(57)【要約】本発明は音場を表す方法に関する。発明の方法は、前記音場（Ｐ）にさらされる１又は複数の単純なセンサ（２ｎ）を備える取得手段（１）によって送出される測定信号（ｃｎ）を取得することを含むステップを含む。本発明は、前述の取得手段（１）の少なくとも構造的特性を表す符号化フィルタを決定することを含むステップと、時間にわたって及び３次元空間においての音場（Ｐ）の有限数の表現のための係数を決定するために、前記符号化フィルタを測定信号（ｃｎ）に適用することによって、測定信号（ｃｎ）が処理されるステップとを備え、前記係数が、取得手段（１）の特性から実質的に独立している音場（Ｐ）の表現を生成するために使用されることを特徴とする。
2005531016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音場（Ｐ）にさらされる１又は複数の基本センサ（２ｎ）を含む取得手段（１）によって出される測定信号（ｃｎ）を取得することを含むステップを含む、前記音場を表す方法であって、
前記取得手段（１）の少なくとも構造的特性を表す符号化フィルタを決定することを含むステップ（３０）と、
時間にわたって及び３次元空間において前記音場（Ｐ）を表す有限数の係数を決定するために、前記符号化フィルタを前記測定信号（ｃｎ）に適用することによって前記測定信号（ｃｎ）を処理することを含むステップ（４０）であって、前記係数が、前記取得手段（１）の前記特性から実質的に独立している前記音場（Ｐ）の表現が得られることを可能にする、ステップ（４０）と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記構造的特性が、少なくとも、前記取得手段（１）の所定の基準点（４）に対しての前記基本センサ（２ｎ）の位置特性を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１又は２の何れかに記載の方法であって、前記符号化フィルタが前記取得手段（１）の電気音響的特性も表す、ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、前記電気音響的特性が、少なくとも、前記基本センサ（２ｎ）の固有の電気音響的な取得能力に関する特性を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかに記載の方法であって、前記音場（Ｐ）の表現が得られることを可能にする前記係数が、フーリエ−ベッセル係数として知られているもの及び／又はフーリエ−ベッセル係数の１次結合である、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れかに記載の方法であって、前記符号化フィルタを決定することを含む前記ステップ（３０）が、
前記取得手段（１）の前記取得能力を表すサンプリング行列（Ｂ）を決定することを含むサブステップ（３２）と、
前記取得手段（１）を形成する前記基本センサ（２ｎ）によって出される前記測定信号（ｃｎ）間の類似性を表す相互相関行列（Ａ）を決定することを含むサブステップ（３４）と、
前記サンプリング行列（Ｂ）、前記相互相関行列（Ａ）、及び、前記音場の表現の忠実性と前記取得手段（１）に起因する前記バックグラウンド・ノイズの最小化との間の望ましい妥協を表すパラメータ（μ（ｆ））から、符号化行列（Ｅ（ｆ）；Ｅ）を決定することを含むサブステップ（３６）であって、前記符号化行列が前記符号化フィルタを表す、サブステップ（３６）と
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、前記行列を決定することを含む前記サブステップが、有限数の動作周波数に対して実行される、ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項６又は７の何れかに記載の方法であって、前記サンプリング行列（Ｂ）を決定することを含む前記ステップ（３２）が、前記取得手段（１）を形成する前記基本センサ（２ｎ）のそれぞれに対して、
−  前記取得手段（１）の中心（４）に対しての前記センサ（２ｎ）の位置を表すパラメータ
【数１】
2005531016.tif 000052
及び／又は
−  前記センサ（２ｎ）の前記取得能力を表す有限数の係数（Ｂｎ，ｌ，ｍ（ｆ））
から実行される、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、前記サンプリング行列（Ｂ）を決定することを含む前記ステップが、以下のパラメータ、
−  すべて又は幾つかの前記センサ（２ｎ）の周波数応答を表すパラメータ（Ｈｎ（ｆ））と、
−  すべて又は幾つかの前記センサ（２ｎ）の指向性ダイアグラムを表すパラメータ（ｄｎ（ｆ））と、
−  すべて又は幾つかの前記センサ（２ｎ）の方向、即ち、それらの最大感度方向を表すパラメータ（αｎ（ｆ））と、
−  すべて又は幾つかの前記センサ（２ｎ）のバックグラウンド・ノイズのパワー・スペクトル密度を表すパラメータ（σ２ｎ（ｆ））と、
−  前記表現が行われるオーダーを指定するパラメータ（Ｌ（ｆ））と、
−  係数のリストを表すパラメータ（｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ））であって、それらの次数が、（Ｐ）で表される前記音場における対応する係数の次数と等しくならねばならない、パラメータ（｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ））と
のうちの少なくとも１つのパラメータからも実行される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れかに記載の方法であって、前記符号化フィルタを決定することを含む前記ステップ（３０）において用いられる前記パラメータのすべて又は幾つかが出されることを可能にする校正ステップ（２０）を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記校正ステップ（２０）が、前記取得手段（１）を形成する前記基本センサ（２ｎ）の少なくとも１つに対して、
−  前記少なくとも１つのセンサ（２ｎ）の取得能力を表す信号を取得することを含むサブステップ（２４）と、
−  前記少なくとも１つのセンサ（２ｎ）の電気音響的及び／又は構造的特性を表すパラメータを決定することを含むサブステップ（２８）と
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記校正ステップ（２０）が、
−  前記少なくとも１つのセンサ（２ｎ）へ向けて特定の音場を発することを含むサブステップ（２２）であって、前記取得サブステップ（２４）が、前記特定の音場に前記センサ（２ｎ）がさらされたときに前記センサ（２ｎ）によって出される信号を取得することに対応する、サブステップ（２２）と、
−  前記センサ（２ｎ）の電気音響的及び／又は構造的特性を表すパラメータを決定することを含む前記サブステップ（２８）が実行されることを可能にするために、有限数の係数において前記特定の音場をモデリングすることを含むサブステップ（２６）と
を更に含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１０ないし１２の何れかに記載の方法であって、前記校正ステップ（２０）が、前記取得手段（１）を形成する前記センサ（２ｎ）の前記電気音響的および構造的特性を表す有限数の信号を受け取ることを含むサブステップであって、前記信号が、前記取得手段（１）の前記電気音響的及び／又は構造的特性を決定することを含む前記サブステップの間に直接に使用される、サブステップを含む、ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１ないし１３の何れかに記載の方法であって、前記符号化フィルタを決定することを含む前記ステップ（３０）の間に用いられる前記パラメータのすべて又は幾つかが決定されることを可能にする入力ステップ（１０）を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
プログラムがコンピュータで実行される場合の、請求項１ないし１４の何れかに記載の前記方法の前記ステップを実施するためのプログラム・コード命令を含むコンピュータ・プログラム。
【請求項１６】
少なくとも１つのオペレーション・プロセッサと不揮発性メモリ・エレメントとを含むタイプの移動可能な支持体であって、前記プロセッサが前記プログラムを実行する場合に、前記メモリが、請求項１ないし１４の何れかに記載の方法のステップを実施するコード命令を含むプログラムを含む、ことを特徴とする支持体。
【請求項１７】
音場（Ｐ）にさらされたときに測定信号（ｃｎ）を出す１又は複数の基本センサ（２ｎ）を含む取得手段（１）に結合可能な、音場を表す装置であって、時間にわたって及び３次元空間において前記音場（Ｐ）を表す有限数の係数を含む信号（ＳＩＦＢ）を出すために、前記取得手段（１）の少なくとも構造的特性を表す符号化フィルタをこれらの測定信号（ｃｎ）に適用することによって前記測定信号（ｃｎ）を処理するモジュール（５９）を含み、前記係数が、前記取得手段（１）の前記特性から実質的に独立した前記音場（Ｐ）の表現が得られることを可能にする、ことを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の装置であって、前記符号化フィルタが、前記取得手段（１）の電気音響的特性も表すことを特徴とする、装置。
【請求項１９】
請求項１７又は１８の何れかに記載の装置であって、前記取得手段（１）の構造的及び／又は電気音響的特性を表す前記符号化フィルタを決定する手段（５２）を更に含むことを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の装置であって、符号化フィルタを決定する前記手段（５２）が、入力で、以下のパラメータ、
−  すべて又は幾つかの前記センサ（２ｎ）の前記取得手段（１）の中心に対しての位置を表すパラメータ
【数２】
2005531016.tif 000053
と、
−  すべて又は幾つかの前記センサ（２ｎ）の取得能力を表す有限数の係数（Ｂｎ，ｌ，ｍ（ｆ））と、
−  すべて又は幾つかの前記センサ（２ｎ）の前記周波数応答を表すパラメータ（Ｈｎ（ｆ））と、
−  すべて又は幾つかの前記センサ（２ｎ）の指向性パターンを表すパラメータ（ｄｎ（ｆ））と、
−  すべて又は幾つかの前記センサ（２ｎ）の方向、即ち、それらの最大感度方向を表すパラメータ（αｎ（ｆ））と、
−  すべて又は幾つかの前記センサ（２ｎ）のバックグラウンド・ノイズのパワー・スペクトル密度を表すパラメータ（σ２ｎ（ｆ））と、
−  前記音場の表現の忠実性と前記取得手段（１）に起因するバックグラウンド・ノイズの最小化との間の望ましい妥協を表すパラメータ（μ（ｆ））と、
−  符号化が行われるオーダーを指定するパラメータ（Ｌ（ｆ））と、
−  係数のリストを表すパラメータ（｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ））であって、それらの次数が、（Ｐ）で表される前記音場における対応する係数の次数に等しくならねばならない、パラメータ（｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ））と
のうちの少なくとも１つを受け取る、
ことを特徴とする装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の装置であって、符号化フィルタを決定する前記手段（５２）によって受け取られるすべて又は幾つかのパラメータを決定する手段（６０）と関連し、該手段（６０）が以下のエレメント、
−  パラメータを入力する手段（６２）、及び／又は
−  校正手段（６４）
のうちの少なくとも一つを含む、
ことを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項１７ないし２１の何れかに記載の装置であって、前記測定信号（ｃ１ないしｃＮ）を、対応するフォーマットされた信号（ＳＩ）を出すために、フォーマットする手段（５１）に関連することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取得手段から発せられる信号から音場を表す方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音環境を取得し、それを表す現行の方法及び装置は、取得手段に基づくモデルを使用しているが、これは、特にこれらの取得手段の電気音響的及び／又は構造的特性を考慮すると物理的に実行不可能である。
【０００３】
例えば、取得手段は、特定の空間位置に配置され、固有の電気音響的取得特性をもつ１組の測定エレメント又は基本センサを含む。
現行のシステムは、基本センサの物理的配置及び電気音響的特性などのような、取得手段の構造的特性によって制限され、低下した音環境の表現が得られる。
【０００４】
例えば、「アンビソニック」という用語に含まれるシステムは、複数の基本センサを含む取得手段の中心に関する音源の方向だけを考慮し、結果として取得手段はポイント・マイクロフォンと等価になる。
【０００５】
しかし、基本センサのすべてを単一の点に配置できないことが、このシステムの効率を制限する。
更に、これらのシステムは仮想的な源をモデル化することによって音環境を表すものであり、中心の周りの仮想的な源の角度分布は、理論的には、このタイプの音環境が得られることを可能にする。
【０００６】
しかし、高い指向特性をもつ基本センサを入手できないので、これらのシステムを、球面調和関数のベースとして知られる数学的ベースでは「次数１」として一般に知られる表現精度のレベルに制限する。
【０００７】
特許出願番号ＷＯ−０１−５８２０９に開示された方法及び取得装置を使用するような他のシステムでは、取得は、取得される音環境を表す情報の平面における測定値に基づいている。
【０００８】
しかし、これらのシステムは、円状に配置される必要がある最適の基本センサに基づくモデルを使用するものであり、センサのバックグラウンド・ノイズのかなり大きな増幅をもたらす。
【０００９】
従って、これらのシステムは、固有のバックグラウンド・ノイズが極めて低いセンサを必要とし、従って実施不可能である。
更に、これらのシステムでは、音環境は２次元モデルによってのみ表現され、これは、実際の音特性の大幅な及び縮小した近似を伴う。
【００１０】
従って、現行のシステムによって作られる音環境の表現は不完全で、品質が低下しており、忠実な表現を得ること可能にするシステムはない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、取得手段の特性から実質的に独立して音場の表現を行う方法及び装置を提供することによって、この問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、音場にさらされる１又は複数の基本センサを含む取得手段によって出される測定信号の取得を含むステップを含む、音場を表す方法であって、
前記取得手段の少なくとも構造的特性を表す符号化フィルタの決定を含むステップと、
時間にわたり且つ３次元空間において前記音場を表す有限数の係数を決定するために、前記符号化フィルタを前記測定信号へ適用することによる、前記測定信号の処理を含むステップであって、前記係数が、前記取得手段の特性から実質的に独立して前記音場の表現が得られることを可能にする、ステップと
を含むことを特徴とする方法に関する。
【００１３】
他の特性によれば、
前記構造的特性が、前記取得手段の所定の基準点に関する前記基本センサの少なくとも位置特性を含み、
符号化フィルタが、前記取得手段の電気音響的特性も表すものであり、
前記電気音響的特性が、少なくとも、前記基本センサの固有の電気音響的取得能力に関する特性を含み、
音場の表現を得ることを可能にする係数が、フーリエ−ベッセル係数として知られているもの、及び／又はフーリエ−ベッセル係数の１次結合であり、
符号化フィルタを決定することを含むステップが、
前記取得手段の取得能力を表すサンプリング行列の決定を含むサブステップと、
前記取得手段を形成する基本センサによって発せられた前記測定信号の間の類似性を表す相互相関行列の決定を含むサブステップと、
前記サンプリング行列、前記相互相関行列、および、音場の表現の忠実性と取得手段が原因のバックグラウンド・ノイズの最小化との間の望ましい妥協を表すパラメータからの、符号化行列の決定を含むサブステップであって、前記符号化行列が前記符号化フィルタを表すものである、サブステップと
を含み、
行列の決定を含むサブステップが、有限数の動作周波数に対して実行され、
サンプリング行列の決定を含むステップが、前記取得手段を形成する前記基本センサのそれぞれに対して、
前記取得手段の中心に対しての前記センサの位置を表すパラメータから、及び／又は
前記センサの取得能力を表す有限数の係数から、
実行され、
サンプリング行列（Ｂ）の決定を含むステップが、以下のパラメータ、即ち、
すべて又は幾つかのセンサの周波数応答を表すパラメータと、
すべて又は幾つかのセンサの指向性パターンを表すパラメータと、
すべて又は幾つかのセンサの方向、即ち、それらの最大感度方向を表すパラメータと、
すべて又は幾つかのセンサのバックグラウンド・ノイズのパワー・スペクトル密度を表すパラメータと、
表現が行われるオーダーを指定するパラメータと、
係数のリストを表すパラメータであって、それらの次数が、表現される音場内の対応する係数の次数に等しくならねばならない、パラメータと
のうちの少なくとも１つのパラメータからも実行されるものであり、
本発明の方法は、符号化フィルタの決定を含む前記ステップに使われるパラメータのすべて又は幾つかが出されることを可能にする校正ステップを含み、
校正ステップが、前記取得手段を形成する前記基本センサの少なくとも１つに対して、
前記少なくとも１つのセンサの取得能力を表す信号の取得を含むサブステップと、
前記少なくとも１つのセンサの電気音響的及び／又は構造的特性を表すパラメータの決定を含むサブステップと
を含み、
校正ステップが、
前記少なくとも１つのセンサへ向けての特定の音場の放出を含むサブステップであって、前記取得のサブステップが、前記特定の音場にこのセンサがさらされたときに、このセンサによって出される信号の取得に対応するものである、サブステップと、
センサの電気音響的及び／又は構造的特性を表すパラメータの決定を含む前記サブステップが実行されることを可能にするために、有限数の係数での前記特定の音場のモデリングを含むサブステップと
を更に含み、
前記校正ステップが、前記取得手段を形成する前記センサの電気音響的および構造的特性を表す有限数の信号を受けることを含むサブステップを含み、前記信号が、前記取得手段の電気音響的及び／又は構造的特性の決定を含む前記サブステップの間に直接に使用されるものであり、
本発明の方法は、符号化フィルタの決定を含む前記ステップの間に使われるパラメータのすべて又は幾つかが決定されることを可能にする入力ステップを含む。
【００１４】
本発明は、プログラムがコンピュータ上で実行されるとき、上述の方法のステップを実現するためのプログラム・コード命令を含むコンピュータ・プログラムにも関する。
本発明はまた、少なくとも１つのオペレーション・プロセッサと不揮発性メモリ・エレメントとを含むタイプの移動可能な支持体に関連し、前記メモリが、前記プロセッサが前記プログラムを実行するときに前述の方法のステップを実現するコード命令を含むプログラムを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明はまた、音場にさらされたときに測定信号を出す１又は複数の基本センサを含む取得手段へ結合可能な、音場を表す装置に関連するものであり、この装置が、測定信号を処理するモジュールを含み、この処理は、時間にわたり且つ３次元空間において前記音場を表す有限数の係数を含む信号を出すために、前記取得手段の少なくとも構造的特性を表す符号化フィルタをそれらの測定信号に適用することによってなされるものであり、前記係数が、前記取得手段の特性から実質的に独立して前記音場の表現が得られることを可能にすることを特徴とする。
【００１６】
本発明の他の特性によれば、
符号化フィルタが、前記取得手段の電気音響的特性も表現し、
本発明が、前記取得手段の構造的及び／又は電気音響的特性を表す前記符号化フィルタを決定する手段を更に含み、
符号化フィルタを決定する前記手段が入力で、以下のパラメータ、即ち、
すべて又は幾つかのセンサの、前記取得手段の中心に対しての位置を表すパラメータと、
すべて又は幾つかのセンサの取得能力を表す有限数の係数と、
すべて又は幾つかのセンサの周波数応答を表すパラメータと、
すべて又は幾つかのセンサの指向性パターンを表すパラメータと、
すべて又は幾つかのセンサの方向、即ち、それらの最大感度方向を表すパラメータと、
すべて又は幾つかのセンサのバックグラウンド・ノイズのパワー・スペクトル密度を表すパラメータと、
音場の表現の忠実性と、取得手段に起因するバックグラウンド・ノイズの最小化との間の望ましい妥協を表すパラメータと、
符号化が行われるオーダーを指定するパラメータと、
係数のリストを表すパラメータであって、それらの次数が、表現される音場内の対応する係数の次数に等しくならねばならない、パラメータと
の少なくとも１つを受け取るものであり、
本発明は、符号化フィルタを決定する前記手段によって受けられるすべて又は幾つかのパラメータを決定する手段と関連し、この手段は、以下のエレメント、即ち、
パラメータを入力する手段、及び／又は
校正手段
の少なくとも１つを含むものであり、
本発明は、前記測定信号を、対応するフォーマットされた信号を出すために、フォーマットする手段に関連する。
【００１７】
本発明のより一層の理解が、例として記載された以下の説明を添付の図面と関連して読むことによって、容易となるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は従来の球状の参照図を示し、従って、本文で参照される座標系を明らかにする。
この参照図は、原点Ｏをもち、３本の軸（ＯＸ）、（ＯＹ）及び（ＯＺ）を含む直交系の参照図である。
【００１９】
この参照図では、
【００２０】
【数１】
2005531016.tif 000003
【００２１】
で表される位置は、その球座標（ｒ，θ，φ）によって記述され、ｒが原点Ｏに関する距離、θが垂直面における方位、φが水平面における方位を表す。
このタイプの参照図では、ｐ（ｒ，θ，φ，ｔ）で表される音圧が各点および各時点ｔで定義される場合に音場が知られるものであり、ｐ（ｒ，θ，φ，ｔ）のフーリエ変換はＰ（ｒ，θ，φ，ｆ）で表され、ここでｆは周波数である。
【００２２】
本発明の方法は時空間関数の使用に基づいており、任意の音場を、時間にわたって及び３次元空間において記述されることを可能にする。
記載された実施形態では、これらの関数は、第１種の球フーリエ−ベッセル関数として知られているものであり、今後はフーリエ−ベッセル関数と呼ぶ。
【００２３】
源と障害物のないゾーンでは、フーリエ−ベッセル関数は、波動方程式の解に対応し、このゾーンの外部に位置する源によって作られた音場のすべてを生成する基底を形成する。
【００２４】
従って、任意の３次元の音場は、逆フーリエ−ベッセル変換の式に従ったフーリエ−ベッセル関数の１次結合で表すことができ、それは、
【００２５】
【数２】
2005531016.tif 000004
【００２６】
のように表される。
この式で、項Ｐｌ，ｍ（ｆ）は場ｐ（ｒ，θ，φ，ｔ）のフーリエ−ベッセル係数として定義され、ｋ＝２πｆ／ｃであり、ｃは空気中の音の速さ（３４０ｍｓ−１）であり、ｊｌ（ｋｒ）は、オーダーｌの第１種の球ベッセル関数であり、
【００２７】
【数３】
2005531016.tif 000005
【００２８】
により定義されるものであり、この式でＪν（ｘ）はオーダーνの第１種のベッセル関数であり、ｙｌｍ（θ，φ）はオーダーｌおよび項ｍの実数の球面調和関数であり、ｍは−ｌからｌまで変わるものであり、下記の式
【００２９】
【数４】
2005531016.tif 000006
【００３０】
により定義され、この式では、
【００３１】
【数５】
2005531016.tif 000007
【００３２】
である。
この式において、ｐｌｍ（ｘ）は、
【００３３】
【数６】
2005531016.tif 000008
【００３４】
により定義される関連するルジャンドル関数であり、Ｐｌ（ｘ）は
【００３５】
【数７】
2005531016.tif 000009
【００３６】
ににより定義されるルジャンドル多項式である。
フーリエ−ベッセル係数は、係数Ｐｌ，ｍ（ｆ）の時間の逆フーリエ変換に対応する係数ｐｌ，ｍ（ｔ）によって、時間領域でも表される。
【００３７】
他の実施形態では、音場は関数ベースで分解され、関数のそれぞれがフーリエ−ベッセル関数の潜在的に無限の１次結合で表される。
図２は、Ｎ個の基本センサ２１ないし２Ｎを含む取得手段１を概略的に示す。
【００３８】
これらの基本センサは、取得手段１の中心として示された所定の点４の周りの空間の特定の点に配置される。
従って、各基本センサの位置は、取得手段１の中心４を中心としての図１に関して表されたような球状の参照図において、空間で表すことができる。
【００３９】
音場Ｐにさらされたとき、取得手段１の各センサ２ｎは、音場Ｐ内でセンサによって行われた測定値に対応する測定信号ｃｎを発する。
従って、取得手段１は、取得手段１による音場Ｐの測定信号である複数の信号ｃ１ないしｃＮを出す。
【００４０】
従って、取得手段１によって出されるこれら測定信号ｃ１ないしｃＮは、基本センサ２１ないし２Ｎの取得能力に直接関係する。
図３は、本発明の方法の全体のフローチャートを示す。
【００４１】
方法は、パラメータの入力を含むステップ１０、及び取得手段の校正を含むステップ２０から始まり、これらは、取得手段１の構造的及び／又は電気音響的な特性を表す１組のパラメータが定義されることを可能にする。
【００４２】
幾つかのパラメータ、特に電気音響的特性を表すパラメータは、周波数に依存する。
図４を参照してより詳細に説明する入力ステップ１０及び校正ステップ２０は、同時に又は任意の順序で実行されることができる。
【００４３】
同様に、本発明の方法は、入力ステップ１０だけを含むことができる。
入力ステップ１０及び校正ステップ２０は、１又は複数のセンサに対して以下のパラメータ、即ち、
−  極座標（ｒｎ，θｎ，φｎ）で表される、取得手段１の中心４に関するセンサ２ｎの位置を表すパラメータ
【００４４】
【数８】
2005531016.tif 000010
【００４５】
と、
−  ０と１の間の任意の値をとることができ、センサ２ｎの指向性を全方向性及び２方向性のダイアグラムの組合せによって記述することを可能にする、センサ２ｎの指向性ダイアグラムを表すパラメータｄｎ（ｆ）であって、
ｄｎ（ｆ）＝０の場合、センサは全方向性であり、
ｄｎ（ｆ）＝１／２の場合、センサはカルジオイドであり、
ｄｎ（ｆ）＝１の場合、２方向性である
ｄｎ（ｆ）パラメータと、
−  角度の対（θｎα,φｎα）（ｆ）によって与えられるセンサ２ｎの方向、即ち、その最大感度方向を表すパラメータαｎ（ｆ）と、
−  方向αｎ（ｆ）における、各周波数ｆ毎の、センサ２ｎの感度に対応する、センサ２ｎの周波数応答を表すパラメータＨｎ（ｆ）と、
−  センサ２ｎのバックグラウンド・ノイズのパワー・スペクトル密度を表すパラメータσ２ｎ（ｆ）と、
−  センサ２ｎの取得能力、即ち、センサ２ｎが音場Ｐで情報を集める様式を表すパラメータＢｎ，ｌ，ｍ（ｆ）であって、従って、各Ｂｎ，ｌ，ｍ（ｆ）が、センサの取得能力、特に、空間における位置を表し、Ｂｎ，ｌ，ｍ（ｆ）の全体が、取得手段１によって実行される音場Ｐのサンプリングを表すものである、パラメータＢｎ，ｌ，ｍ（ｆ）と、
−  音場Ｐの表現の忠実性と、センサ２１ないし２Ｎにより発生させられたバックグラウンド・ノイズの最小化との間の妥協を指定するパラメータμ（ｆ）であって、０と１の間のすべての値をとることができ、
μ（ｆ）＝０の場合、バックグラウンド・ノイズが最小であり、
μ（ｆ）＝１の場合、空間品質が最大である
パラメータμ（ｆ）と、
−  表現が行われるオーダーを指定するパラメータＬ（ｆ）と、
−  係数のリストを表すパラメータ｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）であって、それらの次数が、表現される音場における対応する前記係数の次数に等しくならねばならない、パラメータ（｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ））と
の全て又は幾つかを決定することを可能にする。
【００４６】
簡素化された実施形態では、記載されたパラメータのすべて又は幾つかは、周波数から独立していると考えられる。
パラメータμ（ｆ）、Ｌ（ｆ）及び｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）は、測定信号ｃ１ないしｃＮからの、音場Ｐの時空間情報の最適な抽出を可能にする最適化戦略を表し、入力ステップ１０の間に入力される。他のパラメータは、入力ステップ１０の間に入力されるか、又は校正ステップ２０の間に決定される。
【００４７】
簡素化された実施形態では、本発明の方法は、パラメータμ（ｆ），Ｌ（ｆ）および全てのパラメータ
【００４８】
【数９】
2005531016.tif 000011
【００４９】
又は全てのパラメータＢｎ，ｌ，ｍ（ｆ）又はパラメータ
【００５０】
【数１０】
2005531016.tif 000012
【００５１】
とＢｎ，ｌ，ｍ（ｆ）との組み合わせでのみ実行され、従って、基本センサ２ｎに対して少なくとも１つのパラメータがある。
もちろん、すべての又は幾つかの使用されるパラメータは、メモリ又は専用装置から出すことができ、オペレータは、これらと同等の処理を、記載したような直接入力ステップ１０により行うことができる。
【００５２】
入力ステップ１０及び／又は校正ステップ２０に続いて、この方法は、取得手段１の、少なくとも構造的特性を、そして好適には電気音響的特性を表す符号化フィルタの決定を含むステップ３０を含む。
【００５３】
図５に関してより詳細に説明するステップ３０は、入力ステップ１０及び／又は校正ステップ２０の間に決定されたすべてのパラメータが考慮に入れられることを可能にする。
従って、これらの符号化フィルタは、取得手段１の基準点４に関する基本センサ２ｎの少なくとも位置特性を表す。
【００５４】
有利には、これらのフィルタは取得手段１の他の構造的特性も表し、それらは、例えば、基本センサ２１ないし２Ｎの方向や相互の影響、それらの電気音響的能力、そして、特に、それらのバックグラウンド・ノイズ、指向性ダイアグラム、周波数応答などである。
【００５５】
ステップ３０の最後で得られる符号化フィルタは保管されることができ、従って、ステップ１０、２０及び３０は取得手段１又は最適化戦略の変更の場合にのみ繰り返される。
これらの符号化フィルタは、基本センサ２１ないし２Ｎから導出された信号ｃ１ないしｃＮの処理を含むステップ４０の間に、適用される。
【００５６】
この処理は、信号のフィルタリング及びフィルタリングされた信号の結合を伴う。
符号化フィルタを測定信号に適用することによる測定信号の処理を含むステップ４０に続いて、時間にわって及び３次元空間において音場Ｐを表す有限数の係数が出される。
【００５７】
これらの係数はフーリエ−ベッセル係数として知られているものであり、Ｐｌ，ｍ（ｆ）で表され、取得手段１の特性から実質的に独立した音場Ｐの表現に対応する。
従って、本発明の方法は、どのような取得手段が使われても、その時間的および空間的特性が転写される音場の忠実な表現を可能にするものとしてみえる。
【００５８】
図４は校正ステップ２０の実施形態のフローチャートを示す。
この実施形態では、校正ステップ２０は、取得手段１の取得能力を表す係数Ｂｎ，ｌ，ｍ（ｆ）が、直接決定されることを可能にする。
【００５９】
このステップ２０は、取得手段１へ向けた特定の音場を出すこと含むサブステップ２２、及び出された音場にさらされた取得手段１による測定信号の取得を含むサブステップ２４から始まる。
【００６０】
これらのサブステップ２２及び２４は、複数Ｑの特定の異なる場に対して繰り返され、特定の音場を発生させる手段及び取得手段１を転置及び／又は回転させる手段を必要とする。
【００６１】
例えば、校正ステップ２０は、平坦な周波数応答をもつ点ラウド・スピーカであると想定される固定ラウド・スピーカだけを含む音場を発生させる手段を使って実行され、ラウド・スピーカ及び取得手段１は無響の環境に配置される。
【００６２】
それぞれの発生サブステップ２２において、ラウド・スピーカは同じ音場を出し、取得手段１は同じ位置に配置されるが、様々な既知の方向へ向けられる。
もちろんラウド・スピーカを動かすことも可能である。
【００６３】
従って、取得手段１の参照図において、発生させられたそれぞれの場ｑ毎に、ラウド・スピーカは様々な位置（ｒｑｈｐ，θｑｈｐ，φｑｈｐ）にある。
従って、取得手段１は音場ｑにさらされ、取得手段１の参照図における、その音場のフーリエ−ベッセル係数Ｐｌ，ｍ，ｑ（ｆ）は、Ｌ３で表される所与のオーダーまで知られている。
【００６４】
記載された実施形態では、以下の取得サブステップ２４に続いて出された測定信号は、発生させられた音場ｑ並びに取得手段１の取得能力を表す有限数の係数である。
パラメータＬ３及びＱは、条件Ｑ≧（Ｌ３＋１）２を守るように選ばれる。
【００６５】
有利には、方法は次にモデル化のサブステップ２６を含み、サブステップ２２の間に出されたＱの音場の表現が決定されることを可能にする。
従って、取得手段１が連続してさらされる既知の場Ｑのすべてを表すモデル化行列Ｐは、サブステップ２６の間に決定される。この行列Ｐは、Ｑにわたるサイズ（Ｌ３＋１）２の行列であり、エレメントＰｌ，ｍ，ｑ（ｆ）を含み、インデックス（ｌ，ｍ）が行（ｌ２＋ｌ＋ｍ）を示し、インデックスｑが列ｑを示す。従って、行列Ｐは、以下の形
【００６６】
【数１１】
2005531016.tif 000013
【００６７】
を持つ。
記載された実施形態では、ラウドスピーカによって作られた音場が、取得手段１の参照図においては、球状の放射によってモデル化され、このように発生された各音場ｑの係数Ｐｌ，ｍ，ｑ（ｆ）が知られており、以下の関係
【００６８】
【数１２】
2005531016.tif 000014
【００６９】
を持ち、この式において、
【００７０】
【数１３】
2005531016.tif 000015
【００７１】
である。
次いで、サブステップ２６で得られた係数は、取得手段１の構造的及び／又は音響的特性を表すパラメータを決定するために、サブステップ２８で用いられる。
【００７２】
記載された実施形態では、このサブステップ２８は、サブステップ２６で決定されるモデリング行列Ｐも使用する。
サブステップ２８は、Ｑ個の既知の場に応答してＮ個のセンサの出力でピックアップされた信号ｃｎ，ｑ（ｔ）のすべてを表す行列Ｃの決定から始まる。この行列Ｃは、ＱにわたるサイズＮの行列であり、エレメントＣｎ，ｑ（ｆ）を含み、インデックスｎが行ｎを示し、インデックスｑが列ｑを示す。エレメントＣｎ，ｑ（ｆ）は、フーリエ変換によりｃｎ，ｑ（ｔ）から導き出される。従って、行列Ｃは以下の形
【００７３】
【数１４】
2005531016.tif 000016
【００７４】
を持つ。
行列Ｃは、取得手段１の取得能力及びＱ個の出された音場を表す。
記載された実施形態では、係数Ｂｎ，ｌ，ｍ（ｆ）は、サブステップ２８の間に、ＣをＰにリンクする関係に適用される一般的行列反転の従来の方法を使って、行列Ｃ及びＢから決定される。例えば、係数Ｂｎ，ｌ，ｍ（ｆ）は、以下の関係
Ｂ＝ＣＰＴ（ＰＰＴ）−１
で決定される行列Ｂ内に配置される。
【００７５】
Ｂは、係数Ｂｎ，ｌ，ｍ（ｆ）を含む（Ｌ３＋１）２にわたるサイズＮの行列であり、インデックスｎが行ｎを示し、インデックス（ｌ，ｍ）が列ｌ２＋ｌ＋ｍを示す。従って、行列Ｂは以下の形
【００７６】
【数１５】
2005531016.tif 000017
【００７７】
をもつ。
これらのサブステップ２６及び２８は各動作周波数に対して実行され、このように直接決定された係数が、取得手段１の取得能力を表すパラメータを形成する。
【００７８】
校正ステップ２０のサブステップ２６及び２８は、決定されるべきパラメータの関数として、様々な方法で実行されることができる。
例えば、校正ステップ２０が、各センサ２ｎの位置
【００７９】
【数１６】
2005531016.tif 000018
【００８０】
が決定されることを可能にする場合、サブステップ２６及び２８は、ラウドスピーカによって出されてセンサ２ｎへ到達する波の伝搬時間を用いる。各センサ２ｎの位置は、三角法によれば、少なくとも３つの伝搬時間の測定を用いて決定される。
【００８１】
別な場合では、ラウドスピーカが所与のインパルスを放出するとき、サブステップ２６及び２８が、各センサ２ｎのインパルス応答が信号ｃｎ，ｑ（ｔ）から決定されることを可能にする。
【００８２】
例えば、この場合、ＭＬＳ（最大長シーケンス）などのような、インパルス応答を判定する標準的方法が用いられる。
好適には、校正ステップ２０は、センサの電気的音響的特性が決定されることを可能にする。従って、それは、例えば、複数の方向に対して各センサ２ｎの周波数応答を決定することにより、それぞれの所与の周波数ｆに対しての各センサ２ｎの指向性ダイアグラムを決定することによって、開始される。
【００８３】
第２段では、以下のパラメータの全て又は幾つかが決定される。
−  指向性ダイアグラムが共通周波数ｆに対して最大を認める角度（θｎα,φｎα）（ｆ）で与えられる、各センサ２ｎの方向、即ち、それらの最大感度方向を表すパラメータαｎ（ｆ）。
−  方向（θｎα,φｎα）（ｆ）に対する指向性ダイアグラムの値に対応する、最大感度方向における各センサ２ｎの周波数応答を表すパラメータＨｎ（ｆ）。
−  αｎ（ｆ）・（θ、φ）がαｎ（ｆ）と（θ、φ）の間のスカラー積を表すものである下記の指向性モデル
【００８４】
【数１７】
2005531016.tif 000019
【００８５】
を用いて、方向αｎ（ｆ）に向かう全方向及び二方向ダイアグラムの組合せを含むモデルによって各センサの指向性が記述されることを可能にする、各センサの指向性ダイアグラムを表すパラメータｄｎ（ｆ）。
【００８６】
このパラメータｄｎ（ｆ）は、パラメータを概算する標準的な方法を用いて、例えば、真の指向性ダイアグラムとモデル化された指向性ダイアグラムとの間のエラーを最小にする値ｄｎ（ｆ）を提供する最小二乗法を適用することによって、決定できる。
【００８７】
有利には、校正ステップ２０は、センサのバックグラウンド・ノイズのパワー・スペクトル密度に対応するパラメータσ２ｎ（ｆ）が決定されることも可能にする。従って、センサ２ｎによって出された信号は、音場がない場合にこのステップ２０の間にピックアップされる。パラメータσ２ｎ（ｆ）は、例えば、いわゆるピリオドグラム法などのような、パワー・スペクトル密度を概算する方法を用いて決定される。
【００８８】
実施形態によっては、例えば、複数のタイプのパラメータが決定されることを可能にするために、サブステップ２２から２８のすべて又は幾つかが繰り返されるものであり、幾つかのサブステップは、様々なタイプのパラメータの決定において共通である。
【００８９】
校正ステップ２０は、直接測定手段などのような記載されたものとは別の手段、例えば、取得手段１の中心４に対する各基本センサ２ｎの位置を光学的に測定する手段などを用いても、実行され得る。
【００９０】
更に、校正ステップ２０は、コンピュータを使って、例えば、基本センサ２ｎの取得能力を表す信号のシミュレーションを実行することができる。
従って、この校正ステップ２０は、符号化フィルタの決定を含むステップ３０の間に使われる、取得手段１の構造的及び／又は電気音響的特性を表すパラメータのすべて又は幾つかが決定されることを可能にする。
【００９１】
図５は、符号化フィルタの決定を含むステップ３０の実施形態のフローチャートを示す。
ステップ３０は、取得手段１の取得能力又はサンプリング行列を表す行列Ｂの決定を含むサブステップ３２を含む。
【００９２】
記載された実施形態では、行列Ｂは、パラメータ
【００９３】
【数１８】
2005531016.tif 000020
【００９４】
、Ｈｎ（ｆ）、ｄｎ（ｆ）、αｎ（ｆ）及びＢｎ，ｌ，ｍ（ｆ）から決定されるものであり、（Ｌ（ｆ）＋１）２にわたるサイズＮの行列であり、エレメントＢｎ，ｌ，ｍ（ｆ）を含み、インデックスｎが行ｎを示し、インデックス（ｌ，ｍ）が列ｌ２＋ｌ＋ｍを示す。従って、行列Ｂは以下の形
【００９５】
【数１９】
2005531016.tif 000021
【００９６】
をもつ。
行列Ｂの特定のエレメントは、ステップ１０又は２０の間に直接に決定され得る。それから、行列Ｂは、センサのモデル化から決定されるエレメントで補われる。
【００９７】
この実施形態では、各センサｎは、位置
【００９８】
【数２０】
2005531016.tif 000022
【００９９】
に配置された点センサによってモデル化され、プロポーションの全方向および２方向性のダイアグラムの組み合わせから構成される指向性ｄｎ（ｆ）を示し、これは方向αｎ（ｆ）に向けられ、周波数応答Ｈｎ（ｆ）をもつ。
【０１００】
従って、相補的エレメントＢｎ，ｌ，ｍ（ｆ）は、以下の関係
【０１０１】
【数２１】
2005531016.tif 000023
【０１０２】
によって決定されるものであり、上式で
【０１０３】
【数２２】
2005531016.tif 000024
【０１０４】
【数２３】
2005531016.tif 000025
【０１０５】
であり、
【０１０６】
【数２４】
2005531016.tif 000026
【０１０７】
である。
センサが径方向に向かう場合、関係はより簡単な式
【０１０８】
【数２５】
2005531016.tif 000027
【０１０９】
になる。
次いで、ステップ３０は、センサ２１ないし２Ｎが単一の音場Ｐで測定を実行するという事実により、これらセンサ２１ないし２Ｎによって出された信号ｃ１ないしｃＮの間の類似性を表す相互相関行列Ａの決定を含むサブステップ３４を含む。行列Ａはサンプリング行列Ｂから決定される。ＡはＮにわたるサイズＮの行列であり、以下の関係
Ａ＝ＢＢＴ
から得られる。
【０１１０】
有利には、行列Ａは、前のステップの方法により、オーダーＬ２まで補われる行列Ｂを用いて、より正確に決定することができる。
行列Ａは、行列Ｂのみの関数として表せるので、相互相関行列Ａの決定を含むサブステップ３４は、中間の計算ステップとして考えられることができ、従って、ステップ３０の別のサブステップに組み込まれることができる。
【０１１１】
次いで、ステップ３０は、所与の周波数に対する符号化フィルタを表す符号化行列Ｅ（ｆ）の決定を含むサブステップ３６を含む。行列Ｅ（ｆ）は、行列Ａ及びＢから、並びにパラメータＬ（ｆ）、Ｈ（ｆ）、｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）及びσｎ２（ｆ）から決定される。行列Ｅ（ｆ）は、Ｎにわたるサイズ（Ｌ（ｆ）＋１）２の行列であり、エレメントＥｌ，ｍ，ｎ（ｆ）を含み、インデックス（ｌ，ｍ）が行（ｌ２＋ｌ＋ｍ）を示し、インデックスｎが列ｎを示す。従って、行列Ｅ（ｆ）は、以下の形
【０１１２】
【数２６】
2005531016.tif 000028
【０１１３】
をもつ。
行列Ｅ（ｆ）は、行毎に決定される。それぞれの動作周波数ｆに対して、行列Ｅ（ｆ）のインデックス（ｌ，ｍ）の各行Ｅｌ，ｍは、以下の形
【０１１４】
【数２７】
2005531016.tif 000029
【０１１５】
をとる。
行Ｅｌ，ｍのエレメントＥｌ，ｍ，ｎ（ｆ）は、以下の式から得られる。
−  もし（ｌ，ｍ）がリスト｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）に属す場合、
【０１１６】
【数２８】
2005531016.tif 000030
【０１１７】
となり、ここでλは以下の関係
【０１１８】
【数２９】
2005531016.tif 000031
【０１１９】
を確かなものにするものであり、λの値は、方程式の根を求める解析的又は数値的方法を用いて決定されるものであり、オプションとして、行列の対角行列化の方法を用いて決定され、
−  もし（ｌ，ｍ）がリスト｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）に属さない場合、
【０１２０】
【数３０】
2005531016.tif 000032
【０１２１】
となる。
これらの式で、Ｂｌ，ｍは、行列Ｂの列（ｌ，ｍ）であり、ΣＮは、ＮにわたるサイズＮの対角行列であり、センサのバックグラウンド・ノイズを表すものであり、対角のエレメントｎはσｎ２（ｆ）である。
【０１２２】
行列Ａ、Ｂ及びＥ（ｆ）の決定を含むサブステップ３２、３４及び３６は、各動作周波数ｆに対して繰り返される。
もちろん、簡素化された実施形態では、パラメータは周波数から独立しており、サブステップ３２、３４及び３６は一度だけ実行される。次いで、サブステップ３６が、周波数から独立した行列Ｅを直接決定することを可能にする。
【０１２３】
後続のサブステップ３８の間に、符号化フィルタを表すパラメータＦＤは、行列Ｅ（ｆ）から決定される。Ｅ（ｆ）の各エレメントＥｌ，ｍ，ｎ（ｆ）は、符号化フィルタの周波数応答を表す。各符号化フィルタは、パラメータＦＤによって様々な形で記述されることができる。
【０１２４】
例えば、フィルタＥｌ，ｍ，ｎ（ｆ）を表すパラメータＦＤが、
−  周波数応答の場合、パラメータＦＤは、特定の周波数ｆに対して直接に計算されたＥｌ，ｍ，ｎ（ｆ）であり、
−  Ｅｌ，ｍ，ｎ（ｆ）の逆フーリエ変換により計算された有限のインパルス応答ｃｌ，ｍ，ｎ（ｔ）の場合、各インパルス応答ｃｌ，ｍ，ｎ（ｔ）がサンプルされ、それから各応答の適切な長さに切られ、
−  適合法を用いて、Ｅｌ，ｍ，ｎ（ｆ）から無限のインパルス応答をもつ再帰フィルタ係数が計算される。
【０１２５】
従って、符号化フィルタの決定を含むステップ３０は、取得手段１の少なくとも構造的及び／又は電気音響的能力を表す符号化フィルタを記述するパラメータＦＤを供給する。
特に、これらのフィルタは、以下の特性を表す。
【０１２６】
−  センサ２１ないし２Ｎの位置。
−  センサ２１ないし２Ｎの固有の電気音響的特性、具体的にはバックグラウンド・ノイズのパワー・スペクトル密度及び音場の取得能力。
−  最適化の戦略、具体的には、音場の取得の空間的忠実性と、センサによって発生されるバックグラウンド・ノイズの最小化との間での妥協。
【０１２７】
図６は、取得手段１によって出された測定信号に符号化フィルタを適用し、フィルタリングされた信号を加えることによる、取得手段１によって出された測定信号の処理を含むステップ４０の実施形態を詳細に示す。
【０１２８】
ステップ４０では、音場Ｐを表す係数
【０１２９】
【数３１】
2005531016.tif 000033
【０１３０】
が、周波数応答符号化フィルタＥｌ，ｍ，ｎ（ｆ）を下記のように、即ち、
【０１３１】
【数３２】
2005531016.tif 000034
【０１３２】
のように適用することによって基本センサ２１ないし２Ｎから導き出された信号ｃ１ないしｃＮから導き出されるものであり、ここで、
【０１３３】
【数３３】
2005531016.tif 000035
【０１３４】
は、
【０１３５】
【数３４】
2005531016.tif 000036
【０１３６】
のフーリエ変換であり、Ｃｎ（ｆ）はｃｎ（ｔ）のフーリエ変換である。
この例は、有限インパルス応答によるフィルタリングの場合を説明する。このフィルタリングは、最初に、それぞれの応答ｅｎ，ｌ，ｍ（ｔ）に対しての適切な数のサンプルに対応するパラメータＴｎ，ｌ，ｍの決定を必要とし、これは結果的に下記の畳み込みの式
【０１３７】
【数３５】
2005531016.tif 000037
【０１３８】
になる。
これらの係数
【０１３９】
【数３６】
2005531016.tif 000038
【０１４０】
は、時間にわたって及び３次元空間において音場を表す有限数の係数であり、この音場の忠実な表現を形成する。
パラメータＦＤの性質に応じて、Ｅｌ，ｍ，ｎ（ｆ）による他のフィルタリング処理が、例えば以下のように、種々のフィルタリング方法により実行され得る。
【０１４１】
−  パラメータＦＤが、周波数応答Ｅｌ，ｍ，ｎ（ｆ）を直接に提供する場合、フィルタリングは、例えば、ブロック畳み込み処理などのような、周波数領域におけるフィルタリング方法を使って実行される。
−  パラメータＦＤが、有限インパルス応答ｃｌ，ｍ，ｎ（ｔ）を提供する場合、フィルタリングは、畳み込みによって時間領域において実行される。
−  パラメータＦＤが、無限インパルスを伴う再帰フィルタの係数を提供する場合、フィルタリングは、時間領域において再帰関係によって実行される。
【０１４２】
従って、本発明は、取得手段の特性に実質的に独立である表現により、フーリエ−ベッセル係数の形で、音場が忠実に表されることを可能にする。
更に、前述のように、本発明の方法は簡素化された実施形態で実行され得る。
【０１４３】
例えば、センサ２１ないし２Ｎのすべてが実質的に全方向性であり、感度及びバックグラウンド・ノイズのレベルに関して実質的に同じである場合、本発明の方法は、取得手段１の中心４に対するセンサ２ｎの位置を表すパラメータ
【０１４４】
【数３７】
2005531016.tif 000039
【０１４５】
の知識、並びに最適化戦略に関連するパラメータμ及びＬの知識だけに基づいて、実行されることができる。
更に、この簡素化された実施形態では、パラメータは、周波数から独立していると考えられる。
【０１４６】
これらのパラメータを用いて、行列Ａ及びＢが同時に又は任意の順序で順に、サブステップ３２および３４の間に、計算される。
従って、行列ＢのエレメントＢｎ，ｌ，ｍ（ｆ）が
【０１４７】
【数３８】
2005531016.tif 000040
【０１４８】
のように構成され、ここで、
【０１４９】
【数３９】
2005531016.tif 000041
【０１５０】
である。
次いで、同様に、行列ＡのエレメントＡｎ１，ｎ２（ｆ）が、
【０１５１】
【数４０】
2005531016.tif 000042
【０１５２】
のように構成される。
この実施形態では、行列Ａは行列Ｂから、以下の関係
Ａ＝ＢＢＴ
によって求められる。
【０１５３】
有利には、行列ＡのエレメントＡｎ１，ｎ２（ｆ）は、下記の関係
【０１５４】
【数４１】
2005531016.tif 000043
【０１５５】
によってより正確に決定され、ここで、Ｌ２は、行列Ａの決定が行われるオーダーであり、Ｌより大きい整数である。Ｌ２に大きい値を選ぶほど、より正確になるが、Ａｎ１，ｎ２（ｆ）の計算はより長くなる。
【０１５６】
サブステップ３６では、符号化フィルタを表す符号化行列Ｅが、行列Ａ及びＢ及びパラメータμから、以下の式
【０１５７】
【数４２】
2005531016.tif 000044
【０１５８】
によって決定される。
行列ＥのエレメントＥｌ，ｍ，ｎ（ｆ）は、
【０１５９】
【数４３】
2005531016.tif 000045
【０１６０】
のように構成される。
行列Ａ及びＢそしてＥの決定を含むサブステップ３２、３４及び３６が、すべての動作周波数ｆに対して繰り返される。
【０１６１】
各エレメントＥｌ，ｍ，ｎ（ｆ）は、センサ２ｎの空間的分布及び最適化戦略も組み込んだ符号化フィルタに対応する。
フェーズ４０では、センサ２１ないし２Ｎから導き出された信号ｃ１ないしｃＮは、パラメータＦＤで記述される符号化フィルタを用いてフィルタリングされる。
【０１６２】
供給される各係数
【０１６３】
【数４４】
2005531016.tif 000046
【０１６４】
は、以下のように、即ち、
【０１６５】
【数４５】
2005531016.tif 000047
【０１６６】
のようにフィルタを適用することによって信号ｃ１ないしｃＮから導き出されるものであり、この式において、
【０１６７】
【数４６】
2005531016.tif 000048
【０１６８】
は
【０１６９】
【数４７】
2005531016.tif 000049
【０１７０】
のフーリエ変換であり、Ｃｎ（ｆ）はｃｎ（ｔ）のフーリエ変換である。
この実施形態において、係数
【０１７１】
【数４８】
2005531016.tif 000050
【０１７２】
は、例えば、ブロック畳み込み法などのような、周波数領域におけるフィルタリング法を用いて決定される。
従って、音場の表現は、センサの位置及び選ばれた最適化パラメータを考慮し、音場の忠実な推定値を構成する。
【０１７３】
図７は、本発明の方法を実行するのに適した装置のブロック図である。
この図で、音場Ｐを表す装置５０は、図２に関連して示した取得手段１に結合される。
装置５０又は符号化装置は、入力のところで、取得手段１の構造的及び／又は電気音響的特性を表すパラメータを決定する手段６０にも結合される。
【０１７４】
これらの手段６０は、具体的には、上述の本発明の方法のステップ１０および２０それぞれを実行するのに適した、パラメータを入力する手段６２と、校正手段６４とを含む。
符号化装置５０は、パラメータを決定する手段６０から、取得手段１の特性を表す複数のパラメータを受け取るものであり、パラメータは、構造的特性を定義する信号ＣＬと、構造的及び／又は電気音響的特性をパラメータ表示する信号ＣＰとの間で分配される。
【０１７５】
装置は、表現を最適化するための信号ＯＳにおける表現戦略に関連するパラメータも受け取る。
これらの信号では、パラメータは、以下のように分配される。
【０１７６】
−  定義信号ＣＬにおいては、
−  センサ２ｎの位置を表すパラメータ
【０１７７】
【数４９】
2005531016.tif 000051
【０１７８】
−  パラメータ表示するための信号ＣＰにおいては、
−  センサ２ｎの周波数応答を表すパラメータＨｎ（ｆ）、
−  センサ２ｎの指向的ダイアグラムを表すパラメータｄｎ（ｆ）、
−  センサ２ｎの方向を表すパラメータαｎ（ｆ）、
−  センサ２ｎのバックグラウンド・ノイズのパワー・スペクトル密度を表すパラメータσ２ｎ（ｆ）、
−  センサ２ｎの取得能力を表すパラメータＢｎ，ｌ，ｍ（ｆ）、並びに
−  最適化信号ＯＳにおいては、
−  音場の表現の忠実性と、センサによって発生されるバックグラウンド・ノイズの最小化との間の妥協を指定するパラメータμ（ｆ）、
−  表現が行われるオーダーを指定するパラメータＬ（ｆ）、
−  係数のリストを表すパラメータ｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）であって、それらの次数が、Ｐで表現される音場における対応する係数の次数と等しくなければならないパラメータ｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）、
である。
【０１７９】
有利には、この装置５０は、信号ｃ１ないしｃＮから、対応するフォーマットされた信号ＳＩを出すのに適した入力信号をフォーマットする手段５１を含む。
例えば、手段５１は、アナログ／デジタル変換器や、増幅器や、フィルタリング・システムさえも含む。
【０１８０】
装置５０は、符号化フィルタを決定する手段５２を更に含み、この手段は、サンプリング行列Ｂを計算するモジュール５５と、相互相関行列Ａを計算するモジュール５６とを含み、これらの両方が、符号化行列Ｅ（ｆ）を計算するモジュール５７に結合される。
【０１８１】
この符号化行列Ｅ（ｆ）は、符号化フィルタを表すパラメータＦＤを含む信号ＳＦＤを出す符号化フィルタを決定するためのモジュール５８によって使用される。
この信号ＳＦＤは処理モジュール５９によって使用され、処理モジュール５９は、音場Ｐを表すフーリエ−ベッセル係数を含む信号ＳＩＦＢを供給するために信号ＳＩへ符号化フィルタを適用する。
【０１８２】
オプションとして、装置５０は不揮発性メモリを含み、その不揮発性メモリに、前に決定された信号ＳＦＤを形成するパラメータが記憶される。
例えば、取得手段１は、音場Ｐを得て、かつその忠実な表現を供給するために、符号化装置に組み込まれる信号ＳＦＤのパラメータのすべてを含むメモリを直接提供するために、製造者によってテストされ校正される。
【０１８３】
同様に、変形形態では、このメモリは、行列Ｂだけを含み、Ａはオプションとし、装置５０は、符号化行列Ｅ（ｆ）の決定及び符号化フィルタを表すパラメータＦＤの決定を行うために、最適化信号ＯＳを形成するパラメータを入力する手段を含む。
【０１８４】
もちろん、記載された様々なモジュールの間での他の分配も必要に応じて考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１８５】
【図１】図１は球状の参照図を示す。
【図２】図２は使用された取得手段の図を示す。
【図３】図３は本発明の方法の全体のフローチャートを示す。
【図４】図４は本発明の方法の校正ステップの実施形態の詳細フローチャートを示す。
【図５】図５は本発明の方法の符号化フィルタの決定を含むステップの実施形態の詳細なフローチャートを示す。
【図６】図６は符号化フィルタの適用を含むステップの実施形態の詳細図を示す。
【図７】図７は本発明の方法を実行するのに適した装置のブロック図を示す。
【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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【国際調査報告】
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