(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全通過再帰的フィルタについての目標位相応答を決定する段階であって、該全通過再帰的フィルタは、N個の零点およびN個の極をもつ伝達関数を用いて表現可能であり、前記N個の零点は前記N個の極と一対一の対応関係をもつ、段階と；
Nの初期値を指定する段階と；
（ａ）少なくとも部分的には前記目標位相応答に基づいて、前記全通過再帰的フィルタについての一組のフィルタ係数についての一組の最適化された値を同定する段階と；
（ｂ）前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが一つまたは複数の基準を満足するかどうかを判定する段階とを含み、
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが前記一つまたは複数の基準を満足しないと判定するのに応答して、Nをインクリメントして前記段階（ａ）および（ｂ）を繰り返すことをさらに含む、
方法。
【請求項２】
前記全通過再帰的フィルタが、一次の全通過フィルタおよび二次の全通過フィルタを有し、
Nの初期値を指定する前記段階が、一次の全通過フィルタの数または二次の全通過フィルタの数の一方または両方を指定することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記全通過再帰的フィルタが、一次の全通過フィルタおよび二次の全通過フィルタを有し、
Nをインクリメントすることが、一次の全通過フィルタの数または二次の全通過フィルタの数の少なくとも一方をインクリメントすることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
全通過再帰的フィルタについての目標位相応答を決定する段階であって、該全通過再帰的フィルタは、N個の零点およびN個の極をもつ伝達関数を用いて表現可能であり、前記N個の零点は前記N個の極と一対一の対応関係をもつ、段階と；
Nの初期値を指定する段階と；
（ａ）少なくとも部分的には前記目標位相応答に基づいて、前記全通過再帰的フィルタについての一組のフィルタ係数についての一組の最適化された値を同定する段階と；
（ｂ）前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが一つまたは複数の基準を満足するかどうかを判定する段階とを含み、
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが前記一つまたは複数の基準を満足すると判定するのに応答して：
前記全通過再帰的フィルタおよびもう一つの全通過再帰的フィルタの組み合わせについてもう一つの目標位相応答を決定する段階であって、前記もう一つの全通過再帰的フィルタは、N'個の零点およびN'個をもつもう一つの伝達関数を用いて表現可能であり、前記N'個の零点は前記N'個の極と一対一の対応関係をもつ、段階と；
N'の初期値を指定する段階と；
（ｃ）少なくとも部分的には前記もう一つの目標位相応答に基づいて、前記もう一つの全通過再帰的フィルタについてのもう一組のフィルタ係数についてのもう一組の最適化された値を同定する段階と；
（ｄ）前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタおよび前記もう一組のフィルタ係数についての前記もう一組の最適化された値をもつ前記もう一つの全通過再帰的フィルタが一つまたは複数の他の基準を満足するかどうかを判定する段階とを実行することを含む、
方法。
【請求項５】
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタおよび前記もう一組のフィルタ係数についての前記もう一組の最適化された値をもつ前記もう一つの全通過再帰的フィルタが前記一つまたは複数の他の基準を満足しないと判定するのに応答して、Nをインクリメントして、請求項４のステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返すことをさらに含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタおよび前記もう一組のフィルタ係数についての前記もう一組の最適化された値をもつ前記もう一つの全通過再帰的フィルタが前記一つまたは複数の他の基準を満足しないと判定するのに応答して、N'をインクリメントして、請求項４のステップ（ｃ）および（ｄ）を繰り返すことをさらに含む、請求項４記載の方法。
【請求項７】
メディア・プロセッサの二つ以上の信号経路のうちの第一の信号経路において、メディア・サンプルを、前記全通過再帰的フィルタを用いて処理し；
前記メディア・プロセッサの前記二つ以上の信号経路のうちの第二の異なる信号経路において、メディア・サンプルを、前記もう一つの全通過再帰的フィルタを用いて処理することを含む、
請求項４記載の方法。
【請求項８】
全通過再帰的フィルタについての目標位相応答を決定する段階であって、該全通過再帰的フィルタは、N個の零点およびN個の極をもつ伝達関数を用いて表現可能であり、前記N個の零点は前記N個の極と一対一の対応関係をもつ、段階と；
Nの初期値を指定する段階と；
（ａ）少なくとも部分的には前記目標位相応答に基づいて、前記全通過再帰的フィルタについての一組のフィルタ係数についての一組の最適化された値を同定する段階と；
（ｂ）前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが一つまたは複数の基準を満足するかどうかを判定する段階とを含み、
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが前記一つまたは複数の基準を満足すると判定するのに応答して：
前記全通過再帰的フィルタおよび高域通過フィルタの組み合わせについて新しい目標位相応答を決定する段階であって、前記高域通過フィルタは次数N'のもう一つの伝達関数を用いて表現可能である、段階と；
N'の初期値を指定する段階と；
（ｃ）少なくとも部分的には前記新しい目標位相応答に基づいて、前記高域通過フィルタについてのもう一組のフィルタ係数についてのもう一組の最適化された値を同定する段階と；
（ｄ）前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタおよび前記もう一組のフィルタ係数についての前記もう一組の最適化された値をもつ前記高域通過フィルタが一つまたは複数の他の基準を満足するかどうかを判定する段階とを実行することを含む、
方法。
【請求項９】
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタおよび前記もう一組のフィルタ係数についての前記もう一組の最適化された値をもつ前記高域通過フィルタが前記一つまたは複数の他の基準を満足しないと判定するのに応答して、Nをインクリメントして、請求項８のステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返すことをさらに含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタおよび前記もう一組のフィルタ係数についての前記もう一組の最適化された値をもつ前記高域通過フィルタが前記一つまたは複数の他の基準を満足しないと判定するのに応答して、N'をインクリメントして、請求項８のステップ（ｃ）および（ｄ）を繰り返すことをさらに含む、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
メディア・プロセッサの二つ以上の信号経路のうちの第一の信号経路において、メディア・サンプルを、前記全通過再帰的フィルタおよび前記高域通過フィルタを用いて処理し；
前記メディア・プロセッサの前記二つ以上の信号経路のうちの第二の異なる信号経路において、メディア・サンプルを、遅延線のみを用いて処理することを含む、
請求項８記載の方法。
【請求項１２】
前記第一の信号経路または前記第二の信号経路の一方の一部として遅延線を挿入することをさらに含む、請求項７または１１記載の方法。
【請求項１３】
メディア・プロセッサの二つ以上の信号経路のうちの第一の信号経路において、メディア・サンプルを、前記全通過再帰的フィルタを用いて処理し；
前記メディア・プロセッサの前記二つ以上の信号経路のうちの第二の異なる信号経路において、メディア・サンプルを、もう一つの全通過再帰的フィルタなしに遅延線を用いて処理することを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項１４】
全通過再帰的フィルタについての目標位相応答を決定する段階であって、該全通過再帰的フィルタは、N個の零点およびN個の極をもつ伝達関数を用いて表現可能であり、前記N個の零点は前記N個の極と一対一の対応関係をもつ、段階と；
Nの初期値を指定する段階と；
（ａ）少なくとも部分的には前記目標位相応答に基づいて、前記全通過再帰的フィルタについての一組のフィルタ係数についての一組の最適化された値を同定する段階と；
（ｂ）前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが一つまたは複数の基準を満足するかどうかを判定する段階とを含み、
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが一つまたは複数の基準を満足するかどうかを判定する段階が：
前記全通過再帰的フィルタについての前記目標位相応答または前記全通過再帰的フィルタについての前記一組のフィルタ係数についての複数組の値に基づいて計算された複数の位相応答の少なくとも一方に関係する位相誤差を決定する段階と；
前記一組のフィルタ係数について、前記複数組の値のうちで、前記一組の最適化された値を同定するよう、前記位相誤差を最小化する段階とを含む、
方法。
【請求項１５】
複数の離散的なオーディオ周波数に対して前記位相誤差を計算する段階をさらに含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
オーディオ周波数のある帯域幅にわたって前記位相誤差を計算する段階を含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
全通過再帰的フィルタについての目標位相応答を決定する段階であって、該全通過再帰的フィルタは、N個の零点およびN個の極をもつ伝達関数を用いて表現可能であり、前記N個の零点は前記N個の極と一対一の対応関係をもつ、段階と；
Nの初期値を指定する段階と；
（ａ）少なくとも部分的には前記目標位相応答に基づいて、前記全通過再帰的フィルタについての一組のフィルタ係数についての一組の最適化された値を同定する段階と；
（ｂ）前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが一つまたは複数の基準を満足するかどうかを判定する段階とを含み、
前記一つまたは複数の基準は、20Hzから400Hzまでの間のオーディオ周波数、400Hzから10,000Hzまでの間のオーディオ周波数、10,000Hzから25,000Hzまでの間のオーディオ周波数、25,000Hzより高いオーディオ周波数のうちの一つまたは複数における一つまたは複数の最大位相誤差を含む、方法。
【請求項１８】
全通過再帰的フィルタについての目標位相応答を決定する段階であって、該全通過再帰的フィルタは、N個の零点およびN個の極をもつ伝達関数を用いて表現可能であり、前記N個の零点は前記N個の極と一対一の対応関係をもつ、段階と；
Nの初期値を指定する段階と；
（ａ）少なくとも部分的には前記目標位相応答に基づいて、前記全通過再帰的フィルタについての一組のフィルタ係数についての一組の最適化された値を同定する段階と；
（ｂ）前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが一つまたは複数の基準を満足するかどうかを判定する段階とを含み、
前記一つまたは複数の基準は、20Hzから400Hzまでの間のオーディオ周波数、400Hzから10,000Hzまでの間のオーディオ周波数、10,000Hzから25,000Hzまでの間のオーディオ周波数、25,000Hzより高いオーディオ周波数のうちの一つまたは複数における一つまたは複数の最大群遅延を含む、方法。
【請求項１９】
全通過再帰的フィルタについての目標位相応答を決定する段階であって、該全通過再帰的フィルタは、N個の零点およびN個の極をもつ伝達関数を用いて表現可能であり、前記N個の零点は前記N個の極と一対一の対応関係をもつ、段階と；
Nの初期値を指定する段階と；
（ａ）少なくとも部分的には前記目標位相応答に基づいて、前記全通過再帰的フィルタについての一組のフィルタ係数についての一組の最適化された値を同定する段階と；
（ｂ）前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが一つまたは複数の基準を満足するかどうかを判定する段階とを含み、
少なくとも部分的にはメディア・プロセッサの二つの信号経路からの二つの出力の間の目標位相差に基づいて、前記全通過再帰的フィルタのための前記目標位相応答を決定する段階をさらに含む、方法。
【請求項２０】
一つまたは複数の入力メディア信号を用いて表現される、受信される、送信されるまたは記憶される一つまたは複数の入力メディア・サンプルを、一つまたは複数の出力メディア信号を用いて表現される、受信される、送信されるまたは記憶される一つまたは複数の出力メディア・サンプルに変換する段階をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項２１】
前記入力メディア信号または前記出力メディア信号の少なくとも一方がビデオ信号を含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記全通過再帰的フィルタは、メディア・サンプルを処理するメディア・プロセッサの信号チャネルの少なくとも一部を含み、前記信号チャネルはサラウンド・チャネル、前方チャネルまたは非サラウンド非前方チャネルの一つを表わす、請求項１記載の方法。
【請求項２３】
前記一組の最適化された値の少なくとも一つが実部または虚部の一方を含む、請求項１記載の方法。
【請求項２４】
プロセッサを有し、請求項１ないし２３のうちいずれか一項記載の方法を実行するよう構成されている装置。
【請求項２５】
一つまたは複数のプロセッサによって実行されたときに請求項１ないし２３のうちいずれか一項記載の方法を実行させるソフトウェア命令を記憶しているコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２６】
請求項１ないし２３のうちいずれか一項記載の方法を用いて最適化されたフィルタ係数をもつ全通過再帰的フィルタを有する位相シフト・ネットワーク。
【請求項２７】
請求項１ないし２３のうちいずれか一項記載の方法を用いて最適化されたフィルタ係数をもつ全通過再帰的フィルタを有する半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本願は2012年5月31日に出願された米国仮特許出願第61/653,999号および2012年12月10日に出願された米国仮特許出願第61/735,462号の優先権を主張するものである。各出願の内容はここに参照によってその全体において組み込まれる。
【０００２】
技術
本発明は概括的にはオーディオおよび／またはビデオ信号の処理に関する。より詳細には、本発明のある実施形態は、オーディオおよび／またはビデオ信号における目標位相シフトの生成に関する。
【背景技術】
【０００３】
オーディオおよびビデオ信号は、異なるチャネルのオーディオおよびビデオ信号の間である種の位相シフトを得るよう処理されることがある。そうした位相シフトはマルチチャネル・メディア・システムによって、有用なタイミング、奥行き、方向および他の定位手がかりをユーザーに与えるリッチな音像を提供して、ユーザーが該音像においてリアルに音源を知覚しうるようにするために活用されうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
いくつかの（たとえばサラウンド）チャネルにおいて他のいくつかの（たとえば前方）チャネルに比してオーディオおよびビデオ信号の位相シフトを生成するために、既存のフィルタリング技法が使用されてもよい。しかしながら、既存のフィルタリング技法は、特に低および高可聴周波数において、高度の正確さをもって位相シフトを生成しないことがあり、貧弱なオーディオ・コンテンツ・レンダリングおよび／または低品質の音像を与えることがある。既存のフィルタリング技法はまた、正確に位相シフトを実行するために、込み入った高価な論理、大きなメモリ消費および長い計算時間を必要とすることがある。これらの技法のもとで結果として生じる時間遅延は、しばしば生放送のようなある種のメディア用途では受け容れられないほど大きくなる。結果として、有用なメディア処理機能が、たとえシステムにすでに組み込まれていたとしても、典型的には、これらの技法によって要求される大きな時間遅延を補償するために省略されたりオフにされたりする必要がある。これらの技法によって要求される込み入った高価な論理はまた、その適用を、比較的限られた範囲の（たとえばハイエンドの）コンピューティング装置のみに限定することがありうる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記のセクションで記述されたアプローチは、追求されることができたアプローチであるが必ずしも以前に着想または追求されたアプローチではない。したがって、特に断りのない限り、該セクションにおいて記述されるアプローチはいずれも、該セクションに含まれているというだけのために従来技術の資格をもつと想定されるべきではない。同様に、特に断りのない限り、一つまたは複数のアプローチに関して特定されている問題は、該セクションに基づいて何らかの従来技術において認識されていたと想定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明は、限定ではなく例として付属の図面に示される。図面において、同様の参照符号は同様の要素を指す。
【図１】位相シフトに関係するフィルタリング演算を実行するために使用されうる非再帰的な有限インパルス応答（FIR:  finite-impulse-response）ヒルベルト・フィルタを示す図である。
【図２】FIRヒルベルト・フィルタの周波数応答を示す図である。
【図３Ａ】位相シフトに関係するフィルタリング演算を実行するために使用されうる再帰的な無限インパルス応答（IIR:  infinite-impulse-response）ヒルベルト・フィルタを示す図である。
【図３Ｂ】位相シフトに関係するフィルタリング演算を実行するために使用されうる再帰的な無限インパルス応答（IIR:  infinite-impulse-response）ヒルベルト・フィルタを示す図である。
【図３Ｃ】位相シフトに関係するフィルタリング演算を実行するために使用されうる再帰的な無限インパルス応答（IIR:  infinite-impulse-response）ヒルベルト・フィルタを示す図である。
【図４】IIRヒルベルト・フィルタの周波数応答を示す図である。
【図５】位相シフトに関係するフィルタリング演算を実行するために使用されうる全通過再帰的フィルタを示す図である。
【図６】全通過再帰的フィルタの周波数応答を示す図である。
【図７】最適化された位相シフト・システム設計の例を示す図である。
【図８Ａ】本発明の例示的な実施形態に基づく例示的なプロセス・フローを示す図である。
【図８Ｂ】本発明の例示的な実施形態に基づく例示的なプロセス・フローを示す図である。
【図８Ｃ】本発明の例示的な実施形態に基づく例示的なプロセス・フローを示す図である。
【図９】位相シフトに関係するフィルタリング演算を実行するために使用されうる位相シフト・ネットワークを示す図である。
【図１０】位相シフト・ネットワークの周波数応答を示す図である。
【図１１】本発明のある実施形態に基づく、本稿に記載されるようなコンピュータまたはコンピューティング装置が実装されうる例示的なハードウェア・プラットフォームを示す図である。
【図１２】位相シフトに関係するフィルタリング演算を実行するために使用されうる位相シフト・ネットワークを示す図である。
【図１３】位相シフトに関係するフィルタリング演算を実行するために使用されうる例示的な二次の全通過フィルタ位相シフト・ネットワークを示す図である。
【図１４】二つの信号経路の間の例示的な位相差および位相シフト・ネットワークによって生成される信号経路の一つの周波数応答を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
低レイテンシーで複雑さが低い位相シフト・ネットワークに関する例示的な実施形態が本稿で記載される。以下の記述では、説明のために、数多くの個別的詳細が、本発明の十全な理解を与えるために記述される。しかしながら、本発明がそうした個別的詳細なしでも実施されうることは明白であろう。他方、よく知られた構造および装置は、本発明を無用に隠蔽し、埋没させ、曖昧にするのを避けるために、網羅的な詳細さでは記述されない。
【０００８】
本稿では例示的な実施形態は次のアウトラインに従って記述される：
１．全般的概観
２．他の位相シフト・アプローチ
３．低複雑さ、低レイテンシーの位相シフト・ネットワーク
３．１  例示的な位相シフト・ネットワーク
３．２  遅延線のみチャネルをもつ位相シフト・ネットワーク
４．例示的なフィルタ最適化システム
５．例示的なプロセス・フロー
６．例示的なフィルタ・ネットワーク
７．実装機構――ハードウェアの概観
８．等価物、拡張、代替その他。
【０００９】
〈１．全般的概観〉
この概観は、本発明の例示的な実施形態のいくつかの側面の基本的な記述を提示する。この概観はその例示的な実施形態の諸側面の包括的ないし網羅的な要約ではないことは注意しておくべきである。さらに、この概観は、その例示的な実施形態の何らかの特に有意な側面もしくは要素を特定するものと理解されることも、一般には本発明の、特にこの例示的な実施形態の何らかの範囲を画定するものと理解されることも、意図されていないことを注意しておくべきである。この概観は単に、その例示的な可能な実施形態に関係するいくつかの概念を凝縮された単純化された形式で提示するものであり、単に後続の例示的な諸実施形態のより詳細な説明への概念的な導入部として理解されるべきである。
【００１０】
高性能で複雑さが低い位相シフト・ネットワークが、複数のオーディオ・チャネルを有するメディア処理システムにおいて位相シフト動作を実行するために使用されうる。位相シフト・ネットワークは、短い時間遅延で動作するよう構成されてもよい。位相シフト・ネットワークは一つまたは複数の一次でない全通過再帰的フィルタを有する。該一次でない全通過再帰的フィルタのそれぞれ、一部または全部は一次および／または二次の全通過再帰的フィルタを用いて構築されてもよい。
【００１１】
いくつかの実施形態では、目標時間遅延が全通過再帰的フィルタのグループについて指定されてもよい。目標位相応答がそれらの全通過再帰的フィルタのために指定または形成されてもよい。目標位相応答は、少なくとも部分的には、目標時間遅延に匹敵する時間遅延を生成する遅延線の位相応答に基づいて指定または形成されてもよい。目標位相応答は、目標位相シフト（たとえば、±90度または他の値）を含んでいてもよい。高忠実度のメディア出力（たとえばオーディオ出力）を保証するために、オーディオ周波数の広い帯域幅にわたるまたはいくつかの周波数における最大の許容可能なグループ遅延のような因子が、目標位相応答を形成する際に考慮されてもよい。
【００１２】
伝達関数が全通過再帰的フィルタのグループを記述するために使われてもよい。伝達関数は、フィルタ係数の零点および極に対応する分子および分母を有する形に因子分解されてもよい。幅広い多様な技法の一つまたは複数が、一組のフィルタ係数のための最適化された値を探索するために使われてもよい。たとえば、前記一組のフィルタ係数についての複数組の値に基づいて、目標位相応答と計算された応答との間の位相誤差が計算され、評価されてもよい。いくつかの実施形態では、一次でない全通過再帰的フィルタについての前記一組のフィルタ係数について一組の最適化された値を位置特定するために、位相誤差が最小化されてもよい。前記一組のフィルタ係数についての最終的な一組の最適化された値が、一つまたは複数の性能基準を満たす位相応答を生じることを保証するよう、これらの動作の一部または全部が逐次反復的および／または再帰的に繰り返されてもよい。
【００１３】
本稿に記載される性能基準は、限定するものではないが、オーディオ周波数の帯域幅の低い端、中間領域または高い端における、位相誤差および最大許容可能グループ遅延を含んでいてもよい。
【００１４】
同じ技法が、一つまたは複数の一次でない全通過再帰的フィルタを有する位相シフト・ネットワークを生成するために適用されてもよい。該一次でない全通過再帰的フィルタのそれぞれは、一次および／または二次の全通過再帰的フィルタを用いて実装されてもよい。追加的、任意的または代替的に、該一次でない全通過再帰的フィルタは、最小数の一次および／または二次の全通過再帰的フィルタをもって実装されてもよく、関連する性能基準が該一次でない全通過再帰的フィルタによって個々におよび／または集団的に、あるいは前記位相シフト・ネットワーク全体によって満足されるという制約条件を満足するよう構成されていてもよい。
【００１５】
本稿に記載される位相シフト・ネットワークの時間遅延は、リアルタイムのメディア・アプリケーションを維持するのに十分短い。そのようなリアルタイムのメディア・アプリケーションは、より長い時間遅延をもつ位相シフト・ネットワークでは妨げられることがある。性能特性、単純さおよび低レイテンシーが、高品質のオーディオおよびメディア・システムおよびアプリケーションとともに本位相シフト・ネットワークを使うことを許容する。
【００１６】
特に、位相シフト・ネットワークにおける一次でないフィルタが比較的少数の一次および／または二次の全通過再帰的フィルタを用いて実装されうるので、本稿に記載される位相シフト・ネットワークは、多様なコンピューティング装置上で容易に実装され、オーディオ周波数のスペクトルにわたって動作し、高品質、低コストのマルチチャネル・オーディオ処理機能を提供し、幅広い多様なメディア・アプリケーション（たとえばリアルタイム・メディア・アプリケーション）をサポートすることができる。
【００１７】
いくつかの例示的な実施形態では、本稿に記載される機構は、劇場システム、スタジオ・システム、講堂システム、スポーツ放送システム、オーディオ・システム、マルチメディア・システム、ハンドヘルド装置、ゲーム機、テレビジョン、ラップトップ・コンピュータ、ネットブック・コンピュータ、タブレット・コンピュータ、セルラー無線電話、電子書籍リーダー、ポイントオブセール端末、デスクトップ・コンピュータ、コンピュータ・ワークステーション、コンピュータ・キオスクまたはさまざまな他の種類の端末およびメディア処理ユニットの任意のものを含むがこれに限られないメディア処理システムの一部をなす。
【００１８】
本稿に記載される好ましい実施形態および一般的な原理および特徴に対するさまざまな修正が当業者にはすぐに明白となるであろう。よって、本開示は示している実施形態に限定されることは意図されておらず、本稿に記載される原理および特徴と整合する最も広い範囲を与えられるべきものである。
【００１９】
〈２．他の位相シフト・アプローチ〉
メディア・システムは、一つまたは複数のチャネルのみを使うシステムより（たとえば音源定位の点で）よりよい品質の音を聴取者に与えるために、多数のチャネルを使うことがある。多数チャネルのいくつか（たとえば一つまたは複数のサラウンド・チャネル）は、他のいくつか（たとえば二つ以上の前方チャネル）のオーディオ信号に比して位相シフトされたオーディオ信号を呈することがある。種々の型のフィルタがメディア信号（たとえばオーディオおよび／またはビデオ信号）において位相シフトを生成するために使われることがある。
【００２０】
図１は、位相シフト（たとえば±90度；90度と270度など）に関係するフィルタリング演算を実行するために使用されうる非再帰的な（FIR）ヒルベルト・フィルタを示している。米国カリフォルニア州サンフランシスコのドルビーラボラトリーズ社から商業的に入手可能なFIRヒルベルト・フィルタは、対応する入力信号（サラウンド入力）に基づいて出力信号（サラウンド出力）において90度の位相シフトを生成するために、1279個のタップを有し、639サンプルの対応する遅延を生成することがある。FIRヒルベルト・フィルタはそのフィルタリング演算を周波数領域で実行してもよく、よって順および逆フーリエ変換（たとえばFFTおよび逆FFT）を使う必要があることがある。図のように、一つまたは複数のサラウンド・チャネルにおいて位相シフトを生成するためにこのFIRヒルベルト・フィルタを使うメディア・システムでは、前方チャネルにおける出力信号（前方出力）は、FIRヒルベルト・フィルタによってサラウンド・チャネルに導入される遅延に合うよう、単に、対応する入力信号（前方入力）から639サンプル遅延させられてもよい。
【００２１】
図２は、FIRヒルベルト・フィルタ（たとえば図１に示すようなもの）の、大きさ、位相、群遅延および位相シフト／差（たとえば図１に示した前方信号経路における遅延線に対する）における例示的な周波数応答を示している。図のように、大きさの点では、FIRヒルベルト・フィルタは30Hzのカットオフ周波数をもち、カットオフ周波数より下の非常に低い周波数のほかは良好な周波数応答をもつ。FIRヒルベルト・フィルタは、前方信号経路における遅延線に比して完璧な90度位相シフト／差および一定の群遅延を生成する。この群遅延は、前方信号経路における遅延線によってマッチされる。
【００２２】
しかしながら、FIRヒルベルト・フィルタは比較的高いレイテンシーおよび複雑さに関わる。サラウンド・チャネルのためのFIRヒルベルト・フィルタに対応する伝達関数のためにチャネル当たりNfft語、前方チャネルのための遅延線のためにチャネル当たり(Nfft＋Nfft/4)語、サラウンド・チャネルのためのFFT/IFFTのためにチャネル当たり2*Nfftまたは（その場（in-place）FFT/IFFTについては）Nfft語を必要とするからである。ここで、Nfft＝1024はFFT/IFFTのサイズである。FFT/IFFTのための演算数はチャネル当たり2*Nfft*logNfftのオーダーであると推定される。さらに、FIRヒルベルト・フィルタのフィルタリング動作では、サラウンド・チャネル当たりNfft回の乗算および前方チャネル当たりNfftのメモリ・アクセスおよび移動が必要とされることがある。
【００２３】
図３Ａは、位相シフト（たとえば±90度；90度と270度など）に関係するフィルタリング演算を実行するために使用されうる非再帰的な（IIR）ヒルベルト・フィルタを示している。米国カリフォルニア州サンフランシスコのドルビーラボラトリーズ社から商業的に入手可能なIIRヒルベルト・フィルタは、対応する入力信号（サラウンド入力）に基づいて出力信号（サラウンド出力）において90度の位相シフトを生成するために、1280サンプルのレイテンシーをもつことがある。IIRヒルベルト・フィルタはそのフィルタリング演算を時間領域で実行してもよく、よって順および逆フーリエ変換の使用を省略してもよい。図のように、一つまたは複数のサラウンド・チャネルにおいて位相シフトを生成するためにこのIIRヒルベルト・フィルタを使うメディア・システムでは、前方チャネルにおける出力信号（前方出力）は、IIRヒルベルト・フィルタによってサラウンド・チャネルに導入される遅延に合うよう、単に、対応する入力信号（前方入力）から1280サンプル遅延させられてもよい。
【００２４】
このIIRヒルベルト・フィルタは前方プロセス・フィルタ、後方プロセス・フィルタ、状態反転論理および簿記論理を有する。例示的な実装では、図３Ｂに示されるように、前方プロセス・フィルタは四つのコンポーネント・フィルタを有していてもよい。四つのコンポーネント・フィルタの第一のものは、二次の高域通過IIRフィルタであり、他の三つのコンポーネント・フィルタは二次の全通過IIRフィルタである。図３Ｃに示されるように、後方プロセス・フィルタは三つの二次の全通過IIRフィルタを有していてもよい。
【００２５】
図４は、IIRヒルベルト・フィルタ（たとえば図３Ａないし図３Ｃに示すようなもの）の、大きさ、位相、群遅延および位相シフト／差（たとえば図３Ａに示した前方信号経路における遅延線に対する）における例示的な周波数応答を示している。図のように、この例示的な実装における100Hzより下の周波数応答は、高域通過フィルタのため良好ではない。このIIRヒルベルト・フィルタは、前方信号経路における遅延線に比して、ある量の位相歪みのある270度（またはマイナス90度）位相シフト／差を生成し、また前方信号経路における遅延線に近似的にマッチする群遅延を生成する。
【００２６】
しかしながら、上記のFIRヒルベルト・フィルタと同様に、このIIRヒルベルト・フィルタは比較的高いレイテンシーに関わる。この例示的な実装では、IIRヒルベルト・フィルタは、サラウンド・チャネル当たり係数のために22語、フィルタ状態のために18語、前方チャネル当たり遅延線のために1280語を必要とする。
【００２７】
図５は、位相シフト（たとえば±90度；90度と270度など）に関係するフィルタリング演算を実行するために使用されうる全通過IIR（たとえば、米国カリフォルニア州サンフランシスコのドルビーラボラトリーズ社から商業的に入手可能なDP600）を示している。この位相シフト・フィルタは、プロエンコーダ（pro-encoder）において使用される。全通過IIRフィルタは前方チャネルおよびサラウンド・チャネルの両方において四つの一次IIRフィルタを有していてもよく、約100サンプルのレイテンシーを有していてもよく、前方チャネルとサラウンド・チャネルの間で90度の位相差を生成してもよい。
【００２８】
図６は、全通過IIRフィルタ（たとえば図５に示すようなもの）の、大きさ、位相、群遅延および前方チャネルとサラウンド・チャネルの間の位相シフト／差における例示的な周波数応答を示している。図のように、この周波数応答は、平坦な大きさ応答と、ほぼ線形の位相応答をもつ。10kHzより下の位相差はほぼ一定の90度である。しかしながら、10kHzより上の位相応答は、20kHzでの40度の位相差によって示されるように、問題である。
【００２９】
しかしながら、FIRヒルベルト・フィルタやIIRヒルベルト・フィルタとは異なり、全通過IIRフィルタは比較的低いレイテンシーおよび複雑さに関わり、群遅延は約100サンプルである。この例示的な実装では、全通過IIRフィルタは係数のために8語、フィルタ状態のためにチャネル当たり5語を必要とする。
【００３０】
〈３．低複雑さ、低レイテンシーの位相シフト・ネットワーク〉
本稿に記載される技法は、可聴周波数の広い帯域幅内で平坦な（完璧な）大きさ応答およびほぼ線形の位相応答をもつ位相シフト・ネットワークを生成するために使用されてもよい。高精度もつが高い複雑さおよび高いレイテンシーをもつか、低いレイテンシーおよび低い複雑さをもつが精度も低い他の位相シフト技法とは対照的に、本稿に記載される技法によって生成される位相シフト・ネットワークは、高い精度、高いオーディオ品質、低いレイテンシーおよび低い複雑さをもって位相シフトを生成するために使用されうる。
【００３１】
〈３．１  例示的な位相シフト・ネットワーク〉
本稿に記載される技法のもとでは、位相シフト・ネットワークは、次のような、Z変換をもつ一組の再帰的全通過フィルタを有していてもよい。
【００３２】
【数１】
0005908168.tif 000002
ここで、Nは全通過フィルタの次数を表わす。Z変換は二組の配列によって表現されうる。
【００３３】
【数２】
0005908168.tif 000003
ここで、B＝[b(0),b(1),…,b(N−1),b(N)]、Z＝[z-0,z-1,…,z-(N-1),z-N]であり、Z*（たとえばZの共役）はZの配列における要素の逆数を表わす要素の配列であり、b(N)は1である。いくつかの実施形態では、伝達関数の極および伝達関数の零点は、対応する極および対応する零点の複数の対をなす。結果として、全通過フィルタはN個の一次全通過フィルタによって、またはNが偶数であればN/2個の二次の全通過フィルタによって、またはNが奇数であれば1個の一次および(N−1)/2個の二次の全通過フィルタによって実装されうる。
【００３４】
位相シフト・ネットワークは一つ、二つまたはそれ以上の一次および／または二次の全通過フィルタを有していてもよい。いくつかの実施形態では、二つ以上の低次の全通過フィルタがより高次のフィルタとともに実装されてもよい。いくつかの実施形態では、位相シフト・ネットワークは、前方信号経路とサラウンド信号経路の間に位相差を生成するために、前方信号経路のための第一の全通過フィルタおよびサラウンド信号経路のための第二の全通過フィルタを有する。第一および第二の全通過フィルタのためのZ変換は次のようなものであってもよい。
【００３５】
【数３】
0005908168.tif 000004
ここで、インデックスmおよびsはそれぞれ前方信号経路およびサラウンド経路についてである。NmおよびNsはそれぞれ前方信号経路およびサラウンド経路についてのフィルタ次数を表わす。BmおよびBsはそれぞれ前方信号経路およびサラウンド信号経路についてのフィルタ係数配列を表わす。
【００３６】
いくつかの実施形態では、全通過フィルタにおける係数（たとえばBsおよび／またはBm）の一部または全部が、平坦な（完璧な）大きさ応答を保証するために実領域に制約されてもよい。いくつかの実施形態では、全通過フィルタにおける係数（たとえばBsおよび／またはBm）の少なくとも一つが虚部を有していてもよい。第一の全通過フィルタおよび第二の全通過フィルタについてのそれぞれの位相応答は、次のような解析的な形で表現できる。
【００３７】
【数４】
0005908168.tif 000005
ここで、wは周波数を表わし；arctgは逆正接関数を表わし；Hmi(w,Bm)およびHsi(w,Bs)はそれぞれHmおよびHsの虚部を表わし；Hmr(w,Bm)およびHsr(w,Bs)はそれぞれHmおよびHsの実部を表わす。
【００３８】
所与の周波数wにおける、Nサンプルぶんの遅延線とサラウンド信号経路との間の位相差dφは、式(6)に基づいて、次のように得られる。
【００３９】
【数５】
0005908168.tif 000006
所与の周波数wにおける、所与の位相Φ(w)とサラウンド信号経路との間の位相差dφは、式(6)に基づいて、次のように得られる。
【００４０】
【数６】
0005908168.tif 000007
所与の周波数wにおける、前方信号経路とサラウンド信号経路との間の位相差dφは、式(5)および(6)に基づいて、次のように得られる。
【００４１】
【数７】
0005908168.tif 000008
いくつかの実施形態では、位相関係の式(5)ないし(9)は、第一および第二の全通過フィルタがほぼ線形な位相応答を有し、これらの全通過フィルタの間の位相差が、20Hzから20kHzまでの間の帯域幅など可聴周波数の広いスペクトルにおいてπ/2または−π/2のようなある値であるよう、BmおよびBsの値を生成するために、次のように使われてもよい。
【００４２】
【数８】
0005908168.tif 000009
ここで、DΦiはi番目の周波数wiにおける所望される位相差を表わし；Kは位相差と所望される位相差との間の位相誤差が合計される（そして最小化される）周波数の総数を表わす。いくつかの実施形態では、DΦiはすべてのwiについてπ/2または−π/2に設定される。ここで、iは1,2,…,K−1およびKである。
【００４３】
いくつかの実施形態では、前方信号経路における第一の全通過フィルタはNサンプルの遅延線によって置き換えられてもよい。これらの実施形態では、式(10)を使う代わりに、Bsの値は次の式(11)によって生成されてもよい。
【００４４】
【数９】
0005908168.tif 000010
〈３．２  遅延線のみチャネルをもつ位相シフト・ネットワーク〉
いくつかの実施形態では、位相シフト・ネットワークは、前方チャネルのようなある型のチャネルでは遅延線のみを含んでいてもよい。これはたとえば、放送メディア・アプリケーションにおいて使用されてもよい。
【００４５】
本稿に記載される技法は、二つ以上の型のチャネルを含むメディア処理システムにおいて高い精度、低い複雑さおよび低いレイテンシーの位相ネットワークを提供するために使用されうる。そのようなメディア処理システムは、（たとえば一つ、二つまたはそれ以上の）前方チャネルおよび（たとえば一つ、二つまたはそれ以上の）サラウンド・チャネルを有していてもよい。いくつかの実施形態では、該システムは、前方チャネルにおいては遅延線のみを含む位相シフト・ネットワークをもって構成される。位相シフト・ネットワークはさらに、サラウンド・チャネルにおいては遅延線および一組の全通過フィルタを有する。追加的または任意的に、位相シフト・ネットワークはサラウンド・チャネルにおいて高域通過フィルタを有していてもよい。サラウンド・チャネルにおける遅延線は、粗い推定を通じた前方チャネルの位相応答の微分を近似する（たとえばそれにできるだけ近くなるなど）よう、サラウンド・チャネルの位相応答の微分を作成するよう構成されることができる。サラウンド・チャネルにおける全通過フィルタは、細かい推定を通じてπ/2の位相シフトを実行するよう構成されることができる。追加的または任意的に、サラウンド・チャネルにおける高域通過フィルタは、低周波数（たとえば30Hz、40Hz、50Hzなど）において位相偏差を防止または低減し、非常に低い（たとえばほぼ0、DCなど）周波数を除去するよう構成されることができる。位相シフト・ネットワークは、オーディオ周波数の広い帯域幅にわたってまたはいくつかの周波数において、平坦な大きさ応答および線形もしくはほぼ線形の位相応答を提供し、それにより高いオーディオ品質、構成設定可能なレイテンシーおよび低い複雑さを提供するよう構成されていてもよい。
【００４６】
前方チャネルにおける遅延線は次のZ変換をもつ。ここで、N（サンプル単位）は、位相シフト・ネットワークについてのレイテンシー目標である。
【００４７】
【数１０】
0005908168.tif 000011
サラウンド・チャネルにおける全通過フィルタは、完璧な大きさ応答およびほぼ線形の位相応答をもつ再帰的な全通過フィルタを有していてもよい。いくつかの実施形態では、サラウンド・チャネルにおいて、位相シフト・ネットワークはKサンプルの遅延をもつ遅延線と、Hap(z)のZ変換をもつ一次および二次の全通過（all-pass）フィルタの組を有する。追加的または任意的に、サラウンド・チャネルにおいて、位相シフト・ネットワークは、Hhp(z)のZ変換をもつ高域通過（high  pass）フィルタを有する。
【００４８】
よって、いくつかの実施形態では、そのチャネルの一つ（たとえばサラウンド・チャネル）における位相シフト・ネットワークは、次のようにZ変換を用いて表現されうる。
【００４９】
【数１１】
0005908168.tif 000012
ここで、M1およびM2はそれぞれ一次および二次の全通過フィルタの数であり、Lは高域通過フィルタの次数である。
【００５０】
上記サラウンド・チャネルにおける総合的な群遅延はK＋2*M2＋M1＋Dである。ここで、Dは高域通過フィルタの群遅延である。いくつかの実施形態では、次のように、前方チャネル（Nサンプルの遅延線のみをもつ）およびサラウンド・チャネルの群遅延は、同じであるよう構成される。
【００５１】
K＋2*M2＋M1＋D＝N        (5.1')
いくつかの実施形態では、Nは、Kを最小値（たとえば0など）に設定することによって最小化されてもよい。これはたとえば次式に示される。
【００５２】
2*M2＋M1＋D＝N        (5.2')
あるいはまた、サラウンド・チャネルにおける全通過フィルタのZ変換は二組の配列によって次のように表現できる。
【００５３】
【数１２】
0005908168.tif 000013
ここで、Bap2＝[bap2(0),bap2(1),…,bap2(2M2−1),bap2(2M2)]、Zap2＝[z-0,z-1,…,z-(2M2-1),z-2M2]であり、Zap2*（たとえばZap2の共役）はZap2の配列における要素の逆数を表わす要素の配列である。bap2(1),bap2(3),…,bap2(2M2−1)の値は0であり、bap2(2M2)の値は1である。Bap1＝[bap1(0),bap1(1),…,bap1(M1−1),bap1(2M1)]、Zap1＝[z-0,z-1,…,z-(M1-1),z-M1]であり、Zap1*（たとえばZap1の共役）は、Zap1の配列における要素の逆数を表わす要素の配列である。
【００５４】
サラウンド・チャネルにおける高域通過フィルタのZ変換は二組の配列によって表現できる。
【００５５】
【数１３】
0005908168.tif 000014
ここで、Bhp＝[bhp(0),bhp(1),…,bhp(L−1),bhp(L)]、Z＝[z-0,z-1,…,zL-1,zL]である。
【００５６】
前方チャネルの位相応答は次のようになる。
【００５７】
φf(w)＝−N*w        (8')
サラウンド・チャネルの位相応答は下記に示される。ここで、Hapi()およびHapr()は全通過フィルタHap()のそれぞれ虚部および実部であり、Hhpi()およびHhpr()は高域通過フィルタHhp()のそれぞれ虚部および実部である。次のようになる。
【００５８】
【数１４】
0005908168.tif 000015
所与の周波数wにおける、前方チャネル（または信号経路）におけるNサンプルぶんの遅延線とサラウンド・チャネル（または信号経路）との間の位相差dφは、式(8')および(9')に基づいて、次のように得られる。
【００５９】
【数１５】
0005908168.tif 000016
いくつかの実施形態では、位相関係の式(8')ないし(10')は、サラウンド・チャネルがほぼ線形な位相応答を有し、前方チャネルとサラウンド・チャネルの間の位相差が、20Hzから20kHzまでの間の帯域幅など可聴周波数の広いスペクトルにおいてπ/2または−π/2のようなある値である（たとえばほぼその値である）よう、Bap、BhpおよびAhpの値を生成するために、次のように使われてもよい。
【００６０】
【数１６】
0005908168.tif 000017
ここで、DΦiはi番目の周波数wiにおける所望される位相差（たとえばπ/2など）を表わし；Wは位相差と所望される位相差との間の位相誤差が合計される（そして最小化される）周波数の総数を表わす。weight〔重み〕は周波数wiの関数である。いくつかの実施形態では、位相誤差の最小化は、すべての零点および極がz空間において単位円内にあるという非線形制約条件をもって実行される。
【００６１】
〈４．例示的なフィルタ最適化システム〉
図７は、ある実施形態に基づく、高性能、低遅延および低複雑さの位相シフト・ネットワークを決定するための例示的なフィルタ最適化システム（７００）を示している。いくつかの実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）は、初期化ユニット（７０２）、位相応答計算ユニット（７０４）、位相応答最適化ユニット（７０６）および判断ユニット（７０８）を有する。初期化ユニット（７０２）は、ユーザーまたはシステム入力から初期化パラメータを受領するよう構成されていてもよい。初期化パラメータは、その後の動作において使用される、時間制約条件、オーディオ周波数制約条件、高忠実度オーディオ再生制約条件、動作パラメータ、閾値などの任意のものを含んでいてもよいが、それに限定されない。位相応答計算ユニット（７０４）は、全通過フィルタのフィルタ係数の明示的な値または暗黙的な（たとえばパラメータ化された）値に基づいて、全通過フィルタの位相応答を計算できてもよい。位相応答最適化ユニット（７０６）は、一つまたは複数の最適化アルゴリズムを実装し、目標関数、コスト関数、位相差関数、位相誤差関数などに基づいてフィルタ係数の値を探すよう構成されていてもよい。判断ユニット（７０８）は、高性能、低遅延および低複雑さの位相シフト・ネットワークを決定するために用いられる一つまたは複数のプロセス・フローの一つまたは複数の判断点において判断を行なうよう構成されていてもよい。
【００６２】
〈５．例示的なプロセス・フロー〉
図８Ａは、ある例示的な実施形態に基づく、高性能、低遅延および低複雑さの位相シフト・ネットワークを決定するための例示的なプロセス・フロー（８００−１）を示している。いくつかの実施形態では、一つまたは複数のコンピューティング装置（たとえば図９の９００）を有するフィルタ最適化システム（たとえば図７の７００）がこのプロセス・フロー（８００−１）を実行してもよい。
【００６３】
ブロック８０２では、フィルタ最適化システム（７００）は、最大群遅延、たとえばサンプル数の単位でNを指定する。最大群遅延は、一つまたは複数の選択因子に基づいて指定されてもよい。選択因子の例は、サポートされるメディア・アプリケーションの型、サポートされるメディア装置の型、メディアのパフォーマンス特性などの任意のものを含んでいてもよいがそれに限られない。たとえば、生放送アプリケーションまたはシステムのために指定される最大群遅延は、記憶されるメディア・コンテンツに基づくメディア・アプリケーションのために指定される最大群遅延に比して相対的に小さくてもよい。追加的、任意的または代替的に、人間の聴覚が最大群遅延を設定する際に考慮されてもよい。たとえば、指定される最大群遅延は、それより上では人間の聴覚がオーディオ品質および／または全体的な時間遅延における差に気づきうるある閾値より下で指定されてもよい。追加的、任意的または代替的に、設計パラメータの任意のものを含むがそれだけに限られない他の動作パラメータがブロック８０２において設定されてもよい。たとえば、位相シフト・ネットワークの動作対象となるオーディオ周波数の帯域幅について、開始周波数または終了周波数がブロック８０２において設定されてもよい。
【００６４】
ブロック８０４では、フィルタ最適化システム（７００）は、Nサンプルの遅延をもつ遅延線の位相応答を計算する。
【００６５】
ブロック８０６では、フィルタ最適化システム（７００）は、信号経路における全通過フィルタの次数についての初期値を指定する。それぞれ前方およびサラウンド信号経路において二つ以上の全通過フィルタが使用される実施形態では、ここでの全通過フィルタは前記二つ以上の全通過フィルタの一つであってもよい。単に例解のため、その全通過フィルタは、ブロック８０６において次数が初期値（Nsと記す）をもって指定されたサラウンド経路全通過フィルタであってもよい。
【００６６】
ブロック８０８では、フィルタ最適化システム（７００）は、サラウンド経路全通過フィルタのための開始周波数における初期位相応答値を設定する。開始周波数（たとえば20Hz、30Hz、50Hz、100Hzまたは他の周波数）はたとえば、ブロック８０２においてプロセス・フロー（８００−１）についての動作パラメータの一部として指定されていてもよい。サラウンド経路全通過フィルタについての開始周波数における初期位相応答値は、開始周波数における遅延線の位相応答と同じ値に設定されてもよい。
【００６７】
ブロック８１０では、フィルタ最適化システム（７００）はサラウンド経路全通過フィルタのための所望される位相応答を決定する。これはたとえば、連続的なオーディオ周波数のある帯域幅にわたるまたは一組の離散的なオーディオ周波数に対する積分または総和演算をもって実行される。オーディオ周波数w1,w2,…,wK-1,wKの順序付けられた集合がオーディオ周波数の前記帯域幅にわたって指定されてもよい。二つの隣り合うオーディオ周波数wiおよびwi+1によって画定される各周波数セグメントについて、所望される値またはファンクショナル（functional）（たとえば線形ファンクショナル）がその周波数セグメント内の群遅延について指定されてもよい。群遅延についての所望される値またはファンクショナルは、その周波数セグメントにおける最大群遅延、平均群遅延などを表わしていてもよく、その周波数セグメント内の高忠実度のオーディオ再生を保証するよう構成されていてもよい。たとえば、群遅延についての所望される値またはファンクショナルは、群遅延が500Hzにおいて3.2ミリ秒；1kHzにおいて2ミリ秒；2kHzにおいて1ミリ秒などより下または実質的に下であることを保証するよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、所望される位相応答は遅延線の位相応答と同じに設定されてもよい。
【００６８】
いくつかの実施形態では、サラウンド経路全通過フィルタのための所望される位相応答は、オーディオ周波数の帯域幅にわたる単一の曲線として指定されてもよい。いくつかの実施形態では、サラウンド経路全通過フィルタのための所望される位相応答は、オーディオ周波数の帯域幅にわたる二つの（たとえば最低および最高の）またはそれ以上の曲線として指定されてもよい。いくつかの実施形態では、サラウンド経路全通過フィルタのための所望される位相応答は、ある範囲の諸曲線に対応するファンクショナルとして指定され、いくつかの構成設定可能なパラメータ（たとえば開始周波数、終了周波数、個々のオーディオ周波数における群遅延など）を含んでいてもよい。
【００６９】
いくつかの実施形態では、サラウンド経路全通過フィルタのための所望される位相応答は、ほぼ線形に指定されてもよい。本稿での用法では、「ほぼ線形」は、小さな構成設定可能な範囲内で変動する傾きまたは変化率を指しうる。たとえば、ほぼ線形なセグメントにおける傾きの変動は、該ほぼ線形なセグメントを近似するよう構成された線分の傾きの1%、5%、10%など未満である。
【００７０】
いくつかの実施形態では、サラウンド経路への対応前方経路においてもう一つの全通過フィルタが配備されてもよい。他のいくつかの実施形態では、前方経路におけるもう一つの全通過フィルタの代わりに、Nサンプルの遅延線が対応前方経路に直接配備されてもよい。もう一つの全通過フィルタの代わりに遅延線が前方経路に配備される実施形態では、サラウンド経路全通過フィルタのための所望される位相応答は、前方経路の遅延線とサラウンド経路のサラウンド経路全通過フィルタとの間の所望される位相差を与えるよう構成されてもよい。所望される位相差は90度、270度、−90度などであってもよい。
【００７１】
所望される位相応答に対して全通過フィルタの位相誤差を最小化する、ある次数をもつ全通過フィルタのフィルタ係数の最良の値を（複素領域、実領域などの全部または一部において）探すためには幅広い多様な技法が使用されうる。こうした技法の例は、勾配ベースの方法、有限差分ベースの方法、ヘシアン行列ベースの方法、補間ベースの方法など任意のものを含んでいてもよいが、それに限られない。これらの技法の一つまたは複数が、フィルタの所望される位相応答に対するフィルタの位相誤差を目標関数（またはコスト関数）として使って、サラウンド経路全通過フィルタのフィルタ係数Bsを決定するために使用されうる。
【００７２】
ブロック８１２では、フィルタ最適化システム（７００）は、サラウンド経路全通過フィルタのフィルタ係数Bsを、たとえばフィルタ係数Bsの最適な値を発見するために採用される技法に適切な開始値に初期化する。
【００７３】
ブロック８１４では、フィルタ最適化システム（７００）は、所望される位相応答（たとえばブロック８１０で決定されたもの）とフィルタ係数Bsに基づいて計算された位相応答との間の位相誤差を計算する。いくつかの実施形態では、一つまたは複数の所与の周波数における位相誤差の一つまたは複数が式(11)によって表わされてもよい。
【００７４】
ブロック８１６では、フィルタ最適化システム（７００）は、所望される位相応答（たとえばブロック８１０において決定されたもの）とフィルタ係数Bsに基づいて計算された位相応答（たとえば式(6)によって表わされるもの）との間の位相誤差（たとえばブロック８１４で決定されたもの）のグローバルな最小を位置特定することによって、フィルタ係数Bsの値を決定する。いくつかの実施形態では、ブロック８１６において、フィルタ係数の値は、一つまたは複数の逆問題を逐次反復プロセスおよび／または再帰的プロセスにおいて解くことによって得られる。
【００７５】
いくつかの実施形態では、本稿に記載される一つまたは複数の動作は任意的であってもよく、および／または省略されてもよい。いくつかの実施形態では、本稿に記載される一つまたは複数の動作は逐次反復的および／または再帰的に繰り返されてもよい。たとえば、ブロック８１２、８１４および８１６において実行される、フィルタ係数の値の初期化、位相誤差の計算、位相誤差の最小化といった動作の一つまたは複数が逐次反復的および／または再帰的に繰り返されてもよい。
【００７６】
ブロック８１８では、フィルタ最適化システム（７００）は、たとえば位相誤差の上記最小に対応するフィルタ係数Bsの値をもつサラウンド経路全通過フィルタが第一の基準の集合を満足するかどうかを判定する。いくつかの実施形態では、ブロック８１６で決定されたフィルタ係数Bsの値が、サラウンド経路全通過フィルタの位相応答を明示的に計算するために使われてもよい。フィルタ最適化システム（７００）は、明示的に計算された位相応答がサラウンド経路全通過フィルタが受け容れ可能な線形性、群遅延および／または他の応答特性を与えることを示すかどうかを、たとえば位相応答に関係する諸量を第一の基準の集合と比較することによって判定するよう構成されていてもよい。
【００７７】
フィルタ係数Bsの上記値をもつサラウンド経路全通過フィルタが第一の基準の集合を満足すると判定された場合、プロセス・フロー（８００−１）は、サラウンド経路に対する対応前方経路においてもう一つの全通過フィルタが配備されうる実施形態ではブロック８２０に進み、もう一つの全通過フィルタの代わりに対応前方経路においてNサンプルの遅延線が直接配備されうる他の実施形態においては、終了する。上記第一の基準の集合が満足されないと判定された場合には、プロセス・フロー（８００−１）はブロック８２２に進む。
【００７８】
ブロック８２２では、フィルタ最適化システム（７００）は、サラウンド経路全通過フィルタの次数を整数値、たとえば1だけインクリメントする。プロセス・フロー（８００−１）は、ブロック８１２に進んで、上述したように、上記動作をサラウンド経路全通過フィルタの新しい次数をもって実行／反復する。
【００７９】
ブロック８２０では、フィルタ最適化システム（７００）は、もう一つの全通過フィルタの次数についての初期値を指定する。いくつかの実施形態では、該もう一つの全通過フィルタの位相応答は、上記で論じたように係数が決定される全通過フィルタの位相応答に関係している（たとえば位相差が±90度）必要があってもよい。二つ以上の全通過フィルタが前方およびサラウンド信号経路においてそれぞれ使用される実施形態では、前記もう一つの全通過フィルタはここでは前記二つ以上の全通過フィルタの一つであってもよい。単に例解の目的のために、前記もう一つの全通過フィルタは、次数がブロック８２０において初期値（Nmと記される）で指定される前方経路全通過フィルタである。
【００８０】
ブロック８２４では、フィルタ最適化システム（７００）は、前方経路全通過フィルタのフィルタ係数Bmを、たとえばフィルタ係数Bmの最適な値を発見するために採用される技法に適切な開始値に初期化する。
【００８１】
ブロック８２６では、フィルタ最適化システム（７００）は、サラウンド経路全通過フィルタの位相応答（これはブロック８１８において最適化されたフィルタ係数Bsに基づいて決定されてもよい）とフィルタ係数Bmに基づいて計算された位相応答との間の位相差を計算する。いくつかの実施形態では、一つまたは複数の所与の周波数における位相差の一つまたは複数が、式(10)に表わされるように、サラウンド経路全通過フィルタと前方経路全通過フィルタとの間の位相差に基づいて、計算されてもよい。
【００８２】
ブロック８２８では、フィルタ最適化システム（７００）は、位相誤差（たとえばブロック８２６で決定されたもの）のグローバルな最小を位置特定することによって、フィルタ係数Bmの値を決定する。追加的、任意的または代替的に、フィルタ係数Bsの値がブロック８２８において再決定されてもされなくてもよい。いくつかの実施形態では、ブロック８２８において、フィルタ係数の値は、一つまたは複数の逆問題を逐次反復プロセスおよび／または再帰的プロセスにおいて解くことによって得られる。
【００８３】
いくつかの実施形態では、本稿に記載される一つまたは複数の動作は任意的であってもよく、および／または省略されてもよい。いくつかの実施形態では、本稿に記載される一つまたは複数の動作は逐次反復的および／または再帰的に繰り返されてもよい。たとえば、ブロック８２４、８２６および８２８において実行される、フィルタ係数の値の初期化、位相誤差の計算、位相誤差の最小化といった動作の一つまたは複数が逐次反復的および／または再帰的に繰り返されてもよい。
【００８４】
ブロック８３０では、フィルタ最適化システム（７００）は、サラウンド経路全通過フィルタと前方経路全通過フィルタが第二の基準の集合を満足するかどうかを判定する。いくつかの実施形態では、ブロック８２８で決定されたフィルタ係数Bmの値が、前方経路全通過フィルタの位相応答を明示的に計算するために使われてもよい。フィルタ最適化システム（７００）は、前方経路全通過フィルタおよびサラウンド経路全通過フィルタの明示的に計算された位相応答が、前方経路全通過フィルタとサラウンド経路全通過フィルタの間の位相差が、可聴周波数の上記帯域幅にわたって一つまたは複数の受け容れ可能な範囲（これは前記第二の基準の集合における一つまたは複数の基準を用いて指定されてもよい）内にあることを示すかどうかを判定するよう構成されていてもよい。追加的、任意的または代替的に、フィルタ最適化システム（７００）は、前方経路全通過フィルタの明示的に計算された位相応答が、前方経路全通過フィルタが受け容れ可能な線形性、群遅延および／または他の応答特性を与えることを示すかどうかを、たとえば位相応答に関係する諸量を第二の基準の集合内の一つまたは複数の基準と比較することによって判定するよう構成されていてもよい。
【００８５】
サラウンド経路全通過フィルタおよび前方経路全通過フィルタが第二の基準の集合を満足すると判定された場合、プロセス・フロー（８００−１）は終了する。そうでない場合には、プロセス・フロー（８００−１）はブロック８３２に進む。
【００８６】
ブロック８３２では、フィルタ最適化システム（７００）は、サラウンド経路全通過フィルタおよび前方経路全通過フィルタのどちらがその次数を上げるべきかを決定する。前方経路全通過フィルタの次数Nmが上げられるべきであると判定される場合、プロセス・フロー（８００−１）はブロック８３４に進む。そうでない場合、プロセス・フロー（８００−１）はブロック８２２に進む。いくつかの実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）は、前方経路全通過フィルタの次数Nmが構成設定された閾値に達するまで、前方経路全通過フィルタの次数Nmをインクリメントするようバイアスをかけられていてもよい。いくつかの実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）は、サラウンド経路全通過フィルタの次数Nsが構成設定された閾値に達するまで、サラウンド経路全通過フィルタの次数Nsをインクリメントするようバイアスをかけられていてもよい。いくつかの実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）は、NmおよびNsをほぼ同じ値に設定するようバイアスをかけられていてもよい。Nmについての構成設定された閾値および／またはNsについての構成設定された閾値の一つまたは複数は、固定した絶対的な整数または相対的な数（たとえばNmとNsの間の構成設定された差またはファンクショナル値以内）または比（たとえばNmのNsに対する比）などとして定義されてもよい。このように、Nmについての構成設定された閾値および／またはNsについての構成設定された閾値の一つまたは複数は、それらの対応フィルタの次数の現在の値に依存してもしなくてもよい。
【００８７】
ブロック８３４では、フィルタ最適化システム（７００）は、前方経路全通過フィルタの次数を、整数値、たとえば1だけインクリメントする。プロセス・フロー（８００−１）は、ブロック８１２に進んで、上述したように、上記動作を前方経路全通過フィルタの新しい次数をもって実行／反復する。
【００８８】
図８Ｂは、ある例示的な実施形態に基づく、高性能、低遅延および低複雑さの位相シフト・ネットワークを決定するための例示的なプロセス・フロー（８００−２）を示している。いくつかの実施形態では、一つまたは複数のコンピューティング装置（たとえば図９の９００）を有するフィルタ最適化システム（たとえば図７の７００）がこのプロセス・フロー（８００−２）を実行してもよい。
【００８９】
ブロック８５２では、フィルタ最適化システム（７００）は、全通過再帰的フィルタについての目標位相応答を決定する。該全通過再帰的フィルタは、N個の零点およびN個の極をもつ伝達関数を用いて表現可能であり、N個の零点はN個の極と一対一の対応関係をもつ。
【００９０】
ブロック８５４では、フィルタ最適化システム（７００）は、Nの初期値を指定する。
【００９１】
ブロック８５６では、フィルタ最適化システム（７００）は、少なくとも部分的には目標位相応答に基づいて、全通過再帰的フィルタについての一組のフィルタ係数についての一組の最適化された値を同定する。
【００９２】
ブロック８５８では、フィルタ最適化システム（７００）は、前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ全通過再帰的フィルタが一つまたは複数の基準を満足するかどうかを判定する。
【００９３】
ある実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）はさらに、前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ全通過再帰的フィルタが前記一つまたは複数の基準を満足しないと判定するのに応答して、Nをインクリメントして、ブロック８５６および８５８におけるステップを繰り返すことを実行するよう構成される。
【００９４】
ある実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）はさらに、前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ全通過再帰的フィルタが前記一つまたは複数の基準を満足すると判定するのに応答して、上記全通過再帰的フィルタおよびもう一つの全通過再帰的フィルタの組み合わせについてもう一つの目標位相応答を決定し、ここで、前記もう一つの全通過再帰的フィルタは、N'個の零点およびN'個をもつもう一つの伝達関数を用いて表現可能であり、N'個の零点はN'個の極と一対一の対応関係をもち；N'の初期値を指定し；（ｉ）少なくとも部分的には前記もう一つの目標位相応答に基づいて、前記もう一つの全通過再帰的フィルタについてのもう一組のフィルタ係数についてのもう一組の最適化された値を同定し；（ｉｉ）前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ全通過再帰的フィルタおよび前記もう一組のフィルタ係数についての前記もう一組の最適化された値をもつ前記もう一つの全通過再帰的フィルタが一つまたは複数の他の基準を満足するかどうかを判定する。ある実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）はさらに、前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ全通過再帰的フィルタおよび前記もう一組のフィルタ係数についての前記もう一組の最適化された値をもつ前記もう一つの全通過再帰的フィルタが前記一つまたは複数の他の基準を満足しないと判定するのに応答して、N'をインクリメントして、ステップ（ｉ）および（ｉｉ）を繰り返すことを実行するよう構成される。
【００９５】
ある実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）はさらに、前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ全通過再帰的フィルタおよび前記もう一組のフィルタ係数についての前記もう一組の最適化された値をもつ前記もう一つの全通過再帰的フィルタが前記一つまたは複数の他の基準を満足しないと判定するのに応答して、Nをインクリメントして、ブロック８５６および８５８におけるステップを繰り返すことを実行するよう構成される。
【００９６】
ある実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）はさらに、メディア・プロセッサの二つ以上の信号経路のうちの第一の信号経路において、メディア・サンプルを、前記全通過再帰的フィルタを用いて処理し；前記メディア・プロセッサの前記二つ以上の信号経路のうちの第二の異なる信号経路において、メディア・サンプルを、前記もう一つの全通過再帰的フィルタを用いて処理するよう構成される。
【００９７】
ある実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）はさらに、前記第一の信号経路または前記第二の信号経路の一方の一部として遅延線を挿入するよう構成される。
【００９８】
ある実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）はさらに、メディア・プロセッサの二つ以上の信号経路のうちの第一の信号経路において、メディア・サンプルを、前記全通過再帰的フィルタを用いて処理し；前記メディア・プロセッサの前記二つ以上の信号経路のうちの第二の異なる信号経路において、メディア・サンプルを、もう一つの全通過再帰的フィルタなしに、遅延線を用いて処理するよう構成される。
【００９９】
ある実施形態では、前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ全通過再帰的フィルタが一つまたは複数の基準を満足するかどうかを判定するために、フィルタ最適化システム（７００）はさらに、全通過再帰的フィルタについての目標位相応答または全通過再帰的フィルタについての前記一組のフィルタ係数についての複数組の値に基づいて計算された位相応答の少なくとも一つの関係する位相誤差を決定し；前記一組のフィルタ係数について、前記複数組の値のうち前記一組の最適化された値を同定するよう、前記位相誤差を最小化することを実行するよう構成される。
【０１００】
ある実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）はさらに、複数の離散的なオーディオ周波数に対して前記位相誤差を計算するよう構成される。
【０１０１】
ある実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）はさらに、オーディオ周波数のある帯域幅にわたって前記位相誤差を計算するよう構成される。
【０１０２】
ある実施形態では、前記一つまたは複数の基準は、20Hzから400Hzまでの間のオーディオ周波数、400Hzから10,000Hzまでの間のオーディオ周波数、10,000Hzから25,000Hzまでの間のオーディオ周波数、25,000Hzより高いオーディオ周波数のうちの一つまたは複数における一つまたは複数の最大位相誤差を含む。
【０１０３】
ある実施形態では、前記一つまたは複数の基準は、20Hzから400Hzまでの間のオーディオ周波数、400Hzから10,000Hzまでの間のオーディオ周波数、10,000Hzから25,000Hzまでの間のオーディオ周波数、25,000Hzより高いオーディオ周波数のうちの一つまたは複数における一つまたは複数の最大群遅延を含む。
【０１０４】
ある実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）はさらに、少なくとも部分的にはメディア・プロセッサの二つの信号経路からの二つの出力の間の目標位相差に基づいて、全通過再帰的フィルタのための目標位相応答を決定するよう構成される。
【０１０５】
ある実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）はさらに、一つまたは複数の入力メディア信号を用いて表現される、受信される、送信されるまたは記憶される一つまたは複数の入力メディア・サンプルを、一つまたは複数の出力メディア信号を用いて表現される、受信される、送信されるまたは記憶される一つまたは複数の出力メディア・サンプルに変換するよう構成される。
【０１０６】
ある実施形態では、入力メディア信号または出力メディア信号の少なくとも一つがビデオ信号を含む。
【０１０７】
ある実施形態では、全通過再帰的フィルタは、メディア・サンプルを処理するメディア・プロセッサの信号チャネルの少なくとも一部をなし、前記信号チャネルはサラウンド・チャネル、前方チャネルまたは非サラウンド非前方チャネルの一つを表わす。
【０１０８】
ある実施形態では、フィルタ最適化システム（７００）はさらに、全通過再帰的フィルタを、N個の一次全通過再帰的フィルタによって、またはNが偶数であればN/2個の二次の全通過フィルタによって、またはNが奇数であれば1個の一次および(N−1)/2個の二次の全通過フィルタによって実装するよう構成される。
【０１０９】
ある実施形態では、前記一組の最適化された値の少なくとも一つは、実部または虚部の一方を含む。
【０１１０】
さまざまな例示的な実施形態において、システム、装置または一つまたは複数の他のコンピューティング装置が、記載された上記の諸方法の任意のものまたは一部を実行する。
【０１１１】
ある実施形態では、位相シフト・ネットワークは、記載された上記の諸方法の任意のものまたは一部を用いて最適されたフィルタ係数をもつ全通過再帰的フィルタを有する。
【０１１２】
ある実施形態では、位相シフト・ネットワークは一つまたは複数の非一次の全通過再帰的フィルタを有し；前記非一次の全通過再帰的フィルタの少なくとも一つは一つまたは複数の一次および／または二次の全通過再帰的フィルタを有し；目標時間遅延が前記一次および前記非一次の全通過再帰的フィルタについて指定され；当該位相シフト・ネットワークは少なくとも部分的に、前記目標時間遅延に匹敵する時間遅延を生成する遅延線位相応答に基づいて、目標位相応答を発達させる。
【０１１３】
ある実施形態では、前記目標位相シフトは、当該ネットワークの入力信号の位相と実質的に直交関係をもつ角度を有する。
【０１１４】
ある実施形態では、前記ネットワーク目標位相応答は、さらにオーディオ周波数の連続的な帯域またはいくつかの離散的なオーディオ周波数の一方または複数に対する最大の許容可能な群遅延に基づいて発達させられる。
【０１１５】
ある実施形態では、当該位相シフト・ネットワークは、前記非一次の全通過再帰的フィルタまたは前記一次および／または二次の全通過再帰的フィルタの少なくとも一つの一つまたは複数のグループを有し；前記一つまたは複数のグループは、一組のフィルタ係数の零点および極を表わすフィルタ伝達関数によって特徴付けられる。ある実施形態では、前記一組のフィルタ係数の値は、前記目標位相応答と前記一組のフィルタ係数についての複数のフィルタ係数値との間で評価される位相誤差に基づいて最適化される。ある実施形態では、位相誤差は最小化される。
【０１１６】
ある実施形態では、前記一つまたは複数の非一次の全通過再帰的フィルタは有限インパルス応答フィルタである。
【０１１７】
ある実施形態では、ASICおよびFPGAを含むがそれに限定されない一つまたは複数の半導体集積回路が、本稿に記載される位相シフト・ネットワークを実装するために使用されてもよい。
【０１１８】
図８Ｃは、ある例示的な実施形態に基づく、高性能、低遅延および低複雑さの位相シフト・ネットワークであって少なくとも一つの遅延線のみのチャネルおよび全通過フィルタをもつ別個のチャネルを有するものを決定するための例示的なプロセス・フロー（８００−３）を示している。いくつかの実施形態では、一つまたは複数のコンピューティング装置（たとえば図９の９００）を有するフィルタ最適化システム（たとえば図７の７００）がこのプロセス・フロー（８００−３）を実行してもよい。
【０１１９】
ブロック８６２では、フィルタ最適化システム（７００）は、位相シフト・ネットワークにおける最大群遅延、たとえばサンプル数の単位でNを指定する。最大群遅延は、位相シフト・ネットワークについての利用可能なレイテンシーであってもよく、プロセス・フロー８００−１との関連で上記で論じた一つまたは複数の群遅延選択因子に基づいて指定されてもよい。
【０１２０】
ブロック８６４では、フィルタ最適化システム（７００）は、ある特定のチャネル（たとえばサラウンド・チャネル）における一次の全通過フィルタの数（M1）についての初期値および二次の全通過フィルタの数（M2）についての初期値を指定する。一次または二次の全通過フィルタの数についての値は、精度および複雑さに関係する一つまたは複数の次数選択因子に基づいて設定されてもよい。たとえば、一次の全通過フィルタまたは二次の全通過フィルタの数についてのより大きな値は、精度を高めるが、複雑さをも増す。いくつかの実施形態では、二次の全通過フィルタの数についての初期値は、精度と複雑さの間のトレードオフとして、3,4,5,6,7などに設定されてもよい。式(3')に示されるように、一次の全通過フィルタの数はM1と記されてもよく、一方、二次の全通過フィルタの数はM2と記されてもよい。
【０１２１】
ブロック８６６では、フィルタ最適化システム（７００）は、フィルタ係数最適化動作において使われるべき重み付け関数を設定する。これは、連続的なオーディオ周波数の帯域幅にわたる連続関数または一組の離散的なオーディオ周波数に対する一組の離散的な重み付け関数値を用いて定義されてもよい。式(11')に示されるように、重み付け関数weight()は、オーディオ周波数の上記帯域幅にわたるオーディオ周波数w0,w1,w2,…,wW-1の順序付けられた集合について指定されてもよい。各周波数wiについて、所望される値またはファンクショナルweight(wi)が重み付け関数weight()について指定されてもよい。重み付け関数weight()についての所望される値またはファンクショナルは、ある周波数セグメント内での高忠実度オーディオ再生を強調するよう構成されてもよい。いくつかの実施形態では、重み付け関数weight()は、100Hzから1kHzの第一の周波数セグメントおよび1kHzから20の第二の周波数セグメントについて二つの一定の重み付け値を有していてもよい。どの周波数セグメントが強調されるかに依存して、二つの一定の重み付け値のうちの第一の一定の重み付け値は、二つの一定の重み付け値のうちの第二の一定の重み付け値のある比率（たとえば、1/30,1/20,1/10,1,10,20,30など）として設定されてもよい。
【０１２２】
ブロック８６８では、フィルタ最適化システム（７００）は、上記特定のチャネル（たとえばサラウンド・チャネル）における遅延線長さについて計算する。式(5.1')に示されるように、遅延線長さはKと記されてもよい。式(5.1')および(5.2')におけるDが（たとえばブロック８６６の前に）0に初期化されてもよい。いくつかの実施形態では、Kは0でないある正の天井値（たとえば40,30,20,10,5、より大きなまたはより小さな値など）と0との間に制約される。いくつかの実施形態では、Kは0に設定される。高域通過フィルタがサラウンド・チャネルに存在するその後の計算では、Dは高域通過フィルタの係数に従って計算されてもよい。
【０１２３】
ブロック８７０では、フィルタ最適化システム（７００）は、一次の全通過フィルタおよび／または二次の全通過フィルタのフィルタ係数を、フィルタ係数の最適な値を発見するために採用される技法に適切な開始値に初期化する。一次の全通過フィルタおよび／または二次の全通過フィルタのフィルタ係数は、一次の全通過フィルタおよび／または二次の全通過フィルタについての(−N＋K)*wに近い周波数応答を達成することに関係する一つまたは複数のフィルタ係数選択因子に基づいて設定されてもよい。式(6')に示されるように、一次の全通過フィルタのフィルタ係数はBap1と記されてもよく、二次の全通過フィルタのフィルタ係数はBap2と記されてもよい。
【０１２４】
ブロック８７２では、フィルタ最適化システム（７００）は、上記チャネル（たとえばサラウンド・チャネル）および遅延線のみのチャネル（たとえば前方チャネル）の位相応答を、少なくとも部分的にはフィルタ係数Bap1および／またはBap2に基づいて計算する。式(8')および(9')がこれらの位相応答の計算において使われてもよい。式(9')における高域通過フィルタHhpの位相応答項は（たとえばブロック８６６の前に）0に初期化されてもよい。サラウンド・チャネルに高域通過フィルタが存在するその後の計算では、高域通過フィルタHhpの位相応答項は、高域通過フィルタの係数に従って計算されてもよい。
【０１２５】
たとえば式(11')に基づいてサラウンド・チャネルと前方チャネルの間の所望される位相差（たとえばπ/2など）に対する二次の全通過フィルタの位相誤差を最小化する、フィルタ係数Bap1および／またはBap2の最良の値を（複素領域、実領域などの全部または一部において）探すためには幅広い多様な技法が使用されうる。こうした技法の例は、勾配ベースの方法、有限差分ベースの方法、ヘシアン行列ベースの方法、補間ベースの方法など任意のものを含んでいてもよいが、それに限られない。これらの技法の一つまたは複数が、（式(11')に示されるような）サラウンド・チャネルと前方チャネルの間の所望される位相差（たとえばπ/2など）に対する上記フィルタの位相誤差を目標関数（またはコスト関数）として使って、フィルタ係数Bap1および／またはBap2を決定するために使用されうる。
【０１２６】
ブロック８７４では、フィルタ最適化システム（７００）は、（式(11')に示されるような）サラウンド・チャネルと前方チャネルの間の所望される位相差（たとえばπ/2など）に対する位相誤差（たとえばブロック８７２で決定されたもの）の最小を位置特定することによって、フィルタ係数Bap1および／またはBap2の値を決定する。いくつかの実施形態では、ブロック８７４において、フィルタ係数Bap1および／またはBap2の値は、一つまたは複数の逆問題を逐次反復プロセスおよび／または再帰的プロセスにおいて解くことによって得られる。
【０１２７】
いくつかの実施形態では、本稿に記載される一つまたは複数の動作は任意的であってもよく、および／または省略されてもよい。いくつかの実施形態では、本稿に記載される一つまたは複数の動作は逐次反復的および／または再帰的に繰り返されてもよい。たとえば、ブロック８７０、８７２および８７４において実行される、フィルタ係数の値の初期化、位相誤差の計算、位相誤差の最小化といった動作の一つまたは複数が逐次反復的および／または再帰的に繰り返されてもよい。
【０１２８】
ブロック８７６では、フィルタ最適化システム（７００）は、たとえば位相誤差の上記最小に対応するフィルタ係数Bap1および／またはBap2の値をもつ全通過フィルタが第三の基準の集合を満足するかどうかを判定する。いくつかの実施形態では、ブロック８７４で決定されたフィルタ係数Bap1および／またはBap2の値が、全通過フィルタの位相応答を明示的に計算するために使われてもよい。フィルタ最適化システム（７００）は、明示的に計算された位相応答が全通過フィルタが受け容れ可能な線形性、群遅延および／または他の応答特性を与えることを示すかどうかを、たとえば位相応答に関係する諸量を第三の基準の集合と比較することによって判定するよう構成されていてもよい。
【０１２９】
フィルタ係数Bap1および／またはBap2の上記値をもつ全通過フィルタが第三の基準の集合を満足すると判定された場合、プロセス・フロー（８００−３）は、当該チャネル（たとえばサラウンド・チャネル）において任意的な高域通過フィルタが配備されうる実施形態ではブロック８７８に進み、他の実施形態では終了する。上記第三の基準の集合が満足されないと判定された場合には、プロセス・フロー（８００−３）はブロック８８０に進む。
【０１３０】
ブロック８８０では、フィルタ最適化システム（７００）は、二次全通過フィルタおよび二次全通過フィルタの数の一方または両方を一つまたは二つの整数値、たとえば1だけインクリメントする。プロセス・フロー（８００−３）は、ブロック８６８に進んで、上述したように、上記動作をサラウンド・チャネルにおける全通過フィルタの新しい数をもって実行／反復する。
【０１３１】
ブロック８７８において、フィルタ最適化システム（７００）は、高域通過フィルタの次数についての初期値を指定する。単に例解のために、高域通過フィルタのZ変換は式(4')または(7')として与えられる。
【０１３２】
ブロック８８２では、高域通過フィルタのフィルタ係数Bhpを初期化する。
【０１３３】
ブロック８８４では、フィルタ最適化システム（７００）は、サラウンド・チャネルの位相応答と少なくとも部分的にフィルタ係数Bhpに基づく前方チャネルの位相応答との間の位相差に関係する位相誤差を計算する。
【０１３４】
ブロック８８６では、フィルタ最適化システム（７００）は、位相誤差（たとえばブロック８８４で決定されたもの）のグローバルな最小を位置特定することによって、フィルタ係数Bhpの値を決定する。追加的、任意的または代替的に、ブロック８２８において、フィルタ係数Bhpの値は、一つまたは複数の逆問題を逐次反復プロセスおよび／または再帰的プロセスにおいて解くことによって得られる。
【０１３５】
いくつかの実施形態では、本稿に記載される一つまたは複数の動作は任意的であってもよく、および／または省略されてもよい。いくつかの実施形態では、本稿に記載される一つまたは複数の動作は逐次反復的および／または再帰的に繰り返されてもよい。たとえば、ブロック８８２、８８４および８８６において実行される、フィルタ係数の値の初期化、位相誤差の計算、位相誤差の最小化といった動作の一つまたは複数が逐次反復的および／または再帰的に繰り返されてもよい。
【０１３６】
ブロック８８８では、フィルタ最適化システム（７００）は、全通過フィルタおよび高域通過フィルタが第四の基準の集合を満足するかどうかを判定する。いくつかの実施形態では、ブロック８８６で決定されたフィルタ係数Bhpの値が、サラウンド・チャネルの位相応答を明示的に計算するために使われてもよい。フィルタ最適化システム（７００）は、前方チャネルおよびサラウンド・チャネルの明示的に計算された位相応答が前方チャネルとサラウンド・チャネルの間の位相差が、可聴周波数の上記帯域幅にわたって一つまたは複数の受け容れ可能な範囲（これは前記第四の基準の集合における一つまたは複数の基準を用いて指定されてもよい）内にあることを示すかどうかを判定するよう構成されていてもよい。追加的、任意的または代替的に、フィルタ最適化システム（７００）は、前記サラウンドの明示的に計算された位相応答が、前記サラウンド・チャネルが受け容れ可能な線形性、群遅延および／または他の応答特性を与えることを示すかどうかを、たとえば位相応答に関係する諸量を第四の基準の集合内の一つまたは複数の基準と比較することによって判定するよう構成されていてもよい。
【０１３７】
サラウンド・チャネルおよび前方チャネルの位相応答が第四の基準の集合を満足すると判定された場合、プロセス・フロー（８００−３）は終了する。そうでない場合には、プロセス・フロー（８００−３）はブロック８９０に進む。
【０１３８】
ブロック８９０では、フィルタ最適化システム（７００）は、全通過フィルタおよび高域通過フィルタのどちらがその次数を上げるべきかを決定する。高域通過フィルタの次数が上げられるべきであると判定される場合、プロセス・フロー（８００−３）はブロック８９２に進む。そうでない場合、プロセス・フロー（８００−３）はブロック８８０に進む。
【０１３９】
ブロック８９２では、フィルタ最適化システム（７００）は、高域通過フィルタの次数を、整数値、たとえば1だけインクリメントする。プロセス・フロー（８００−３）は、ブロック８８２に進んで、上述したように、上記動作を高域通過フィルタの新しい次数をもって実行／反復する。
【０１４０】
〈６．例示的なフィルタ・ネットワーク〉
本稿に記載される技法は、一つまたは複数の一次でない全通過再帰的フィルタを有する位相シフト・ネットワークを導出するために使用されてもよい。該一次でない全通過再帰的フィルタのそれぞれは、複数の一次および／または二次の全通過再帰的フィルタの上に構築される。いくつかの実施形態では、位相シフト・ネットワークは、二つの異なる信号経路における二つの位相応答を、該二つの位相応答の間の位相差が、オーディオ周波数のある帯域幅にわたってある値（たとえば±90度）またはその周辺であるよう、生成するよう構成されていてもよい。
【０１４１】
一例では、二つの信号経路の一方は単にNサンプルぶんの遅延線を有していてもよく、一方、二つの信号経路の他方は、本稿に記載される技法で生成された、一次でない全通過再帰的フィルタをもって構成されてもよい。
【０１４２】
一例では、二つの信号経路のそれぞれが、本稿に記載される技法で生成された、独自の一次でない全通過再帰的フィルタをもって構成されてもよい。
【０１４３】
表１．１は、本稿に記載される技法を適用したのちに得られた、オーディオ周波数のあるスペクトルにわたるサラウンド信号経路と前方信号経路との間の90度の位相差を生成する、二つの一次でない全通過再帰的フィルタを有する位相シフト・ネットワークの例示的なフィルタ係数を示している。
【０１４４】
【表１】
0005908168.tif 000018
図９は、ある実施形態に基づく、表１．１のフィルタ係数を使用しうる位相シフト・ネットワークを示している。図のように、前方チャネル（または信号経路）についての第一の位相シフト・フィルタは五つの一次の全通過IIRフィルタを有していてもよく、一方、サラウンド・チャネル（または信号経路）についての第二の位相シフト・フィルタは四つの一次のIIR全通過フィルタを有していてもよい。図１０は、そのような位相シフト・ネットワークの例示的な周波数応答を示す。
【０１４５】
図９の位相シフト・ネットワークは、表２に示されるように、前方およびサラウンド・チャネルについてそれぞれ、フィルタ係数のためには5語および4語、フィルタ状態のためにはチャネル当たり5ないし15語および5ないし10語を使うよう構成されてもよい。これは、他の技法と比べてメモリ使用の有意な低減である。たとえば、FIRヒルベルト・フィルタは、前方チャネルのための639ないし1917（遅延線フィルタ状態）語に加えて、1024（フィルタ係数）および2*1024ないし4*1024（フィルタ状態）語をサラウンド・チャネルのために使用しうる。IIRヒルベルト・フィルタは、前方チャネルのための1280ないし3840（遅延線フィルタ状態）語に加えて、22（フィルタ係数）および18ないし54（フィルタ状態）語をサラウンド・チャネルのために使用しうる。
【０１４６】
【表２】
0005908168.tif 000019
図９の位相シフト・ネットワークは、表３に示されるように、他の技法に比べて計算量が比較的低い。表３において、Nbはブロック・サイズを表わす。NLはルックアヘッド・サイズを表わし、NfftはFFT/IFFTサイズを表わし、Nは前方チャネルのための遅延線の長さであり、Kはサラウンド・チャネルについての遅延線の長さを表わす。ヒルベルト・フィルタ以外のフィルタについてのデータ移動の数は、ヒルベルト・フィルタに比べて比較的少ないことが期待される。
【０１４７】
【表３】
0005908168.tif 000020
表４に示されるように、図９の位相シフト・ネットワークは、他の技法に比べて比較的高性能、低計算量および低遅延である。いくつかの実施形態では、小さな周波数（たとえば＜100Hzまたは≪100Hz）における群遅延は、前方およびサラウンド・チャネルの両方についてより小さくされうる。いくつかの実施形態では、大きな周波数（たとえば＞10kHzまたは≫10kHz）でのリプルも、たとえば、本稿に記載される技法のもとで実装される位相シフト・ネットワークにおける一つまたは複数のフィルタ次数（Nmおよび／またはNs）を増すことによって、より小さくされうる。
【０１４８】
【表４】
0005908168.tif 000021
表１．２は、本稿に記載される技法を適用したのちに得られた、オーディオ周波数のあるスペクトルにわたる前方チャネルとサラウンド・チャネルとの間の90度の位相差を生成する位相シフト・ネットワークの例示的なフィルタ係数を示している。この位相シフト・ネットワークは、遅延線のみをもつ前方チャネルと、遅延線、二次の全通過再帰的フィルタおよび（任意的に）双二次型の高域通過フィルタをもつサラウンド・チャネルを有する。
【０１４９】
【表５】
0005908168.tif 000022
図１２は、ある実施形態に基づく、遅延線のみでないチャネル（たとえばサラウンド・チャネルなど）における二次の全通過フィルタについての表１．２のフィルタ係数を使用しうる位相シフト・ネットワークを示している。図のように、前方チャネル（または信号経路）は、遅延線のみを有し、サラウンド・チャネルは遅延線、二次の全通過フィルタおよび（任意的には）高域通過フィルタを有する。図１４は、そのような位相シフト・ネットワークによって生成される、例示的な、前方チャネルとサラウンド・チャネルの間の位相差およびサラウンド・チャネルの周波数応答を示す。
【０１５０】
表１．２に示されるサラウンド・チャネル（単数または複数）についての全通過フィルタ係数は、指定された50サンプルという群遅延について、63反復工程後に得られる。全通過フィルタは−0.058716913612595の利得因子をもち、（前記利得因子に対応する）別個の増幅器および図１３に示されるコンポーネント・フィルタ・ネットワークによって提供されてもよい。第一および第二のフィルタ係数についての最適化された値は同一である。第三および第四のフィルタ係数についての最適化された値も同一である。
【０１５１】
図１２の位相シフト・ネットワークは、表２に示されるように、サラウンド・チャネルについてはフィルタ係数のために4語、利得因子のために4語、フィルタ状態のためにチャネル当たり(K＋12)ないし2*(K＋12)語を使い、前方チャネルについてはフィルタ係数のために0語およびNないし3Nを使うよう構成されてもよい。これは、他の技法に比べメモリ使用の有意な低減である。
【０１５２】
図１２の位相シフト・ネットワークについてのフィルタリング演算およびデータ移動の数は表３に示されている。ヒルベルトIIR/FIRのような他のアプローチと比べたフィルタリング演算およびデータ移動の数は最小である。
【０１５３】
図４に示されるように、図１２の位相シフト・ネットワークは、他の技法に比べて比較的高性能、低計算量および低遅延である。いくつかの実施形態では、群遅延は、たとえば、本稿に記載される技法のもとで実装される位相シフト・ネットワークにおける一つまたは複数のフィルタ次数（Map1および／またはMap2）を増すことによって、より小さくされうる。
【０１５４】
〈７．実装機構――ハードウェアの概観〉
ある実施形態によれば、本稿に記載される技法は、一つまたは複数の特殊目的コンピューティング装置によって実装される。特殊目的コンピューティング装置は、本技法を実行するよう固定構成とされていてもよいし、あるいは一つまたは複数の特定用途向け集積回路（ASIC）またはフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（FPGA）のような、本技法を実行するよう持続的にプログラムされたデジタル電子デバイスを含んでいてもよいし、あるいはファームウェア、メモリ、他の記憶または組み合わせにおけるプログラム命令に従って本技法を実行するようプログラムされた一つまたは複数の汎用ハードウェア・プロセッサを含んでいてもよい。そのような特殊目的コンピューティング装置は、カスタムの固定構成論理、ASICまたはFPGAをカスタムのプログラミングと組み合わせて本技法を達成してもよい。特殊目的コンピューティング装置はデスクトップ・コンピュータ・システム、ポータブル・コンピュータ・システム、ハンドヘルド装置、ネットワーキング装置または本技法を実装するために固定構成および／またはプログラム論理を組み込んでいる他の任意の装置であってもよい。
【０１５５】
たとえば、図１１は、本発明の例示的な実施形態が実装されうるコンピュータ・システム１１００を示すブロック図である。コンピュータ・システム１１００は、情報を通信するためのバス１１０２または他の通信機構と、情報を処理するための、バス１１０２に結合されたハードウェア・プロセッサ１１０４とを含む。ハードウェア・プロセッサ１１０４はたとえば汎用マイクロプロセッサであってもよい。
【０１５６】
コンピュータ・システム１１００は、ランダム・アクセス・メモリ（RAM）または他の動的記憶装置のような、情報およびプロセッサ１１０４によって実行されるべき命令を記憶するための、バス１１０２に結合されたメイン・メモリ１１０６をも含む。メイン・メモリ１１０６はまた、一時変数または他の中間的な情報を、プロセッサ１１０４によって実行されるべき命令の実行の間、記憶しておくために使われてもよい。そのような命令は、プロセッサ１１０４にとってアクセス可能な記憶媒体に記憶されたとき、コンピュータ・システム１１００を、前記命令において指定されている処理を実行するようカスタマイズされた特殊目的機械にする。
【０１５７】
コンピュータ・システム１１００はさらに、バス１１０２に結合された、静的な情報およびプロセッサ１１０４のための命令を記憶するための読み出し専用メモリ（ROM）１１０８または他の静的記憶装置を含む。磁気ディスクまたは光ディスクのような記憶装置１１１０が提供され、情報および命令を記憶するためにバス１１０２に結合される。
【０１５８】
コンピュータ・システム１１００は、コンピュータ・ユーザーに対して情報を表示するための、液晶ディスプレイ（LCD）のようなディスプレイ１１１２にバス１１０２を介して結合されていてもよい。英数字その他のキーを含む入力装置１１１４が、情報およびコマンド選択をプロセッサ１１０４に伝えるためにバス１１０２に結合される。もう一つの型のユーザー入力装置は、方向情報およびコマンド選択をプロセッサ１１０４に伝えるとともにディスプレイ１１１２上でのカーソル動きを制御するための、マウス、トラックボールまたはカーソル方向キーのようなカーソル・コントロール１１１６である。この入力装置は典型的には、第一軸（たとえばx）および第二軸（たとえばy）の二つの軸方向において二つの自由度をもち、これにより該装置は平面内での位置を指定できる。
【０１５９】
コンピュータ・システム１１００は、本稿に記載される技法を実施するのに、カスタマイズされた固定構成論理、一つまたは複数のASICもしくはFPGA、コンピュータ・システムと組み合わさってコンピュータ・システム１１００を特殊目的機械にするまたはプログラムするファームウェアおよび／またはプログラム論理を使ってもよい。ある実施形態によれば、本稿の技法は、プロセッサ１１０４がメイン・メモリ１１０６に含まれる一つまたは複数の命令の一つまたは複数のシーケンスを実行するのに応答して、コンピュータ・システム１１００によって実行される。そのような命令は、記憶装置１１１０のような別の記憶媒体からメイン・メモリ１１０６に読み込まれてもよい。メイン・メモリ１１０６に含まれる命令のシーケンスの実行により、プロセッサ１１０４は、本稿に記載されるプロセス段階を実行する。代替的な実施形態では、ソフトウェア命令の代わりにまたはソフトウェア命令と組み合わせて固定構成の回路が使用されてもよい。
【０１６０】
本稿で用いられる用語「記憶媒体」は、データおよび／または機械に特定の仕方で動作させる命令を記憶する任意の非一時的な媒体を指す。そのような記憶媒体は、不揮発性媒体および／または揮発性媒体を含んでいてもよい。不揮発性媒体は、たとえば、記憶装置１１１０のような光学式または磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メイン・メモリ１１０６のような動的メモリを含む。記憶媒体の一般的な形は、たとえば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、半導体ドライブ、磁気テープまたは他の任意の磁気データ記憶媒体、CD-ROM、他の任意の光学式データ記憶媒体、孔のパターンをもつ任意の物理的媒体、RAM、PROMおよびEPROM、フラッシュEPROM、NVRAM、他の任意のメモリ・チップまたはカートリッジを含む。
【０１６１】
記憶媒体は、伝送媒体とは異なるが、伝送媒体と関連して用いられてもよい。伝送媒体は、記憶媒体間で情報を転送するのに参加する。たとえば、伝送媒体は同軸ケーブル、銅線および光ファイバーを含み、バス１１０２をなすワイヤを含む。伝送媒体は、電波および赤外線データ通信の際に生成されるような音響波または光波の形を取ることもできる。
【０１６２】
さまざまな形の媒体が、一つまたは複数の命令の一つまたは複数のシーケンスを実行のためにプロセッサ１１０４に搬送するのに関与しうる。たとえば、命令は最初、リモート・コンピュータの磁気ディスクまたは半導体ドライブ上に担持されていてもよい。リモート・コンピュータは該命令をその動的メモリにロードし、該命令をモデムを使って電話線を通じて送ることができる。コンピュータ・システム１１００にローカルなモデムが、電話線上のデータを受信し、赤外線送信器を使ってそのデータを赤外線信号に変換することができる。赤外線検出器が赤外線信号において担持されるデータを受信することができ、適切な回路がそのデータをバス１１０２上に載せることができる。バス１１０２はそのデータをメイン・メモリ１１０６に搬送し、メイン・メモリ１１０６から、プロセッサ１１０４が命令を取り出し、実行する。メイン・メモリ１１０６によって受信される命令は、任意的に、プロセッサ１１０４による実行の前または後に記憶装置１１１０上に記憶されてもよい。
【０１６３】
コンピュータ・システム１１００は、バス１１０２に結合された通信インターフェース１１１８をも含む。通信インターフェース１１１８は、ローカル・ネットワーク１１２２に接続されているネットワーク・リンク１１２０への双方向データ通信結合を提供する。たとえば、通信インターフェース１１１８は、対応する型の電話線へのデータ通信接続を提供するための、統合サービス・デジタル通信網（ISDN）カード、ケーブル・モデム、衛星モデムまたはモデムであってもよい。もう一つの例として、通信インターフェース１１１８は、互換LANへのデータ通信接続を提供するためのローカル・エリア・ネットワーク（LAN）カードであってもよい。無線リンクも実装されてもよい。そのようないかなる実装でも、通信インターフェース１１１８は、さまざまな型の情報を表すデジタル・データ・ストリームを搬送する電気的、電磁的または光学的信号を送受信する。
【０１６４】
ネットワーク・リンク１１２０は典型的には、一つまたは複数のネットワークを通じた他のデータ装置へのデータ通信を提供する。たとえば、ネットワーク・リンク１１２０は、ローカル・ネットワーク１１２２を通じてホスト・コンピュータ１１２４またはインターネット・サービス・プロバイダー（ISP）１１２６によって運営されているデータ設備への接続を提供してもよい。ISP  １１２６は、現在一般に「インターネット」１１２８と称される世界規模のパケット・データ通信網を通じたデータ通信サービスを提供する。ローカル・ネットワーク１１２２およびインターネット１１２８はいずれも、デジタル・データ・ストリームを担持する電気的、電磁的または光学的信号を使う。コンピュータ・システム１１００に／からデジタル・データを搬送する、さまざまなネットワークを通じた信号およびネットワーク・リンク１１２０上および通信インターフェース１１１８を通じた信号は、伝送媒体の例示的な形である。
【０１６５】
コンピュータ・システム１１００は、ネットワーク（単数または複数）、ネットワーク・リンク１１２０および通信インターフェース１１１８を通じて、メッセージを送り、プログラム・コードを含めデータを受信することができる。インターネットの例では、サーバー１１３０は、インターネット１１２８、ISP  １１２６、ローカル・ネットワーク１１２２および通信インターフェース１１１８を通じてアプリケーション・プログラムのための要求されたコードを送信してもよい。
【０１６６】
受信されたコードは、受信される際にプロセッサ１１０４によって実行されても、および／または、のちの実行のために記憶装置１１１０または他の不揮発性記憶に記憶されてもよい。
【０１６７】
〈８．等価物、拡張、代替その他〉
以上の明細書では、本発明の例示的な諸実施形態について、実装によって変わりうる数多くの個別的詳細に言及しつつ述べてきた。このように、何が本発明であるか、何が出願人によって本発明であると意図されているかの唯一にして排他的な指標は、この出願に対して付与される特許の請求項の、その後の訂正があればそれも含めてかかる請求項が特許された特定の形のものである。かかる請求項に含まれる用語について本稿で明示的に記載される定義があったとすればそれは請求項において使用される当該用語の意味を支配する。よって、請求項に明示的に記載されていない限定、要素、属性、特徴、利点もしくは特性は、いかなる仕方であれかかる請求項の範囲を限定すべきではない。よって、明細書および図面は制約する意味ではなく例示的な意味で見なされるべきものである。
いくつかの態様を記載しておく。
〔態様１〕
全通過再帰的フィルタについての目標位相応答を決定する段階であって、該全通過再帰的フィルタは、N個の零点およびN個の極をもつ伝達関数を用いて表現可能であり、前記N個の零点は前記N個の極と一対一の対応関係をもつ、段階と；
Nの初期値を指定する段階と；
（ａ）少なくとも部分的には前記目標位相応答に基づいて、前記全通過再帰的フィルタについての一組のフィルタ係数についての一組の最適化された値を同定する段階と；
（ｂ）前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが一つまたは複数の基準を満足するかどうかを判定する段階とを含む、
方法。
〔態様２〕
前記全通過再帰的フィルタが、一次の全通過フィルタおよび二次の全通過フィルタを有し、
Nの初期値を指定する前記段階が、一次の全通過フィルタの数または二次の全通過フィルタの数の一方または両方を指定することを含む、態様１記載の方法。
〔態様３〕
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが前記一つまたは複数の基準を満足しないと判定するのに応答して、Nをインクリメントして態様１の段階（ａ）および（ｂ）を繰り返すことをさらに含む、
態様１記載の方法。
〔態様４〕
前記全通過再帰的フィルタが、一次の全通過フィルタおよび二次の全通過フィルタを有し、
Nをインクリメントすることが、一次の全通過フィルタの数または二次の全通過フィルタの数の少なくとも一方をインクリメントすることを含む、態様３記載の方法。
〔態様５〕
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが前記一つまたは複数の基準を満足すると判定するのに応答して：
前記全通過再帰的フィルタおよびもう一つの全通過再帰的フィルタの組み合わせについてもう一つの目標位相応答を決定する段階であって、前記もう一つの全通過再帰的フィルタは、N'個の零点およびN'個をもつもう一つの伝達関数を用いて表現可能であり、前記N'個の零点は前記N'個の極と一対一の対応関係をもつ、段階と；
N'の初期値を指定する段階と；
（ｃ）少なくとも部分的には前記もう一つの目標位相応答に基づいて、前記もう一つの全通過再帰的フィルタについてのもう一組のフィルタ係数についてのもう一組の最適化された値を同定する段階と；
（ｄ）前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタおよび前記もう一組のフィルタ係数についての前記もう一組の最適化された値をもつ前記もう一つの全通過再帰的フィルタが一つまたは複数の他の基準を満足するかどうかを判定する段階とを実行することを含む、
態様１記載の方法。
〔態様６〕
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタおよび前記もう一組のフィルタ係数についての前記もう一組の最適化された値をもつ前記もう一つの全通過再帰的フィルタが前記一つまたは複数の他の基準を満足しないと判定するのに応答して、Nをインクリメントして、態様１のステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返すことをさらに含む、態様５記載の方法。
〔態様７〕
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタおよび前記もう一組のフィルタ係数についての前記もう一組の最適化された値をもつ前記もう一つの全通過再帰的フィルタが前記一つまたは複数の他の基準を満足しないと判定するのに応答して、N'をインクリメントして、態様５のステップ（ｃ）および（ｄ）を繰り返すことをさらに含む、態様５記載の方法。
〔態様８〕
メディア・プロセッサの二つ以上の信号経路のうちの第一の信号経路において、メディア・サンプルを、前記全通過再帰的フィルタを用いて処理し；
前記メディア・プロセッサの前記二つ以上の信号経路のうちの第二の異なる信号経路において、メディア・サンプルを、前記もう一つの全通過再帰的フィルタを用いて処理することを含む、
態様５記載の方法。
〔態様９〕
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが前記一つまたは複数の基準を満足すると判定するのに応答して：
前記全通過再帰的フィルタおよび高域通過フィルタの組み合わせについて新しい目標位相応答を決定する段階であって、前記高域通過フィルタは次数N'のもう一つの伝達関数を用いて表現可能である、段階と；
N'の初期値を指定する段階と；
（ｃ）少なくとも部分的には前記新しい目標位相応答に基づいて、前記高域通過フィルタについてのもう一組のフィルタ係数についてのもう一組の最適化された値を同定する段階と；
（ｄ）前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタおよび前記もう一組のフィルタ係数についての前記もう一組の最適化された値をもつ前記高域通過フィルタが一つまたは複数の他の基準を満足するかどうかを判定する段階とを実行することを含む、
態様１記載の方法。
〔態様１０〕
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタおよび前記もう一組のフィルタ係数についての前記もう一組の最適化された値をもつ前記高域通過フィルタが前記一つまたは複数の他の基準を満足しないと判定するのに応答して、Nをインクリメントして、態様１のステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返すことをさらに含む、態様９記載の方法。
〔態様１１〕
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタおよび前記もう一組のフィルタ係数についての前記もう一組の最適化された値をもつ前記高域通過フィルタが前記一つまたは複数の他の基準を満足しないと判定するのに応答して、N'をインクリメントして、態様９のステップ（ｃ）および（ｄ）を繰り返すことをさらに含む、態様９記載の方法。
〔態様１２〕
メディア・プロセッサの二つ以上の信号経路のうちの第一の信号経路において、メディア・サンプルを、前記全通過再帰的フィルタおよび前記高域通過フィルタを用いて処理し；
前記メディア・プロセッサの前記二つ以上の信号経路のうちの第二の異なる信号経路において、メディア・サンプルを、遅延線のみを用いて処理することを含む、
態様９記載の方法。
〔態様１３〕
前記第一の信号経路または前記第二の信号経路の一方の一部として遅延線を挿入することをさらに含む、態様８または１２記載の方法。
〔態様１４〕
メディア・プロセッサの二つ以上の信号経路のうちの第一の信号経路において、メディア・サンプルを、前記全通過再帰的フィルタを用いて処理し；
前記メディア・プロセッサの前記二つ以上の信号経路のうちの第二の異なる信号経路において、メディア・サンプルを、もう一つの全通過再帰的フィルタなしに遅延線を用いて処理することを含む、
態様１記載の方法。
〔態様１５〕
前記一組のフィルタ係数についての前記一組の最適化された値をもつ前記全通過再帰的フィルタが一つまたは複数の基準を満足するかどうかを判定する段階が：
前記全通過再帰的フィルタについての前記目標位相応答または前記全通過再帰的フィルタについての前記一組のフィルタ係数についての複数組の値に基づいて計算された複数の位相応答の少なくとも一方に関係する位相誤差を決定する段階と；
前記一組のフィルタ係数について、前記複数組の値のうちで、前記一組の最適化された値を同定するよう、前記位相誤差を最小化する段階とを含む、
態様１記載の方法。
〔態様１６〕
複数の離散的なオーディオ周波数に対して前記位相誤差を計算する段階をさらに含む、態様１５記載の方法。
〔態様１７〕
オーディオ周波数のある帯域幅にわたって前記位相誤差を計算する段階を含む、態様１５記載の方法。
〔態様１８〕
前記一つまたは複数の基準は、20Hzから400Hzまでの間のオーディオ周波数、400Hzから10,000Hzまでの間のオーディオ周波数、10,000Hzから25,000Hzまでの間のオーディオ周波数、25,000Hzより高いオーディオ周波数のうちの一つまたは複数における一つまたは複数の最大位相誤差を含む、態様１記載の方法。
〔態様１９〕
前記一つまたは複数の基準は、20Hzから400Hzまでの間のオーディオ周波数、400Hzから10,000Hzまでの間のオーディオ周波数、10,000Hzから25,000Hzまでの間のオーディオ周波数、25,000Hzより高いオーディオ周波数のうちの一つまたは複数における一つまたは複数の最大群遅延を含む、態様１記載の方法。
〔態様２０〕
少なくとも部分的にはメディア・プロセッサの二つの信号経路からの二つの出力の間の目標位相差に基づいて、前記全通過再帰的フィルタのための前記目標位相応答を決定する段階をさらに含む、態様１記載の方法。
〔態様２１〕
一つまたは複数の入力メディア信号を用いて表現される、受信される、送信されるまたは記憶される一つまたは複数の入力メディア・サンプルを、一つまたは複数の出力メディア信号を用いて表現される、受信される、送信されるまたは記憶される一つまたは複数の出力メディア・サンプルに変換する段階をさらに含む、態様１記載の方法。
〔態様２２〕
前記入力メディア信号または前記出力メディア信号の少なくとも一方がビデオ信号を含む、態様２１記載の方法。
〔態様２３〕
前記全通過再帰的フィルタは、メディア・サンプルを処理するメディア・プロセッサの信号チャネルの少なくとも一部を含み、前記信号チャネルはサラウンド・チャネル、前方チャネルまたは非サラウンド非前方チャネルの一つを表わす、態様１記載の方法。
〔態様２４〕
前記全通過再帰的フィルタは、メディア・サンプルを処理するメディア・プロセッサの信号チャネルの少なくとも一部を含み、前記信号チャネルはサラウンド・チャネル、前方チャネルまたは非サラウンド非前方チャネルの一つを表わす、態様１記載の方法。
〔態様２５〕
前記一組の最適化された値の少なくとも一つが実部または虚部の一方を含む、態様１記載の方法。
〔態様２６〕
プロセッサを有し、態様１ないし２５のうちいずれか一項記載の方法を実行するよう構成されている装置。
〔態様２７〕
一つまたは複数のプロセッサによって実行されたときに態様１ないし２５のうちいずれか一項記載の方法を実行させるソフトウェア命令を記憶しているコンピュータ可読記憶媒体。
〔態様２８〕
態様１ないし２５のうちいずれか一項記載の方法を用いて最適化されたフィルタ係数をもつ全通過再帰的フィルタを有する位相シフト・ネットワーク。
〔態様２９〕
態様１ないし２５のうちいずれか一項記載の方法を用いて最適化されたフィルタ係数をもつ全通過再帰的フィルタを有する半導体集積回路。
〔態様３０〕
位相シフト・ネットワークであって：
一つまたは複数の非一次の全通過再帰的フィルタを有し、前記非一次の全通過再帰的フィルタの少なくとも一つは、一次の全通過再帰的フィルタまたは二次の全通過再帰的フィルタの一つまたは複数を有し；
目標時間遅延が前記一次および前記非一次の全通過再帰的フィルタについて指定されており；
当該位相シフト・ネットワークは少なくとも部分的には、前記目標時間遅延に匹敵する時間遅延を生成する遅延線位相応答に基づいて、目標位相応答を形成する、
位相シフト・ネットワーク。
〔態様３１〕
前記目標位相シフトが、当該ネットワークの入力信号の位相と実質的に直交関係をもつ角度を有する、態様３０記載の位相シフト・ネットワーク。
〔態様３２〕
前記目標位相応答は：
オーディオ周波数の連続的な帯域；または
いくつかの離散的なオーディオ周波数
の一方または複数に対する最大の許容可能な群遅延にさらに基づいて形成される、態様３０記載の位相シフト・ネットワーク。
〔態様３３〕
前記非一次の全通過再帰的フィルタ、前記一次の全通過再帰的フィルタ、前記二次の全通過再帰的フィルタまたは高域通過フィルタのうち少なくとも一つの一つまたは複数のグループをさらに有し；前記一つまたは複数のグループは、一組のフィルタ係数の零点および極を表わすフィルタ伝達関数によって特徴付けられる、態様３０記載の位相シフト・ネットワーク。
〔態様３４〕
前記一組のフィルタ係数の値は、前記目標位相応答と前記一組のフィルタ係数についての複数のフィルタ係数値との間で評価される位相誤差に基づいて最適化される、態様３３記載の位相シフト・ネットワーク。
〔態様３５〕
前記位相誤差が最小化される、態様３４記載の位相シフト・ネットワーク。
〔態様３６〕
前記一つまたは複数の非一次の全通過再帰的フィルタが有限インパルス応答フィルタを含む、態様３０記載の位相シフト・ネットワーク。
〔態様３７〕
前記非一次の全通過再帰的フィルタの前記少なくとも一つが高域通過フィルタを含む、態様３０記載の位相シフト・ネットワーク。
〔態様３８〕
前記非一次の全通過再帰的フィルタの前記少なくとも一つが第一の信号経路に配備され、一方、第二の異なる信号経路には遅延線のみが配備される、態様３０記載の位相シフト・ネットワーク。
〔態様３９〕
半導体集積回路であって：
一つまたは複数の非一次の全通過再帰的フィルタを有し、前記非一次の全通過再帰的フィルタの少なくとも一つは、一次の全通過再帰的フィルタまたは二次の全通過再帰的フィルタの一つまたは複数を有し；
目標時間遅延が前記一次および前記非一次の全通過再帰的フィルタについて指定されており；
当該位相シフト・ネットワークは少なくとも部分的には、前記目標時間遅延に匹敵する時間遅延を生成する遅延線位相応答に基づいて、目標位相応答を形成する、
半導体集積回路。
〔態様４０〕
前記目標位相シフトが、当該ネットワークの入力信号の位相と実質的に直交関係をもつ角度を有する、態様３９記載の半導体集積回路。
〔態様４１〕
前記ネットワーク目標位相応答は：
オーディオ周波数の連続的な帯域；または
いくつかの離散的なオーディオ周波数
の一方または複数に対する最大の許容可能な群遅延にさらに基づいて形成される、態様３９記載の半導体集積回路。
〔態様４２〕
前記非一次の全通過再帰的フィルタ、前記一次の全通過再帰的フィルタまたは前記二次の全通過再帰的フィルタのうち少なくとも一つの一つまたは複数のグループをさらに有し；前記一つまたは複数のグループは、一組のフィルタ係数の零点および極を表わすフィルタ伝達関数によって特徴付けられる、態様４１記載の半導体集積回路。
〔態様４３〕
前記一組のフィルタ係数の値は、前記目標位相応答と前記一組のフィルタ係数についての複数のフィルタ係数値との間で評価される位相誤差に基づいて最適化される、態様４２記載の半導体集積回路。
〔態様４４〕
前記位相誤差が最小化される、態様４３記載の半導体集積回路。
〔態様４５〕
前記一つまたは複数の非一次の全通過再帰的フィルタが有限インパルス応答フィルタを含む、態様３９記載の半導体集積回路。
〔態様４６〕
前記非一次の全通過再帰的フィルタの前記少なくとも一つが高域通過フィルタを含む、態様３９記載の半導体集積回路。
〔態様４７〕
前記非一次の全通過再帰的フィルタの前記少なくとも一つが第一の信号経路に配備され、一方、第二の異なる信号経路には遅延線のみが配備される、態様３９記載の半導体集積回路。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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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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