周辺ユーザの検出を支援する。しかしながら、システムの正面にユーザが足を踏み入れると、オーディオシステムはその特定のユーザに照準を合わせるように自動的に適応化の制御を行う。
【００６９】
システムはユーザの存在/位置の情報を決定しようとするが、超音波信号がユーザに起因するのか或いは他の障害物に起因するのかが分からないかもしれないことが、理解されるであろう。すなわち、存在情報は、障害物の存在情報であるかもしれない。障害物又はオブジェクトがユーザであると仮定されるかもしれない。
【００７０】
多くの実施形態において、存在情報はユーザの位置(方向)の推定情報を含む又はから成り、ウェイトプロセッサ107はその方向に相応しいパターンを提供するようにウェイトを決定するように形成されていてもよい。そして、オーディオシステムは、超音波の測定値を用いてオーディオバンドビームの指向性を調整する。
【００７１】
多くの場合、超音波センサアレイ105及びオーディオバンドアレイ101は実質的に同じ場所にあり、例えば互いに隣接していてもよい。しかしながら多くの実施形態において、超音波センサアレイ105及びオーディオバンドアレイ101は有利なことに互いに重なっていてもよい。オーディオキャプチャアプリケーション又は音声取得システムの場合、超音波センサアレイ105及びオーディオバンド(センサ)アレイ101の開口又はアパーチャは互いに重なっていてもよい。一例として、超音波センサは、アレイが互いに交互に並ぶようにオーディオバンドセンサの間に設けられる。そのような方式は改善された優れた動作及び高い精度をもたらす。具体的には、超音波センサ105との位置関係をオーディオバンドアレイ101との位置関係に変換する複雑な演算は必要ない。そうではなく、ユーザに対する推定方向が超音波信号に基づいて決定された場合、その推定方向は、オーディオバンド信号又は音声周波数帯域信号に対する適切なフィルタウェイトを決定する際にそのまま使用されてもよい。
【００７２】
以下、本システムの更に具体的な例を説明する。説明は、所望の音源にオーディオビームパターンを適合させるオーディオキャプチャシステム(audio  capture  system)に着目している。オーディオシステムは例えばテレビ会議システムであってもよい。
【００７３】
この例において、超音波センサアレイ105及びオーディオバンドアレイ101は一緒に位置している又は重なっているだけでなく、事実上、同じオーディオバンド要素を使用する。図4はオーディオキャプチャシステムの一例を示す。
【００７４】
図4に示すシステムは、ワイドバンドオーディオバンドセンサ401の形式でオーディオバンドトランスデューサのオーディオバンドアレイを有する。ワイドバンドオーディオセンサ401の各々は、超音波バンド(超音波周波数帯域)及びオーディオバンド(音声周波数帯域)の少なくとも一部をカバーするワイドバンドレンジの範囲内の音を取得する。すなわち、ワイドバンドオーディオセンサ401により取得される実際の周波数間隔は、2kHzより低い周波数及び10kHzより高い周波数  (多くの場合に、500Hz又は1kHzより低い及び/又は15kHz又は20kHzより高い周波数)を含む。
【００７５】
すなわち、ワイドバンドオーディオセンサ401の各々はオーディオバンドセンサ及び超音波センサの双方である。従って、取得した音声入力だけでなく超音波入力をも提供するために同じセンサが使用される。
【００７６】
ワイドバンドオーディオセンサ401はアレイプロセッサ403に結合され、アレイプロセッサ403は図1のアレイプロセッサ103に関して説明したようなオーディオバンド信号のフィルタリング及び合成の処理を行う。しかしながら、多くの実施形態において、アレイプロセッサ103は信号をオーディオバンドに制限するように信号に低域フィルタリングを施してもよい。
【００７７】
同様にワイドバンドオーディオセンサ401は推定部405に結合され、推定部405は図1の存在推定部107と同様にユーザの存在情報を決定するように形成されている。推定部405はウェイトプロセッサ407に結合され、ウェイトプロセッサ407は図1のウェイトプロセッサ107の手法に対応する存在情報に基づいてアレイプロセッサ403のウェイトを決定するように形成されている。
【００７８】
オーディオバンド及び超音波処理の双方に同じトランスデューサ信号が使用されるシステムの場合、例えば、個々の超音波信号はトランスデューサ信号をハイパスフィルタリングすることで生成され、オーディオバンド信号はトランスデューサ信号をローパスフィルタリングすることで生成されてもよい。
【００７９】
オーディオバンド信号は10kHzより低い信号エネルギ全体の少なくとも80％を占め、超音波信号は10kHzより高い信号エネルギ全体の少なくとも80％を占める。
【００８０】
システムは、オーディオアレイ401の中央に設けられた超音波送信機409を更に有する。
【００８１】
図4に示すシステムは図1に示すキャプチャアプリケーションに関して説明したのと同様に動作する。しかしながら、典型的には、本システムは具体的には超音波信号に基づいてユーザの位置を推定するために使用され、その推定位置は、音声取得の所望の指向感度を提供するようにオーディオバンド合成のウェイトを全体的又は部分的に制御するために使用される。
【００８２】
ウェイトは、超音波信号から生成された存在推定情報又は位置推定情報に基づいて決定されるだけでなく、場合によっては代替的又は追加的に、オーディオアレイ401により取得されたオーディオバンド信号に基づいても生成されてよいことが、理解されるであろう(典型的には、オーディオバンド処理を実行する際に、超音波信号成分を無視できる場合、それらをフィルタリングすることで又は場合によっては直接的に使用することで生成される)。例えば、オーディオシステムは、オーディオアレイのビームフォーマのウェイトを適応的に制御する従来の機能を含んでいる。しかしながら、音がない期間の間又は初期化の場合、超音波信号は、ビームフォーミングアルゴリズムに使用可能な適切なウェイトを決定するために使用可能である。すなわち、オーディオビームフォーミングの初期化は、超音波信号から決定されたウェイトを用いて実行されてもよい。
【００８３】
オーディオバンドセンサ及び超音波センサ双方としてのワイドバンドセンサを利用することは、多くの利点をもたらす。すなわち、それは少ないセンサを用いた実現化及び製造を促す。それはコストを削減し、オーディオシステムのセンサセグメントの形状因子(form  factor)をしばしば小さくする。例えば、1つの比較的小さな筐体において上記の技法を利用するテレビ会議オーディオシステムを実現することを可能にする。しかしながら本技法は改善されたパフォーマンスを更にもたらし、特に、高精度化をもたらし及び/又は複雑さを低減しつつ信号処理量の削減及び支援を図る。すなわち、様々なオーディオバンドセンサ及び超音波センサアレイ間の変換がかなり支援される。すなわち、多くの場合、超音波信号のコヒーレント加算を実現できるように決定されたパラメータが、オーディオビームフォーミングのパラメータとしてそのまま(直接的に)使用されてもよい。例えば各自の経路各々に同じ遅延が使用されてもよい。
【００８４】
具体的な例として、本システムは、1人以上のユーザが遠く離れた位置にいるユーザと固定システムを用いて通信するハンズフリー通信(hands-free  communication)に使用されてもよい。高品質のインタフェースを提供するため、音響ビームフォーミングは、ソースを特定して音響ビームをそれらの位置に仕向けるように実行できる。しかしながら、従来、これは(音を発する)アクティブなソースを必要としていた。従来のシステムの場合、アクティブでない(音の無い)期間又はその直後において、ソースが移動して品質が劣化した場合にビームフォーミングウェイトが更新されなければならない。一例として、所定の位置にアクティブなソース(音を発する音源)があったとする。ソースは静かになり、別の場所に移動し、再びアクティブになる。音響ビームフォーマのウェイトは更新される必要があるので、通信は始めにその影響を受ける。また、その環境の中にTV又はノート型パソコンのような人間でない音源が存在する場合、算出されるビームフォーミングウェイトは不正確になり、貧弱な品質を招く或いは通信圏外にさえなってしまうかもしれない。
【００８５】
しかしながら、本願のシステムの場合、音の活動がない期間の間にウェイトを追跡及び更新するために使用される超音波信号により、そのような不都合を軽減できる。更に、外部ノイズ源は超音波処理に影響しにくいので、望まれない多くの雑音が存在する場合でも使用可能な信頼性の高い推定を行うことができる。
【００８６】
多くの実施形態において、存在情報は位置の推定情報又は指示情報(例えば、ユーザの推定された方向等)を表す。位置の推定(情報)は、超音波送信機409から送信された超音波信号に応じて決定できる。特に、超音波バンドの信号成分は飛行時間処理(time-of-flight  processing)に基づいてユーザの位置を算出するために使用可能であり、飛行時間処理は、角度情報のための範囲及び/又は到来方向処理の計算を可能にする。
【００８７】
以下、図5に示される例のようなパルス信号を送信する超音波送信機に基づく例を説明する。この例の場合、Tは正弦波のパルスが送信される期間を表現し、PRIはエコーが受信されるまでの期間を表す。
【００８８】
推定部405は、パルスの各々について、ワイドバンドオーディオセンサ各々から受信した超音波信号と送信されたパルスを遅延させたものとの相関を計算する。最も大きな相関をもたらす遅延が、超音波信号の飛行時間に対応すると判断され、アレイ要素間の遅延(及び飛行時間)の相対的な差分は、超音波を反射する障害物の方向を決定するのに使用可能である。
【００８９】
一実施形態において、超音波信号はユーザの動きの推定を行うためにも使用される。具体的には、超音波位置推定又は超音波測位は、動いている対象物に基づいており、すなわちワイドバンドセンサにより受信されたエコー同士の相違又は変化に基づいている。
【００９０】
例えば、超音波送信機が図5に示すような一連のパルスを発信したとする。推定部405は、先ず、静止しているオブジェクトを考察対象外とし、動いているソースの範囲をワイドバンドセンサアレイ401のみから決定する。この例の場合、推定部405は、2つの連続する送信パルスから受信した応答を別々に考察するのではなく、2つの連続する送信パルスから受信した信号の差分を考察する。静止しているオブジェクトからのエコーは連続的な送信パルスから受信される信号に同じ寄与をもたらすので、それらの差分はゼロである(又はゼロに近くなる)。一方、動いているソースからのエコーはゼロでない差信号をもたらす。信号電力が、差信号に基づいて所定の範囲のビン(bin)毎に算出される。算出された信号電力が検出閾値を超えていた場合、移動しているソースはその所定の範囲のビンに存在していると判断される。検出閾値は周囲の雑音状況に応じて決定される。決定された半径方向の範囲の中で、移動しているソースの到来角(direction-of-arrival：DoA)を決定することで角度方向の位置が算出される。角度方向の範囲は、移動しているソース各々の瞬間的な位置を示す。
【００９１】
超音波アレイにより提供される位置推定(方位)は、その位置から発せられたオーディオ信号がアレイ401のオーディオセンサに届いた場合の相対的な遅延に変換することができる。説明の簡明化のため、一般性を失うことなく、要素間の間隔がdメートルである一様に直線状に並んだオーディオセンサアレイを仮定する。θUSが、ワイドバンドセンサアレイ401に対するオーディオソース(超音波信号を反射するオブジェクト)の位置の推定方向であるとする。
【００９２】
遠方電磁界モデル及び平面波の伝播を仮定すると、アレイの中のi番目のセンサの遅延(1番目のセンサに対する遅延)は、
τi=(i-1)dcosθUS/c
により与えられ、ここでcは空気中の音速である。センサiで受信された信号は次のように書ける：
xi(t)=s(t-τi)+ni(t)
ここで、s(t)は所望の音を表現し、ni(t)はセンサiにおけるノイズ信号を表す。
【００９３】
仮定されているユーザの方向にビームを形成するのに必要な相対的な遅延は、超音波アレイにより提供される位置推定結果から算出できる。決定された方向の信号が遅延合成ビームフォーマ(DSB)構造によりコヒーレントに加算されるように、オーディオセンサからの信号は明確に補償される：
s^(t)=Σixi(t+τi)
上記の数式は、因果関係(causality)を補償するように入力信号を適切に遅延させることで実現できることが、理解されるであろう。
【００９４】
オーディオバンドアレイ及び超音波アレイが近くにある多くのシステムの具体的な利点、特に超音波及びオーディオバンド信号の双方に同じセンサが使用されるシステムの利点は、超音波信号から取得した相対的な遅延の推定値τiがオーディオバンド信号にそのまま(直接的に)使用可能なことである。
【００９５】
これは、超音波アレイに対する推定位置に遅延を変換し、その後にその位置を他の場所に存在するオーディオアレイに対する遅延に変換しなければならない場合に生じうる精度劣化を回避する。
【００９６】
すなわち、多くの実施形態において、オーディオシステムは、(反射するオブジェクトである)超音波ソースの方向に対応する超音波信号の超音波ウェイト遅延をそのまま(直接的に)決定できる。個々のオーディオバンド信号のオーディオバンドウェイト遅延は、超音波ウェイト遅延に対応するようにそのまま(直接的に)使用されてもよい。そのような場合、存在情報は決定された遅延自体により表現されてもよい。
【００９７】
本技法はDSBの例を具体的に参照しながら説明されているが、フィルタ合成ビームフォーマ(FSB)又はサイドローブ相殺ビームフォーマ等のようなより複雑なビームフォーマ等にも適用可能であることに留意を要する。
【００９８】
本技法は多くの利点をもたらす。例えば、ユーザの声が無い期間の後に超音波信号により決定された位置に対応する遅延にフィルタをリセットし、その後オーディオバンドがアクティブになった場合にもフィルタを適合させることで、以前の位置に適合しているフィルタを適合し直す場合と比較して、速やかに収束させることを保証できる。
【００９９】
図1に示すオーディオシステムは、ユーザの動きを追跡することに使用されてもよく、推定される動きは、オーディオバンド及び超音波バンド双方からの結果を利用して更新される。オーディオビームフォーミングはユーザの現在位置の推定に基づいている。例えば、ユーザの動きの軌跡を取得するために、過去の位置情報が動きモデルと組み合わせられ、そのモデルはオーディオバンド信号、超音波信号又は双方のうちの何れかにより推定された現在位置に基づいて連続的に更新される。ユーザの動きモデル又は運動モデルは、例えば、最後に推定された位置を現在位置として使用する簡易なモデルでもよいし、或いはより複雑なモデルでもよいし、例えば動きを予想して超音波及びオーディオバンド双方からの推定位置を組み合わせる複雑な運動モデルを使用してもよい。位置及び運動軌跡情報は例えば事前に音響ビームフォーマに入力されてもよく、すなわち所望の信号源からの音が止まった後に、アレイプロセッサ403は推定されたユーザの位置に対応するウェイトと共に初期化されてもよい。
【０１００】
これは、例えば喋らずに位置Aから位置Bへ移動する人物が音源である場合に特に有利である。音声しか利用しないシステムは可聴信号が途絶えた場合にその動きを追跡できず、その人物が位置Bで喋り始めてから適切なウェイトに収束するまでに時間がかかってしまう。超音波アレイにより推定される位置を利用すると、位置Aから位置Bへ動く間にユーザを連続的に追跡できるので、そのような問題を解決できる。
【０１０１】
図6は図4に示されるオーディオシステムが運動モデルを用いてどのように実現されるかの一例を示し、運動モデルは超音波信号及びオーディオバンド信号双方から生成された推定位置に基づいて更新される。
【０１０２】
この例の場合、推定部405は超音波位置推定部601を有し、超音波位置推定部601は、ワイドバンドオーディオセンサ401から信号を受信し、超音波信号成分から位置の推定結果を出力する。例えば上述したような技法が使用されてもよい。
【０１０３】
推定部405はオーディオバンド位置推定部603を更に有し、オーディオバンド位置推定部603は、ワイドバンドオーディオセンサ401から信号を受信し、オーディオバンド信号成分から位置の推定結果を出力する。例えば最大の合成信号レベルをもたらす相対的な遅延を決定する適応アルゴリズム等を含む適切な任意のアルゴリズムが使用されてよいことが、理解されるであろう。一実施形態において、例えばアレイプロセッサ403からオーディオバンド位置推定部603へのフィードバック経路を含むオーディオシステムにより、測位はアレイ403のビームフォーミングプロセスに組み込まれてよいことも、理解されるであろう。
【０１０４】
超音波位置推定部601及びオーディオバンド位置推定部603は、更に運動モデル607に結合されている更新プロセッサ605に結合されている。運動モデル607はユーザの位置推定情報を生成するモデルである。更新プロセッサ605は、超音波位置推定部601及びオーディオバンド位置推定部603からの測位結果に基づいて運動モデルを制御する。
【０１０５】
簡易な例として、運動モデル607は、更新プロセッサ605により提供される最新の推定位置を保存するメモリを単に含んでいてもよい。更新プロセッサ605は、超音波及びオーディオバンド位置推定を継続的に評価し、妥当であると判断された推定位置をフィードフォワードする処理を勧める。何れも妥当であると判断された場合は、測位結果の平均がフィードフォワードされ、何れも妥当でないと判断された場合は、何れの推定位置もフィードフォワードされない。
【０１０６】
本発明はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの任意の組み合わせを含む適切な如何なる形態で実現されてもよい。本発明は、選択的に、1つ以上のデータプロセッサ及び/又はディジタル信号プロセッサ上で動作するコンピュータソフトウェアとして少なくとも部分的に実現されてもよい。本発明の実施の形態をなす要素及びコンポーネントは、物理的に、機能的に及び論理的に適切な如何なる形式で実現されてもよい。また、機能は単独のユニットにより、複数のユニットにより又は他の機能ユニットの一部分として実現されてもよい。従って本発明は単独のユニットにより実現されてもよく、或いは様々なユニット、回路及びプロセッサの間で物理的かつ機能的に分散されてもよい。
【０１０７】
一実施形態において、オーディオバンド信号が或る基準に合致している場合には、超音波推定位置が使用されてもよい。例えば、オーディオバンド信号が十分に高い信号レベルを示すように合成されていない場合、ユーザモデルはオーディオバンド推定位置に基づいては更新されず、そうではなくユーザモデルは超音波推定位置に基づいて更新される。ユーザが喋っていないようである場合、超音波信号が測位に使用される。
【０１０８】
一実施形態において、オーディオバンド信号が或る基準に合致している場合には、超音波推定位置が使用されなくてもよい。例えば、オーディオバンド信号が十分に高い信号レベルを示すように合成されている場合、ユーザモデルは超音波推定位置に基づいては更新されず、そうではなくユーザモデルはオーディオバンド推定位置に基づいて更新される。ユーザが喋っているようである場合、オーディオバンド信号が測位に使用される。
【０１０９】
従って、一実施形態では、アクティブな超音波送信による電力消費を節約するために、超音波及び可聴音の間でアレイの処理が切り替えられてもよい。従って、(人が聴き取れる周波数範囲における)可聴音の活動が検出された場合、システムは超音波モードをオーディオバンドモードに切り替える。切り替える間、オーディオビームフォーミングウェイトは、超音波信号により提供された最新の位置推定と共に初期化される。適切な(音の)活動が続く限り、オーディオバンド信号はユーザの測位に使用される。可聴音レベルが、設定されている閾値を下回るほど劣化した場合、システムは超音波モードに切り替わる。
【０１１０】
別の例として、以下に示すように、超音波及びオーディオバンドを一緒に使用することで改善された検出パフォーマンスを達成できる。超音波モードにおいて、或る期間にわたっておそらくは大幅な動きがないことに起因してユーザが検出されなかった場合、システムは、可聴音活動が設定されている閾値より大きかった場合、オーディオバンドモードに切り替わる。これは全体的なユーザの検出精度を改善する。動きが検出されると、システムは超音波モードに戻ってもよい。或いは、可聴音活動が設定された閾値より大きいままである限り、システムはオーディオバンドモードに留まっていてもよい。
【０１１１】
本システムにより享受できる利点の具体例を、アレイにより取得された残響量(amount  of  reverberation)を減らすためにビームフォーミングが使用される残響抑圧アプリケーション(de-reverberation  application)を考察することで説明する。残響は会話又は話の聞こえやすさ又は明確性に影響し、発生した後50msの間に耳に届いた音のエネルギと50ms後に届く音のエネルギとの比率(dB)である明瞭インデックス又はC50により評価することができる。残響抑圧を実行するビームフォーマのパフォーマンスは、処理により生じる明瞭インデックスの改善の度合いにより測定できる。
【０１１２】
図7は様々なフィルタ長について従来のビームフォーマにより提供されるC50の改善度の一例を示す。ユーザは、最初に約10秒の間アレイの前に位置し、次の10秒の間45度の角度方向に位置している。ユーザが位置を変えると、パフォーマンスが急激に落ち込んでいることが分かり、システムが収束するまで(安定するまで)何秒かかかり、特に長いフィルタが使用されている場合は長くかかる。これは、ユーザが喋っている間に自由に動ける多くのハンズフリー通信システムで深刻な問題になる。
【０１１３】
本願のシステムは超音波信号及び/又は音響信号を用いてユーザを継続的に追跡するので、上記のような問題は開示される技法によるオーディオシステムにより軽減される。具体的には、図8に示されているように、ユーザがセンサの前(0度)から45度の角度方向に移動する際に、超音波信号を利用した追跡が実行される。
【０１１４】
位置のこの変化はビームフォーマへの入力として与えられる。そして、ビームフォーマウェイトは新たな位置に対応する遅延にリセットされる。図9はC50の対応する改善効果を示す。明らかに、正確な測位推定が行われる場合に速やかな収束が確認できる。
【０１１５】
上記の明瞭な説明は、様々な機能回路、ユニット及びプロセッサを参照しながら本発明の実施の形態を説明していることが、理解されるであろう。しかしながら、本発明から逸脱することなく、様々な機能回路、ユニット又はプロセッサの間で適切な如何なる機能の分散が行われてもよいことは、明らかであろう。例えば、別個のプロセッサ又はコントローラにより実行されるように図示されている機能は、同一のプロセッサ又はコントローラにより実行されてもよい。すなわち、特定の機能ユニット又は回路を指しているものは、説明される機能を発揮する適切な手段を指しているにすぎず、厳密な論理的又は物理的な構造又は組織を指しているわけではない。
【０１１６】
本発明はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの任意の組み合わせを含む適切な如何なる形態で実現されてもよい。本発明は、選択的に、1つ以上のデータプロセッサ及び/又はディジタル信号プロセッサ上で動作するコンピュータソフトウェアとして砂クトも部分的に実現されてもよい。本発明の実施の形態をなす要素及びコンポーネントは、物理的に、機能的に及び論理的に適切な如何なる形式で実現されてもよい。また、機能は単独のユニットにより、複数のユニットにより又は他の機能ユニットの一部分として実現されてもよい。従って本発明は単独のユニットにより実現されてもよく、或いは様々なユニット、回路及びプロセッサの間で物理的かつ機能的に分散されてもよい。
【０１１７】
本発明は、幾つかの実施形態に関連して説明されてきたが、上記の特定の形態に限定されるようには意図されていない。むしろ本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ規定される。更に、或る特徴が特定の実施形態に関連して説明されているが、説明された実施形態の様々な特徴は本発明において組み合わせられてもよいことを、当業者は認めるであろう。特許請求の範囲において、使用される用語は他の要素又はステップの存在を排除していない。
【０１１８】
更に、個別的に列挙された複数の手段、要素、回路又は方法ステップは、例えば単独の回路、ユニット又はプロセッサにより実現されてもよい。更に、個々の特徴が異なる請求項に含まれているかもしれないが、それらは有利に組み合わせることが可能であり、異なる請求項に含まれていることは、特徴の組み合わせが実現不可能である及び/又は有利に組み合わせられないことを意味しない。或るカテゴリの請求項に或る特徴が含まれていることは、そのカテゴリへの限定を意味せず、その特徴は適切であれば他のカテゴリの請求項に等しく適用可能であることを意味する。更に、請求項における特徴の順番は、その特徴が機能しなければならない如何なる特定の順序をも意味せず、特に方法の請求項における個々のステップの順序は、そのステップがその順序で実行されなければならないことを意味しない。むしろ、そのステップは適切な如何なる順序で実行されてもよい。更に、複数であると明示されていない要素は、要素が複数個ある場合を排除しているわけではない。「ある」、「或る」、「第1」、「第2」等の用語も複数個を排除していない。特許請求の範囲に参照符号が存在する場合、それは単に明確性を促しているに過ぎず、特許請求の範囲を如何なる方法によっても限定するように解釈してはならない。
【図１】
0006023081.tif 000002
【図２】
0006023081.tif 000003
【図３】
0006023081.tif 000004
【図４】
0006023081.tif 000005
【図５】
0006023081.tif 000006
【図６】
0006023081.tif 000007
【図７】
0006023081.tif 000008
【図８】
0006023081.tif 000009
【図９】
0006023081.tif 000010