(57)【要約】  ＷＦＳシステムにおけるエイリアシング補正は、バーチャルソースに特有のエイリアシングフィルター特性を確認することによって達成される。このエイリアシングフィルター特性は例えばエイリアシング周波数であり、ソースの位置情報に基づいて確認される。このエイリアシングフィルター特性は、前記ソースのオーディオ信号または前記ソースの成分信号に適したフィルタリングを行うための適応対エイリアシングフィルターを得るために、使用される。【選択図】図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波動場合成モジュール（１００）及びショー会場（７０２）へ音を供給するラウドスピーカ（７０８）アレイを備えた波動場合成システムにおけるエイリアシング補正のための装置であり、該波動場合成モジュール（１００）は、バーチャルサウンドソースのオーディオ信号（１０２）と該バーチャルサウンドソースの位置情報（１０４）を取得し、ラウドスピーカの位置情報を考慮しながら、該バーチャルソースによる該ラウドスピーカのための成分信号（１１０）を算出するものであり、該装置は以下のものを含む、
バーチャルソースに特有のエイリアシングフィルター特性（１３０）を、ソース位置情報（１０４）を使用して確認する確認手段（１２０）、
前記ソースのオーディオ信号（１０２）または前記ソースの成分信号（１１０）に適応したフィルタリングのための適応対エイリアシングフィルター（１４０）であり、該適応対エイリアシングフィルター（１４０）は、エイリアシング補正を実行するために、前記ソース特有のエイリアシングフィルター特性（１３０）に応じて調整されている。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であり、前記確認手段（１２０）は、前記バーチャルサウンドソースと再生場所（７０２）の視聴ポイント（Ｐ）との間のチャンネルのインパルス応答を使用して、エイリアシングフィルター特性（１３０）を算出するように構成されている。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置であり、前記確認手段（１２０）は、前記アレイのラウドスピーカ（７０８）のために、それぞれのラウドスピーカに関する波動場合成逓減値と波動場合成遅延値（３１０）を得、再生場所（７０２）の一つの視聴ポイント（Ｐ）と該ラウドスピーカの波動場合成逓減値と波動場合成遅延値（３１０）に基づき、エイリアシングフィルター特性（１３０）を確認するよう構成されている。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の装置であり、前記確認手段（１２０）は、前記ラウドスピーカ（７０８）と前記視聴ポイント（Ｐ）との間の伝達遅延値と伝達逓減値（３４０）を確認し、総合遅延値を得るために各ラウドスピーカの波動場合成遅延値と伝達遅延値を合成し、総合逓減値を得るために各ラウドスピーカの波動場合成逓減値と伝達逓減値を合成し、それぞれのラウドスピーカ（７０８）の総合逓減値と総合遅延値を使用して、バーチャルソースと視聴ポイント（Ｐ）のインパルス応答を確認するよう構成されている。
【請求項５】
請求項４に記載の装置であり、前記確認手段（１２０）は、時間値を有する時間信号をスペクトル表示に変換し、該スペクトル表示からエイリアシングフィルター周波数（３９０）をエイリアシングフィルター特性（１３０）として確認するよう構成されており、該時間信号の時間座標は前記総合遅延値によって定義され、該時間信号の振幅は前記総合逓減値によって定義される。
【請求項６】
請求項２に記載の装置であり、前記確認手段（１２０）は、インパルス応答のスペクトル表示から、エイリアシングフィルター周波数をエイリアシングフィルター特性として確認するよう構成されている。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の装置であり、前記確認手段（１２０）は、低周波に対してはスペクトル表示の上昇によって限定される範囲の周波数を、高周波に対してはスペクトル表示の変動によって限定される範囲の周波数をエイリアシングフィルター周波数（３９０）として確認するよう構成されている。
【請求項８】
請求項７に記載の装置であり、前記確認手段（１２０）は、エイリアシングフィルター特性（１３０）として、スペクトル表示の上昇部とスペクトル表示の変動部との間の転移値に相当する周波数値からのずれが±２５％未満である周波数を選択するよう構成されている。
【請求項９】
請求項５又は６に記載の装置であり、前記確認手段（１２０）は、一つのバーチャルサウンドソースに対して、再生場所（７０２）の異なる視聴ポイントそれぞれのエイリアシングフィルター特性（１３０）を確認し、該ソースに特有のエイリアシングフィルター特性を得るために、該異なるエイリアシングフィルター特性を平均化するよう構成されている。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８に記載の装置であり、前記確認手段（１２０）は、異なるバーチャル位置にあるバーチャルソースのそれぞれ異なるエイリアシングフィルター特性を算出するよう構成され、前記適応対エイリアシングフィルター（１４０）は、該それぞれ異なるエイリアシングフィルター特性を使用して、該バーチャルソースそれぞれのオーディオ信号（１０２）または該バーチャルソースそれぞれの成分信号（１１０）をフィルタリングするよう構成されている。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置であり、前記適応対エイリアシングフィルター（１４０）は、エイリアシングフィルタリングされたオーディオ信号を得るために、前記それぞれ異なるエイリアシングフィルター特性を使用して、それぞれのバーチャルソースのオーディオ信号（１０２）を別々にフィルタリングするよう構成され、前記波動場合成モジュール（１００）は、該フィルタリングされたオーディオ信号を使用して各バーチャルソースの成分信号（１１０）を算出し、一つのラウドスピーカのラウドスピーカ信号（１６０）を得るために、該ラウドスピーカに属する成分信号を合成するよう構成されている。
【請求項１２】
請求項１０に記載の装置であり、前記適応対エイリアシングフィルター（１４０）は、第１のバーチャルソースに関するエイリアシングフィルタリングされた成分信号を得るために、及び第２のバーチャルソースに関するエイリアシングフィルタリングされた成分信号を得るために、該第１のバーチャルソース特有の対エイリアシングフィルター特性（１３０）を使用して、該第１のバーチャルソースのために算出された成分信号をフィルタリングするよう構成され、前記波動場合成モジュール（１００）は、さらに、一つのラウドスピーカ信号（１６０）を得るために、該ラウドスピーカに属する成分信号（１１０）、つまり、第１のエイリアシングフィルタリングされた成分信号と第２のエイリアシングフィルタリングされた成分信号を合成するよう構成されている。
【請求項１３】
波動場合成モジュール（１００）及びショー会場（７０２）へ音を供給するラウドスピーカ（７０８）アレイを備えた波動場合成システムにおけるエイリアシングフィルター補正を行う方法であり、該波動場合成モジュール（１００）は、バーチャルサウンドソースのオーディオ信号（１０２）と該バーチャルサウンドソースの位置情報（１０４）を取得し、ラウドスピーカの位置情報（１０６）を考慮しながら、該バーチャルソースによる該ラウドスピーカのための成分信号（１１０）を算出するものであり、該方法は以下を含む、
一つのソースに特有のエイリアシングフィルター特性（１３０）を、該ソースの位置情報（１０４）を使用して確認する、
前記ソースのオーディオ信号（１０２）または前記ソースの成分信号（１１０）を適応フィルタリングする、この適応フィルタリングは、エイリアシング補正を行うために、前記ソースに特有のエイリアシングフィルター特性（１３０）に応じて実行される。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムであり、該コンピュータプログラムがコンピュータで起動された際、前記方法が実行される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波動場合成（ＷＦＳ）システム、特に、ＷＦＳシステムにおけるエイリアシング補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンターテインメント電子工学の分野において、新しい技術と革新的な製品に対する要求が高まりつつある。最高の機能性と性能を提供することが、新しいマルチメディアシステム成功の重要な必須条件である。デジタルテクノロジー、特にコンピュータテクノロジーを用いることによって達成できる。この例として、高品質の現実に近いオーディオビジュアル効果を提供する応用が挙げられる。従来のオーディオシステムには、自然またバーチャル環境の空間的音再生の質の点で問題があった。
【０００３】
オーディオ信号のマルチチャンネルラウドスピーカ再生方法が複数知られており、長年にわたって標準化されてきた。一般的な全ての技術には、ラウドスピーカの設置場所と視聴者の位置の両方にすでに転送フォーマットが決められているという欠点があった。ラウドスピーカが視聴者に対して異なる場所に配置されると、オーディオの質が非常に低下する。最高の音質が得られるのは、再生空間のわずかな範囲、いわゆるスウィートスポット内のみである。
【０００４】
音の再生におけるより大きな壁や覆いだけでなくより自然な空間的印象は、新しい技術の助けで達成できる。この技術の原理、いわゆる波動場合成（ＷＦＳ）は、デルフト技術大学で研究され、１９８０年代の終わりに最初に発表された（Ａ．Ｊ．バークアウト、Ｄ．ドゥ・ヴリエ及びＰ．ヴォーゲルによる「波動場合成による音響コントロール」ＪＡＳＡ９３、９９３）。
【０００５】
この方法はコンピュータの力と転送速度に非常に頼るものであるので、ＷＦＳは今日に至るまでほとんど実用化されてはいなかった。今日、マイクロプロセッサ技術とオーディオ符号化の分野の進歩がこの技術の具体的な応用を可能にした。専門分野における最初の製品が来年出来る見込みである。また、２〜３年のうちに、一般消費者のための最初のＷＦＳ応用の製品が市場に出回る予定である。
【０００６】
ＷＦＳの基礎的な考えは、波動理論のホイヘンスの原理の応用に基づいている。
【０００７】
波によって捕えられる各ポイントは球形または円形状に広がる基本波の出発点である。
【０００８】
音響に応用すると、入ってくる波頭のあらゆる任意の形は、横並びに配置された多数のラウドスピーカ（いわゆるラウドスピーカアレイ）によって折り返され得る。最も単純な場合、ラウドスピーカが一列に並んでいる状態で一つの音源を再生するという場合であるが、個々のラウドスピーカから放射される音場が正確に重なるように、各ラウドスピーカのオーディオ信号が時間遅延と振幅調整がなされて送られなければならない。複数の音源がある場合、それぞれの音源の各ラウドスピーカへの貢献度が別々に計算され、その結果として生じる信号が加えられる。再生される音源が反響壁を有する部屋の中にある場合、その反響もまた、付加的な音源としてラウドスピーカアレイを通して再生されなければならない。このように、必要な計算量は、音源の数、レコーディング室の音響特性及びラウドスピーカの数に大いによるものである。
【０００９】
特に、この技術の利点は、広い範囲の再生スペースにわたり、自然空間的音響効果が可能であるということである。公知の技術と比較して、音源の方向及び距離が非常に正確に再生される。ある程度まで、バーチャル音源が実際のラウドスピーカアレイと視聴者の間に配置されてもかまわない。
【００１０】
ＷＦＳは特性がわかっている環境においてはよく機能するが、その特性が変化したり、ＷＦＳが実際の環境特性と合致していない設定に基づいて行われると、不都合が起こる。
【００１１】
しかし、ＷＦＳシステムの技術は、視覚を対応する空間的聴覚で補う際に、有効に利用することもできる。バーチャルスタジオでの制作の際に、前もって、仮想場面が本物であるかのような視覚効果が前景に与えられている。その画像に合致する音響は、通常、後にいわゆる後制作として手動でオーディオ信号に乗せられるか、または、実際、金銭的にも時間的にもかかりすぎるものとして考えられ、無視されている。これにより、通常個々の感覚において矛盾が生じ、本物ではないと認識される作られた空間、つまり作られた場面となってしまう。
【００１２】
Ｗ．ドゥ・ブルジン及びＭ．ブーンによる「オーディオ・ビデオシステムにおける空間的オーディオと二次元的ビデオ投影との合成効果に関する主観的実験」（ＡＥＳ学会報５５８２、２００２年５月１０〜１３日、ミュンヘン）には、オーディオ・ビデオシステムにおける空間的オーディオと二次元的ビデオ投影との合成効果に関する主観的実験が説明されている。特に、カメラから異なる位置に立ち、ほぼ互いの背後に立つ二人の話し手は、これら互いの背後に立っている二人の人物が見え、ＷＦＳの助けによって異なるバーチャル音源として再構築される場合には、視聴者によってよりよく認識されることが強調されている。このように、主観的テストによって、リスナーは、同時に話す二人の話し手を別々によりよく理解し区別することができることが明らかとなった。
【００１３】
オーディオの分野において、ＷＦＳ技術によって、広い範囲のリスナーのための良い空間的音が達成できる。前述したように、ＷＦＳは、波頭は基本波の重畳によって整形され形作られ得るというホイヘンスの原理に基づいている。数学的に正確で論理的な説明によれば、無限に小さな距離にある無限の数の源が基本波生成のために使用されるべきである。しかし、実際には、有限に小さな距離にある有限の数のラウドスピーカが使用される。これらラウドスピーカのそれぞれは、ＷＦＳ原理による、特定の遅延及び特定のレベルを有するバーチャルソースからのオーディオ信号で制御される。全てのラウドスピーカのレベル及び遅延は、通常、異なっている。
【００１４】
前述したように、ＷＦＳシステムはホイヘンスの原理に基づき動作し、与えられた波形、例えば、ショー会場またはショー会場のリスナーまで特定の距離をおいて配置されているバーチャルソースの波形を、多様な個々の波によって再構築するものである。従って、ＷＦＳアルゴリズムは、ラウドスピーカアレイからそれぞれのラウドスピーカの実際の位置に関する情報を収集し、各ラウドスピーカが最終的に放射すべき成分信号を演算する。そして、一つのラウドスピーカからのラウドスピーカ信号と他の作動しているラウドスピーカからのラウドスピーカ信号とを重畳し、これにより、リスナーが多数のラウドスピーカからではなく、バーチャルソースの位置にあるただ一つのラウドスピーカから音の放射を受けているという感じを持つ再構築が行われる。
【００１５】
ＷＦＳセッティングの数個のバーチャルソースのために、各ラウドスピーカへの各バーチャルソースの貢献、つまり、第１のラウドスピーカのための第1のバーチャルソースの成分信号、第１のラウドスピーカのための第２のバーチャルソースの成分信号等が計算され、最終的に実際のラウドスピーカ信号を得るために、それらの成分信号を合算する。例えば、三つのバーチャルソースの場合、リスナーの位置で、全ての作動しているラウドスピーカのラウドスピーカ信号が重畳され、これにより、リスナーは、多数のラウドスピーカのアレイから音の放射を受けているのではなく、彼または彼女が聞いている音は、特定の位置にある三つの音源、つまりバーチャルソースから聞こえているのだという感じを持つのである。
【００１６】
実際、バーチャルソースに関する遅延され及び／または逓減されたオーディオ信号を得るために、成分信号の計算は、ほとんどの場合、バーチャルソースに関するオーディオ信号によって行われ、オーディオ信号は、そのバーチャルソースの位置及びラウドスピーカの位置によって決まるある瞬間における遅延及び計数逓減率が与えられている。一つのバーチャルソースしかない場合にはこれは即座にラウドスピーカ信号を表し、複数のバーチャルソースの場合には、他のバーチャルソースのラウドスピーカの成分信号と合算された後、ラウドスピーカ信号が算出される。
【００１７】
典型的なＷＦＳアルゴリズムは、ラウドスピーカアレイにいくつのラウドスピーカがあろうとも、それに関係なく作用する。ＷＦＳの基礎となる理論は、任意のそれぞれの音場は無限の数の無限的に互いに密接している個々のラウドスピーカによって正確に再構築され得るという事実にある。しかし、実際には無限の個数も無限に密接した配置も実現不可能である。代わりに、互いにある程度の距離をおいて配置された限られた数のラウドスピーカを使用する。これにより、実際のシステムにおいて、常に、バーチャルソースが実際に存在するならば、つまり、現実のソースであるならば起こるであろう実際の波形のための近似値が得られるのみである。
【００１８】
ラウドスピーカアレイ効果により、１オクターブにつき３ｄＢのバス部分の加重が、例えばエイリアシング周波よりも低い部分で起こる。この増幅は、ＷＦＳ再生におけるバス部分の音波重畳の結果である。このために、エイリアシング周波よりも低い部分のＷＦＳ再生のために、バス部分の静止フィルター補正つまり低下が行われる。このフィルターは、ラウドスピーカの距離に基づき計算され、エイリアシング周波の調整は、現在、サウンドモニターのオペレータの聴覚に頼り、マニュアルで行われている。
【００１９】
このマニュアル調整は主観的であり、それ故に相当な労力を必要とし、さらに知覚される音質はかなり多様化されてしまうことがわかっている。
【００２０】
Ｅ．コートリール、Ｕ．ホルバック、Ｒ．Ｓ．ペレグリニによる「波動場合成のための多重励振器分布型ラウドスピーカのマルチチャンネル逆フィルタリング」（ＡＥＳ学会報５６１１、５月１０〜１３日、ミュンヘン）、Ｕ．ホルバック、Ｅ．コートリール、Ｄ．ドゥ・ヴリエによる「分布型ラウドスピーカアレイを使用した空間的オーディオ再生」（ＡＥＳ学会報、６月１〜３日、セント・ペテルスブルグ）、及び特許文献ＤＥ１０３２１９８６は、ＷＦＳにおける質の向上のための振幅または周波数の操作に関するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の目的は、知覚される音質の多様性を抑えるＷＦＳシステムにおけるエイリアシング補正の概念を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この目的は、請求項１に係る装置、請求項１３に係る方法または請求項１４に係るコンピュータプログラムによって達成される。
【００２３】
本発明は、ＷＦＳシステムにおけるエイリアシング補正は、バーチャルソースに特有のエイリアシングフィルター特性を、そのソースの位置情報を用いて確認することにより向上できる。
【００２４】
このエイリアシングフィルター特性は例えばエイリアシング周波数であるが、これはソース位置情報に基づいて確認できる。このエイリアシングフィルター特性は、ソースのオーディオ信号またはソースの成分信号に適応したフィルタリングを行うための適応対エイリアシングフィルターのために使用される。
【００２５】
本発明の一形態において、再生空間内の視聴ポイントが選択され、ＷＦＳモジュールは、一つのバーチャルソースに関して一つのラウドスピーカに対する逓減値及び遅延値を提供する。音の伝達の法則を利用して、ある特定の波に関して、視聴ポイントへのその波の到着の振幅値と時間値が計算される。それぞれのラウドスピーカからのそれぞれのインパルスは視聴ポイントに同時に到達せず、時間信号と時間値を伝達する。これらの時間信号はスペクトル表示に変換され、それからエイリアシング周波数が確認される。このエイリアシング周波数は、低周波に対してスペクトル表示の変動状態と上昇状態の間の範囲として特徴づけられる。このエイリアシング周波数は、エイリアシング周波数よりも低いレベルを補正する、例えば１オクターブにつき３ｄＢの減衰をする、対エイリアシングフィルターのための入力としての役割を果たす。
【００２６】
本発明の一形態の利点は、各バーチャルソースがエイリアシング周波数に関連していることである。従って、移動するバーチャルソースを動的にフィルタリングすることも可能であり、移動のために生じる音のずれを抑えることができる。従来使用されてきた静止フィルターでは、これは不可能であり、バーチャルソースの移動に際し、音質が低下する結果となっていた。エイリアシングフィルターをコンピュータシステム内に組み込むことで、バーチャルソースの移動と同時にフィルタリングが行われる。更なる本発明の形態においては、計算時間を節約するために、バーチャルソースの考えられ得る全ての位置におけるエイリアシング周波数を連続的に計算する必要はなく、離れたポイントにおけるエイリアシング周波数を確認するだけでよい。これらの得られたエイリアシング周波数を例えば表に取り込むことにより、更なる計算を省略することができる。達成できる質は、エイリアシング周波数を得るポイントの密度によって決まる。
【００２７】
本発明の更なる利点は、エイリアシングフィルタリングが異なる視聴ポイントに関して行われるということである。一つのバーチャルソースに関するこれらの異なるエイリアシング周波数を平均化することで、視聴室全体における平均的なエイリアシング周波数が得られる。この平均エイリアシング周波数は、バーチャルソースの位置の変化とともに変化し、前述したように、バーチャルソースの位置に応じて補正される。
【００２８】
このように、本発明は、このバス部分の増幅特性は動的であり、異なる要因に左右されるものであることを考慮するものである。これらの要因とは、例えば、ラウドスピーカの密度やバーチャルサウンドソースの入射角である。
【００２９】
エイリアシング周波数は、バーチャルサウンドソースの位置によって変化するものであり、従って動的である。現在の計算方法ではこれらの動力は考慮されない。今までのＷＦＳシステムの重大な欠点は、音源の移動が音質の変化として認知されていたことである。これは、静止フィルター、及びエイリアシング周波数とバス部分の増幅の動的変化によるものである。この音質変化は、バーチャルソースがラウドスピーカに対して平行に移動する場合、特に重要である。先行技術の別の欠点は、ラウドスピーカの設置の違い（ラウドスピーカの距離の違い）がエイリアシング周波数及びバス部分の増幅に影響を及ぼし、これは、今まで、設置の度にマニュアルで調整されてきたということである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００３１】
本発明を詳述する前に、ＷＦＳシステムの基本的なセットアップについて図７を参照しながら説明する。ＷＦＳシステムは、ショー会場７０２に設置されたラウドスピーカアレイ７００を備える。特に、図７に示すラウドスピーカアレイは、３６０°アレイであり、４つのアレイ側部７００ａ，７００ｂ，７００ｃ，７００ｄを有している。例えば、ショー会場７０２が映画館であり、前後または左右方向については、スクリーンが、ショー会場７０２のサブアレイ７００ｃが配置されているのと同じ側に位置していると仮定する。この場合、いわゆるショー会場７０２の最適位置Ｐに座っている視聴者は前方、つまりスクリーンの方を見ている。視聴者の背後にはサブアレイ７００ａが、視聴者の左側にはサブアレイ７００ｄが、視聴者の右側にはサブアレイ７００ｂが配置されている。各ラウドスピーカアレイは、多数の異なるラウドスピーカ７０８を有し、各ラウドスピーカ７０８は、図７に概略的に示されているように、ＷＦＳモジュール７１０からデータバス７１２を介して送られてくる専用のラウドスピーカ信号によって制御される。ＷＦＳモジュールは、例えばショー会場７０２に対するラウドスピーカの種類と長さに関する情報、つまりラウドスピーカ情報（ＬＳ情報）と必要ならば他の入力情報を使用して、それぞれのラウドスピーカ７０８のためのラウドスピーカ信号を算出するように構成されている。それぞれのラウドスピーカ信号は、公知のＷＦＳアルゴリズムに従い、さらに位置情報に関するバーチャルソースのオーディオトラックから導き出される。ＷＦＳモジュールは、ショー会場の音響効果に関する情報等、更なる入力情報を得るものであってもよい。
【００３２】
本発明に関する以下の説明は、原則的に、ショー会場の各ポイントＰに関して当てはまる。従って、最適位置は、ショー会場７０２のどの場所であってもよい。例えば、最適ライン上のいくつかの最適位置というものが存在し得る。しかし、ショー会場７０２にできる限り多くの位置のために最良の比率を得るためには、最適位置または最適ラインは、ラウドスピーカサブアレイ７００ａ，７００ｂ，７００ｃ，７００ｄによって規定されるＷＦＳシステムの中央にあるとすることが好ましい。
【００３３】
図１ａは、図７を参照して前述したようなＷＦＳシステムにおけるエイリアシング補正のための本発明に係る装置のブロック回路図である。ＷＦＳ環境の中心は、ＷＦＳモジュール１００であり、バーチャルソースのオーディオ信号１０２の入力、バーチャルソースの位置データ１０４の入力、ラウドスピーカの位置データ１０６の入力、及び必要であるならば、室内の音響効果に関する情報等の他の入力１０８を受ける。ＷＦＳモジュール１００は、一つの出力として、成分信号１１０、及び各ラウドスピーカに対応する遅延・逓減値を送る。これらのデータは、ソース特有エイリアシングフィルター特性（ＡＦＥ）１３０を確認する手段１２０の入力データとなる。確認手段１２０は、これ以外にも、必要ならば、視聴ポイント１２５の位置に関する情報を得る。エイリアシングフィルター特性１３０及び成分信号１１０は、バーチャルソースのための適応対エイリアシングフィルター１４０への入力信号となる。成分信号１１０をフィルタリングした後、対応するラウドスピーカ信号１６０が、成分信号合成手段１５０でコンパイルされる。
【００３４】
図１ｂは本発明に係る装置を示しているが、成分信号１１０が適応対エイリアシングフィルター１４０によってフィルタリングされるものではなく、オーディオ信号１０２がバーチャルソースの適応対エイリアシングフィルター１４０でフィルタリングされるものである。フィルタリングされたオーディオ信号１６５はＷＦＳモジュール１００に入力され、フィルタリングされた成分信号が生成され、そして成分信号合成手段１５０で対応するラウドスピーカ信号１６０が生成される。
【００３５】
図２から明らかなように、ＷＦＳモジュール１００は、各バーチャルソースからオーディオ信号と位置情報を得る。例えば図２の場合、第１ソースのオーディオ信号２１２、第１ソースの位置情報２１４、第２ソースのオーディオ信号２２２、第２ソースの位置情報２２４、及び最後のソースのオーディオ信号２３２、最後のソースの位置情報２３４を得る。ラウドスピーカの位置データ１０６及び室内の音響効果１０８などの他の入力データに基づき、ＷＦＳモジュール１００は、各バーチャルソースに関する各ラウドスピーカのための成分信号を決定する。第１バーチャルソースの成分信号ＫＳ１１〜ＫＳ１ｎ  ２４０、第２バーチャルソースの成分信号ＫＳ２１〜ＫＳ２ｎ  ２５０、及び最後のバーチャルソースの成分信号ＫＳｍ１〜ＫＳｍｎ  ２６０が例示されている。
【００３６】
図３ａは、エイリアシング周波数を決定するための本発明に係る装置のブロック回路図である。ＷＦＳモジュール１００は、一つのバーチャルソースに関する波動場合成逓減値（ＷＦＳ  ＳＶ）及び波動場合成遅延値（ＷＦＳ  ＤＶ）３１０を生成する。視聴ポイント３２０の位置及びラウドスピーカの位置情報３３０から、伝達遅延値（ＰＤＶ）及び伝達逓減値（ＰＳＶ）が手段３４０で確認される。ＷＦＳ  ＳＶ、ＷＦＳ  ＤＶ３１０と共に、これらの値は総合逓減値（ＴＳＶ）及び総合遅延値（ＴＤＶ）を確認する手段３５０へ入力される。これらから、時間信号とそれに対応する時間値が手段３６０で確認され、それが手段３７０においてスペクトル表示に変換される。最終的に、手段３８０においてこのスペクトル表示が評価され、対応するエイリアシング周波数３９０が決定される。
【００３７】
図３ｂには、異なるラウドスピーカ７０８が示されているが、これら全てには、ＷＦＳモジュール１００によって生成された個別のラウドスピーカ信号が与えられている。従って、各ラウドスピーカは、集中的な波動場を出力するポイント波として構成されてもよい。集中的波動場の法則に従い、音場のレベルは、ラウドスピーカへの距離ｒとともに、つまり１／ｒ2の割合で下がる。このように、１／ｒが信号に影響する。音波の伝達速度を考慮すると、ラウドスピーカに関して、いつ（伝達遅延値）どのような逓減（伝達逓減値）で信号が視聴ポイントＰに到達するかが決定され得る。
【００３８】
図３ｃは、１０個のラウドスピーカが設置されたショー会場７０２の具体例を示している。ラウドスピーカ４〜７はバーチャルソースの信号を特定の逓減値と特定の遅延値３９２で放射するものである。ラウドスピーカから視聴ポイントＰまでの伝達による遅延と減衰を考慮した後、その視聴ポイント３９４における各ラウドスピーカのための総合遅延値及び総合逓減値が得られる。これらの総合逓減値を総合遅延値に基づく時間座標としてプロットすると、図３ｃの左下に示すような時間信号となり、これはその視聴ポイントにおけるＩＲ（インパルス応答）と称されるものである。ここで、最小の時間値を有する第１の信号はラウドスピーカ６から放射される信号に相当し、それは、表３９２によると、０．８の逓減値と１０ｍｓの遅延値を有している。３９４の第２の信号は、ラウドスピーカ５からの信号であり、表３９２によると、これは０．７の逓減値と１２ｍｓの遅延値を有している。ラウドスピーカ４からの信号とラウドスピーカ７からの信号も同様で、それらの逓減値及び遅延値も表３９２に示されている。この時間信号はスペクトル表示３９６に変換され、この表示は二つの領域によって特徴づけられる。高周波域ではスペクトル表示は変動状態を示し、それよりも低い周波域では上昇状態を示す。これらの領域の間の転移部分に、エイリアシング周波数が位置する。このエイリアシング周波数は、対応する補正フィルター３９８のための入力信号として働く。このフィルターは、例えば、バス部分を１オクターブにつき３ｄＢ下げるものである。
【００３９】
図４は、異なるバーチャルソースのエイリアシング周波数を確認するブロック回路図である。ＷＦＳモジュール１００は、各バーチャルソース及び各ラウドスピーカに対する逓減値及び遅延値を算出する。ここでは、第１バーチャルソース４０２の逓減値と遅延値、及び最後のバーチャルソース４０４の逓減値と遅延値が示されている。これらの値を伝達遅延値及び伝達逓減値と合成することにより、各バーチャルソースに対する１組のデータが得られ、そして、このデータは、総合逓減値と総合遅延値を確認するための手段３５０への入力信号となる。手段３６０で、各バーチャルソースに対する時間信号と時間値が別々に得られ、そして、手段３７０でスペクトル表示に変換される。これらのスペクトル表示は手段３８０で評価され、その結果、各バーチャルソースに関するエイリアシング周波数４１０が得られる。
【００４０】
図５は、エイリアシング周波数が各視聴ポイントに関して確認され、次いで平均化により、平均エイリアシング周波数が決定されるためのブロック回路図である。この目的のために、一つのバーチャルソースに関する逓減値と遅延値３１０は、第１視聴ポイントのためのソース特有エイリアシングフィルター特性を確認する手段５１０への入力信号となり、また、第２視聴ポイントのためのソース特有エイリアシングフィルター特性を確認する手段５２０への入力信号となる。更なる各視聴ポイントのために、それぞれ対応するソース特定エイリアシングフィルター特性を確認する手段で、逓減値と遅延値が確認される。全ての視聴ポイントにわたり、各視聴ポイントに関するエイリアシングフィルター特性がこのようにして得られ、これらは手段５３０で平均化される。このようにして、視聴エリア７０２全体にわたり、各バーチャルソースのエイリアシングフィルター特性が得られる。この平均化されたエイリアシングフィルター特性は、例えば平均エイリアシングフィルタリング周波数であってもよい。
【００４１】
図６は、バーチャルソースに適応可能なフィルターのブロック回路図である。このバーチャルソースの適応フィルター１４０への入力信号は、エイリアシング周波数ｆ1〜ｆn及び成分信号１１０である。成分信号１１０は、第１バーチャルソースに関してはＫＳ１１〜ＫＳ１ｎ、第２バーチャルソースに関してはＫＳ２１〜ＫＳ２ｎ、最後のバーチャルソースに関してはＫＳｍ１〜ＫＳｍｎと示されている。適応フィルター１４０からの出力信号は修正成分信号６１０であり、この修正成分信号は、最終的にラウドスピーカ信号１６０を出力するために成分信号を合成する手段１５０への入力信号となる。
【００４２】
このアルゴリズムで決定されるエイリアシング周波数は、それ以下ではＷＦＳ再生において、例えば１オクターブにつき３ｄＢのバス増幅が発生する、動力学的変動周波数である。エイリアシング装置は、この周波数以上で、周波数吸収や櫛状フィルター効果をもたらす。前述したように、この周波数解析により動的フィルターが算出され、ソースに左右されるバス増幅を補償する。ラウドスピーカのセットアップの仕方により、この増幅は常に１オクターブにつき３ｄＢという理論的な数値であるとは限らない。この動的な補償フィルターは、ソースが移動する場合には継続的に更新される。この結果、それぞれのソース位置に応じた最適なバス補正がなされる。
【００４３】
この技術の実現において、ソース位置に依存する信号の逓減値と遅延値はこの目的のために継続的に決定される。エイリアシング周波数の知識から補正フィルターが計算され、（ソース位置に応じて）継続的に更新される。このソースのラウドスピーカ信号はこの補正フィルターによって算出される。このように、本発明によると、ソース位置に依存するエイリアシング周波数をラウドスピーカ信号の算出に組み入れて、それぞれ異なるラウドスピーカセットアップに最適な音が得られる。さらに、ラウドスピーカパラメータを算出に組み入れることにより、ラウドスピーカ周波数応答の補正が可能となる。従来のシミュレーション装置（例えばＥＡＳＥ）への差し込みとしての組み込みもまた可能である。同様に、伝達経路全体（ソース位置、ＷＦＳアルゴリズム、ラウドスピーカパラメータ、室内パラメータ、視聴位置）を組み込み、実際の音場を算出してもよい。
【００４４】
このように、ＷＦＳシステムにおいて音質を向上させるために、好ましい実施形態では、バーチャルサウンドソースの位置、ラウドスピーカパラメータ及び室内パラメータを基に複合的なインパルス応答が算出される。このインパルス応答で、ＷＦＳ音場をシミュレーションすることができ、聴覚感知可能なものとすることができる。このシステムは、さらにＷＦＳのための補償フィルター（３ｄＢフィルター）の動的制御に関する情報を提供する。最適化されたフィルターはＷＦＳシステムの音質を向上させる。
【００４５】
状況に応じて、本発明の概念はまたソフトウェアに実施してもよい。デジタル記憶媒体、特に電子的に読み出し制御される信号を有するディスクやＣＤに実施可能であり、このデジタル記憶媒体は、相応の方法が実施されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと協働可能なものである。一般的に、本発明は、機械読み出し可能なキャリアに収納されたプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品にあり、このコンピュータプログラム製品は、コンピュータ内で開始されるとその方法を行うものである。換言すれば、本発明は、コンピュータ内で開始された際に方法を行うためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムとして実施されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１ａ】ＷＦＳシステムにおけるエイリアシングフィルタリングのための本発明に係る装置のブロック回路図であり、成分信号がフィルタリングされる場合を示す。
【図１ｂ】ＷＦＳシステムにおけるエイリアシングフィルタリングのための本発明に係る装置のブロック回路図であり、一つのバーチャルソースに関するオーディオ信号がフィルタリングされる場合を示す。
【図２】本発明に適用され得るようなＷＦＳ環境の基本回路図である。
【図３ａ】エイリアシング周波数を確認するための本発明に係る手段のブロック回路図である。
【図３ｂ】ラウドスピーカから視聴ポイントまでの伝達遅延値及び伝達逓減値の説明図である。
【図３ｃ】１０個のラウドスピーカの例を示し、各ラウドスピーカの逓減値と遅延値が合成されて視聴ポイントにおける時間信号となり、スペクトル表示され、エイリアシング周波数が確認されることを示す。
【図４】異なるバーチャルソースに対応するエイリアシング周波数を確認するためのブロック回路図である。
【図５】異なる視聴ポイントのエイリアシングフィルタリング特性を平均化するためのブロック回路図である。
【図６】いくつかのバーチャルソースに適応性のあるフィルターのブロック回路図である。
【図７】ショー会場に設置されたＷＦＳモジュール及びラウドスピーカアレイを有するＷＦＳシステムの基本ブロック回路図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成20年1月2日(2008.1.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波動場合成モジュール及びショー会場へ音を供給するラウドスピーカアレイを備えた波動場合成システムにおけるエイリアシング補正のための装置であり、該波動場合成モジュールは、バーチャルサウンドソースのオーディオ信号と該バーチャルサウンドソースの位置情報を取得し、ラウドスピーカの位置情報を考慮しながら、該バーチャルサウンドソースによる該ラウドスピーカのための成分信号を算出するものであり、該装置は以下のものを含む、
バーチャルサウンドソースに特有のエイリアシングフィルター特性を、ソース位置情報を使用して確認する確認手段であり、前記アレイのラウドスピーカのために該ラウドスピーカに関する波動場合成逓減値及び波動場合成遅延値を得、ショー会場の視聴ポイントと波動場合成逓減値と波動場合成遅延値に基づきエイリアシングフィルター特性を確認する、
前記バーチャルサウンドソースのオーディオ信号または前記バーチャルサウンドソースの成分信号に適応したフィルタリングのための適応対エイリアシングフィルターであり、該適応対エイリアシングフィルターは、エイリアシング補正を実行するために、前記バーチャルサウンドソース特有のエイリアシングフィルター特性に応じて調整されている。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であり、前記確認手段は、前記バーチャルサウンドソースと再生場所の視聴ポイントとの間のチャンネルのインパルス応答を使用して、エイリアシングフィルター特性を算出するように構成されている。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であり、前記確認手段は、前記ラウドスピーカと前記視聴ポイントとの間の伝達遅延値と伝達逓減値を確認し、総合遅延値を得るために各ラウドスピーカの波動場合成遅延値と伝達遅延値を合成し、総合逓減値を得るために各ラウドスピーカの波動場合成逓減値と伝達逓減値を合成し、それぞれのラウドスピーカの総合逓減値と総合遅延値を使用して、バーチャルサウンドソースと視聴ポイントのインパルス応答を確認するように構成されている。
【請求項４】
請求項３に記載の装置であり、前記確認手段は、時間値を有する時間信号をスペクトル表示に変換し、該スペクトル表示からエイリアシングフィルター周波数をエイリアシングフィルター特性として確認するように構成されており、該時間信号の時間座標は前記総合遅延値によって定義され、該時間信号の振幅は前記総合逓減値によって定義される。
【請求項５】
請求項２に記載の装置であり、前記確認手段は、インパルス応答のスペクトル表示から、エイリアシングフィルター周波数をエイリアシングフィルター特性として確認するように構成されている。
【請求項６】
請求項４に記載の装置であり、前記確認手段は、低周波に対してはスペクトル表示の上昇によって限定される範囲の周波数を、高周波に対してはスペクトル表示の変動によって限定される範囲の周波数をエイリアシングフィルター周波数として確認するように構成されている。
【請求項７】
請求項６に記載の装置であり、前記確認手段は、エイリアシングフィルター特性として、スペクトル表示の上昇部とスペクトル表示の変動部との間の転移値に相当する周波数値からのずれが±２５％未満である周波数を選択するように構成されている。
【請求項８】
請求項４に記載の装置であり、前記確認手段は、一つのバーチャルサウンドソースに対して、再生場所の異なる視聴ポイントそれぞれのエイリアシングフィルター特性を確認し、該バーチャルサウンドソースに特有のエイリアシングフィルター特性を得るために、該異なるエイリアシングフィルター特性を平均化するように構成されている。
【請求項９】
請求項１に記載の装置であり、前記確認手段は、異なるバーチャル位置にあるバーチャルサウンドソースのそれぞれ異なるエイリアシングフィルター特性を算出するように構成され、前記適応対エイリアシングフィルターは、該それぞれ異なるエイリアシングフィルター特性を使用して、該バーチャルサウンドソースそれぞれのオーディオ信号または該バーチャルサウンドソースそれぞれの成分信号をフィルタリングするように構成されている。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置であり、前記適応対エイリアシングフィルターは、エイリアシングフィルタリングされたオーディオ信号を得るために、前記それぞれ異なるエイリアシングフィルター特性を使用して、それぞれのバーチャルサウンドソースのオーディオ信号を別々にフィルタリングするように構成され、前記波動場合成モジュールは、該フィルタリングされたオーディオ信号を使用して各バーチャルサウンドソースの成分信号を算出し、一つのラウドスピーカのラウドスピーカ信号を得るために、該ラウドスピーカに属する成分信号を合成するように構成されている。
【請求項１１】
請求項９に記載の装置であり、前記適応対エイリアシングフィルターは、第１のバーチャルサウンドソースに関するエイリアシングフィルタリングされた成分信号を得るために、該第１のバーチャルサウンドソース特有の対エイリアシングフィルター特性を使用して、該第１のバーチャルサウンドソースのために算出された成分信号をフィルタリングし、及び第２のバーチャルサウンドソースに関するエイリアシングフィルタリングされた成分信号を得るために、該第２のバーチャルサウンドソース特有の対エイリアシングフィルター特性を使用して、該第２のバーチャルサウンドソースのために算出された成分信号をフィルタリングするよう構成され、前記波動場合成モジュールは、さらに、一つのラウドスピーカ信号を得るために、該ラウドスピーカに属する成分信号、つまり、第１のエイリアシングフィルタリングされた成分信号と第２のエイリアシングフィルタリングされた成分信号を合成するよう構成されている。
【請求項１２】
波動場合成モジュール及びショー会場へ音を供給するラウドスピーカアレイを備えた波動場合成システムにおけるエイリアシングフィルター補正を行う方法であり、該波動場合成モジュールは、バーチャルサウンドソースのオーディオ信号と該バーチャルサウンドソースの位置情報を取得し、ラウドスピーカの位置情報を考慮しながら、該バーチャルサウンドソースによる該ラウドスピーカのための成分信号を算出するものであり、該方法は以下を含む、
バーチャルサウンドソースに特有のエイリアシングフィルター特性を、該ソース位置情報を使用して確認する、この確認は、それぞれのラウドスピーカに関する波動場合成逓減値及び波動場合成遅延値を得ることを含み、その結果、ショー会場の視聴ポイントと該波動場合成逓減値と波動場合成遅延値に基づきエイリアシングフィルター特性が確認される、
前記バーチャルサウンドソースのオーディオ信号または前記バーチャルサウンドソースの成分信号を適応フィルタリングする、この適応フィルタリングは、エイリアシング補正を行うために、前記ソースに特有のエイリアシングフィルター特性に応じて実行される。
【請求項１３】
波動場合成モジュール及びショー会場へ音を供給するラウドスピーカアレイを備えた波動場合成システムにおけるエイリアシング補正のための方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムであり、該波動場合成モジュールは、バーチャルサウンドソースのオーディオ信号と該バーチャルサウンドソースの位置情報を取得し、ラウドスピーカの位置情報を考慮しながら、該バーチャルサウンドソースのためのラウドスピーカの成分信号を算出するものであり、該方法は以下のステップを含む、
バーチャルサウンドソースに特有のエイリアシングフィルター特性を、ソース位置情報を使用して確認するステップであり、該確認ステップは、それぞれのラウドスピーカに関する波動場合成逓減値及び波動場合成遅延値を得ることを含み、その結果、ショー会場の視聴ポイントと該波動場合成逓減値と波動場合成遅延値に基づきエイリアシングフィルター特性が確認される、
前記バーチャルサウンドソースのオーディオ信号または前記バーチャルサウンドソースの成分信号に適応したフィルタリングを行うステップであり、該適応フィルタリングは、エイリアシング補正を行うために、前記ソースに特有のエイリアシングフィルター特性に応じて実行される、
前記方法は、前記コンピュータプログラムがコンピュータで起動された際、実行される。
【国際調査報告】
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