(57)【要約】【課題】典型的な家庭娯楽システムコンポーネントの機能を失わずに、不必要な信号プロセッサ及び変換器を無くすことのできるマルチメディア信号統合処理を提供する。【解決手段】統合されたマルチメディアシステムは信号を捕捉し、デジタル処理する主プレーヤを含んでいる。主プレーヤは可変周波数の音に対する人間の耳の感度を考慮して全周波数を横切って等しい大きさのオーディオ出力を提供するようにオーディオ信号を調節できる。主プレーヤはまたユーザの位置を検出し、それに応じて調節することにより聞き手のスピーカに対する角度に基づいて大きさの知覚差を考慮できる。本発明はさらに、埋設された性能特性または識別子を有するスピーカを提供し、これによってシステムは特定のシステムで最適なスピーカ駆動電流を提供し、またはそのスピーカが統合されたシステムに最良の構成を決定することを可能にする。【選択図】図１
2006191577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオソースと、
前記オーディオソースからのオーディオ信号に応答するように構成された中央処理装置と、
前記オーディオ信号の全てのオーディオ周波数に対して等しい大きさレベルを提供するために前記オーディオ信号を調節するデジタル音量制御モジュールとを具備している統合されたオーディオ処理システム。
【請求項２】
デジタル音量制御モジュールは、各周波数に対応する予め設定された大きさ値に基づいて前記オーディオ信号を調節する請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記デジタル音量制御モジュールは、
前記オーディオ信号を周波数範囲に分離する周波数分離モジュールと、
基準データを提供する基準データモジュールと、
前記分離されたオーディオ信号を前記基準データに基づいて調節する信号調節モジュールと、
前記調節されたオーディオ信号を合成する周波数合成モジュールとを具備している請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記周波数分離モジュールは前記基準データに基づいて前記オーディオ信号を分離する請求項３記載のシステム。
【請求項５】
中間周波数範囲の調節は低周波数範囲の調節よりも大きい請求項３記載のシステム。
【請求項６】
聞き手の位置情報を前記デジタル音量制御モジュールに提供する入力装置と、
複数のスピーカ駆動信号に応答して複数のスピーカ駆動電流を発生する増幅器と、
前記複数のスピーカ駆動信号により直接駆動される複数のダミースピーカとをさらに具備し、
前記デジタル音量制御モジュールはさらに、前記聞き手の位置情報に応答して前記オーディオ信号を調節する請求項４記載の統合されたオーディオ処理システム。
【請求項７】
前記入力装置は映像捕捉装置である請求項６記載の統合されたオーディオ処理システム。
【請求項８】
前記聞き手の位置情報は聞き手と前記複数のダミースピーカのうちの１つのダミースピーカとの間の角度である請求項６記載の統合されたオーディオ処理システム。
【請求項９】
前記聞き手の位置情報は聞き手と前記複数のダミースピーカのうちの１つのダミースピーカとの間の距離である請求項６記載の統合されたオーディオ処理システム。
【請求項１０】
オーディオソースと、
前記オーディオソースからのオーディオ信号に応答するように構成された中央処理装置と、
前記オーディオ信号を調節するデジタル音量制御モジュールと、
聞き手の位置に関する情報を前記デジタル音量制御モジュールに提供する入力装置と、
処理されたオーディオ信号に基づいてオーディオを出力する複数のスピーカとを具備しており、
前記デジタル音量制御モジュールは前記聞き手の位置情報に応答して前記オーディオ信号を調節する統合されたオーディオ処理システム。
【請求項１１】
前記入力装置は映像捕捉装置である請求項１０記載の統合されたオーディオ処理システム。
【請求項１２】
前記聞き手の位置情報は聞き手と前記複数のスピーカのうちの１つのスピーカとの間の角度である請求項１０記載の統合されたオーディオ処理システム。
【請求項１３】
前記聞き手の位置情報は聞き手と前記複数のスピーカのうちの１つのスピーカとの間の距離である請求項１０記載の統合されたオーディオ処理システム。
【請求項１４】
オーディオソースと、
前記オーディオソースからのオーディオ信号に応答するように構成された中央処理装置と、
前記中央処理装置に結合されたスピーカとを具備し、
前記スピーカは前記中央処理装置へ性能特性を送信し、
前記中央処理装置は前記送信された性能特性に応答して前記オーディオ信号を処理する統合されたオーディオ処理システム。
【請求項１５】
前記スピーカは前記中央処理装置からの問合せに応答して前記性能特性を送信する請求項１４記載の統合されたオーディオ処理システム。
【請求項１６】
前記スピーカは前記性能特性を含んだ記憶装置を具備している請求項１５記載の統合されたオーディオ処理システム。
【請求項１７】
性能特性は、
周波数スペクトルを横切る音響再生能力と、
公称出力パワーと、
勧告された増幅パワーと、
入力インピーダンスと、
スピーカハウジングの寸法と、
感度と、
クロスオーバー周波数または、
サブスピーカコンポーネントの数である請求項１４記載の統合されたオーディオ処理システム。
【請求項１８】
オーディオ信号を受信し、
制御リクエストを獲得し、
オーディオ信号を複数の周波数範囲に分離し、
前記獲得された制御リクエストに基づいて、複数の周波数範囲における各周波数範囲の前記オーディオ信号を調節し、
前記複数の周波数範囲における各周波数範囲の前記調節されたオーディオ信号をさらにオーディオ出力を発生するように処理するため合成するステップを含んでいる音響再生の大きさを制御する方法。
【請求項１９】
前記基準データは各周波数範囲に対応する予め設定された大きさの値である請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記予め設定された大きさの値は各周波数範囲に対応する音圧レベルに対する人間の感度に基づいている請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記基準データはユーザ入力に従って変更される請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
さらに、音響再生ソースに関してユーザの位置を決定し、
前記基準データは各周波数範囲に対応する音圧レベルに対する人間の感度に関する情報である請求項１８記載の方法。
【請求項２３】
前記ユーザの位置の決定は前記ユーザと前記音響再生ソースとの間の角度の測定を含んでいる請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記ユーザと前記音響再生ソースとの間の角度は水平に測定され、前記ユーザと前記音響再生ソースとの間の角度は垂直に測定される請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記基準データはユーザ入力に従ってユーザの嗜好に対応している請求項１８記載の方法。
【請求項２６】
前記基準データは音響再生ソースの特性である請求項１８記載の方法。
【請求項２７】
前記音響再生ソース特性は、
周波数スペクトルを横切る音響再生能力と、
公称出力パワーと、
勧告された増幅パワーと、
入力インピーダンスと、
スピーカハウジングの寸法と、
感度と、
クロスオーバー周波数と、または、
サブスピーカコンポーネントの数である請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記基準データは純粋なトーンに対する通常の等しい大きさレベルの曲線である請求項１８記載の方法。
【請求項２９】
音響再生装置に問合せ、
前記音響再生装置から情報を捕捉し、
前記情報に応答して、音響再生装置の性能特性を決定し、
前記音響再生装置の性能特性に応答してオーディオソースからのオーディオ信号を処理するステップを含んでいるオーディオ信号の調節方法。
【請求項３０】
前記音響再生装置の性能特性は周波数スペクトルを横切る音響再生能力であり、
前記オーディオ信号の処理は周波数スペクトルを横切る音響再生能力に基づいて、前記オーディオ信号のクロスオーバー周波数を調節するステップを含んでいる請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
さらに、前記音響再生装置の性能特性をユーザに提供し、
前記ユーザの嗜好に基づいて前記前記音響再生装置の性能特性を変更するためにユーザ入力を獲得するステップを含んでいる請求項２９記載の方法。
【請求項３２】
前記音響再生装置の性能特性は、グラフィックにユーザに提供される請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記ユーザに与えられる前記音響再生装置の性能特性は、前記クロスオーバー周波数の最適な範囲を示唆している請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
前記情報は音響再生装置の識別子である請求項２９記載の方法。
【請求項３５】
さらに、前記音響再生装置の識別子に応答して前記音響再生装置の性能特性を検討するステップを含んでいる請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
前記情報は音響再生装置のスピーカの性能特性である請求項２９記載の方法。
【請求項３７】
前記性能特性は、
周波数スペクトルを横切る音響再生能力と、
公称出力パワーと、
勧告された増幅パワーと、
入力インピーダンスと、
スピーカハウジングの寸法と、
感度と、
クロスオーバー周波数と、または、
サブスピーカコンポーネントの数である請求項２９記載の方法。
【請求項３８】
オーディオ信号を受信し、
音受信の情報を獲得し、
前記オーディオ信号を複数の周波数範囲に分離し、
各周波数範囲について基準データをチェックし、
前記基準データと、前記音受信の情報とに基づいて、複数の周波数範囲における各周波数範囲の前記オーディオ信号を調節し、
前記複数の周波数範囲における各周波数範囲の前記調節されたオーディオ信号をオーディオ出力を発生するようにさらに処理するため合成するステップを含んでいるオーディオ信号の制御方法。
【請求項３９】
前記音受信の情報は音のソースに関する音リセプタの位置である請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
前記基準データは前記音のソースに関する前記音リセプタの前記位置に基づいて前記音のソースの再生特性に対応している請求項３９記載の方法。
【請求項４１】
前記基準データは各周波数範囲の音圧レベルに対応している請求項４０記載の方法。
【請求項４２】
前記音圧レベルは前記音リセプタと前記音のソースとの間の角度に対応している請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
前記音圧レベルは前記音リセプタと前記音のソースとの間の距離に対応している請求項４１記載の方法。
【請求項４４】
前記音リセプタはそこに位置する人である請求項４０記載の方法。
【請求項４５】
音のソースはスピーカ装置である請求項４０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は信号の中央化された処理を使用する統合されたマルチメディア信号処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は米国特許庁に2004年12月30日出願の米国特許暫定出願第60/640,085号明細書の優先権を主張しており、その説明はここでその全体を参照文献としている。伝統的に、オーディオ及びビデオコンポーネントは別々に開発されてきた。異なる製造業者により製造される他のコンポーネントとの互換性を確実にするために、産業界は広範囲の製品に適合できるインターフェースを開発している。これは品質よりも互換性に重点を置いているので、各コンポーネント間のインターフェース数は制限されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
それ故、各コンポーネントはこれらの標準化されたインターフェースと互換性がある信号を出力しなければならない。このことによりコンポーネントを相互に通信させるための手段を取る必要があるので、コンポーネント間で大きな信号の損失と歪みが生じる。また、各コンポーネントは現在、それらが統合して動作しても、その動作には別々の制御装置を有している。本発明は好ましくは単一のボックスまたはハウジングで中央化された処理方式を使用して全てのオーディオ／ビデオ及びその他の娯楽動作の統合された制御を行う１実施形態を開示する。
【０００４】
現在、家庭娯楽システムと呼ばれる統合されたオーディオ／ビデオ娯楽システムが利用可能である。各娯楽システムは少なくとも３つの異なるコンポーネントを必要とし、それはテレビジョン（ＴＶ）またはビデオディスプレイと、主としてビデオ信号をディスプレイに提供し、またオーディオコンポーネントも提供するビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）またはデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）プレーヤを含むことができる。家庭娯楽システムはさらに、セットトップボックスを含み、これは例えばセットトップボックスにおいて別々のコンポーネントとしてまたは集積されているアンテナ、ケーブルまたは衛星ディッシュアンテナ、デジタルビデオレコーダ（ＤＶＲ）からオーディオ／ビデオ信号を受信する。
【０００５】
通常、消費者は２以上の製造業者からこれらの３または４個のコンポーネントを購入する。同一の製造業者からでさえも、各コンポーネントは別々に販売され、独立した機能を有する別々のボックスで機能する。これらのコンポーネントは通常、消費者が家庭娯楽システムを形成するためにいずれの他の異なるコンポーネントが共に接続できることを知らされていないので、別々の独立した装置として製造される。例えばＴＶ製造業者は独立した、別々の、スタンドアロン装置としてＴＶを製造し、したがって任意の種類のビデオソースは、それがＶＴＲ、ＤＶＤプレーヤ、またはセットトップボックスであってもＴＶに接続されることができる。これは消費者に選択肢を与える。したがって、ＴＶの製造業者は経済的に実現できる程度に多数の接続ポートおよびインターフェースを提供しなければならない。これらの標準規格は国際標準化機構（ＩＳＯ）、米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）、ナショナルテレビジョンシステムコミュニィティー（ＮＴＳＣ）のような産業機関により設定される。
【０００６】
しかしながら、１つの問題はＴＶ製造業者がこれらのインターフェース端末のうちの全てではないが少なくとも１または２つについてＴＶと、任意の必要なインターフェース変換器を提供しなければならないことである。
【０００７】
ビデオソース装置の製造業者もまたいずれのタイプのディスプレイ装置が彼等の製品に接続されることができるかを知らず、消費者に可能な限り多くの選択肢を与えたいために、多数の異なるタイプのインターフェース端末を提供しなければならない。結果として、ＶＴＲおよびＤＶＤプレーヤのような装置は３または４つの異なる種類の端末またはインターフェースを有する。その代わりに、製造業者は１種類のインターフェースだけを提供でき、これは広く普及した互換性を提供するが、そうすることで品質を犠牲にする。
【０００８】
オーディオソース装置とセットトップボックスの製造業者は例外をもたない。それ故、家庭娯楽システムを作るこれらの３または４つの異なるコンポーネントを考えると、各コンポーネントは単に消費者の装置の選択肢の中で互換性を提供するためだけに３または４つの異なるインターフェースを提供している。
【０００９】
ほとんどのインターフェースは既存のコンポーネントでセットアップされるので、これらの異なるコンポーネントがそれらの内部プロセスで類似の内部信号を使用しても、内部またはソースの信号は単にコンポーネント間で通信する目的でのみ出力信号に変換されなければならない。例えば、コンポーネントＡおよびコンポーネントＢは同一のフォーマットで内部で信号を処理するが、これらの内部信号は単にコンポーネントＡとコンポーネントＢ間で信号を送信するために変換されなければならない。
【００１０】
異なる種類の出力信号を利用可能にするために、それぞれのコンポーネントはそれがもともと処理されたフォーマットから出力信号を送信するための別のフォーマットに変換する必要がある。このような変換は信号に損失または歪みを生じかねない。
【００１１】
受信機／ブームボックス、ミニステレオシステム、またはボックスの家庭用シアター（ＨＴＩＢ）のような多くの製品は市場に参入している。しかしながら、これらの製品は各コンポーネントの簡単な物理的統合にすぎず、任意の機能的な統合を提供しない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明はオーディオ／ビデオおよび他の情報信号を中央処理するシステムを提供することによりこれらの問題を解決する。これはコンポーネント間で通信するために信号の不必要な変換をなくし、それによってオリジナルソース信号の特性を維持し、ディスプレイ、スピーカ、または他の音響再生システム等の出力装置を介して、エンドユーザ、視聴者へ転送する最も純粋である可能なソース信号を再生する。
【００１３】
本発明はまたほとんどの家庭電子系コンポーネントに現在存在する出力信号を発生及び受信する変換機構の二重インストールをなくすことも可能にする。それ故、製造業者はより廉価でその製品を提供することが可能になり、実質的に同一価格でさらに良好な装置またはコンポーネントを取り付けることができる。
【００１４】
本発明はソース信号が全てデジタル的にコード化され、出力装置がデジタル的に動作されるときにさらに良好な性能を提供できる。
【００１５】
本発明は各コンポーネントで別々に実行される機能を中央で処理することにより価格が実効的なハイエンドオーディオビデオ再生システムを提供する。本発明はさらにユーザが音楽及びビデオ内容についての補足的な情報を容易に発生し、視聴経験の楽しさを強化するようにこのような情報を広く共有することも可能にする。
【００１６】
本発明は既存のコンポーネントの機能的な分解と、中央処理されるようにこれらの機能を結合し、したがって全ての信号をデジタル処理することによりデジタルアナログ変換またはアナログデジタル変換を最小にすることによって実現される。
【００１７】
人間は音響の可聴スペクトルを横切る周波数の全範囲に対して均等に反応しない。例えば人間の耳は低周波数の音響レベルの変化よりも、可聴スペクトルの周波数の中間範囲の音響レベルの小さい変化に対して容易に感知することができる。それ故、デシベルで測定されることのできる音響レベルの均一な増加は、オーディオ出力を構成する可変周波数の音では、聞き手が知覚するときにはその大きさを均一に増加しない。このオーディオ出力における大きさの不均等な分布が傾聴経験に歪みを与える。
【００１８】
この問題を解決するため、本発明は周波数範囲によりオーディオ出力を構成する音を分離し、音に対する人間の応答特性或いは聞き手の嗜好にしたがって各周波数範囲の最適な音レベルを調節し、駆動増幅器のために調節された信号を発生するようにこれらの調節を使用できる。
【００１９】
本発明は統合されたオーディオ処理システムを提供し、これはオーディオソースと、オーディオソースからのオーディオ信号に応答する中央処理装置と、オーディオ信号の全てのオーディオ周波数で等しい大きさレベルを提供するためにオーディオ信号を調節するデジタル音量制御モジュールとを具備している。
【００２０】
本発明はさらに、統合されたオーディオ処理システムを提供し、これはオーディオソースと、オーディオソースからのオーディオ信号に応答する中央処理装置と、オーディオ信号を調節するデジタル音量制御モジュールと、聞き手の位置に関する情報をデジタル音量制御モジュールに提供する入力装置と、処理されたオーディオ信号に基づいてオーディオを出力する複数のスピーカとを含んでいる。デジタル音量制御モジュールはまた聞き手の位置情報に応答してオーディオ信号を調節できる。
【００２１】
本発明はまた統合されたオーディオ処理システムを提供し、これはオーディオソースと、オーディオソースからのオーディオ信号に応答する中央処理装置と、中央処理装置に結合されたスピーカとを含んでいる。スピーカは中央処理システムへ性能特性を送信し、この特性はオーディオ信号の処理において中央処理装置により使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
前述した問題を解決するため、本発明は典型的な家庭用電子製品間のインターフェースの互換性に必須であるデジタルアナログ変換をなくすシステム及び方法を開示する。本発明はデジタルフォーマットで記録されているオーディオおよびビデオ信号を最大限に利用する。しかしながら本発明はそれに限定されず、伝統的なアナログオーディオ／ビデオソースにより使用されることができる。
【００２３】
図１は本発明の１実施形態の概略図を示している。統合されたオーディオ／ビデオシステム100は信号ピックアップ装置103から入力信号を受信する主プロセッサ107を含んでおり、信号ピックアップ装置103は例えばビデオソース101a、オーディオソース101bまたはＴＶチューナ101cのようなソース101からソース信号を獲得する。入力信号は好ましくはデジタル信号であるが、蓄音機からのアナログ信号のような任意のタイプのオーディオ／ビデオ信号であってもよい。
【００２４】
プロセッサはユーザ入力108に従って入力信号を処理する。ユーザ入力は音量またはトーン或いはプリセットパラメータの調節のように実時間である。プリセットパラメータはシステムでユーザにより記憶されるか、または視聴される媒体に基づいてユーザの嗜好のシステム解析にしたがってシステムにより生成されることができる。
【００２５】
プロセッサ107からの出力信号もまたデジタル信号であることが好ましい。本発明の１実施形態では、信号はほとんどソフトウェアにより処理されるが、本発明はそれに限定されない。必要ならば、専用チップまたはグラフィックチップのような周辺装置はオーディオソースからデータをアップサンプリングするかビデオ信号に対するデジタルフィルタとして作用する等の特別目的でソースの信号を処理するために使用されることができる。この場合、主プロセッサ107は依然としてデジタル信号を介して周辺装置と通信する。
【００２６】
主プロセッサからの出力信号は出力装置へ伝送される。例えばビデオ信号は直接的にビデオディスプレイ150へ送信される。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、またはデジタルライト処理（登録商標）（ＤＬＰ）プロジェクタのような現代のビデオディスプレイは主プロセッサから出力されたデジタル信号をフル活用することができる。
【００２７】
オーディオ信号は増幅器109を通過し、これはスピーカを駆動できる電流を発生するためにデジタルであることが好ましい。しかしながら電流の代わりにデジタル信号により駆動されることのできるスピーカはデジタル増幅器の必要性をなくすことができる。
【００２８】
本発明の１実施形態は図２に示されているようにパーソナルコンピュータ（ＰＣ）アーキテクチャを使用することができ、インテルペンティアム（登録商標）４のような汎用目的の中央処理装置（ＣＰＵ）と、マイクロソフトウインドウズ（登録商標）またはＬｉｎｕｘ（登録商標）のような広く利用可能なオペレーティングシステムを動作するその周辺装置を使用できる。オーディオ及びビデオ信号の処理はソフトウェアまたは周辺ハードウェア装置を伴って行われることができる。システムはまた例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）またはハードディスクドライブのような記憶装置も含むことができる。しかしながら本発明はそれに限定されず、他のプロセッサ、アーキテクチャ、またはオペレーティングシステムが使用されることができる。さらに、本発明は家庭娯楽システムを制御し、インターネットアクセス、ワード処理、および他のオフィスまたは仕事に関連するアプリケーションを制御するための新しいオペレーティングシステムを開発する必要性を生む。
【００２９】
本発明の１実施形態はソースとして大部分のＰＣで通常使用されているＤＶＤドライブ101aまたは任意のタイプの光メモリ駆動装置、或いは光媒体装置を使用するが、ソースはアナログＶＣＲソース、ＴＶチューナ、ＦＭ／ＡＭ無線チューナ、ＵＳＢポート、インターネット接続、ケーブル、衛星放送、デジタル移動体放送（ＤＭＢ）または当業者により知られているその他のソースであってもよい。図２に示されているように、ＤＶＤドライブは典型的なＰＣアーキテクチャで知られているようにプロセッサと同じハウジングに含まれることができる。また、（２以上のスピーカ装置）スピーカシステムを駆動するための増幅器は同じハウジングに含まれることができる。さらに複数の増幅器が存在してもよい。それらの増幅器はアナログおよび／またはデジタルである。本発明の１実施形態にしたがって、この複数の増幅器の中で少なくとも１つのアナログ増幅器が存在することができる。
【００３０】
本発明の１実施形態はディスプレイ装置150としてＬＣＤ、ＰＤＰ、またはＤＬＰ（登録商標）プロジェクタを含んでいるが、デジタルモードで動作できる任意の他のディスプレイ装置も適切である。しかしながら、ある状況下では、アナログデジタル装置も使用されることができる。
【００３１】
本発明の各コンポーネントについて説明する。
【００３２】
図３は既知のオーディオ再生システムの概略図である。ソースプレーヤは種々のソースからソース信号を採取する。今日、最も普通に使用される音楽ソースの例としては、コンパクトディスク（ＣＤ）プレーヤ201がソースとして使用されている。
【００３３】
ＣＤプレーヤでは、レーザーピックアップ装置203がＣＤ201で復号された音楽信号を読取る。レーザーピックアップ装置203により読取られた信号はデジタルコードであり、これは０と１の組合せであり、デジタルコードはパルスコード変調器（ＰＣＭ）204により復号され、これはアナログデータのデジタル表示である。デジタルコードはプレーヤに埋設されているか別々にパッケージされることもできるプロセッサ206によってアナログ信号に変換される。前置増幅器208はアナログ信号を受信し、それらの音量及びトーンを調節することによってそれらを操作することができる。信号はアナログまたはデジタルフォーマットで操作されることができる。パワー増幅器210は前置増幅器208からの出力を受信し、スピーカ212を駆動できる電流を発生する。スピーカ212はパワー増幅器210からの出力を受信し、内部クロスオーバー論理装置を使用して信号を分割する。各ＣＤプレーヤ201、前置増幅器208、パワー増幅器210はそれぞれ別々の電源207、209、211を含んでいる。３ウェイスピーカシステムでは、クロスオーバー論理装置214は信号を高周波数範囲、中間周波数範囲、低周波数範囲に分割する。高周波数範囲の信号はツイータ216を駆動し、中間周波数範囲の信号は中間範囲装置218を駆動し、低周波数範囲の信号はバス装置220を駆動する。
【００３４】
アップサンプラ205はソースプレーヤ／データピックアップ装置203とプロセッサ206との間に付加されることができる。アップサンプラ205は通常のＣＤの４４．１ＫＨｚのサンプリング速度を９８ＫＨｚ以上の高さまで増加する。アップサンプリングは非常に良好な品質のオーディオ音響再生を行う。
【００３５】
前述のオーディオ再生システムは、さらに処理するためにオリジナルオーディオデジタル信号をアナログ信号に変換する。しかしながら、デジタル処理はさらに正確な音制御と、良好な雑音減少を与える。それ故、よりハイエンドのオーディオ装置は典型的にこのような信号をデジタルで操作し、この場合、デジタルソースコードから変換されたアナログ信号はデジタルフォーマットに再度変換される。付加的な信号変換はパワー増幅器と前置増幅器でも必要である。アナログからデジタルへ、およびデジタルからアナログへの信号の反復的な変換はデータ損失または歪みを生じさせる。
【００３６】
本発明はレーザピックアップ装置によりデジタル信号を読取り、パワー増幅器のスピーカ駆動信号を発生する１つの強力な主プロセッサによって必要な信号操作を行うことによりこれらの問題を解決する。１実施形態では、パワー増幅器はデジタル増幅器、アナログ増幅器またはその両者の組合せであってもよい。
【００３７】
図４を参照すると、統合されたオーディオ／ビデオシステム100はデジタルクロスオーバーモジュール123を含んでおり、これはソフトウェアモジュール115として構成されることができる。クロスオーバーモジュールを使用して、主プロセッサ107は処理されたオーディオ信号を、異なる周波数範囲を駆動するスピーカの信号に分割し、直接的に分割されたスピーカ駆動信号を増幅器109のそれぞれのデジタル増幅器装置109aへ送信することができ、デジタル増幅器装置109aは供給されたスピーカ駆動信号の周波数範囲に対応するダミースピーカ140のスピーカ装置142、144、146を駆動する。デジタル増幅器109は例えばスピーカを駆動するための適切な電流を発生するためにパルス幅変調（ＰＷＭ）を使用できる。
【００３８】
さらに、増幅器109はアナログ増幅器装置とデジタル増幅器装置とを含むハイブリッド増幅器であってもよい。アナログ増幅器はツイータ142のような高周波数スピーカの駆動に適しており、デジタル増幅器はウーファ146のような低周波数スピーカの駆動に適している。
【００３９】
正確なクロスオーバ点制御を有する高品質のオーディオはデジタルクロスオーバーの使用により容易にえられることができる。各デジタル駆動電流はデジタルクロスオーバーモジュールからのそれぞれのスピーカ駆動信号からスピーカ駆動電流を提供する。クロスオーバーはソフトウェアモジュールによりデジタル的に制御されるので、種々の信号特性がダイナミックに再構成されることができる。
【００４０】
さらに、主プロセッサを使用するデジタルオーディオ信号の中央処理は、例えば単にソフトウェアモジュールを付加することによってデジタル音量制御、アップサンプリング、デジタル濾波の実行を可能にする。これらの処理機能はまた主プロセッサに結合されているデジタル信号操作が可能な周辺ハードウェアを使用して実現されることができる。
【００４１】
デジタル濾波はチューブ増幅器または蓄音機から来るオーディオ特性を再生する等の個人の聞き手の音楽の好みを満たすために出力されたオーディオの音響特性をエミュレートすることができる。ソフトウェアベースのクロスオーバー論理装置は非常に廉価で周波数クロスオーバーのより正確な制御を行う。また、クロスオーバー周波数のダイナミック構成も行うことが可能であり、これは他の音響特性を制御するモジュールと共に、オーディオ出力の最適な制御を行う。
【００４２】
本発明は図２に示されているようなＰＣアーキテクチャを使用できる。デジタルパワー増幅器を使用する新しい方式が開発され、それによって既存のＰＣアーキテクチャ下で使用されることができる。したがって、典型的な前面ベゼル162を有する単一のハウジング160はそこに配置され、ＤＶＤプレーヤ101a、ファン107aと熱モジュール107bのような冷却素子を有するプロセッサ107、システムメモリ164、ハードディスクドライブ166または他の大容量記憶装置、電源112、冷却ファン112a、拡張スロット170が存在する。他のハードウェアおよびソフトウェアが、例えばＴＶチューナ101c、デジタルおよび／またはアナログ増幅器109、デジタルビデオ出力カード、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）のような種々のＰＣインターフェース、ファイヤワイヤ（ＩＥＥＥ１３９４）、ネットワークインターフェースカード、種々のソフトウェアモジュール115、ウィンドウズ（登録商標）、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）またはマックＯＳ（登録商標）等のいくつか例を挙げた典型的なＰＣオペレーティングシステム等のＰＣアーキテクチャに組込まれることができる。
【００４３】
しかしながら、図５を参照すると、ＰＣはここでは１０Ａとして示されているある電流パワーしきい値レベルを経験するならば、通常シャットダウンする。しかしながら典型的な家庭娯楽システムは、増幅器がある高パワーのバス周波数のように高いパワーの駆動電流を発生するとき、ＰＣしきい値を超える電流レベルを短期間経験する。したがって本発明によるシステムはＰＣアーキテクチャが統合されたマルチメディア処理システムの構成に使用されるときＰＣ電流しきい値レベルを超えることができなければならない。それ故、システムはパワー装置112に結合されているパワータンクを設けることができ、高いパワーの信号が駆動のために必要とされるときシステムがシャットダウンするのを防止するために電流のスパイクを処理する。
【００４４】
図１を参照すると、信号ピックアップ装置103はソース101から信号をピックアップする。信号がピックアップされると、信号はプロセッサ107を介してコンピュータ処理されるか操作され、最終的な出力はデジタル増幅器109からのデジタル信号または駆動電流である。信号がアナログソースから来るならば、これはＰＣＭのような方法によって、デジタル信号に変換され、したがってシステムを通してデジタル処理されることができる。この変換は主プロセッサ107により実行されることができる。ソース101からの入力オーディオ信号は主プロセッサ107へ供給され、これは音量またはトーン（即ちバスまたは高音部）を制御するために必要なコンピュータ処理を行うか、モジュール115を介してソフトウェアエミュレーションによりアップサンプリングまたはその他のデジタル補償のような機能を実行する。信号はその後、デジタル増幅器109へ伝送され、デジタル増幅器109は処理されたオーディオ信号に基づいて適切な周波数範囲のスピーカ装置142、144、146を駆動するのに必要な電流を提供する。
【００４５】
代わりに、処理されたデジタルスピーカ駆動信号はＵＳＢケーブル、ファイヤワイヤ接続または任意のその他の適切なデジタル接続のようなデジタル接続によってダミースピーカ140内に配置されているデジタル増幅器に転送されることができる。内部はスピーカ装置142、144、146を駆動するための電流を発生するデジタル増幅器装置である。
【００４６】
本発明の特徴は、オーディオ信号を異なる周波数範囲に濾波するクロスオーバーネットワークがプロセッサ内に設けられ、したがってスピーカ内に位置する１組のコイル、キャパシタ、抵抗を具備している典型的なアナログシステムのクロスオーバーネットワークを除去することである。アナログクロスオーバーネットワークは図６に示されているようなソフトウェア123を使用して主プロセッサ107により行われるデジタルクロスオーバー程に正確な周波数分離を行わない。代わりに、デジタルクロスオーバーは図７に示されているように主プロセッサ107と通信中の周辺装置138により行われることができる。非常に高価なアナログコンポーネントはアナログクロスオーバーがデジタルクロスオーバーに匹敵するために必要とされる。さらに、デジタルクロスオーバーネットワークにより与えられる周波数範囲は容易に調節されることができ、したがって最も最適な周波数範囲を含んでいるスピーカ駆動信号は所定のスピーカ装置に転送される。また、周波数範囲は音楽等のオーディオソースが再生している間にダイナミックに調節されることができ、したがって、スピーカシステムはクロスオーバー論理装置を必要としない。代わりに主プロセッサ107は２または３或いは幾つかの異なる種類のスピーカ駆動信号をスピーカのツイータ、中間範囲またはバス装置へ直接接続することのできるそれぞれの増幅器装置109を介して送信する。
【００４７】
スピーカ140は集積回路のように記憶装置を有する“インテリジェント”スピーカであってもよく、スピーカの性能特性を含んでいる。このような構成は典型的な家庭娯楽システムで構成されることができる。性能特性は能動または受動的にオーディオ信号処理のためにプロセッサ107へ転送される。能動的な転送方法では、スピーカの回路は性能特性をプロセッサ107へ送信する。しかし、受動的方法では、プロセッサ107はその性能特性を検索するようにスピーカに問い合わせる。
【００４８】
これらの性能特性は可聴スペクトルを横切る各装置の最適な周波数範囲の再生特性と、公称上の出力パワーと、勧告された増幅パワーと、入力インピーダンスと、スピーカハウジングの大きさと、感度と、クロスオーバー周波数または、サブスピーカコンポーネント数を含むことができる。代わりに、スピーカ140はシステム100にそのスピーカの種類を伝える識別子情報を単に含むことができ、プロセッサ107はテーブル上またはプロセッサに関連するデータベースで識別されたスピーカの性能特性を見ることができる。
【００４９】
これらの性能特性はシステムの各スピーカ装置142、144、146と一致する周波数範囲を決定するためにプロセッサ107により使用されることができる。これらの特性はシステム100が例えば音量変化に対するスピーカの感度と、オーディオ出力が歪む前の最大のスピーカ駆動電流とを決定できるので、音量変化においても便利である。
【００５０】
さらに、スピーカ配置はこれらの性能特性によって補助されることができる。初心のユーザに対して、システムはスピーカを解析でき、このようなスピーカの理想的な位置または機能を勧告できる。例えば低増幅パワーを有する小型スピーカは後部の衛星スピーカとして理想的である。バススピーカ装置が５０Ｈｚ乃至３００Ｈｚの周波数に対して最も応答するが３００Ｈｚ乃至６００Ｈｚの周波数に対して応答性が少ないならば、システムは５０Ｈｚ乃至３００Ｈｚのバス範囲を調節し、３００Ｈｚ乃至６００Ｈｚの周波数を発生するために異なるスピーカ装置を使用できる。これは広いスペクトルの周波数を再生できる高価なスピーカの必要性をなくす。例えば５０Ｈｚ乃至３００Ｈｚと３００Ｈｚ乃至６００Ｈｚの周波数範囲に最も応答するそれぞれ２個の５ドル（＄５．００）のスピーカ装置は５０Ｈｚ乃至６００Ｈｚの周波数を再生できる１個の１００ドル（＄１００．００）のスピーカに容易に置換することができる。別の例を挙げると、（丁度、典型的なホームシアター受信機のプリセットサラウンド設定のような）スピーカ数、部屋の大きさ、所望の傾聴経験等の他の要素がシステムに入力されることができる。これらの勧告はその後、ディスプレイ装置に表示されることができる。
【００５１】
ハイファイ愛好家である上級のユーザはこれらの特性をスクリーンで観察し、したがって彼らの好みの最適なスピーカ構成を計画できる。ＰＣベースのアーキテクチャは初心者またはハイファイ愛好家によるシステムの微同調のために、動作可能なユーザインターフェースを提供することにおいて大きなフレキシブル性をシステムに与える。
【００５２】
図１５は１例としてクロスオーバー点を調節するためにこのようなインテリジェントスピーカを使用する１方法を示したブロック図である。
【００５３】
第１に、システムは新しいスピーカをチェックできる。次に、新しいスピーカを検出したとき、システムはスピーカ特性をリクエストするか、システムはスピーカ識別子をリクエストし、そのような識別子に応答して性能特性を観察する。システムはディスプレイ装置にこれらの特性を示すことができる。システムはその後、スピーカ特性に基づいてクロスオーバー点を自動的に調節することができ、またはユーザ入力に応答してクロスオーバーを調節することができる。この調節はその後、スピーカ装置を駆動するための最適な周波数範囲の駆動信号と電流を発生するためにシステムにより使用されることができる。必要ならば、ユーザは異なるスピーカのセットまたは付加的なスピーカを購入し、システムをフル活用することができる。システムはシステムの解析または聞き手の嗜好に基づいて最適な傾聴経験を生むために必要なスピーカ装置を勧告できる。
【００５４】
図６は本発明の１実施形態によるオーディオシステムを示し、これはＣＤプレーヤのようなオーディオソース101、プロセッサ107に結合されるソフトウェアモジュール115、増幅器109、クロスオーバー論理装置をもたないダミースピーカ140を含んでいる。ソフトウェアモジュールは、音量制御モジュール117、クロスオーバーモジュール123、ＰＣＭモジュール126、アップサンプラモジュール129、ＰＣＭ／周波数変換器131、デジタルフィルタ121、周波数／ＰＣＭ変換器135、通信駆動モジュール137を含むことができる。クロスオーバーモジュール123は濾波されたデジタルオーディオ信号を異なる周波数範囲に分離することができ、これらは各範囲のそれぞれの周波数／ＰＣＭモジュール135へ転送される。信号は通信駆動モジュール137により変換されるか、デジタル増幅器109へ直接伝送される。増幅器109はダミースピーカ140のスピーカ装置142、144の与えられた周波数範囲に対応する複数の増幅器装置109aを具備している。
【００５５】
図７は前述したオーディオシステムに類似しているが、オーディオ処理機能の幾つかは代わりに、フィルタ136及び、プロセッサ107に結合されるクロスオーバー138等の周辺のハードウェア装置により実行されることができる。
【００５６】
音量制御モジュール117はさらに同一のデシベル（ｄＢ）レベルで異なる周波数音の知覚差を考慮することによりオーディオ信号の微同調を行うことができ、それにより処理されるデジタルオーディオ信号の全ての周波数に対して等しい大きさレベルを与える。
【００５７】
図１６に示されているように、異なる周波数の音は同じｄＢレベルで異なる“大きさ”度を有する。オーディオに対する人間の感度は特定の音の周波数レベルにしたがう。通常、バス音は高周波数の高音部の音よりも人間の耳に対して非常に静かである。２，０００Ｈｚ乃至６，０００Ｈｚの範囲の可聴しきい値が０ｄＢに近いが、一方で、１２５Ｈｚの可聴しきい値は２０ｄＢである。それ故、システムはオーディオ信号を調節し、それによって全ての異なる周波数の音は実質上同一の“大きさ”でスピーカ装置142、144、146により出力されるようにする。この音量制御動作はクロスオーバー前に行われることができるが，それは必要とされない。
【００５８】
音量制御モジュール117は図１６のグラフに含まれるデータを有する論理装置を備え、それによって等しい大きさの調節を行う。例えば、ユーザが４０フォンに等しい音量レベルをリクエストするならば、音量制御モジュール117はプロセッサ107と共に、グラフのデータに基づいてオーディオ信号に対して調節を行い、それにより１２５Ｈｚのバンド音が約６０ｄＢで出力され、６，０００Ｈｚのさらに高いピッチ音は約４５ｄＢで出力される。このような調節が行われるとき，聞き手は両方の音を等しい大きさとして聞く。
【００５９】
また、４０フォンから５０フォンへ音量が増加するとき、１２５Ｈｚのバス音は約８ｄＢのみ増加せず、６，０００Ｈｚのさらに高いピッチ音は約１０ｄＢ増加すべきである。したがって、周波数スペクトル全体を横切って音圧レベル（ｄＢ）を増加する典型的な方法は音において等しい大きさの傾聴経験を与えない。本発明は可変周波数の音の大きさ変化に対する人間の耳の感度の差を考慮して容易に調節を行うことができる。
【００６０】
図１７はこのような方法で音量を調節する方法のブロック図を示している。
【００６１】
オーディオ信号はオーディオソースからプロセッサにより受信され、リクエストされた音量制御レベルに従って処理される。オーディオ信号はその後、周波数範囲に分離される。音量制御モジュールはその後、リクエストされた音量レベルに対応する各周波数の適切なｄＢレベルを決定する。この論理は音量調節を変更するためにユーザの嗜好によっても変更されることができ，例えばユーザはある周波数の音をやや大きくして聞くことも希望する。音量制御モジュールはオーディオ信号の調節を行い、等しい大きさレベルまたはユーザが規定する大きさレベルを提供する。調節されたオーディオ信号はその後、オーディオ出力のためのスピーカ駆動信号またはスピーカ駆動電流を発生するためにさらに処理されることができる。
【００６２】
これらの“大きさ”レベルもまたユーザの嗜好に基づいて変更されることができ，したがってあるタイプの音は大きく聞こえることができる。例えば，聞き手がより低音を好むならば、４０フォンの音量レベルがリクエストされるとき、１２５ＨＺが６０ｄＢではなく約６５ｄＢで出力されるように，論理装置が変更されることができる。これらの値は聞く人の選択する任意の方法で変更されることができる。これらの値は聞く人の選択する任意の方法で変更されることができる。
【００６３】
さらに、等しいｄＢレベルのオーディオは聞き手の角度に従って異なって音を発生することができる。
【００６４】
図１８を参照すると、３０度のｄＢレベルは特に人間の聴覚がより敏感である２，０００Ｈｚから１０，０００Ｈｚでは実質的に０度のｄＢレベルとは異なっている。したがって、音量制御モジュールも聞き手の位置にしたがって調節を行なうことができる。
【００６５】
図１は入力装置105を示し、これはカメラのような映像捕捉装置および／またはマイクロホンのようなオーディオ入力装置である。この入力装置はユーザの位置についての情報をプロセッサ107と音量制御モジュール117へ与えることができる。室内のスピーカ140の位置についての情報は入力装置を介して得られるか、手作業でシステム100へ入力されることができる。その結果、聞き手と各スピーカとの間の角度が決定されることができる。図１８に示されているように３０度のような変化角度のデータを含む論理装置を記憶して、音量制御モジュール117はオーディオ信号について調節を行い、聞き手は自身の位置にかかわりなく実質的に類似の大きさを経験する。水平角度（即ち壁から壁）と垂直角度（即ち床から天井）の両者が決定され、音量制御モジュール117はスピーカの位置にかかわらず最適な調節を行うことができ、スピーカの位置は壁、天井、床のスタンドに座るか高い棚に座った位置を含むがそれらに限定されない。
【００６６】
図１９は聞き手とスピーカの角度に基づいて音量を調節する方法を示すブロック図である。
【００６７】
この方法は図１７に示されている方法に類似している。しかしながら，周波数の分離後、音量制御モジュールは図１８に含まれているような情報に基づいて、ユーザと各スピーカの角度から生じる任意の音圧レベル（ｄＢ）損失または利得を決定する。前述したように，ユーザはある周波数のｄＢ利得または損失を変更して、あるタイプのオーディオ出力を強調することができる。音量制御モジュールはその後、角度における人間の音に対する感度またはユーザの嗜好に基づいて各周波数範囲に対して調節を行うことができる。調節されたオーディオ信号はその後、オーディオ出力のためにスピーカ駆動信号またはスピーカ駆動電流を発生するように処理されることができる。
【００６８】
さらに入力装置105はまた各スピーカからのユーザの距離を決定することもできる。それ故、音量制御モジュール117は各スピーカからの聞き手の距離に基づいて各スピーカ140の音量を調節できる。
【００６９】
図２０は、本発明の１実施形態によるデジタル音量制御モジュールの動作を示している。オーディオ信号は周波数セパレータモジュールに転送されることができる。このとき、随意選択的に、基準データモジュールは入力されたオーディオ信号を解析し、オーディオ信号が分離されるべき周波数範囲の数に関する情報を提供することができる。周波数セパレータモジュールはその後，オーディオ信号を複数の周波数に分離する。基準データモジュールはその後、各周波数範囲に対応して適切な基準データ（例えば周波数範囲または音源からの角度に基づいた人間の感度）を供給する。信号調節モジュールはその後，与えられた基準データに基づいて分離された周波数範囲に対して調節を行う。次に、調節された周波数範囲は結合され、調節されたオーディオ信号を発生し、それはその後オーディオ出力を発生するように付加的に処理するために転送される。
【００７０】
システムはオーディオ信号の付加的なデジタル制御を行い、それによって調整されたスピーカ駆動信号がダミースピーカに転送されることを許容する。
【００７１】
本発明の１実施形態によるこれらのダミースピーカは、典型的なスピーカに通常含まれる固定したクロスオーバー周波数範囲の論理装置により限定されないので、Ｌｅｇｏ（商標名）のようなモジュール方法で変更されることができる。それ故、ユーザは個々のスピーカのサブ装置を切換えて、ユーザの嗜好またはユーザが聞くメディアのタイプに基づいて最適な傾聴経験を得ることができる。
【００７２】
本発明は主プロセッサ内に全ての処理及びコンピュータ処理を統合することにより別の利点も提供する。例えば、デジタルフィルタの使用により，本発明はチューブ増幅器または蓄音機の特性および穏やかさと暖かさの感覚を提供することができる。また、本発明は等化装置、アップスケーラ、またはデジタルクロスオーバーネットワークの機能を容易に提供できる。
【００７３】
現在、デジタルクロスオーバーネットワークは別々のコンポーネントとして販売され、“アクチブ”スピーカ312として知られているこのような装置の１設計が図８に示されている。これは別々のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）303と別々のデジタル増幅器307の組み合わせに過ぎない。換言すると、ＣＤプレーヤのようなソース301からのデジタル信号は４または５個の異なるＤＳＰを使用して分離される。各ＤＳＰ303はそれぞれのデジタル増幅器307に転送される異なる周波数範囲の信号を提供し、それらのデジタル増幅器307は各スピーカ装置310の駆動電流を発生する。本発明は１つのプロセッサでこれらの機能を実行でき、そのプロセッサは高価な装置を付加せずに、そこに配置されたＰＣアーキテクチャを有している。さらに、このようなアーキテクチャを採用することにより，本発明は周波数レベルのダイナミックな調節を可能にする。換言すると、本発明は通常の入力装置を介して単に範囲を入力することによって、または前もってプログラムされているように自動的に、ユーザが所望するときにはいつでも、ユーザが所望するレベルに周波数レベルをユーザが調節することを可能にする。他方で、典型的なデジタルクロスオーバーネットワークはこのような特徴と使用の便宜性を提供しない。
【００７４】
ビデオディスプレイについて考察すると、最もポピュラーなビデオソースは現在アナログＴＶ、ＤＶＤ、デジタルＴＶである。
【００７５】
図９は典型的なアナログＴＶディスプレイの概略ブロック図を示し、図１０は既知のＤＶＤディスプレイ構造の概略ブロック図を示している。複合信号であるチューナ401により選択された信号は３Ｄ櫛型フィルタ405のようなフィルタを通過し、輝度信号（Ｙ信号）および色信号（Ｃ信号）を発生する。複合信号はＶＴＲのような別のビデオソースの複合入力402からも来ることができる。Ｙ信号とＣ信号はゴーストの減少と雑音の減少のために第２のフィルタ409を通過する。Ｃ信号はその後、色分離フィルタ413を通過して青色信号（Ｕ信号）と赤色信号（Ｖ信号）を発生する。Ｕ信号とＶ信号はＹ信号と共に変換フィルタ417でＹＵＶデータを有するコンポーネント信号を形成する。映像はＹＵＶデータからのＲＧＢ信号を使用して表示される。
【００７６】
Ｓ−ビデオ入力410が使用されるならば、その信号は櫛型フィルタ405または第２のフィルタ409を通過する必要はなく、それはＹ信号とＣ信号が別々に維持されているからである。
【００７７】
ＤＶＤは７２０×４８０フォーマットでＹＵＶデータを含むことができる。デジタルＴＶはＭＰＥＧ２プロトコルを使用して符号化されたＹＵＶデータを放送する。デジタルＴＶは例えば１０８０ｉ、７２０ｐ、４８０ｐのような異なるフォーマットを有することができる。デジタルビデオソースはまたコンポーネントビデオ（Ｙ  Ｐｂ  Ｐｒ）、高鮮明度マルチメディアインターフェース（ＨＤＭＩ），デジタルビデオインターフェース（ＤＶＩ）のような異なるインターフェースプロトコルを提供することもできる。コンポーネントビデオインターフェース414はＹ信号、Ｕ信号、Ｖ信号を別々に維持し、それによってビデオ信号は変換フィルタ417へ直接転送されることができる。デジタルディスプレイ440におけるＤＶＩまたはＨＤＭＩ418のようなデジタルインターフェースからの出力ソース信号はデインターレーサスケジュールーラ419へ直接入力されることができ、アナログディスプレイ430で必要とされる任意のフィルタを通過する必要はない。したがって、デジタルディスプレイ440はオリジナルソースがＤＶＤまたはデジタルＴＶのようにデジタルであっても、アナログインターフェースと互換性がある付加的な信号フィルタを必要とするだけである。
【００７８】
例えば、図１０の典型的なＤＶＤプレイバックシステムでは、ＤＶＤプレーヤ420とディスプレイ装置440が存在する。ＤＶＤプレーヤ420はビデオ信号を処理するため、ピックアップ装置421、デマルチプレクサ422、ビデオ復号器423、ビデオスケーラおよびエンハンサー425、ビデオ符号化装置427を含んでいる。ＤＶＤプレーヤ420はさらにオーディオ復号器424、アナログオーディオ信号を提供するためのデジタル／アナログ変換器424、デジタルオーディオ信号を提供するためのＳＰＤＩＦドライバ428を具備している。ディスプレイ装置440はチューナ441、ビデオ復号器442、デインターレーサ445、スケーラ447、ディスプレイドライバ449、ビデオ信号を表示するためのディスプレイ装置450とを含んでいる。さらにディスプレイ装置440はオーディオ復号器444、増幅器448、オーディオを与えるためのスピーカ451を含んでいる。ＤＶＤプレーヤ420とディスプレイ装置440の両者はそれぞれ電源429、452を含んでいる。ＤＶＤプレーヤ420とディスプレイ装置440の機能には多くの冗長が存在し、これは部分的に、これらのコンポーネント間の信号通信を可能にするためにオーディオ／ビデオ信号を変換する要求により生じるものであることが当業者に明白である。
【００７９】
さらに、ＤＶＤプレーヤ420はＤＶＩまたはＨＤＭＩのようなデジタルインターフェースを有していてもよく、ＤＶＤプレーヤはディスプレイの解像度に対してダイナミックに採用されることができず、ディスプレイは広範囲の非デジタルインターフェースに対して互換可能であることが必要とされるので、ディスプレイ装置440の付加的な処理コンポーネントが依然として必要とされている。
【００８０】
さらに、種々のフォーマット及びインターフェースに適合するために、多くのディスプレイ装置は少なくとも３つの異なるインターフェース端子を提供する。場合によっては、これらは５つの異なる端子を提供する。ビデオソースプレーヤはしばしば、同様に多くの異なる端子を提供する。これらのインターフェースはアナログとデジタルの両者である。
【００８１】
それ故、各ビデオソースプレーヤと各ビデオディスプレイはその固有の変換器を有し、これは異なるインターフェースを介して入来する信号をＹＵＶデータに変換できる。さらに、ディスプレイは表示のため多くの異なるインターフェースからのアナログ信号をＹＵＶデータに処理するように前述した多くの映像フィルタを含むことができる。これらの付加的で、時には冗長のコンポーネントは本発明により容易に除去されることができる。
【００８２】
また、デジタルビデオディスプレイは映像ディスプレイの付加的な処理ステップを必要とする。ＬＣＤ、ＰＤＰ、またはＤＬＰ（商標名）プロジェクタのような新型のビデオディスプレイは例えば１９２０×１０８０、１２８０×７２０または８６５×４８０の固有の解像度を有している。これらの解像度は、最大数のラインとライン当り最大数の画素を有するので、ディスプレイが製造されるときに固定されている。
【００８３】
それ故、デジタルディスプレイ装置がビデオソース信号を受信すると、これはデインターレーサ／スケーラ419を使用して、信号のサイズを再度定め、またはスケールしてパネルサイズに適するようにしなければならない。
【００８４】
しかしながら、図１１は本発明がソフトウェアモジュール115に結合された主プロセッサ107を使用してこのような再度のサイズ決定を行うことができることを示している。ビデオ信号のその他の補償及び操作もまた主プロセッサで実行されることができ、これは種々のソフトウェアモジュールに結合されることができ、それには、デマルチプレクサ116、ビデオ復号器124、デインターレーサ125、スケーラおよびエンハンサ127、オーディオ復号器120、オーディオフィルタまたはプロセッサ121が含まれている。ここで、主プロセッサ107はソース101からのデジタルまたはアナログである信号を処理するためにソフトウェアモジュール115を使用する。しかしながら、信号処理はまたプロセッサ107に結合されている周辺ハードウェア装置により実行されることができる。
【００８５】
処理されたオーディオ／ビデオ信号はＤＶＩ送信機111と、増幅器109の複数の増幅装置に転送される。増幅器がアナログまたはデジタル／アナログハイブリッドであるならば、デジタル信号の変換はオーディオプロセッサ121により、または増幅器109自体で行われることができる。処理されたビデオ信号はダミーディスプレイ150へ送られ、ダミーディスプレイ150は単にディスプレイドライバ151、電源153、デジタルディスプレイ装置155を備えている。増幅されたオーディオ信号は先の説明と類似の方法でダミースピーカ140へ転送される。
【００８６】
したがって、ただプロセッサで行われる１つのスケーリングだけでフルデジタル信号パスによって、高品質のオーディオ及びビデオが与えられる。さらに、ディスプレイは新しいソフトウェアプラグインターフェースを付加することにより容易にアップグレードされることができ、それによってディスプレイの品質及び機能の両者を強化する。
【００８７】
それ故、ディスプレイの製造価格は、ビデオ信号を処理し、それを統合された主プロセッサボックスに変換するための何等の装置を含まないダミーディスプレイに接続することによって劇的に減少されることができる。代わりに、ただ１つのドライバ部分を有する簡単なＬＣＤ／ＰＤＰパネルが使用されることができ、これは非常に減少された価格で高解像度のディスプレイを提供できる。インテルペンティアム（登録商標）４のようなＣＰＵが提供する処理パワーのために、主プロセッサ107は例えば同調、濾波、信号選択、デインターレース、再サイズ決定のようなほとんどの通常のＴＶ機能を実行することができる。
【００８８】
アナログＴＶソースからでさえも、複合信号がＲＦ信号から選択されると、本発明は複合信号をデジタル的に捕捉し、全ての濾波動作を行うことができ、それによって主プロセッサ107にプラグインされたソフトウェアモジュールまたはそれに関連する周辺装置を使用して、表示するためのＹＵＶ／ＲＧＢ信号を発生する。それ故、典型的なアナログＴＶ信号さえもデジタル的に処理することによって、信号変換により生じる信号損失及び歪みを実質的に減少するためにほとんどのアナログコンポーネントは除去される。
【００８９】
本発明の１実施形態は１つの中央の場所でほとんどのこれらの信号変換を行うことができる。また、受信されたＴＶ信号がアナログであるかまたはデジタルであるかを検出することもできる。システムに接続されたディスプレイ装置の特性及び性質を検出することができる。デジタルデータの全ての操作はソフトウェアモジュール115を使用して、主プロセッサ107内で実行されることができる。しかしながら必要ならば、主プロセッサは２以上の物理的チップで構成することができる。別のＣＰＵまたは他の周辺チップを含むこともできる。本発明の利点はデジタルからアナログへ、またはアナログからデジタルへの不必要な変換が減少または除去されることである。
【００９０】
結果として、システムは例えば輝度、コントラスト、色の温かみおよびディスプレイの解像度のようなビデオ特性を制御することができる。ユーザはこれらの特性を手作業でおよび最適化パラメータを使用して自動的に制御できる。ユーザは自分自身でこのようなパラメータを生成するか、または他のユーザまたは内容プロバイダからこれらのパラメータを獲得することができる。さらに、前述したようにプロセッサはディスプレイの解像度に適切であるようにディスプレイ信号をサイズ変更することができる。しかしながら、低い解像度の信号は、その欠陥が大きいスクリーンでは容易に見ることができるので、大きいスクリーンでの観察が困難である。これは現在多くのホームシアターシステムで使用されている７２インチ（６フィート）以上のスクリーンのオーバーヘッドＤＬＰ（商標名）プロジェクタを使用するとき特に問題である。これは例えば１０２インチのＰＤＰまたは８０インチのＬＣＤのような大きいサイズのフラットパネルディスプレイでも同じである。したがって、プロセッサはこれらが大きいスクリーンでさらに明瞭に表示するようにこれらの低解像度信号に対して調節を行うことができる。このような構成は多くのホームシアターユーザが標準的な鮮明度プログラムと高い鮮明度のプログラムを彼らのシステムで観察することを可能にする。
【００９１】
システムはまた新型のデジタルディスプレイ装置の表示能力をフル活用するためにディスプレイフレームレートの調節を行うこともできる。例えば、ＤＶＤに記録されている映画は毎秒２４フレーム（ｆｐｓ）のフレームレートを有し、ＮＴＳＣ  ＤＶＤ仕様は約３０ｆｐｓの再生率を要求している。しかし、最新のデジタルディスプレイは７２Ｈｚよりも大きいディスプレイ再生率が可能であり、これは３６ｆｐｓ以上に解釈される。それ故、システムは最高の再生率のデジタルディスプレイで表示される毎秒のフレーム数を増加するために２つの隣接するフレームの解析に基づいて中間のフレームを生成することができる。システムはまたビデオソースから表示される情景の動きに基づいて調節を行うことができ、したがって高いフレームレートを含んでいる調節を行うことができる。
【００９２】
例えば、高速度のパニング情景では、３２インチディスプレイ上の１インチは１２０インチディスプレイ上では約４インチに対応できる。それ故、ユーザは１２０インチディスプレイ上の中断に気づくが、３２インチディスプレイ上では気づかない。
【００９３】
これらの問題を解決するため、本発明は解決策を提供できる。ＤＶＤに記録されている２４ｆｐｓのフレームレートを有する通常の映画が、７２Ｈｚ以上のディスプレイ再生率が可能な新型のデジタルディスプレイ上で再生されるとき、典型的な方法は余分のフレームによる重複した情景を示す。
【００９４】
図１４に示されているように、７２Ｈｚの再生率を有するディスプレイは２４ｆｐｓの映画のオリジナルフレームに加えてさらに２フレームを示すことができる。
【００９５】
一般的な方法は（ｎ）’番目のフレームと（ｎ）”番目のフレームで同一の（ｎ）番目の情景を示す。（ｎ＋１）’番目と（ｎ＋１）”番目のフレームが両者とも同じ（ｎ＋１）番目の情景を表示するので、同じことが（ｎ＋１）番目のフレームでも言える。
【００９６】
しかしながら、本発明は各付加的なフレームで重みを割当てることができる。例えば（ｎ）’番目のフレームは（ｎ）番目のフレームの６５％と、（ｎ＋１）番目のフレームの３５％の合成であることができる。（ｎ）”番目のフレームは（ｎ）番目のフレームの３５％と、（ｎ＋１）番目のフレームの６５％の合成であることができる。
【００９７】
（ｎ＋１）番目のフレームのグループは類似して調節される。（ｎ＋１）’番目のフレームは（ｎ＋１）番目のフレームの６５％と（ｎ＋２）番目のフレームの３５％を有する。（ｎ＋１）”番目のフレームは（ｎ＋１）番目のフレームの３５％と（ｎ＋２）番目のフレームの６５％を有する。
【００９８】
これらのフレーム調節は以下のように要約されることができる。  
ｎ’＝ｎ＊０．６５＋（ｎ＋１）＊０．３５  
ｎ”＝ｎ＊０．３５＋（ｎ＋１）＊０．６５
各付加的なフレームに重みを適用することにより、観察者はさらに良好な品質のビデオディスプレイを認識できる。６５％および３５％のようなここで示されている重みは単なる例示目的の随意選択的な数であり、フレームレートの補償、情景の特徴付け、観察者の好み、観察環境、その他の要素の目的に従って変更することができ、これらの要素に限定するものと解釈すべきではない。
【００９９】
図１１を参照すると、ソース101がＲＦ信号からあるチャンネルを取るＲＦチューナであるならば、これらの複合信号は直ちに復調器（図示せず）を通してデジタル化され、復調器はソフトウェアモジュール115またはプロセッサ107に結合された周辺装置であり、変換されたデジタル信号はフィルタまたは他のアップスケーラを通過せずにＣＰＵを通して操作される。それ故、最終的な出力信号は単なるＰＤＰ、ＬＣＤまたはＤＬＰスクリーンディスプレイのようなデジタルディスプレイ装置150に入力されることのできるデジタルＲＧＢ信号にすぎない。
【０１００】
さらに、ケーブル、衛星、またはアンテナ信号の同調および復号のようなセットトップボックス機能はシステム内で行われることができる。信号ソースはシステムに直接接続され、そのシステムは処理するための適切な信号を転送するための必要な機能を実行し、それによってこれらは視聴されることができる。
【０１０１】
本発明により行われるマルチメディア信号の中央化処理は冗長処理および不必要な信号変換をなくすことにより各装置のハードウェア構造の簡潔化を可能にし、したがって製造価格を低下させる。中央化処理はまたソースから最終端部までの信号のデジタル処理を行い、優れた制御によって高品質の映像およびオーディオ信号を提供できる。
【０１０２】
本発明はオーディオ信号、ビデオ信号、その他の情報信号の統合された中央化処理を行い、信号が通常のコンポーネントの機能的分解により異なるコンポーネントに送信されるときの不必要な信号変換をなくすことを可能にする。
【０１０３】
図１０を参照すると、典型的なＤＶＤはＭＰＥＧ２圧縮を使用するＹＵＶデータを含み、４８０ｉ×６０フィールドフォーマットを有する。通常のＤＶＤ再生装置は最初にレーザピックアップ装置により読取られる信号の圧縮を解除する。圧縮解除されたＹＵＶデータはその後、使用されるディスプレイに応じて処理される。このような処理はアナログＴＶまたはＶＴＲのための複合信号への変換、非インターレースディスプレイ装置のためのデインターレース、適切なスクリーン解像度のためのサイズ変更、色の強化等を含むが、それらに限定されない。これらのプロセスの詳細は技術でよく知られており、当業者は異なるビデオ信号を表示するために必要な信号変換の種類及び方法を知っているであろう。
【０１０４】
本発明は主プロセッサ107で全てのこれらの処理を行うことができる。それ故、本発明の好ましい実施形態は各コンポーネント（ＴＶ、ＶＴＲおよびＤＶＤプレーヤ）から信号処理装置を無くすことによって実質的に製品価格を減少できる。同時に、性能全体は個々のＴＶまたはＤＶＤプレーヤで使用される通常の部品よりも非常に強力な信号処理用プロセッサを利用することにより改良される。本発明のこれらの利点は、画素単位でデジタル的に動作されることのできるディスプレイを有するデジタル的にコード化されたビデオおよびオーディオソースを利用することにより良好に実現される。
【０１０５】
本発明によるＤＶＤプレーヤの動作について更に詳細に以下説明する。ＤＶＤはＭＰＥＧ２復号プロトコルを使用しているビデオ信号を含んでおり、そのフォーマットは毎秒４８０ｉ×６０フィールドである。したがって２４０個の奇数のラインの信号が３０フィールドで表示され、２４０個の偶数のラインの信号が他の３０フィールドで表示される。奇数及び偶数のラインは映像全体を形成するために交互に表示される。
【０１０６】
しかしながら、高鮮明度のディスプレイ装置はＤＶＤの固有の解像度よりも非常に良好な解像度を提供できる。ＤＶＤ出力信号を増加または強化できるある方法が存在する。１つの方法はソースピックアップ装置から４８０ｉ信号を採取し、これらの信号をデインターレースすることである。その後、走査線を二重にし、４８０ｐ×６０フィールドの信号をディスプレイ装置に送信する。これは通常順次走査と呼ばれているものであり、４８０の全てのラインが同時に表示されることを意味する。ＨＤ−Ｑ  ＤＶＤはこれ以上である。これは４８０ライン信号を７２０ライン信号にサイズを変更し、その後順次走査を行う。このようなサイズ変更および順次走査はＤＶＤプレーヤのようなビデオソースプレーヤまたはディスプレイ自体で行われることができる。
【０１０７】
しかしながら、本発明はデインターレース及びサイズ変更（即ちスケーリング）のような機能がプロセッサ107で実行されることを可能にする。異なるコンポーネントにより行われる全てのこのような機能は主プロセッサ107で実行されることができる。これは異なるコンポーネントにおける冗長投資を防止し、これらのリソースを節約することにより、同一またはより少ないリソースでさらに良好な品質または非常に強化されたディスプレイ性能を抽出することができる。
【０１０８】
換言すると、ビデオソースから生のデジタルデータ信号を獲得した後、本発明は最初にこれらを処理し、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＤＬＰ（商標名）投影ＴＶのようなデジタルディスプレイ装置へ出力する。これは特に出力装置を駆動するための変換を必要としないビデオで有効であり、その理由はプロセッサからの最終的な出力がデジタルディスプレイ装置により直接使用されるデジタル信号であるためである。そうすることによって、デジタル信号が得られると、アナログデジタル変換をなくすことができる。これは非常に廉価な方法で信号の歪み及び雑音の可能性を劇的に減少する。それだけでなく、オーディオ装置またはＴＶに付いての動作で前述したように、本発明は冗長変換装置をなくすことにより、デジタルソースピックアップ装置及びデジタル出力装置のようなエンドコンポーネントの製造価格を減少させることができる。本発明はまた信号変換、サイズ変更または変換の大部分がソフトウェアを使用して行われることができるので、非常にフレキシブルなアーキテクチャを提供することができる。それ故、新しいバージョンまたは新しいプロトコルが現れると、装置は単にソフトウェアをアップグレードすることにより容易に更新されることができる。
【０１０９】
さらに、本発明はシステムがプロセッサボックスに取付けられたコンポーネントに対して効率的に採用されることを可能にするフレキシブルなアーキテクチャを提供する。通常、ビデオソース信号が復号され、ビデオディスプレイに出力されると、ビデオディスプレイはディスプレイ装置の固有の解像度に従って信号を変換しなければならない。
【０１１０】
例えば、ビデオソースが１９２０×１０８０フォーマットの高解像度信号を出力しても、ディスプレイの固有の解像度がこのような高解像度を満たさないならば、ビデオディスプレイはディスプレイの解像度にしたがって表示されるように高解像度信号を１２８０×７２０または８６５×４８０フォーマットにサイズ変更する必要がある。これは付加的な不必要な信号変換を必要とし、このことによって信号品質、したがって映像の品質を劣化する。
【０１１１】
本発明はこれらの問題を解決し、ディスプレイの固有の解像度に正確に一致するフォーマットに信号を変換するため主プロセッサ107を使用するためにそのフレキシブルなアーキテクチャを利用する。システムはユーザ入力により、または接続されたディスプレイとの通信によって、ディスプレイのサイズ、解像度またはその他の特性を検出できる。後者の場合、リクエスト時に、ディスプレイはその表示特性をシステムの主プロセッサに転送できる。
【０１１２】
取付けられたディスプレイがこのような高解像度をサポートできるならば、主プロセッサ107は１９２０×１０９０の高解像度信号を出力できる。取付けられたディスプレイが８６５×４８０解像度までだけをサポートするならば、主プロセッサ107は容易にビデオ信号をそのフォーマットに変換し、これらをディスプレイへ送信できる。したがって全ての出力信号が物理的に分割された専用の変換チップまたは回路を通してではなく、ソフトウェアを使用して主プロセッサにより処理されるので、本発明は任意の与えられたディスプレイ装置に正確に適合する信号を提供できる。
【０１１３】
他のタイプの変換はディスプレイ中の異常を考慮するためにプロセッサにより行われることができる。例えばディスプレイ装置は、例えば真の高鮮明度ディスプレイを提供するために、レンズ、光源、ミラー、フロントガラスプレート、センサのようなさらにハイエンドの光学素子を必要とする。そうでなければ、これらの素子の異常は映像出力の品質を劣化させる。米国特許2004/076336号明細書には映像捕捉または映像ディスプレイ装置のこれらの異常を克服するための補正効果が実現されることができるように映像を“ワープ”する方法を開示している。プロセッサは捕捉装置またはディスプレイ装置自体で使用される。
【０１１４】
しかしながら、本発明の別の実施形態では、主プロセッサ107はこれらの補正調節をビデオ信号に対して行うために使用されることができる。主プロセッサはこのような調節をソフトウェアを介して、またはシリコンオプチックスｓｘＷ１−ＬＸチップのような特別な周辺回路の支援により行うことができる。したがって付加的な処理回路をディスプレイ中に配置する必要性はなくされ、これによって廉価で高品質ディスプレイの製造が可能である。
【０１１５】
ＤＬＰ（商標名）背面プロジェクタは、ＰＤＰおよびＬＣＳディスプレイとは異なって、これらが平面ではなく、より大きいディスプレイサイズのために多くの部屋を占有するので、デジタルディスプレイに特別な問題を与える。背面映写ＤＬＰ（商標名）ディスプレイでは、映像プロジェクタは映像をディスプレイのケースの後部のミラーへ投影し、これは映像を観察するためのスクリーンへ反射する。大きいスクリーンサイズでは、反射された映像を適切に表示するために、スクリーンとミラーとの間には十分な投影距離がなければならない。したがって、ＤＬＰ（商標名）背面映写ディスプレイは他の形式のデジタルディスプレイと比較して比較的大型であった。これらのディスプレイの奥行きを減少するために、湾曲したミラーが大きいディスプレイを実現するのに必要とされる投影距離を減少するために構成される。別の典型的な投距離影の減少方法は２以上のミラーから映像を反射することであり、それらのミラーは観察角度と比較して広い角度に配置されることもできる。しかしながら、これらの別に構成された背面映写ＤＬＰ（商標名）背面映写ディスプレイによって表示される映像はしばしば歪みを受ける。
【０１１６】
米国特許第2003/0231261号明細書はＤＬＰ（商標名）ディスプレイ構造によって生じる歪みを使用する方法で映像を“予め歪ませる”ことによりこれらの問題を解決し、映像を正しく表示する。本発明はディスプレイ自体にこのような事前の歪みを与える必要性をなくす。むしろ、この歪みは主プロセッサ107により行われ、それによって本発明の１実施形態では投影距離の要求を減少しているダミーＤＬＰ（商標名）背面映写ディスプレイを有する統合したマルチメディア処理システムを使用する。
【０１１７】
本発明によって実現されることのできるこのような映像の事前調節は背面映写ディスプレイに限定されない。通常のプロジェクタディスプレイでは、本発明はレンズ及び他の光学装置の特性及び特徴に基づいて映像の正確な表示のために事前調節を行うことができる。それ故、ディスプレイの価格を非常に増加するハイエンドコンポーネントとレンズは高品質映像ディスプレイを実現するために必要とされない。
【０１１８】
表示特性の全ての情報はディスプレイ中に記憶され、必要なときにシステムの主プロセッサにより取出されることができる。
【０１１９】
要約すると、本発明は結果的にオーディオ、ビデオ、インターネット、および媒体記憶を１つの機能装置中に統合し、デジタルオーディオ／ビデオソースとデジタルディスプレイ装置における改良を利用する。以上のように、デジタルオーディオ／ビデオソースと最近開発されたデジタルビデオディスプレイを利用し、より高品質なオーディオ及びビデオ経験を与える本発明のシステムと方法を説明した。インターネット及び記憶機能に関する本発明の特徴を説明する。
【０１２０】
本発明の別の実施形態では、記憶装置は統合されたマルチメディア処理システムに含まれることができ、このシステムはオーディオまたはビデオソースに応じてシステムのダイナミックなカスタマイズを促すことができる。家庭娯楽システムの典型的なコンポーネントの機能を分解し、これらの機能を１つのプロセッサに構成することによって、１つの簡単な制御インターフェースを使用して、かなり複雑なマルチメディアシステムを制御することも可能にする。したがって、本発明の別の特徴は大容量記憶装置に記憶されている音楽またはビデオ及び他のマルチメディアソースを有する統合されたマルチメディア制御システムに関する。
【０１２１】
図１２はシステム100の主プロセッサ107と通信している大容量記憶装置501を示している。大容量記憶装置は統合されたオーディオ／ビデオシステム100に対して外部または内部で結合され、メディア特性を記憶するためのデータベース503を含むことができる。随意選択的に、信号認識モジュール505も含まれてもよく、これはプロセッサ107に結合されたソフトウェアモジュールであってもよい。他のソフトウェアモジュール115は記憶装置501に内容をアーカイブするアーカイブシステム510と、アーカイブシステム510と共に記憶されたオフライン内容、または信号認識モジュール505と共にデータベース503で使用するための実時間内容を解析するための情報収集システム515と、解析された内容特徴をデータベース503から検索する情報取出しシステム520とを含むことができる。
【０１２２】
信号認識モジュール505は与えられたオーディオのタイプまたは表示される映像のタイプに特有なあるタイプの信号を認識できる。例えばある信号特性はジャズ音楽の最適なプレゼンテーションに関連され、またはあるビデオ信号はアクション映画の動的な情景の最適な表示に関連されることができる。信号認識モジュールまたは他の類似のフィードバック及び制御機構を設ける利点を以下詳細に説明する。
【０１２３】
典型的に、家庭娯楽システムは例えばユーザが音楽及び映画の観賞をそのときに行うことを希望しなければ、ユーザが通常システムを動作しないので、実時間ベースでオーディオ及びビデオ信号を出力する。実時間の再生では、ユーザは彼らが楽しみたいときにはいつでもソース、ＣＤまたはＤＶＤをプレーヤにロードしなければならない。ジュークボックスはユーザが所望の媒体を選択するため多くの音楽ソース（ＣＤまたはＬＰ）とＤＶＤを１つの場所に物理的に集合するのに利用可能である。
【０１２４】
しかしながら、オーディオ及びビデオ媒体を集合する別の方法は、それらをハードディスク、フラッシュメモリのような大容量記憶装置または任意の他の可能な大容量記憶装置に記憶することである。ここで、大容量記憶装置501はＰＣのハードディスクのようなボックス中に含まれている記憶装置、外部装置またはインターネットであることができる。これに限定されないが、任意の将来開発される大容量記憶装置およびそれらの等価物が使用されることができる。大容量記憶装置501は例えばインターネット、ＵＳＢ、またはファイヤワイヤ等の任意の適切な通信方法を通して接続されることができる。
【０１２５】
他の家庭娯楽システムコンポーネントはビデオ用のＴｉｖｏ（商標名）またはオーディオ用のＢｏｓｅ  Ｌｉｆｅｓｔｙｌｅ（商標名）システムのようなオーディオおよびビデオ媒体の記憶装置を提供する。しかしながらこれらはコンポーネントの機能的分解による本発明で実現された視聴覚的強化を与えていない。
【０１２６】
さらに重要なことは、本発明の１実施形態によれば、大容量記憶装置501に記憶されている媒体に関する豊富な補足情報はこのような媒体のオンラインまたはオフライン解析により集められることができる。このような補足情報が使用されることのできる態様の１例を説明する。
【０１２７】
例えば、記憶装置501は弦楽器のコンサートの媒体ファイルを含んでいる。プロセッサ107は情報収集ソフトウェアを使用して、例えばハードディスクに記憶されている弦楽器のコンサートのオフライン解析を実行できる。換言すると、コンピュータは音楽が再生されていないときにオーディオソースを解析することができ、弦楽器の音楽を高周波数のオーディオソースとして、ボーカルを中間周波数のオーディオソースとして、パーカッションを低周波数のオーディオソースとしてタグ付けすることができる。この解析は音楽が再生されていない間に、主プロセッサ107またはアーカイブシステム510と共同する他の情報収集システム515により行われることができる。音楽特性が識別されると、これらはデータベース503に記憶され、出力信号を調節するためにこのような特性に適合するように情報フェッチシステム520により検索される。例えばバイオリンの高周波数音を強調するため、プロセッサはオフライン解析に基づいて２ＫＨｚから１．７ＫＨｚの高周波数範囲でクロスオーバーを自動的に調節できる。これはバイオリンに対するツイータ範囲を増加させることによって非常に良好な音を発生できる。大容量記憶装置を使用する典型的な家庭娯楽システムはこのような自動制御特性を提供できない。通常、聞き手が２ＫＨｚから１．５ＫＨｚへクロスオーバー周波数を変更しようとするならば、このような変更を行うために高価なデジタルクロスオーバーネットワークを手作業で調節しなければならない。このような操作は人間の介入を必要とし、聞き手の判断にたよる。
【０１２８】
しかしながら、本発明の１実施形態では、コンピュータは音響波またはデジタルコードの組合せを解析することによって音楽を解析することができる。システムは弦楽器のコンサートが多くの高周波数音を発生することを決定でき、特定の傾聴環境に最適であるクロスオーバーネットワークを調節できる。
【０１２９】
さらに、システム100は傾聴室環境を解析できる。マイクロホンであってもよい入力装置105が与えられ、これはシステムが発生する音を監視し、傾聴室の音の反射または吸収にしたがって、入力装置はフィードバックをシステムに与えることができる。このフィードバックに基づいて、プロセッサは傾聴環境の特性を補償するために変更を行うことができる。例えばある部屋の構造では、バス周波数は不釣合いに吸収される。このような場合には、プロセッサは吸収されるバス音を補償するためにバス出力を増加することができる。他方で、高周波数音が非常に多量の反射を発生するならば、プロセッサは最適な傾聴経験を実現するために高周波数出力を減少させることができる。
【０１３０】
オーディオ特性はまた傾聴環境のその他の要因にしたがってダイナミックに調節されることができる。例えば相互のスピーカの位置にしたがって調節が行われることができる。それ故、入力装置105が左の前面スピーカが右の前面スピーカよりも遠く離れていることを検出したならば、左の前面スピーカの音量を増加することによって音の均衡を取るように調節を行うことができる。調節はまた部屋内の聞き手の位置に基づいても行われることができる。従って、例えば聞き手が部屋の後部にいるならば、背面スピーカの音量は下げられ、前面スピーカの音量が増加される。さらに聴衆の大きさに対しても調節は行われることができる。この場合、入力装置はカメラであってもよい。
【０１３１】
同一の調節特性がビデオ出力を調節するために使用されることができる。ＴＶプログラムは丁度Ｔｉｖｏ（商標名）または任意の他のＤＶＲのような大容量記憶装置501に記録されることができる。観察者が見る前に記憶されたプログラムを再検討することによって、プロセッサはコマーシャル部分を検出し、したがってそれらをスキップまたは消去することができる。他方で、コマーシャル情報に基づいて、ユーザはコマーシャルで見られるこのような製品を購入するために売主と連絡を取ることができる。それ故、本発明はオフラインで処理することにより付加的なソース情報を発生して大容量記憶装置を利用することができる。
【０１３２】
さらに、ビデオクリップはオフラインで解析され、後の目的で容易に使用されることができる。例えばユーザはバナナを見せる情景を発見するため記憶されたビデオ媒体を解析させる。別のユーザは１１人以上の人がいる情景を発見するために媒体を解析させることができる。ビデオソースを解析することにより、人々は例えば景色、日の出、日の入り、摩天楼、人の顔、降雪、海の眺めのようなあるタイプ映像を集めることができる。システムが使用されていない（即ちオフライン）間に、システムが記憶されたビデオ媒体を解析し、その情景にタグをつけると、そのタグを付けられた情景は非常に容易に発見されることができる。これはビデオ編集、デジタル写真アルバムの組織化、その他映像に関連する応用で非常に便利である。
【０１３３】
また、ビデオ媒体のオフライン処理により生成された情報に基づいて、ビデオ出力信号はオーディオが最適な傾聴経験を与えるために調節される方法と類似の方法で、最適な観察経験を与えるように調節されることができる。例えばビデオ信号が青い海の情景の長いシーケンスを出力する予定ならば、本発明は取付けられたビデオディスプレイに最適であるように、または周囲光のような観察環境に基づいて、ビデオ信号のある特性を調節してもよい。システムはまた観察者がディスプレイから離れている距離に基づいて、色の強度および発光のような映像特性を調節できる。システムは異なるタイプの映像の最適な特性を“学習”し、このようなデータを大容量記憶装置501に記憶する。
【０１３４】
換言すると、大容量記憶装置と、強力な中央化され統合されたオーディオビデオプロセッサとの組合せは、その補足情報を発生する記憶されたオーディオ及びビデオ媒体のオフライン処理を行うことができ、その補足情報は後に、ユーザの全体的な視聴経験を強化するために使用されてもよい。さらに中央制御が行われたために、オーディオまたはビデオ鑑定者はこのオーディオおよびビデオ信号を手作業で操作することを選択し、大容量記憶装置501のデータベース503は特定のタイプの媒体に対して好ましい設定を記憶するために使用されることができ、異なるユーザプロフィールもさらにシステムを個人化するために記憶されることができる。
【０１３５】
結果として、ユーザは大容量記憶装置501の媒体の内容を記憶し、情報集収システム515は大容量記憶装置の内容を解析して内容の特性のデータベースを構成する。情報取出しシステム520は内容の集収された特性情報、即ち補足情報を使用し、システムパラメータを調節することができる。例えば情報取出しシステム520はオーディオ信号の音量、フィルタ、クロスオーバー制御を調節でき、ビデオ信号のスケーリング及び色強化を制御できる。この実施形態では、ユーザは再生されている媒体内容が変化するときに視聴環境を制御する煩雑さから解放される。
【０１３６】
図１３を参照すると、この補足情報は個人化された設定またはプロフィールと同様にインターネットにわたって共有されることができる。これらの設定はシステムのユーザ間で共有されることができるので、このことによりユーザは最良の視聴覚設定を決定するために試行錯誤を行う必要はない。このような情報が生成され、販売のために中央データベースに置かれるか、この情報はサイバーコミュニティーデータベースのユーザ間で共有される。
【０１３７】
本発明はＰＣアーキテクチャの使用を考慮しているので、システムは例えばイーサネット（登録商標）接続、無線８０２．１１ａ／ｂ／ｇ接続、デジタル加入者ラインモデムまたはケーブルモデム或いは通常の電話機モデルのようなインターネットに接続性を与える任意の適切な装置を使用するフレキシブル性を有する。ソフトウェアモジュールもこの接続で転送されることがえきる。さらに、映画、ＴＶプログラムまたは音楽のような個人化された媒体も接続によってシステムに配送されることができる。このような媒体はユーザのリクエストで転送されてもよく、或いは大容量記憶装置501に記憶されている内容、または他の方法で視聴されている媒体の評価において主プロセッサ107により決定されるユーザ嗜好に基づいて自動的に提供されることができる。
【０１３８】
図１３の媒体データベース共有システムでは、メディアシステム100はまたターゲットソース101、データベース503に含まれていてもよい管理装置504、情報取出しシステム520に組込まれているナビゲータ521を含むことができる。管理装置504はコミュニティサーバ550と通信し、コミュニティサーバ550は媒体データベース552、キーワード検索モジュール556、データベース管理装置560を含んでいる。コミュニティサーバはまたコミュニティ570中の他のユーザのデータベースに記憶されている媒体情報または中央プロバイダからの媒体情報にアクセスするための更新リクエストモジュール564も含んでいる。ナビゲータ521はユーザ入力108に基づいて出力信号に調節を行うために管理装置からこのような情報を検索できる。
【０１３９】
さらに、管理装置504は媒体情報についてコミュニティサーバ550に問合せすることができる。キーワード検索モジュール556は管理装置504からのリクエストを処理する。管理装置504からのリクエストは直接的なユーザ入力108の結果であるか、所定のタイプの媒体の理想的特性を与えるための自動化されたリクエストである。データベース管理装置560はターゲット媒体の情報について媒体データベース552に問い合わせる。更新リクエストモジュール564を使用して、データベース管理装置はまた他の接続されたユーザまたは中央プロバイダであるコミュニティ570にもターゲット媒体ソース101の情報について問合せることができる。データベース管理装置560はコミュニティの問合せに応答して受信された情報に基づいて、媒体データベース552を更新する。検索結果は管理装置504に送り戻され、前述の方法でオーディオ出力を調節するために使用されることができる。コミュニティサーバ550は同様に、データベース503の媒体情報について管理装置504に問合せ、コミュニティ570の他のユーザにこのような情報を提供する。
【０１４０】
アーカイブシステム510は検索されたデータと、記憶されたデータとを複数の方法で組織化することができる。好ましくは、媒体およびディスプレイと傾聴パラメータはフォーマットのような媒体タイプまたはプログラムのタイプにより組織される。例えば媒体はそれらの最適な表示特性が類似している可能性が大きいので、最適なディスプレイ解像度によりグループ化されることができる。媒体はまた類型によってもグループ化され、したがってユーザは彼らの今の“ムード”の媒体を見つけることができる。例えば、映画はいくつか例を挙げるとコメディー、ドラマ、ホラー、アクション、サイエンスフィクションにカテゴリ化されることができる。同様に、音楽もとりわけジャズ、クラシック、Ｒ＆Ｂ、ビッグバンド、トップ４０のような方法でカテゴリ化されることができる。ユーザはまた彼らの固有の嗜好に基づいてカテゴリを設定するプロフィールを有することができる。
【０１４１】
そのディスプレイを最適化するか最適な傾聴経験を提供するパラメータを含んだ実際のメディアはまたペイ・パー・ビューまたはオン・デマンドシステムのようにコミュニティサーバによっても提供されることができる。内容プロバイダはこのようなメディアまたはパラメータ自体にコピー保護機構を与えることができ、それによってメディアまたはパラメータの使用をこのようなデータがネットワーク接続で転送されたシステムにのみ限定する。このようなコピー保護技術は、媒体が使用されることのできる回数の限定、媒体が使用可能な時間の限定、特定のシステムに特有の媒体におけるコードの埋設、または当業者によく知られている他の技術を含むことができる。
【０１４２】
本発明の統合されたシステムのフレキシブルなアーキテクチャにより、コミュニティサーバから媒体を検索するためのユーザインターフェースは多くの異なる形態をとることができる。ユーザが自身の嗜好に最も適した最適のディスプレイまたは傾聴パラメータを有する媒体を選択できるウェブベースのインターフェースが提供される。例えば、暗い表示特性を有するホラー映画を選択するとき、ユーザは自身の嗜好に一致してこのような映画の“明るい”バージョンを提供するパラメータを選択することができる。さらに同じユーザは自身の嗜好に一致するオーディオ特性を選択できる。ホラー映画の例では、ユーザは映画をより懐疑的にするために高いバスのオーディオトラックを選択する決定をしてもよい。類似の選択がこのようなユーザインターフェースを使用してオーディオ媒体で行われることができる。
【０１４３】
この本発明の実施形態のユーザは補足情報をサーバにアップロードでき、または他者により生成された他の補足情報をサーバからダウンロードすることができる。ユーザはまた例えばピア・ツー・ピアネットワークのようにサーバを使用せずに、ユーザ間で情報を交換することができる。ユーザはより容易で便利に情報を見つけることができ、このことはシステムの適切な動作、或いはユーザの嗜好を満たすために丁度よい環境を生成するために必要である。
【０１４４】
さらに、例えばボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）、電話サービス通信会議、ビデオ会議、ｅメール、ファイル共有、インターネットブラウジング、インターネットメッセージングのような他のインターネット機能も提供されることができる。さらに、フレキシブルなＰＣアーキテクチャはシステムがＰＣとして機能することを許容し、いくつか例を挙げると、ワード処理、スプレッドシート、プレゼンテーションソフトウェア等の生産性アプリケーションのようなコンピュータプログラムを動作できる。
【０１４５】
ＰＣアーキテクチャと改良された視聴覚能力は本発明のシステムをゲームコンソールとしても同様に適切にする。ソフトウェアエミュレーションは他のゲームシステムの模倣に使用され、或いは所有権システムが開発されている。さらに、インターネット接続が存在するならば、システムはＸ−Ｂｏｘ（商標名）ＬｉｖｅまたはＥＡ  Ｓｐｏｒｔｓ（商標名）Ｏｎｌｉｎｅのように非常にポピュラーなネットワークゲームを可能にする。このサービスは前述のシステム制御設定情報を共有するためのサイバーコミュニティと類似の方法で提供されることができる。インターネットはまたオーディオ及びビデオ媒体と類似の方法でシステムにゲーム内容を転送するために使用されることができる。
【０１４６】
本発明を特定の実施形態を参照して詳細に前述したが、当業者は種々の変形および代替が特許請求の範囲に記載されている本発明の技術的範囲を逸脱せずに行われることができることを認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の１実施形態による統合されたマルチメディアシステムの概略ブロック図。
【図２】ＰＣアーキテクチャにおける本発明の１実施形態のレイアウト図。
【図３】典型的なオーディオ再生システムの概略ブロック図。
【図４】本発明の１実施形態によるデジタルクロスオーバーシステムの概略ブロック図。
【図５】音響再生システムのＰＣパワー切換え特性と、例示的なパワー消費波を示す特性図。
【図６】本発明の１実施形態によるオーディオ再生システムの概略ブロック図。
【図７】本発明の別の実施形態によるオーディオ再生システムの概略ブロック図。
【図８】典型的なデジタルクロスオーバーシステムの概略ブロック図。
【図９】典型的なＴＶセットの概略ブロック図。
【図１０】典型的なＤＶＤプレーヤおよびディスプレイを有する既知のビデオシステムの動作を説明している概略ブロック図。
【図１１】本発明の１実施形態によるビデオ再生システムの概略ブロック図。
【図１２】本発明の１実施形態による自動嗜好制御システムの概略ブロック図。
【図１３】本発明の１実施形態による媒体−データベースファイル共有システムの概略ブロック図。
【図１４】本発明の１実施形態によるビデオソースからのビデオ信号に対するフレームレート調節を示す図。
【図１５】本発明の１実施形態による統合されたマルチメディアシステムにインテリジェントスピーカを構成する方法のブロック図。
【図１６】音の可聴スペクトルを横切る異なる音圧レベルにおける人間の傾聴しきい値の大きさレベルを示すグラフ。
【図１７】本発明の１実施形態による統合されたマルチメディアシステムで与えられた音響周波数における大きさレベルに基づいて音量制御を実行する方法のブロック図。
【図１８】異なる周波数の知覚された音圧レベルおよびゼロ（０）度と３０度におけるオーディオ出力に対する聞き手の角度に関するこのような音測定レベルを示すグラフ。
【図１９】本発明の１実施形態による統合されたマルチメディアシステムにおける聞き手の位置に基づいて音量制御方法を実行する方法のブロック図。
【図２０】デジタル音量制御モジュールのブロック図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【外国語明細書】
2006191577000001.pdf