(57)【要約】最低１つのソースから受け取り、示された入力信号位置と結合した最低１つの入力信号であるマルチ次元の音であって、航空機乗組員によって聞かれるマルチ次元の音を生み出すシステムにおいて、前記航空機乗組員位置を検出する航空機乗組員位置システムと、少なくとも多数の空間音モデルを蓄える記憶装置と、前記航空機乗組員位置システム、前記記憶装置及び前記最低１つのソースと結び付けられるプロセッサであって、前記示された入力信号位置と前記航空機乗組員位置とに従い、前記記憶装置から前記空間音モデルの１つを選んで取り出すプロセッサであって、前記選ばれた空間音モデルをそれぞれが前記最低１つの入力信号であるオーディオ信号に適用し、もって、複数のオーディオチャンネルを生み出すプロセッサと、前記プロセッサと結び付けられる頭設置された複数の音再生装置であって、互いに関連付けられ、前記オーディオチャンネルのそれぞれ一つに従って音を生み出す頭設置された音再生装置とを備えてなることを特徴とするシステム。
2005530647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最低１つのソースから受け取り、示された入力信号位置と結合した最低１つの入力信号であるマルチ次元の音であって、航空機乗組員によって聞かれるマルチ次元の音を生み出すシステムにおいて、
前記航空機乗組員位置を検出する航空機乗組員位置システムと、
少なくとも多数の空間音モデルを蓄える記憶装置と、
前記航空機乗組員位置システム、前記記憶装置及び前記最低１つのソースと結び付けられるプロセッサであって、前記示された入力信号位置と前記航空機乗組員位置とに従い、前記記憶装置から前記空間音モデルの１つを選んで取り出すプロセッサであって、前記選ばれた空間音モデルをそれぞれが前記最低１つの入力信号であるオーディオ信号に適用し、もって、複数のオーディオチャンネルを生み出すプロセッサと、
前記プロセッサと結び付けられる頭設置された複数の音再生装置であって、互いに関連付けられ、前記オーディオチャンネルのそれぞれ一つに従って音を生み出す頭設置された音再生装置と
を備えてなることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記最低１つの入力信号は、警告指示である請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記最低１つの入力信号は、航空機のコンポーネントの状態である請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記最低１つの入力信号は、送信側ユーザの声である請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記最低１つの入力信号は、ラジオ信号である請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記示された入力信号位置は、前記最低１つの入力信号の、最低１つの好ましい位置である請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記航空機乗組員位置システムは、電磁気の検出システム、光学式の検出システム及びソナーシステムからなるリストから選ばれる請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記航空機乗組員位置システムは、頭設置された機器と結び付けられる請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記頭設置された機器は、ヘルメット、ヘッドホン、ゴーグル及びめがねからなるリストから選ばれる請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記各空間音モデルは、頭関連転送機能である請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記各オーディオチャンネルの相と周波数は、前記空間音モデルの選ばれた一つである請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記各空間音モデルは、前記航空機乗組員からの前記最低１つのソースの距離である請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記空間音モデルは、前記航空機乗組員である請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記各空間音モデルは、前記最低１つの入力信号のソースタイプである請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記航空機乗組員位置システムは、さらに前記プロセッサと結び付けられる航空機位置システムであって、前記航空機の位置を検出する航空機位置システムを備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記航空機のタイプは、飛行機、ヘリコプター、水陸両用機、気球、グライダー、無人の航空機及び宇宙船からなるリストから選ばれる請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記プロセッサと結び付けられるソース位置システムであって、前記示された入力信号位置を検出するソース位置システムをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記プロセッサと結び付けられる信号インターフェイスであって、前記最低１つの入力信号を受け取る信号インターフェイスをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記信号インターフェイスは、前記最低１つの入力信号を多重通信式にする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記プロセッサと結び付けられるラジオ受信機であって、前記最低１つの入力信号を受け取るラジオ受信機をさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記プロセッサと結び付けられるオーディオオブジェクトメモリであって、前記示された入力信号位置であり、前記最低１つの入力信号であるアラーム状態とである示された情報を含むオーディオオブジェクトメモリをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項２２】
前記プロセッサと結び付けられるマルチチャンネルＡＤコンバータであって、前記最低１つの入力信号をアナログフォーマットからデジタルフォーマットに変換するＡＤコンバータをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記プロセッサ及び前記頭設置された複数の音再生装置と結び付けられるＤＡコンバータであって、前記プロセッサから受け取った信号をデジタルフォーマットからアナログフォーマットに変換するＤＡコンバータをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記示された入力信号は、前記航空機乗組員位置と関連して定義される請求項１に記載のシステム。
【請求項２５】
航空機乗組員によって聞かれるマルチ次元の音を生み出す方法において、
航空機乗組員の聞き取り位置を検出し、
前記検出された聞き取り位置及び示されたオーディオ信号位置に従って空間音モデルを選び、
前記選ばれた空間音モデルをオーディオ信号に適用して複数のオーディオ信号を生み出し、
前記オーディオ信号に従い、頭設置された複数の音再生装置によって前記マルチチャンネルの音を生み出す
ことを特徴とする方法。
【請求項２６】
前記オーディオ信号と前記示されたオーディオ信号位置とを記憶装置から取り出す予備的な手順をさらに備える請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記入力信号を受け取る予備的な手順をさらに備える請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記示されたオーディオ信号位置を検出する予備的な手順をさらに備える請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記オーディオ信号を受け取る予備的な手順をさらに備える請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記選択手順の前に、航空機の位置を検出する予備的な手順をさらに備える請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
前記選択手順は、前記聞き取り位置と前記示されたオーディオ信号位置との間で前記検出された聞き取り位置に従って実行される請求項２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記選択手順は、前記検出された聞き取り位置と前記オーディオ信号のソースタイプとに従って実行される請求項２５に記載の方法。
【請求項３３】
前記選択手順は、前記航空機乗組員の聞き取り特性に従って実行される請求項２５に記載の方法。
【請求項３４】
前記選択手順は、前記示されたオーディオ信号位置とより好ましい前記オーディオ信号位置とを関連付ける副手順を備える請求項２５に記載の方法。
【請求項３５】
前記選択手順は、前記各オーディオ信号の相及び周波数と前記選択された空間音モデルとを関連付ける副手順を備える請求項２５に記載の方法。
【請求項３６】
前記適用手順の前に、前記オーディオ信号をアナログフォーマットからデジタルフォーマットに変換する手順をさらに備える請求項２５に記載の方法。
【請求項３７】
前記適用手順の前に、前記オーディオ信号をデジタルフォーマットからアナログフォーマットに変換する手順をさらに備える請求項２５に記載の方法。
【請求項３８】
最低１つのソースから受け取り、示された入力信号位置と結合した最低１つの入力信号であるマルチ次元の音を航空機において生み出すシステムにおいて、
少なくとも多数の空間音モデルを蓄える記憶装置と、
前記記憶装置及び前記最低１つのソースと結び付けられるプロセッサであって、前記示された入力信号位置に従い、前記記憶装置から前記空間音モデルの１つを選んで取り出すプロセッサであって、前記選ばれた空間音モデルをそれぞれが前記最低１つの入力信号であるオーディオ信号に適用し、もって、複数のオーディオチャンネルを生み出すプロセッサと、
前記プロセッサと結び付けられ、しっかりと固定された位置に置かれる複数の音再生装置であって、互いに関連付けられ、前記オーディオチャンネルのそれぞれ一つに従って音を生み出す音再生装置と
を備えてなることを特徴とするシステム。
【請求項３９】
前記最低１つの入力信号は、警告指示である請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
前記最低１つの入力信号は、前記航空機のコンポーネントの状態である請求項３８に記載のシステム。
【請求項４１】
前記最低１つの入力信号は、送信側ユーザの声である請求項３８に記載のシステム。
【請求項４２】
前記最低１つの入力信号は、ラジオ信号である請求項３８に記載のシステム。
【請求項４３】
前記示された入力信号位置は、前記最低１つの入力信号の、最低１つの好ましい位置である請求項３８に記載のシステム。
【請求項４４】
前記各空間音モデルは、前記最低１つの入力信号のソースタイプである請求項３８に記載のシステム。
【請求項４５】
前記各空間音モデルは、前記航空機からの前記最低１つのソースの距離である請求項３８に記載のシステム。
【請求項４６】
前記プロセッサと結び付けられるソース位置システムであって、前記示された入力信号位置を検出するソース位置システムをさらに備える請求項３８に記載のシステム。
【請求項４７】
前記プロセッサと結び付けられる信号インターフェイスであって、前記最低１つの入力信号を受け取る信号インターフェイスをさらに備える請求項３８に記載のシステム。
【請求項４８】
前記信号インターフェイスは、前記最低１つの入力信号を多重通信式にする請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
前記プロセッサと結び付けられるラジオ受信機であって、前記最低１つの入力信号を受け取るラジオ受信機をさらに備える請求項３８に記載のシステム。
【請求項５０】
前記プロセッサと結び付けられるオーディオオブジェクトメモリであって、前記示された入力信号位置であり、前記最低１つの入力信号であるアラーム状態とである示された情報を含むオーディオオブジェクトメモリをさらに備える請求項３８に記載のシステム。
【請求項５１】
前記プロセッサと結び付けられるマルチチャンネルＡＤコンバータであって、前記最低１つの入力信号をアナログフォーマットからデジタルフォーマットに変換するＡＤコンバータをさらに備える請求項３８に記載のシステム。
【請求項５２】
前記プロセッサ及び前記音再生装置と結び付けられるＤＡコンバータであって、前記プロセッサから受け取った信号をデジタルフォーマットからアナログフォーマットに変換するＤＡコンバータをさらに備える請求項３８に記載のシステム。
【請求項５３】
前記プロセッサと結びつけられる航空機位置システムであって、前記航空機の位置を検出する航空機位置システムをさらに備える請求項３８に記載のシステム。
【請求項５４】
前記プロセッサは、前記音再生装置の位置及びタイプに従って、前記記憶装置から前記選ばれた空間音モデルを取り出す請求項３８に記載のシステム。
【請求項５５】
上記や何れの図面にも実質的に記載されている請求項１〜２４，３８〜５４の何れか１項に記載のシステム。
【請求項５６】
上記や何れの図面にも実質的に記載されている請求項２５〜３７の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  開示技術は、三次元のオーディオ画像処理のための一般のオーディオ再生及び方法とシステムとに関する。
【背景技術】
【０００２】  同時代の航空機コックピットコンフィギュレーションにおいて、乗組員がフライト条件、航空機条件、警告及びアラームについての聴覚およびビジュアルなインプットを受け取る。乗組員（例えば、パイロット、ナビゲータ、フライトエンジニア等）は、乗組員と無線通信にある近くに住んでいる航空機、グラウンド力及び地上管制から、オーディオ入力をさらに受け取る。オーディオ入力は、通常、乗組員により被られるフライトヘルメットに組み入れられるヘッドホーンを経て受け取られる。ヘッドホーンは、聴取者へのオーディオ入力を全方向の方法で提供する。【０００３】  イワハラらの出願によるタイトル「立体音響の音再生システム」の米国特許Ｎｏ．４，１１８，５９９は、モノラルオーディオ信号を聞き取りエリアの要求されたポジションに置かれたバーチャルな音源を含んでいる立体音の信号に変換することのシステムと方法を導く。この従来例によれば、立体音の音を再生する時に左右の再生された信号間の漏話の効果を最小化するための漏話解消コンバータがさらに開示されている。そのシステムは、要求位置に置かれた局部集中の音源により生み出された効果を得るために、別個の周波数応答と遅延特性を左右のチャンネルのうちのそれぞれに適用することによって動作する。そこで、漏話解消フィルタが左右のチャンネルのうちのそれぞれにおいて使われ、その間での漏話を最小化するために信号を修正する。【０００４】  カシオンらの出願によるタイトル「立体音の統合を使ってヘッドホーンの上の３Ｄオーディオ画像処理を作成するための装置」の米国特許Ｎｏ．５，８０９，１４９は、ヘッドホーンを使って音源の明白な位置をコントロールするための装置を導く。さらに、その装置は、明白なソースを音の再生中にスムーズな変遷によって動かす。この従来例によれば、違う明白な音波を再生するために複数のオーディオ信号を使って、再生された音のための大きさと遅延値をコントロールしてソースポジションをシミュレーションする方法を開示する。この従来例によれば、計算された方位と範囲、遅延及び振幅値を検索テーブルに蓄えて、音の再生を実行するために蓄えられた値を用いることがさらに開示されている。この従来例は、いくつかの前もって決定されたフィルタの間で改ざんして、使用された頻度フィルタの数を最小化する方法をさらに開示する。【０００５】  ベガールトの出願によるタイトル「オーディオ信号のためのマルチチャンネルシステム」の米国特許Ｎｏ．５，４３８，６２３は、個々のオーディオ信号が聴取者の頭についての違う空間位置で聞かれる頭関連転送機能（ＨＲＴＦ）を使って、オーディオ信号の大多数に空間のキューを課す方法を導く。方法は、不揮発性メモリに蓄えられた位置的なＨＲＴＦのデータを使い、オーディオ信号をデジタルフォーマットに変換し、蓄えられたＨＲＴＦを適用し、シグナルをアナログフォーマットに再変換し、ヘッドホーンを使用してシグナルを再生することによって動作する。【０００６】  この従来例によれば、個々の耳のための測定されたＨＲＴＦとポジションデータを蓄え、個々の頻度のための反応のマグニチュードの分析を結果として生じるデータの敏速フーリエ変換を実行することによって��合成のＨＲＴＦを生成する方法がさらに開示される。これに続き、加重価値は、敏速フーリエ変換から引き出された個々の頻度とマグニチュードに供給される。最後に、その価値は、よく知られているパークス・マクレランドの限定刺激反応（ＦＩＲ）の線形相フィルタのデザインアルゴリズムに供給される。そのようなアルゴリズムはＪ．Ｈ．マクレランドら（１９７９）「ＦＩＲ線形相フィルタのデザインプログラム」、デジタル信号処理のためのプログラム、（ページ５．１−１−５、１−１３）ニューヨーク、において開示され、ＩＥＥＥプレス及びいくつかのフィルタデザインソフトウェアパッケージですぐに入手可能である。このアルゴリズムは、線形相反応を持っているフィルタをデザインするために用いられた係数値を設定することを許可する。その中に含まれるレメズ変換プログラムは、また、フィルタエラーの頻度の向こう側の配布が重量カラムの供給された分銅が決定するそのようなものを波立たせるアルゴリズムをさらに修正するために利用される。【０００７】  ヘルメットの位置及び姿勢を検出する方法は、当業者によく知られている。ジルボアの出願によるタイトル「回転フィールドを使用している三次元の追跡システム」の米国特許Ｎｏ．５，６４６，５２５は、乗り物の乗組員により被られるヘルメットの位置及び姿勢を検出するための装置を導く。その装置は、乗り物とヘルメットに関連した複数の検出器とに関連する回転電磁場の組み合わせを提供する。その装置は、場について検出器のポジションを決定する計算電気回路図をさらに提供する。３つの直角な検出器、ヘルメットの位置及び姿勢と、そして乗組員の視界ラインおよび頭ポジションを提供することによって推定できる。【０００８】  アベルらの出願によるタイトル「高品質な三次元のオーディオの包括周囲の効果の効率的なプレゼンテーションのための方法と装置」の米国特許Ｎｏ．５，８０２，１８０は、入力オーディオ信号のソースの要求された方向および聴取者の位置及び姿勢によると出力オーディオ信号を再生するためのシステムを導く。このシステムは、複数の最初の入力増幅器、複数の２番目の入力増幅器、複数の最初の出力増幅器、複数の２番目の出力増幅器、複数の最初の入力コンバイナ、最初の出力コンバイナ、２番目の出力コンバイナ及び複数のフィルタを含む。【０００９】  最初の入力増幅器及び２番目の入力増幅器のそれぞれが入力コンバイナのそれぞれと結び付けられている。入力コンバイナのそれぞれはフィルタのそれぞれと結び付けられている。最初の出力増幅器及び２番目の出力増幅器のそれぞれがフィルタのそれぞれと結び付けられている。最初の出力増幅器は最初の出力コンバイナと結び付けられて、２番目の出力増幅器は２番目の出力コンバイナと結び付けられている。【００１０】  最初の入力増幅器は、最初の入力オーディオ信号、及び最初の入力オーディオ信号のソースの要求方向における最初の方向信号のそれぞれを受け取る。２番目の入力増幅器は、２番目の入力オーディオ信号、及び２番目の入力オーディオ信号のソースの要求方向における２番目の方向信号のそれぞれを受け取る。最初の出力増幅器は、聴取者の最初の耳の最初の位置及び姿勢の信号をそれぞれ受け取り、２番目の出力増幅器は、聴取者の２番目の耳の２番目の位置及び姿勢の信号をそれぞれ受け取る。最初の出力コンバイナ及び２番目の出力コンバイナは、１番目及び２番目のオーディオ信号、１番目及び２番目の方向信号、１番目及び２番目の位置及び姿勢の信号に従って、最初の出力オーディオ信号及び２番目の出力オーディオ信号のそれぞれを引き起こす。【００１１】  マツオの出願によるタイトル「三次元の音処理システム」の米国特許Ｎｏ．５，９４６，４００は、聴取者、聴取者と関連するソースの距離及び移動スピードと関連するオーディオ信号のソースの位置に従ってオーディオ信号を再生するためのシステムを導く。そのシステムは、増強手段、記憶手段、音イメージ配置フィルタ、動作スピード計算手段、スピード係数決定手段、フィルタ、距離計算手段、距離係数決定手段及びローパスフィルタを含む。【００１２】  記憶手段は、増強手段及び音イメージ配置フィルタと結び付けられる。フィルタは、音イメージ配置フィルタ、スピード係数決定手段及びローパスフィルタと結び付けられる。
動作スピード計算手段は、距離計算手段及びスピード係数決定手段と結び付けられる。距離係数決定手段は、ローパスフィルタ及び距離計算手段と結び付けられる。【００１３】  増強手段は、前もって、音源からの右及び左の耳に達する２つの音の通路のそれぞれ２つの異なって増強された刺激反応を生成する。異なって増強された刺激反応によると、記憶手段はフィルタ係数のセットを決定する。ローパスフィルタは、オーディオ信号を受け取り、距離計算手段と記憶手段のそれぞれは、オーディオ信号のソースの位置で位置信号を受け取る。【００１４】  位置信号と距離係数手段によると、距離計算手段は  聴取者のソースからの距離を計算し、計算された距離に従って距離係数を決定する。距離係数によると、ローパスフィルタは、オーディオ信号の高周波を抑制してローパスフィルタオーディオ信号を引き起こす。動作スピード計算手段は、位置信号に応じたソースのスピード及び決定されたスピードに従ってスピード係数決定手段がスピード係数を決定すると決定する。スピード係数によると、フィルタは、ローパスフィルタオーディオ信号の周波数を低くあるいは高く抑制することにより、ドップラーフィルタオーディオ信号を引き起こす。【００１５】  記憶手段は、個々の位置係数が聴取者の耳と関連するソースの位置と一致している位置信号に従って位置係数のセットを決定する。音イメージ配置フィルタは、位置係数のセットをドップラーフィルタオーディオ信号に適用して出力オーディオ信号を引き起こす。【００１６】  ガードナーの出願によるタイトル「移動中の聴取者のための立体音のオーディオを生み出すための方法と装置」の米国特許Ｎｏ．６，２４３，４７６は、移動中の聴取者のために三次元の音を１対のスピーカーから示すためのシステムを導く。そのシステムは、立体音の統合モジュール、漏話解消ユニット、１対のスピーカー、ビデオカメラ、追跡ユニット及び記憶装置を含む。立体音の統合モジュールは、入力オーディオ信号のソースと関連する聴取者の位置及び姿勢に従って立体音オーディオ信号を引き起こす。漏話解消ユニットは、漏話解消信号を引き起こし、それは、個々の対のスピーカーの聴取者の個々の耳への音響の効果を解消する。漏話解消ユニットは、スピーカー周波数応答、空気伝播及び頭反応を考慮する転送機能を使用する。【００１７】  記憶装置は、追跡ユニット、立体音の統合モジュール及び漏話解消ユニットと結び付けられる。漏話解消ユニットは、立体音の統合モジュール及びスピーカーのペアと結び付けられる。追跡ユニットは、ビデオカメラ及び記憶装置と結び付けられる。【００１８】  ビデオカメラから受け取られたビデオ信号及び追跡データを生み出すことによると、追跡ユニットは、移動中の聴取者の位置及びスピーカーのペアと関連する移動中の聴取者の頭の回転角度を引き出す。記憶装置は、追跡ユニットから追跡データを受け取り、立体音の統合モジュールと漏話解消ユニットのための適切な追跡価値を選ぶ。立体音の統合モジュールは、入力オーディオ信号と追跡値に従って立体音オーディ信号を引き起こす。漏話解消ユニットは、追跡価値及び立体音オーディオ信号及び漏話解消信号に応じたスピーカー生産音のペアに従って漏話���消信号を引き起こす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】  従来の技術の欠点を克服する三次元のオーディオ画像処理のための斬新な方法とシステムを提供する技術を開示することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００２０】  開示された技術に従って、航空機乗組員に聞こえるマルチ次元の音を生み出すシステムが提供される。マルチ次元の音は、個々の示された入力信号位置と結合するソースから受け取られる個々の入力信号である。そのシステムは、航空機乗組員位置システム、記憶装置、プロセッサ及び複数の頭設置された音再生装置を含む。プロセッサは、航空機乗組員位置システム、記憶装置及び複数の頭設置された音再生装置と結び付けられる。航空機乗組員位置システムは、航空機乗組員位置を検出する。記憶装置は、複数の空間音モデルを蓄える。示された入力信号位置と航空機乗組員位置によると、プロセッサは、選ばれた一つの空間音モデルを記憶装置から取り出す。プロセッサは、選ばれた空間音モデルを個々の入力信号のオーディオ信号に適用し、従って、複数のオーディオチャンネルを生み出す。頭設置された音再生装置は互いに結び付けられ、個々のオーディオチャンネルに従って音を生み出す。【００２１】  開示技術の別の面に従って、航空機乗組員に聞こえるマルチ次元の音を生み出す方法が提供される。その方法は、航空機乗組員の聞き取りポジションを検出することの手続を含み、空間音モデルを選び、選ばれた空間音モデルをオーディオ信号に適用し、複数のオーディオ信号を生み出し、複数の頭設置された音再生装置でマルチチャンネル音を生み出す。空間音モデルは、検出された聞き取り位置及び示されたオーディオ信号位置に従って選ばれる。マルチチャンネル音は、オーディオ信号に従って生み出される。【００２２】  開示技術のさらなる面に従って、最低１つのソースから受け取られて個々の示された入力信号位置と結合する最低１つの入力信号であるマルチ次元の音を航空機において生み出すシステムが提供される。そのシステムは、記憶装置、プロセッサ及び複数の音再生装置を含む。プロセッサは、記憶装置、ソース及び複数の音再生装置と結び付ける。記憶装置は、複数の空間モデルを蓄えている。示された入力信号位置によると、プロセッサは、選ばれた音モデルの一つを記憶装置から取り出す。プロセッサは、選ばれた空間音モデルを個々の入力信号であるオーディオ信号に適用し、従って、複数のオーディオチャンネルを生み出す。音再生装置は、それぞれが結び付けられ、オーディオチャンネルのそれぞれに従って音を生み出し、航空機内にしっかりと固定されているポジションに置かれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】  開示技術は、乗組員により被られているヘルメットのヘッドホーンを通して、三次元のオーディオ画像処理を引き起こすシステム及び方法を提供して従来の欠点を克服する。開示技術は、乗組員が航空機を操縦している間に受け取るオーディオ信号を直ちに空間位置に結び付けることを可能とする。【００２４】  ここで言う「位置」なる語は、三次元座標系の物体の位置や姿勢、あるいは位置及び姿勢の両方を含む。ここで言う「航空機」なる語は、飛行機、ヘリコプター、水陸両用機、気球、グライダー、無人の航空機、宇宙船等を含む。開示技術は、地上の乗り物、海上の船舶、航空機シミュレーター、地上の乗り物シミュレーター、海上の船舶シミュレーター、バーチャルリアリティーシステム、コンピュータゲーム、家庭の劇場システム、空港管制塔といった固定式装置、ポータブルな着用可能な装置等、航空機を除いた機器だけでなく航空機に適用可能である。【００２５】  例えば、開示技術は、近くで飛んでいる別の航空機についての飛行機乗組員の三次元のオーディオ表現、移動中の車及び地上管制を提供できる。同様に、開示技術は、空港の近くの無防備または地上の航空機についての管制塔の三次元のオーディオ表現のフライトコントローラ、様々な乗り物と人々等を提供できる。【００２６】  簡単な例において、左の航空機翼に位置させられた航空機コンポーネントについての警告は、航空機の左側と一致している空間の位置を吹き込まれる。これは、直ちに乗組員が認めて必要な位置に専念することを可能にする。【００２７】  別の例において、複数の航空機が編成して飛行して無線通信にある時には、開示技術によるシステムは、受信側航空機と関連するので、送信側航空機の位置に基づく１つのオーディオ信号伝播毎に１つの受け取られた位置を結び付けます。例えば、送信側航空機が受信側航空機の右側に置かれる時には、まるでそれが航空機の右側から来るかのようにシステムは乗組員の頭の位置及び姿勢を問わず受信側航空機乗組員に音のトランスミッションを提供する。従って、もし乗組員が航空機の正面を見ているならば、システムは音をヘルメットの右側で聞こえさせ、乗組員が航空機の後ろを見ているならば、システムはヘルメットの左側で聞こえさせる。【００２８】  そのような空間の関連性は、空間の位置特性をオーディオ信号に吹き込み、吹き込まれた空間の位置を実際の空間位置または好ましい空間位置と関係付けることによって実行される。実際の空間位置は、受信側乗組員と関連する音源の位置と関連する。例えば、送信側航空機が受信側航空機の右上に飛んで行く時には、開示技術によるシステムは、送信側航空機乗組員の音を送信側航空機（即ち、右上）の実際の位置に吹き込む一方、受信側航空機乗組員の耳でその音を再生します。【００２９】  好ましい空間位置は、事実上オーディオのソースのよりよいオーディオの分離を提供するか、または一定のオーディオのソースを強調するために定義される位置を参照する。例えば、航空機の右翼で同時に種々の警告信号が生成される時には、エンジン火災指示（信号Ｓ１）、拡張された着陸装置指示（信号Ｓ２）及び詰まっていたフラップ指示（信号Ｓ３）、開示技術によるシステムなど、これらの���告信号をそれぞれ違う空間位置に吹き込む。もし丸い姿勢（右側の（Ｐ，０）が（０，０）と示されるならば、開示技術によるシステムは、シグナルＳ１、Ｓ２及びＳ３をそれぞれ姿勢（０，３０°）、（０，−３０°）及び（３０°，０）に吹き込む。この場合、乗組員はこれらの警告信号をより容易に区別できる。開示技術は、三次元空間の一定の位置で、乗組員の視界ライン情報を使用して音を制限する。【００３０】  人の頭脳は、オーディオ信号の相対的な遅延と周波数応答に基づいて、左と右の耳の間の三次元のオーディオの位置を実行します。そのような遅延と周波数応答を人工的に導入することによって、モノラルの信号は、空間の位置特性を持っている立体音の信号に変換される。空間オーディオソース位置を個々の耳と結び付ける遅延と周波数応答は、頭関連転送機能（ＨＲＴＦ）モデルにより説明される。説明されたテクニックは、種々の頭サイズと幾何学書を考慮して、個々の個人のためのＨＲＴＦモデルを組み立てることによって改良できる。立体音のヒアリングによって音源の空間位置を検出する人の能力は、様々な頭姿勢に検出される音、増大ローカライズ効率を許して頭ムーブメントにより増やされる。【００３１】  コックピット環境において、乗組員は、固定されている頭姿勢を維持せず、むしろ実行された仕事に従って頭姿勢を変化させる。開示技術は、実際のソース位置及び乗組員の頭姿勢に基づく適当なＨＲＴＦモデルを決定して現在の乗組員の頭姿勢を考慮する。乗組員の頭姿勢は、ユーザー位置システムにより検出される。ユーザー位置システムは、ユーザー位置（例えば、視界ライン、耳姿勢）を検出するユニットを含み、さらには、ユーザー（例えば、乗物、船舶、航空機等）と関連するボリュームの位置を検出するＧＰＳユニットやレーダーといったユニットを含み得る。ユーザー位置システムは、頭設置された（例えば、ヘルメット、ヘッドホン、ゴーグル、めがねなどの頭設置された機器に結合された）ユーザー、またはユーザー（例えば、ユーザー、ソナーシステムを見渡している１つ以上のカメラ）からのリモートであり得る。そのボリュームの位置を検出するためのユニットは、ボリューム（例えば、ＧＰＳユニット、搭載されたレーダーユニット）と結び付けられ得るか、またはボリュームのために外部（例えば、ワイアレスを持って航空機に接続される地上のＩＦＦレーダー装置）であり得る。そのようなボリューム位置検出ユニットは、ユーザー位置検出ユニットと統合できる。ユーザー位置システムは、電磁気の検出システム、光学式の検出システム、ソナーシステム等の形態であり得る。【００３２】  図１の概略図に示されるシステム１００は、開示技術の実施形態に従って構成され、機能する。システム１００は、オーディオのオブジェクトメモリ１０２、ラジオ受信機１０４、信号インターフェイス１０６（例えば、信号多重送信）、デジタルコンバータへのマルチチャンネルアナログ（ＡＤコンバータ）１０８、ソース位置システム１１０、航空機位置システム１１４、ＨＲＴＦメモリ１１６、ヘルメット位置システム１１２、デジタル信号プロセッサ１１８、デジタル−アナログコンバータ（ＤＡコンバータ）１２０、左チャンネル音再生装置１���２及び右チャンネル音再生装置１２４を含む。オーディオのオブジェクトメモリ１０２は、アラーム状態の複数のオーディオ信号データと位置データそれぞれを含む。【００３３】  信号インタフェース１０６は、オーディオのオブジェクトメモリ１０２、ラジオ受信機１０４、デジタル信号プロセッサ１１８及びマルチチャンネルＡＤコンバータ１０８と結び付けられている。マルチチャンネルＡＤコンバータ１０８は、デジタル信号プロセッサ１１８とさらに結び付けられている。デジタル信号プロセッサ１１８は、ソース位置システム１１０、ヘルメット位置システム１１２、航空機位置システム１１４、ソース位置（ＨＲＴＦ）メモリ１１６及びＤＡコンバータ１２０とさらに結び付けられている。ＤＡコンバータ１２０は、左チャンネル音再生装置１２２及び右チャンネル音再生装置１２４とさらに結び付けられている。【００３４】  ラジオ受信機１０４は、アナログまたはデジタルのフォーマットのラジオトランスミッションを受け取り、インタフェース１０６に信号で伝えるためにラジオトランスミッションのオーディオ部分を提供する。信号インタフェース１０６は、航空機コンポーネント、搭載されたレーダーシステム、ＩＦＦシステム等、アナログまたはデジタルのフォーマットの警告指示ソース（図示しない）から警告指示を受け取る。信号インタフェース１０６は、個々の警告指示のデジタルのフォーマットでオーディオのオブジェクトメモリ１０２からオーディオのデータ及び空間位置データを受け取る。【００３５】  もし、信号インタフェース１０６により受け取られた信号がデジタルのフォーマットであるならば、信号インタフェース１０６は、デジタル信号プロセッサ１１８にこれらのデジタル信号を提供する。もし、信号インタフェース１０６により受け取られた信号のうちのいくつかがアナログフォーマット及びデジタルのフォーマットの他にあるならば、信号インタフェース１０６は、マルチチャンネルＡＤコンバータ１０８にデジタル信号プロセッサへのデジタル信号とアナログ信号を提供する。マルチチャンネルＡＤコンバータ１０８は、これらのアナログ信号をデジタルのフォーマットに変換し、種々のデジタル信号を多重通信式にし、デジタル信号プロセッサ１１８にこれらの多重通信式にされたデジタル信号を提供する。【００３６】  ソース位置システム１１０は、デジタル信号プロセッサ１１８にそれぞれ電波源位置のデータを提供する。ヘルメット位置システム１１２は、デジタル信号プロセッサ１１８にそれぞれ乗組員のヘルメット位置のデータを提供する。航空機位置システム１１は、デジタル信号プロセッサ１１８にそれぞれ現在の航空機位置のデータを提供する。デジタル信号プロセッサ１１８は、電波源位置、乗組員のヘルメット位置及び現在の航空機位置のそれぞれデータに基づくバーチャルなソース位置を選ぶ。その時、デジタル信号プロセッサ１１８が選ばれたバーチャルなソース位置に基づいてＨＲＴＦメモリ１１６から適切なＨＲＴＦモデルを取り出す。【００３７】  デジタル信号プロセッサ１１８は、左チャンネルデジタル信号及び右チャンネルデジタル信号を作成するために、取り出されたＨＲＴＦモデルを使ってデジタルのオーディオ信号をフィルタする。デジタル信号プロセッサ１１８は、フィルタをかけられたデジタルのオーディオがＤＡコンバータ１２０に合図することを規定する。【００３８】  ＤＡコンバータ１２０は、左チャンネルオーディオ信号及び右チャンネルオーディオ信をそれぞれ作成し、オーディオが左チャンネル音再生装置１２２及び右チャンネル音再生装置１２４に合図することを規定するために、左チャンネルデジタル信号と右チャンネルデジタル信号をアナログフォーマットに変換する。左チャンネル音再生装置１２２及び右チャンネル音再生装置１２４は、アナログフォーマット左チャンネルオーディオ信号と右チャンネルオーディオ信号のそれぞれを再生する。【００３９】  アラームまたは脅威が検出される時には、オーディオのオブジェクトメモリ１０２は、信号インタフェース１０６を経てマルチチャンネルＡＤコンバータ１０８に適切なオーディオのアラームを提供する。マルチチャンネルＡＤコンバータ１０８は、アナログオーディオ信号をデジタルのフォーマットに変換し、デジタル信号プロセッサ１１８にデジタル信号を提供する。【００４０】  ヘルメット位置システム１１２は、デジタル信号プロセッサ１１８にそれぞれ乗組員のヘルメット位置のデータを提供する。航空機位置システム１１４は、デジタル信号プロセッサ１１８にそれぞれ現在の航空機位置のデータを提供する。航空機位置システム１１４は、航空機と結び付けられる。デジタル信号プロセッサ１１８は、脅威、アラームまたは用心深い空間位置、乗組員のヘルメット位置及び現在の航空機位置のデータのそれぞれに基づくバーチャルなソース位置を選ぶ。その時、デジタル信号プロセッサ１１８は、上記説明した実施形態に従って、選ばれたバーチャルなソース位置に基づき、ＨＲＴＦメモリ１１６から適切なＨＲＴＦモデルを取り出す。【００４１】  ヘルメット位置システム１１２が位置システムまたは姿勢システムと交換できることが言及される。例えば、オーディオ信号が送信側航空機から受け取られる時、ヘルメットの姿勢及び送信側航空機と関連する受信側航空機の位置が受信側航空機のコックピット内のヘルメットの位置より重要である。この場合、受信側航空機と関連する送信側航空機の位置は、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）、レーダーシステム等によって決定され得る。【００４２】  ラジオ受信機１０４は一般に航空機との通信のために使われたラジオ受信機であり、種々の頻度と変調方法を使って複数のラジオ受信機を含むかもしれないことが言及される。ＩＦＦ（友人であるか敵であるか識別）システムや地上警告システム等、当業者によく知られているシステム１００と別のコンポーネントによって脅威識別とアラーム生成が実行されることがさらに言及される。さらに、左チャンネル音再生装置１２２及び右チャンネル音再生装置１２４が通常、乗組員のヘルメットに埋め込まれたヘッドホーンであるけれども、包囲音スピーカーシステム、骨伝導タイプヘッドホーン等、当業者によく知られているどのような他のタイプの音再生装置でもあるかもしれない。【００４３】  開示技術の別の実施形態によると、オーディオのオブジェクトメモリ１０２は、デジタル信号プロセッサ１１８によって処理する前に、オーディオ信号のデジタルフォーマットへの変換の必要を取り除いてデジタルのフォーマットにおけるオーディオ警告を蓄える。そのような実施形態において、オーディオのオブジェクトメモリ１０２は、デジタル信号プロセッサ１１８と直接結び付けられる。【００４４】  開示技術のよりさらなる実施形態によると、オーディオ信号のデジタルのフォーマットへの変換の必要を取り除き、ラジオ受信機１０４は、デジタル信号プロセッサ１１８によって処理する前に、デジタルのフォーマットラジオ受信機であるかもしれない。従って、ラジオ受信機１０４は、デジタル信号プロセッサ１１８と直接結び付けられる。【００４５】  開示技術の別の実施形態によると、ヘルメット位置システム１１２は、乗組員のヘルメットと別なので（図示しない）、乗組員視界ラインシステム（図示しない）のため交換できる。従って、乗組員は必ずしもヘルメットを被ることができるわけではないけれども、まだ、開示技術の利点を利用できる。例えば、商業用の航空機乗組員は普通、ヘルメットを被っていない。そのような例において、乗組員視界ラインシステムは、視界ライン情報を提供するために、例えば乗組員ヘッドホーンを経て乗組員の頭を添付できる。【００４６】  図２の概略図に示される乗組員ヘルメット２００は、開示技術のさらなる実施形態に従って構成され、機能する。乗組員ヘルメット２００は、ヘルメットボディ２０２、ヘルメット視界ラインシステム２０４、左チャンネル音再生装置２０６Ｌ、右チャンネル音再生装置（図示しない）及びデータ／オーディオ接続２０８を含む。ヘルメット視界ラインシステム２０４、左チャンネル音再生装置２０６Ｌ、右チャンネル音再生装置及びデータ／オーディオ接続２０８は、ヘルメットボディ２０２に設置されている。データ／オーディオ接続２０８は、ヘルメット視界ラインシステム２０４、左チャンネル音再生装置２０６Ｌ及び右チャンネル音再生装置と結び付けられている。【００４７】  ヘルメット視界ラインシステム２０４、左チャンネル音再生装置２０６Ｌ、右チャンネル再生装置複写機は、図１のヘルメット位置システム１１２、左チャンネル音再生装置１２２及び右チャンネル音再生装置１２４のそれぞれと同様である。ヘルメット視界ラインシステム２０４、左チャンネル音再生装置２０６Ｌ、右チャンネル音再生装置は、データ／オーディオ接続２０８を経た三次元音画像システムの要素（図１のシステム１００の要素と一致）の残りと結び付けられる。【００４８】  図３の概略図に示される航空機３００は、好ましいバーチャルなオーディオのソース位置の例が示される。左翼バーチャルソース位置３０２、右翼バーチャルソース位置３０４、末部バーチャルソース位置３０６、下腹部バーチャルソース位置３０８及びコックピットバーチャルソース位置３１０が航空機３００において示される。一般に、航空機を取り囲んでいるどのような送信ポイントででも、受信ポイントについての位置及び送信ポイントの姿勢のどのような結合でも、デカルト座標、球面座標等を使って定義され得る。左側のエンジン、左側の燃料タンク、左側脅威検出等の左翼要素と関連する警告は、乗組員へのトランスミッションの前で左翼バーチャ��ソース位置３０２を吹き込まれる。よりさらなる例において、乗組員に送信される前に、ラダーコントロール警告、後方の脅威検出、アフターバーナー関連警告等の航空機の後方の部分と関連する警告が末部バーチャルソース位置３０６を吹き込まれる。【００４９】  単に説明されたバーチャルなソース位置が開示技術の原則を説明するために提供された可能なバーチャルなソース位置の例であることが言及される。他のバーチャルなソース位置は必要であるように提供できる。【００５０】  図４の概略図に示される航空機編成４００は、種々の航空機乗組員間のオーディオ信号を伝達するために、ラジオリンクを使う。航空機編成４００は、先頭航空機４０６、右側航空機４０８及び左側航空機４１０を含む。航空機編成４００の航空機は、そこで最初のラジオリンク４０２及び２番目のラジオリンク４０４を経て通信する。先頭航空機４０６と右側航空機４０８は、最初のラジオリンク４０２を経た通信が行われる。先頭航空機４０６と左側航空機４１０は、２番目のラジオリンク４０４を経た通信が行われる。【００５１】  開示技術によると、最初のラジオリンク４０２を経て先頭航空機４０６が右側航空機４０８からラジオトランスミッションを受け取る時、先頭航空機４０６の乗組員に再生される前に、受け取られたラジオトランスミッションが右の後ろ側のバーチャルソース位置を吹き込まれる。別の例において、２番目のラジオリンク４０４を経て左側航空機４１０が先頭航空機４０６からラジオトランスミッションを受け取る時には、左側航空機４１０の乗組員に再生される前に、受け取られたラジオトランスミッションが右前面側のバーチャルソース位置を吹き込まれる。【００５２】  開示技術の原理を説明するために提供された可能な構成とラジオリンクが単に説明されたバーチャルの構成の例であることが言及される。他の構成とラジオリンクは、違うバーチャルソース位置と一致し、必要であるように使用される。【００５３】  図５の概略図に示される視界ラインの大きさに基づく３Ｄオーディオ画像処理は、開示技術のさらなる実施形態に従って動作される。手順５００において、警告指示が受け取られる。警告指示は、誤動作コンポーネント、接近ミサイル等の出来事である。図１を参照して、デジタル信号プロセッサ１１８は、燃料水平インジケータ、着陸装置位置インジケータ、煙インジケータ等、航空機コンポーネント（図示しない）からの警告指示を受け取る。あるいは、警告指示は、ＩＦＦシステム、燃料プレッシャー監視システム、構造の完全性監視システム、レーダーシステム等、搭載された検出システムから受け取られる。【００５４】  例えば、地上施設において、開示技術に従ったアラーム装置は、移動中の人物に保護用としての警告指示を提供する。この場合、アラーム装置は、その人物を監視する警戒信号から保護を終えることができるように、保護の位置に関する移動中の人物（例えば、泥棒）の位置の警戒信号（例えば、静かなアラーム）を提供する。【００５５】  手順５０２において、蓄えられたオーディオ信号及び受け取られた警告指示の警告位置がそれぞれが取り出される。個々の警告指示のために、個々のオーディオ信号及び個々の空間位置が記憶装置に蓄えられる。例えば、右翼の詰まっていたフラップ警告信号は、５００ミリ秒期間で２００ミリ秒間隔の５ｋＨｚのビープ音信号に関連付け、航空機の右上位置と関連付けられる。図１及び図３を参照して、デジタル信号プロセッサ１１８は、航空機３００の左翼の低い燃料タンクのオーディオ信号及び左翼バーチャルソース位置３０２をオーディオオブジェクトメモリ１０２から取り出す。あるいは、帰巣能力ミサイルについての警告が搭載されたレーダーシステムから受け取られる時には、デジタル信号プロセッサ１１８は、オーディオオブジェクトメモリ１０２からオーディオ信号を帰巣能力ミサイル警告のオーディオ信号を取り出す。そのシステムは、ミサイルが来る所の観念をユーザに提供するために適切なＨＲＴＦを選ぶ時に搭載されたレーダーシステムによって提供されるよう、オーディオ信号及びそのミサイル位置間で結合される。【００５６】  手順５０４において、通信オーディオ信号が受け取られる。通信オーディオ信号は、一般に声（例えば、通信ネットワークにおける他人の声）と関連する。図１を参照して、ラジオ受信機１０４は、通信オーディオ信号を受け取る。通信オーディオ信号は、同じ航空機の別の乗組員から、同時に飛んでいる別の航空機から、海上船舶、空気管制官、地上の乗り物等、受信側航空機と関連するしっかりと固定されたソースから、受け取られる。例えば、通信オーディオ信号ソースは、グラウンド力通信ラジオ（航空のサポート）、ＵＨＦラジオシステム、ＶＨＦラジオシステム、衛星通信システム等であり得る。【００５７】  手順５０６において、通信オーディオ信号ソース位置が検出される。検出された位置は、グローバル座標系における話者の位置を定義する。図１を参照して、もし、通信オーディオ信号が同じ航空機乗組員から受け取られるならば、ソース位置システム１１０は、送信側乗組員のヘルメットの位置を検出する。もし、通信オーディオ信号が別の航空機または受信側航空機と関連するしっかりと固定されたソースから受け取られるならば、ソース位置システム１１０は、送信側航空機またはしっかりと固定されたソースの位置を検出する。ソース位置システム１１０は、ＧＰＳシステム、レーダーシステム、ＩＦＦシステム等を使うことによって、または送信ソースからの位置情報を受け取ることによって、送信側航空機またはしっかりと固定されたソースの位置を検出する。【００５８】  手順５０８において、聞き取り位置が検出される。この検出された位置は、聴取者（即ち、乗組員）の耳の位置を定義する。図２を参照して、ヘルメット視界ラインシステム２０４は、ユーザ着用ヘルメット２００の耳の位置を定義するヘルメット２００の位置を検出する。もし、警告指示が受け取られた（手順５００）ならば、ヘルメット視界ラインシステム２０４は、ヘルメット２００の位置及び姿勢（即ち、受信側乗組員の視界ライン）を検出する。もし、通信オーディオ信号が同じ航空機（手順５０４）の別の乗組員から受け取られたならば、ヘルメット視界ラインシステム２０４は、ヘルメット２００の位置及び姿勢を検出する。例えば、乗組員が航空機を検査して移動中の時には、ヘルメット視界ラインシステムは、どのような与えられた瞬間にでも乗組員の位置及び姿勢を検出する。もし、通信オーディオ信号が別の航空機またはしっかりと固定されたソース（手順５０４）から受け取られたならば、受信側航空機の座標系と関連するので、受信側乗組員のヘルメット２００の姿勢だけを検出することがヘルメット視界ラインシステム２０４にとっては十分である。【００５９】  手順５１０において、航空機位置が検出される。検出された位置は、グローバル座標系の航空機位置を定義する。図１を参照して、もし、通信オーディオ信号が航空機（例えば、別の航空機またはしっかりと固定されたソース）のために外部のソースから受け取られたならば、航空機位置システム１１４は、送信側航空機またはしっかりと固定されたソースの位置と関連するので、受信側航空機の位置を検出する。航空機位置システム１１４は、ＧＰＳシステム、慣性のナビゲーション・システム、レーダーシステム等を使って位置を検出する。あるいは、位置情報は、外部のソースから受け取られ得る。【００６０】  手続５１２において、ＨＲＴＦが選ばれます。ＨＲＴＦは、聴取者の耳と送信側ソースとの相対位置に関連して選ばれる。図１を参照して、警告指示が受け取られた（手順５００）ならば、デジタル信号プロセッサ１１８は、受け取られた警告位置（手順５０２）と受信側乗組員の検出された視界ライン（手順５０８）に従って、ＨＲＴＦモデルを選ぶ。もし、通信オーディオ信号が同じ航空機の送信側乗組員から受け取られた（手順５０４）ならば、デジタル信号プロセッサ１１８は、送信側乗組員のヘルメットの検出された位置（手順５０６）及び受信側乗組員の検出された視界ライン（位置及び姿勢）（手順５０８）に従って、ＨＲＴＦモデルを選ぶ。もし、通信オーディオ信号が別の航空機またはしっかりと固定されたソースから受け取られたならば、デジタル信号プロセッサ１１８は、手順５０６において検出された位置、手順５０８において検出された視界ライン及び手順５１０において検出された受信側航空機の位置に従って、ＨＲＴＦモデルを選ぶ。【００６１】  手順５１４において、選ばれたＨＲＴＦは、オーディオ信号に適用されて、従って、複数のオーディオ信号を生み出す。これらのオーディオ信号のそれぞれは、三次元空間の違う位置である。図１を参照して、デジタル信号プロセッサ１１８は、警告指示が受け取られる（手順５００）ために、あるいは通信オーディオ信号が受け取られる（手順５０４）ために、手順５１２において選ばれたＨＲＴＦモデルを適用する。【００６２】  デジタル信号プロセッサ１１８は、左チャンネルオーディオ信号及び右チャンネルオーディオ信号（即ち、立体音響のオーディオ信号）をさらに引き起こす。デジタル信号プロセッサ１１８は、ＤＡコンバータ１２０を経て、左チャンネル音再生装置１２２及び右チャンネル音再生装置１２４への左チャンネルオーディオ信号及び右チャンネルオーディオ信号をそれぞれ提供する。左チャンネル音再生装置１２２及び右チャンネル音再生装置１２４は、左チャンネルオーディオ信号及び右チャンネルオーディオ信号に従って、（手順５１６により）左チャンネル音及び右チャンネル音を引き起こす。【００６３】  左右チャンネルオーディオ信号が種々の頻度を��っている複数の要素を含むことが言及される。これらの要素は、一般に、オリジナルなオーディオ信号にフィルタをかけるために使用されたＨＲＴＦモデルに応じた段階と振幅について（即ち、個々の頻度のためのいくつかのＨＲＴＦ構造について）異なっている。デジタル信号プロセッサが４つの音再生装置のための４チャンネルにおいて４つのオーディオ信号（４チャンネル音）を引き起こすかもしれないし、五つの音再生装置のための五つのチャンネルにおいて五つのオーディオ信号（サラウンド音）を引き起こすかもしれないし、あるいはたくさんの音再生装置のそれぞれのためのいろんなオーディオ信号を引き起こすかもしれない。従って、再生された音は、マルチ次元（即ち、二次元または三次元）であるかもしれない。【００６４】  開示技術のさらなる実施形態において、再生されたオーディオ信号値は、受け取られた信号のために距離特性を示すために変更される。例えば、航空機から種々の距離に位置する２つの検出された脅威は、個々の脅威の距離のそれぞれ異なる値を使って乗組員に発表される。開示技術の他の実施形態において、音源の位置及び姿勢を気付かせるユーザの能力を増強するために、システムは、位置及び姿勢の前もって決定されたセット毎に前もって決定されたエコー・マスクを利用する。開示技術のさらなる実施形態において、トランスミッションの発信者（例えば、話者のアイデンティティーやラジオリンクの機能）に基づいて、受け取られたトランスミッションのためのバーチャルソース位置が選ばれる。従って、乗組員は、吹き込まれたバーチャルソース位置に基づいて、話者またはラジオリンクを識別できる。【００６５】  例えば、管制塔からのトランスミッションが乗組員のすぐ上のバーチャルソース位置を吹き込まれ得るのに対して、任務司令官からのトランスミッションは、乗組員のすぐ後ろのバーチャルソース位置を吹き込まれ得て、乗組員が２本のスピーカーを容易に区別していることを可能にする。別の例において、地上サポートチャンネルを経て受け取られたラジオトランスミッションは、乗組員のすぐ下の空間位置を吹き込まれ得るのに対し、専門の通信チャンネルを経て受け取られた戦術的な通信は、乗組員の右へのバーチャルソース位置を吹き込まれ得る。【００６６】  開示技術の原理を説明するために提供された可能な位置とソースは、ここでは単なる例に過ぎない。他のバーチャルソース位置と通信ソースは、必要に応じて使われ得る。【００６７】  開示技術のさらなる実施形態において、図５に示す方法は、個々の乗組員に固有で構成ＨＲＴＦモデルの予備的な手続をさらに含む。従って、乗組員にオーディオの録音再生にフィルタをかけるために使われたＨＲＴＦモデルは、乗組員がシステムに導入する記憶装置（例えば、個人的なヘルメットと関連付けられる記憶装置）からロードされる。一般にそのようなＨＲＴＦモデルが組み立てられて、必要な時に使われることが言及される。【００６８】  開示技術のさらなる実施形態において、サラウンドスピーカーは、乗組員に対してオーディオ信号を再生するために使われる。空間モデルのそれぞれは、個々のスピーカーの特性及び航空機内の個々の位置及び姿勢と一致する。従って、そのよ���な空間モデルは、スピーカーの数に従って複数のオーディオチャンネルを定義する。しかし、オーディオチャンネルの数は、スピーカーの数より少ないかもしれない。そして、一般にこれらのスピーカーの位置が固定されているので、空間モデルは、乗組員視界ライン（ＬＯＳ）情報に従って選ばれないけれども、スピーカーにより定義されて、取り囲まれたボリュームについてのソースの位置及び姿勢に基づく。乗組員のうちの誰でものためのＬＯＳ情報を必要とせずに、オーディオ信号において航空機のすべての乗組員により聞かれる実施形態が言及される。【００６９】  それの真価が特に、何が知らせられて、ここに、開示技術が上記したものに限定されないのは当業者により認められる。むしろ、開示技術の範囲は、上述した特許請求の範囲だけにより定義される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】  開示技術の実施形態に従って構成され且つ動作する装置の概略図を示す。
【図２】  開示技術の他の実施形態に従って構成され且つ動作する乗組員ヘルメットの概略図を示す。
【図３】  より好ましいバーチャルオーディオ音位置が示される例である航空機の概略図を示す。
【図４】  異なる航空機の乗組員間でオーディオ信号を通信するためにラジオリンクを使う航空機編成の概略図を示す。
【図５】  開示技術のさらなる実施形態に従って動作する、視界ラインの大きさに基づく三次元（３Ｄ）オーディオ画像処理の概略図を示す。
【図１】
2005530647.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年2月8日(2005.2.8)
【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】
最低１つのソースから受け取り、示された入力信号位置と結合した最低１つの入力信号であるマルチ次元の音であって、航空機乗組員によって聞かれるマルチ次元の音を生み出すシステムにおいて、
前記航空機乗組員位置を検出する航空機乗組員位置システムと、
少なくとも多数の空間音モデルを蓄える記憶装置と、
前記航空機乗組員位置システム、前記記憶装置及び前記最低１つのソースと結び付けられるプロセッサであって、前記示された入力信号位置と前記航空機乗組員位置とに従い、前記記憶装置から前記空間音モデルの１つを選んで取り出すプロセッサであって、前記選ばれた空間音モデルをそれぞれが前記最低１つの入力信号であるオーディオ信号に適用し、もって、複数のオーディオチャンネルを生み出すプロセッサと、
前記プロセッサと結び付けられる頭設置された複数の音再生装置であって、互いに関連付けられ、前記オーディオチャンネルのそれぞれ一つに従って音を生み出す頭設置された音再生装置と
を備えてなることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記最低１つの入力信号は、警告指示である請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記最低１つの入力信号は、航空機のコンポーネントの状態である請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記最低１つの入力信号は、送信側ユーザの声である請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記最低１つの入力信号は、ラジオ信号である請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記示された入力信号位置は、前記最低１つの入力信号の、最低１つの好ましい位置である請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記航空機乗組員位置システムは、電磁気の検出システム、光学式の検出システム及びソナーシステムからなるリストから選ばれる請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記航空機乗組員位置システムは、頭設置された機器と結び付けられる請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記頭設置された機器は、ヘルメット、ヘッドホン、ゴーグル及びめがねからなるリストから選ばれる請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記各空間音モデルは、頭関連転送機能である請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記各オーディオチャンネルの相と周波数は、前記空間音モデルの選ばれた一つである請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記各空間音モデルは、前記航空機乗組員からの前記最低１つのソースの距離である請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記空間音モデルは、前記航空機乗組員である請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記各空間音モデルは、前記最低１つの入力信号のソースタイプである請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記航空機乗組員位置システムは、さらに前記プロセッサと結び付けられる航空機位置システムであって、前記航空機の位置を検出する航空機位置システムを備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記航空機のタイプは、飛行機、ヘリコプター、水陸両用機、気球、グライダー、無人の航空機及び宇宙船からなるリストから選ばれる請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記プロセッサと結び付けられるソース位置システムであって、前記示された入力信号位置を検出するソース位置システムをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記プロセッサと結び付けられる信号インターフェイスであって、前記最低１つの入力信号を受け取る信号インターフェイスをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記信号インターフェイスは、前記最低１つの入力信号を多重通信式にする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記プロセッサと結び付けられるラジオ受信機であって、前記最低１つの入力信号を受け取るラジオ受信機をさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記プロセッサと結び付けられるオーディオオブジェクトメモリであって、前記示された入力信号位置であり、前記最低１つの入力信号であるアラーム状態とである示された情報を含むオーディオオブジェクトメモリをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項２２】
前記プロセッサと結び付けられるマルチチャンネルＡＤコンバータであって、前記最低１つの入力信号をアナログフォーマットからデジタルフォーマットに変換するＡＤコンバータをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記プロセッサ及び前記頭設置された複数の音再生装置と結び付けられるＤＡコンバータであって、前記プロセッサから受け取った信号をデジタルフォーマットからアナログフォーマットに変換するＤＡコンバータをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記示された入力信号は、前記航空機乗組員位置と関連して定義される請求項１に記載のシステム。
【請求項２５】
航空機乗組員によって聞かれるマルチ次元の音を生み出す方法において、
航空機乗組員の聞き取り位置を検出し、
前記検出された聞き取り位置及び示されたオーディオ信号位置に従って空間音モデルを選び、
前記選ばれた空間音モデルをオーディオ信号に適用して複数のオーディオ信号を生み出し、
前記オーディオ信号に従い、頭設置された複数の音再生装置によって前記マルチチャンネルの音を生み出す
ことを特徴とする方法。
【請求項２６】
前記オーディオ信号と前記示されたオーディオ信号位置とを記憶装置から取り出す予備的な手順をさらに備える請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記入力信号を受け取る予備的な手順をさらに備える請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記示されたオーディオ信号位置を検出する予備的な手順をさらに備える請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記オーディオ信号を受け取る予備的な手順をさらに備える請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記選択手順の前に、航空機の位置を検出する予備的な手順をさらに備える請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
前記選択手順は、前記聞き取り位置と前記示されたオーディオ信号位置との間で前記検出された聞き取り位置に従って実行される請求項２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記選択手順は、前記検出された聞き取り位置と前記オーディオ信号のソースタイプとに従って実行される請求項２５に記載の方法。
【請求項３３】
前記選択手順は、前記航空機乗組員の聞き取り特性に従って実行される請求項２５に記載の方法。
【請求項３４】
前記選択手順は、前記示されたオーディオ信号位置とより好ましい前記オーディオ信号位置とを関連付ける副手順を備える請求項２５に記載の方法。
【請求項３５】
前記選択手順は、前記各オーディオ信号の相及び周波数と前記選択された空間音モデルとを関連付ける副手順を備える請求項２５に記載の方法。
【請求項３６】
前記適用手順の前に、前記オーディオ信号をアナログフォーマットからデジタルフォーマットに変換する手順をさらに備える請求項２５に記載の方法。
【請求項３７】
前記適用手順の前に、前記オーディオ信号をデジタルフォーマットからアナログフォーマットに変換する手順をさらに備える請求項２５に記載の方法。
【請求項３８】
最低１つのソースから受け取り、示された入力信号位置と結合した最低１つの入力信号であるマルチ次元の音を航空機において生み出すシステムにおいて、
少なくとも多数の空間音モデルを蓄える記憶装置と、
前記記憶装置及び前記最低１つのソースと結び付けられるプロセッサであって、前記示された入力信号位置に従い、前記記憶装置から前記空間音モデルの１つを選んで取り出すプロセッサであって、前記選ばれた空間音モデルをそれぞれが前記最低１つの入力信号であるオーディオ信号に適用し、もって、複数のオーディオチャンネルを生み出すプロセッサと、
前記プロセッサと結び付けられ、しっかりと固定された位置に置かれる複数の音再生装置であって、互いに関連付けられ、前記オーディオチャンネルのそれぞれ一つに従って音を生み出す音再生装置と
前記プロセッサと結び付けられ、最低１つの入力信号を受け取る信号インターフェイスと
を備えてなることを特徴とするシステム。
【請求項３９】
前記最低１つの入力信号は、警告指示である請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
前記最低１つの入力信号は、前記航空機のコンポーネントの状態である請求項３８に記載のシステム。
【請求項４１】
前記最低１つの入力信号は、送信側ユーザの声である請求項３８に記載のシステム。
【請求項４２】
前記最低１つの入力信号は、ラジオ信号である請求項３８に記載のシステム。
【請求項４３】
前記示された入力信号位置は、前記最低１つの入力信号の、最低１つの好ましい位置である請求項３８に記載のシステム。
【請求項４４】
前記各空間音モデルは、前記最低１つの入力信号のソースタイプである請求項３８に記載のシステム。
【請求項４５】
前記各空間音モデルは、前記航空機からの前記最低１つのソースの距離である請求項３８に記載のシステム。
【請求項４６】
前記プロセッサと結び付けられるソース位置システムであって、前記示された入力信号位置を検出するソース位置システムをさらに備える請求項３８に記載のシステム。
【請求項４７】
前記信号インターフェイスは、前記最低１つの入力信号を多重通信式にする請求項３８に記載のシステム。
【請求項４８】
前記プロセッサと結び付けられるラジオ受信機であって、前記最低１つの入力信号を受け取るラジオ受信機をさらに備える請求項３８に記載のシステム。
【請求項４９】
前記プロセッサと結び付けられるオーディオオブジェクトメモリであって、前記示された入力信号位置であり、前記最低１つの入力信号であるアラーム状態とである示された情報を含むオーディオオブジェクトメモリをさらに備える請求項３８に記載のシステム。
【請求項５０】
前記プロセッサと結び付けられるマルチチャンネルＡＤコンバータであって、前記最低１つの入力信号をアナログフォーマットからデジタルフォーマットに変換するＡＤコンバータをさらに備える請求項３８に記載のシステム。
【請求項５１】
前記プロセッサ及び前記音再生装置と結び付けられるＤＡコンバータであって、前記プロセッサから受け取った信号をデジタルフォーマットからアナログフォーマットに変換するＤＡコンバータをさらに備える請求項３８に記載のシステム。
【請求項５２】
前記プロセッサと結びつけられる航空機位置システムであって、前記航空機の位置を検出する航空機位置システムをさらに備える請求項３８に記載のシステム。
【請求項５３】
前記プロセッサは、前記音再生装置の位置及びタイプに従って、前記記憶装置から前記選ばれた空間音モデルを取り出す請求項３８に記載のシステム。
【請求項５４】
上記や何れの図面にも実質的に記載されている請求項１〜２４，３８〜５３の何れか１項に記載のシステム。
【請求項５５】
上記や何れの図面にも実質的に記載されている請求項２５〜３７の何れか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
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