(57)【要約】幾つかの再生エレメント（３１〜３Ｎ）を有する音場再生ユニット（２）を制御する方法は、前記音場の時間及び３つの空間次元の分布を表す有限数の係数を確立するステップと、前記再生ユニット（２）の代表的な復元フィルタ及び前記再生ユニット（２）の少なくとも空間構成を決定するステップと、前記係数を前記復元フィルタに適用することによって、前記エレメント（３１〜３Ｎ）の少なくとも１つの制御信号（ＳＣ１〜ＳＣＮ）を決定するステップと、再生される前記音場を生成するために前記エレメント（３１〜３Ｎ）へ適用するために前記少なくとも１つの制御信号を提供するステップとを含むことを特徴とする。
2005519502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音場を復元する再生ユニット（２）を、前記ユニット（２）の再生の固有の特性から実質的に独立している特定の特性の再生音場を得るように、制御する方法であって、前記再生ユニット（２）が複数の再生エレメント（３１ないし３Ｎ）を備え、少なくとも、
再生される前記音場の時間及び空間の３つの次元における分布を表す有限数の係数を確立するステップと、
前記再生ユニット（２）を表す復元フィルタを決定するステップ（５０）であって、前記再生ユニット（２）の少なくとも空間特性を考慮するサブステップ（５４）を含む、ステップと、
前記再生ユニット（２）の前記エレメント（３１ないし３Ｎ）についての少なくとも１つの制御信号（ｓｃ１ないしｓｃＮ）を決定するステップ（７０）であって、前記少なくとも１つの信号が、前記復元フィルタを前記係数へ適用することによって得られるものである、ステップと、
前記再生ユニット（２）によって再生される前記音場を生成するように、前記再生エレメント（３１ないし３Ｎ）に適用することを考慮して、前記少なくとも１つの制御信号（ｓｃ１ないしｓｃＮ）を、送り届けるステップと
を備える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、再生される前記音場の分布を表す有限数の係数を確立する前記ステップが、
音環境の時間情報及び空間情報を含む入力信号（ＳＩ）を提供することであるステップと、
空間・時間関数の基底にわたり前記情報を分解することによって前記入力信号（ＳＩ）を整形するステップ（６０）であって、この整形ステップ（６０）により、前記関数の線形の組合せの形態で前記音環境に対応する再生される前記音場を表す表示を送り届けることを可能にする、ステップと
を備える、ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、再生される前記音場の分布を表す有限数の係数を確立する前記ステップが、
空間・時間関数の線形の組合せの形態で、再生される前記音場を表す有限数の係数を含む入力信号（ＳＩＦＢ）を提供することであるステップ
を備える、ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項２又は３の何れかに記載の方法であって、前記空間・時間関数が、いわゆるフーリエ・ベッセル関数及び／又はこれらの関数の線形の組合せである、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、前記再生ユニット（２）の少なくとも空間特性を考慮する前記サブステップ（５４）が、各エレメント（３ｎ）について、少なくとも、傾聴ゾーン（４）に位置する中心（５）に関する位置
【数１】
2005519502.tif 000059
の３つの座標、及び／又は空間・時間応答（Ｎｌ，ｍ，ｎ（ｆ））を表すパラメータの助けを受けて実施される、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、前記再生ユニット（２）の少なくとも空間特性を考慮する前記サブステップ（５４）が、更に、
前記音場の復元制約の空間における分布を規定する空間ウィンドウを、重み係数の形態で、記述するパラメータ（Ｗｌ（ｆ））と、
復元フィルタを決定する前記ステップ（５０）中に考慮される係数の数を限定する動作の次数を記述するパラメータ（Ｌ（ｆ））と
の助けを受けて実施される、ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の方法であって、前記再生ユニット（２）の特性を考慮する前記サブステップ（５４）が、更に、
復元が課される空間・時間関数のリストを構成するパラメータ（｛ｌｋ，ｍｋ｝（ｆ））と、
復元フィルタを決定する前記ステップ（５０）中に考慮される係数の数を限定する動作の次数を記述するパラメータ（Ｌ（ｆ））と
の助けを受けて実施される、ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項５ないし７の何れかに記載の方法であって、前記再生ユニット（２）の少なくとも空間特性を考慮する前記ステップ（５４）が、更に、下記のパラメータ、即ち、
前記傾聴ゾーン（４）に位置する中心（５）に関して、前記エレメント（３１ないし３Ｎ）の各々又は幾つかのものの位置の３つの座標の少なくとも１つを表すパラメータ
【数２】
2005519502.tif 000060
と、
前記エレメント（３１ないし３Ｎ）の各々又は幾つかのものの空間・時間応答を表すパラメータ（Ｎｌ，ｍ，ｎ（ｆ））と、
復元フィルタを決定する前記ステップ（５０）中に考慮される係数の前記数を限定する動作の次数を記述するパラメータ（Ｌ（ｆ））と、
復元が課される空間・時間関数のリストを構成するパラメータ（｛ｌｋ，ｍｋ｝（ｆ））と、
前記再生エレメント（３１ないし３Ｎ）のテンプレートを表すパラメータ（Ｇｎ（ｆ））と、
前記再生ユニット（２）の構成の空間不規則性に適応するための望ましい局所的容量を表すパラメータ（μ（ｆ））と、
前記再生エレメント（３１ないし３Ｎ）の放射モデルを定義するパラメータ（ＲＭ（ｆ））と、
前記再生エレメント（３１ないし３Ｎ）の周波数応答を表すパラメータ（Ｈｎ（ｆ））と、
空間ウィンドウを表すパラメータ（Ｗ（ｒ，ｆ））と、
重み係数の形態で空間ウィンドウを表すパラメータ（Ｗｌ（ｆ））と、
空間ウィンドウが球であるときの空間ウィンドウの前記半径を表すパラメータ（Ｒ（ｆ））と
からなるグループから選択される少なくとも前記パラメータの１つの助けを受けて実施される、ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項５ないし８の何れかに記載の方法であって、復元フィルタを決定する前記ステップ（５０）において使用されるパラメータの全て又は一部を送り届けることを可能にする校正ステップ（３０）を備えることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、前記校正ステップ（３０）が、前記再生エレメント（３ｎ）の少なくとも１つについて、
前記傾聴領域（４）における前記少なくとも１つのエレメント（３ｎ）の放射を表す信号を獲得するサブステップ（３４）と、
前記少なくとも１つのエレメント（３ｎ）の空間パラメータ及び／又は音響パラメータを決定するサブステップ（３９）とを備える、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（３０）が、
特定の信号（ｕｎ（ｔ））を前記再生ユニット（２）の前記少なくとも１つのエレメント（３ｎ）へ放出するサブステップ（３２）であって、前記獲得するサブステップ（３４）が、前記少なくとも１つのエレメント（３ｎ）によって応答して放出される音波の獲得に対応するものである、サブステップと、
空間パラメータ及び／又は音響パラメータを決定する前記サブステップ（３９）の実施を可能にするように、獲得された前記信号を、放出される音波を表す有限数の係数へと変換するサブステップ（３６）と
を備える、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法であって、前記獲得するサブステップ（３４）が、空間・時間関数の線形の組合せの形態で前記少なくとも１つのエレメント（３ｎ）によって生成される音場を表す幾つかの係数を受信するサブステップに対応し、前記係数が、前記少なくとも１つのエレメント（３ｎ）の空間パラメータ及び／又は音響パラメータを決定する前記サブステップ（３９）中に直接に使用される、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項９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（３０）が、更に、前記再生ユニット（２）の前記少なくとも１つのエレメント（３ｎ）の空間における３つの次元の少なくとも１つにおける位置を決定するサブステップを備える、ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項９ないし１３の何れかに記載の方法であって、前記校正ステップ（３０）が、更に、前記再生ユニットの前記少なくとも１つのエレメント（３ｎ）の空間・時間応答（Ｎｌ，ｍ，ｎ（ｆ））を決定するサブステップ（３８）を備える、ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項９ないし１４の何れかに記載の方法であって、前記校正ステップ（３０）が、更に、前記再生ユニット（２）の前記少なくとも１つのエレメント（３ｎ）の周波数応答（Ｈｎ（ｆ））を決定するサブステップを備える、ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１ないし１５の何れかに記載の方法であって、復元フィルタを決定する前記ステップ（５０）を実施するために必要な前記パラメータの全て又は一部をシミュレーションするステップ（４０）を備えることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、前記シミュレーションするステップ（４０）が、
復元フィルタを決定する前記ステップ（５０）中に使用される前記パラメータの中からミッシング・パラメータを決定するサブステップ（４１）と、
受信したパラメータ、周波数、及び所定のデフォルト・パラメータの関数として以前に定義された１又は複数の前記ミッシング・パラメータの１又は複数の値を決定することを可能にする複数の計算サブステップ（４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９）と
を備える、ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、前記シミュレーションするステップ（４０）が、前記周波数の関数としてアクティブである前記再生ユニットのエレメントのリスト（｛ｎ＊｝（ｆ））を決定するサブステップ（４４）を備えることを特徴とし、前記計算サブステップが、前記リストの前記エレメントについてのみ実施されることを特徴とする、方法。
【請求項１９】
請求項１７又は１８の何れかに記載の方法であって、前記シミュレーションするステップ（４０）が、前記再生ユニットの前記エレメント（３ｎ）の全て又は一部のものの空間における少なくとも位置の助けを受けて、復元フィルタを決定する前記ステップ（５０）中に考慮される係数の前記数を限定する動作の次数を表すパラメータ（Ｌ（ｆ））を計算するサブステップ（４５）を備える、ことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１７ないし１９の何れかに記載の方法であって、前記シミュレーションするステップが、重み係数の形態で、空間ウィンドウを表すパラメータ（Ｗｌ（ｆ））を、球面座標系における前記空間ウィンドウを表すパラメータ、（Ｗ（ｒ，ｆ））及び／又は前記空間ウィンドウが球であるときの前記空間ウィンドウの半径を表すパラメータ（Ｒ（ｆ））の助けを受けて、決定するステップ（４７）を備える、ことを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１７ないし２０の何れかに記載の方法であって、前記シミュレーションするステップ（４０）が、前記再生ユニット（２）の前記エレメント（３ｎ）の全て又は一部のものの位置の助けを受けて、復元が課される空間・時間関数のリスト（｛ｌｋ，ｍｋ｝（ｆ））を決定するサブステップ（４３）を備える、ことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１ないし２１の何れかに記載の方法であって、復元フィルタを決定する前記ステップ（５０）中に使用される前記パラメータの全て又は一部を決定することを可能にする入力ステップ（２０）を含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１ないし２２の何れかに記載の方法であって、復元フィルタを決定する前記ステップ（５０）が、
有限数の動作周波数について実施され、且つ、前記音場を重み付けするマトリックス（Ｗ）、前記再生ユニット（２）の前記放射性を表すマトリックス（Ｍ）、及び復元が課される前記空間・時間関数を表すマトリックス（Ｆ）を送り届けることを可能にする複数の計算サブステップ（５１、５２、５３）と、
前記音場を重み付けする前記マトリックス（Ｗ）と、前記再生ユニット（２）の前記放射性を表す前記マトリックス（Ｍ）と、復元が課される前記空間・時間関数を表す前記マトリックス（Ｆ）と、前記復元フィルタを表す前記再生ユニットの空間不規則性に適応するための望ましい局所的容量を表すパラメータ（μ（ｆ））との助けを受けて、有限数の動作周波数について実施される、復号マトリックス（Ｄ＊）を計算するサブステップ（５４）と
を備える、ことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法であって、前記再生ユニット（２）の放射を表すマトリックス（Ｍ）を送り届けることを可能にする前記計算サブステップ（５２）が、各エレメント（３ｎ）を表すパラメータ、
前記傾聴ゾーン（４）に位置する前記中心（５）に関する位置
【数３】
2005519502.tif 000061
の３つの座標、および／または
空間・時間応答（Ｎｌ，ｍ，ｎ（ｆ））
の助けを受けてで実施される、ことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、前記再生ユニット（２）の放射を表すマトリックス（Ｍ）を送り届けることを可能にする前記計算サブステップ（５２）が、更に、各エレメント（３ｎ）に関しての周波数応答（Ｈｎ（ｆ））を表すパラメータの助けを受けて、実施される、ことを特徴とする方法。
【請求項２６】
コンピュータ・プログラムであって、前記プログラムがコンピュータで実行されるとき、請求項１ないし２５の何れかに記載の前記方法のステップを前記実行するプログラム・コード命令を備えるコンピュータ・プログラム。
【請求項２７】
少なくとも１つのプロセッサ及び不揮発性メモリ・エレメントを備えるタイプの取外し可能な媒体であって、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、請求項１ないし２５の何れかに記載の前記方法のステップを実行する命令を備えるプログラムを備える、ことを特徴とする取外し可能な媒体。
【請求項２８】
複数の再生エレメント（３１ないし３Ｎ）を備える、音場を復元する再生ユニット（２）を制御する装置であって、少なくとも、
前記再生ユニット（２）を表す復元フィルタを決定する手段（１２）であって、前記再生ユニット（２）の少なくとも空間特性を考慮することを可能にするように適合された、手段と、
前記再生ユニット（２）の前記エレメント（３１ないし３Ｎ）について少なくとも１つの制御信号（ｓｃ１ないしｓｃＮ）を決定する手段（１１）であって、前記少なくとも１つの信号が、再生される前記音場の時間及び空間の３つの次元における分布を表す有限数の係数に、前記復元フィルタを適用することによって得られるものである、手段（１１）と
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載の装置であって、再生される音環境の時間情報及び空間情報を含む入力信号（ＳＩ）を整形する手段（６）に関連し、この手段は、前記情報を、空間・時間関数の基底にわたり分解するように適合され、それによって、前記空間・時間関数の線形の組み合わせの形態で、前記音環境に対応する、再生される前記音場の時間及び空間の３つの次元における分布を表す前記有限数の係数を含む信号（ＳＩＦＢ）を送り届けるようにする、ことを特徴とする装置。
【請求項３０】
請求項２９に記載の装置であって、前記空間・時間関数が、いわゆるフーリエ・ベッセル関数及び／又はこれらの関数の線形の組合せである、ことを特徴とする装置。
【請求項３１】
請求項２８ないし３０の何れかに記載の装置であって、復元フィルタを決定する前記手段（１２）が、入力として、以下のパラメータ、即ち、
傾聴ゾーン（４）に位置する中心（５）に関する、前記エレメント（３１ないし３Ｎ）の各々又は幾つかのものの位置の３つの座標の少なくとも１つを表すパラメータ
【数４】
2005519502.tif 000062
と、
前記エレメント（３１ないし３Ｎ）の幾つかの各々の空間・時間応答を表すパラメータ（Ｎｌ，ｍ，ｍ（ｆ））と、
復元フィルタを決定する前記手段（１２）において考慮される係数の数を限定する動作の次数を記述するパラメータ（Ｌ（ｆ））と、
前記再生エレメント（３１ないし３Ｎ）のテンプレートを表すパラメータ（Ｇｎ（ｆ））と、
前記再生ユニット（２）の構成の空間不規則性に適合するための望ましい局所的容量を表すパラメータ（μ（ｆ））と、
前記再生エレメント（３１ないし３Ｎ）の放射モデルを定義するパラメータ（ＲＭ（ｆ））と、
前記再生エレメント（３１ないし３Ｎ）の周波数応答を表すパラメータ（Ｈｎ（ｆ））と、
空間ウィンドウを表すパラメータ（Ｗ（ｒ，ｆ））と、
空間ウィンドウを重み係数の形態で表すパラメータ（Ｗｌ（ｆ））と、
空間ウィンドウが球であるときの空間ウィンドウの前記半径を表すパラメータ（Ｒ（ｆ））と、
復元が課される空間・時間関数のリストを構成するパラメータ（｛ｌｋ，ｍｋ｝（ｆ））と
のうちからの前記パラメータの少なくとも１つを受信する、ことを特徴とする装置。
【請求項３２】
請求項２８ないし３１の何れかに記載の装置であって、復元フィルタを決定する前記手段（１２）によって受信される前記パラメータの各々が、以下の信号のグループ、即ち、
前記再生ユニット（２）の空間特性を表す情報を含む定義信号（ＳＬ）と、
前記再生ユニット（２）の前記エレメント（３１ないし３Ｎ）と関連する音響特性を表す情報を含む補足信号（ＲＰ）と、
最適化戦略に関連する情報を含む最適化信号（ＯＳ）と、
のグループからの信号の１つによって伝達され、
これらの信号に含まれる前記パラメータの助けを受けて、前記再生ユニット（２）を表す前記復元フィルタを表す信号（ＦＤ）を送り届けるようにする、
ことを特徴とする装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の装置であって、復元フィルタを決定する前記手段（１２）によって受信される前記パラメータの全て又は一部を決定する手段（７）と関連し、前記手段（７）が、以下のエレメント、即ち
シミュレーション手段（８）と、
校正手段（９）と、
パラメータ入力手段（１０）と
の少なくとも１つを備える、
ことを特徴とする装置。
【請求項３４】
請求項２８ないし３３の何れかに記載の装置であって、復元フィルタを決定する前記手段（１２）が、前記再生ユニット（２）の前記エレメント（３１ないし３Ｎ）の空間における位置を表す１組のフィルタを決定するように適合される、ことを特徴とする装置。
【請求項３５】
請求項２８ないし３４の何れかに記載の装置であって、復元フィルタを決定する前記手段（１２）が、前記傾聴ゾーン（４）によって誘導されるルーム・エフェクトを表す１組のフィルタを決定するように適合される、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、音場の再生ユニットを制御する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音は、時間の経過に伴い、空間において、徐々に変化する波様の音響現象である。既存の技法は、主に音の時間的側面に作用し、空間的側面の処理は非常に不完全である。
具体的には、既存の高品質再生システムは、再生ユニットの所定の空間構成を実際に必要とする。
【０００３】
例えば、いわゆるマルチチャネル・システムは、異なる所定の信号を、分布が固定され且つ既知である幾つかのラウドスピーカへ向ける。
同様に、傾聴者へ到達する音の発生する方向を考慮するいわゆる「アンビソニック」システムは、或る配置規則に構成を準拠させねばならない再生ユニットを必要とする。
【０００４】
これらのシステムでは、音環境は、傾聴位置に対応する点についての音源の角分布と見なされる。信号は、球面調和関数と呼ばれる指向性関数の基底にわたるこの分布の分解に対応する。
【０００５】
これらのシステムを開発する現在の段階では、良好な品質の再生は、ラウドスピーカの球面分布及び実質的に規則的な角分布を伴ってのみ可能である。
従って、既存の技法は、空間分布が任意である再生ユニットで実施される場合、再生の品質は、具体的には角度ひずみのために、大きく損なわれる。
【０００６】
最近の技術開発により、音環境の角度分布ではなく、音場の時間及び３次元空間におけるモデリングを考慮することが可能になる。
具体的には、２０００年７月１１日のＵｎｉｖｅｒｓｉｔｅ  Ｐａｒｉｓ  ＶＩ、ジェローム・ダニエル（Ｊｅｒｏｍｅ  Ｄａｎｉｅｌ）の博士論文「Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  ｄｅ  ｃｈａｍｐｓ  ａｃｏｕｓｔｉｑｕｅｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ａ  ｌａ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｔ  ａ  ｌａ  ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｄｅ  ｓｃｅｎｅｓ  ｓｏｎｏｒｅｓ  ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ  ｄａｎｓ  ｕｎ  ｃｏｎｔｅｘｔｅ  ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ」（Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｆｉｅｌｄｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ａｎｄ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｏｍｐｌｅｘ  ｓｏｕｎｄ  ｓｃｅｎｅｓ  ｉｎ  ａ  ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｃｏｎｔｅｘｔ（音場の表現、マルチメディア・コンテンツにおける複雑な音の場面の伝送及び再生に対する応用））は、音場の波状特性を記述し、且つ３次元音場を完全に記述する空間及び時間の関数の基底にわたる分解を可能にする関数を定義する。
【０００７】
しかし、この文献では、理論的な解決法は、いわゆる「アンビソニック」システムによるものであり、高品質再生は、５つの既存の規則的な球面分布についてのみ得ることができる。再生ユニットの任意の空間構成の助けをかりて高品質再生を保証することを可能にするエレメントはない。
【０００８】
従って、従来の技術のシステムは、再生ユニットの任意の空間構成の助けをかりて品質のある再生を行うことを可能にしないことが、明らかである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、空間構成が任意である音場を復元するための再生ユニットの制御のための信号を決定する方法および装置を提供することにより、この問題を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の主題は、音場を復元する再生ユニットを、前記ユニットの再生の固有の特性から実質的に独立した特定の特性の再生音場を得るように制御する方法であって、前記再生ユニットが複数の再生エレメントを備え、少なくとも、
再生される前記音場の空間の３つの次元および時間における分布を表す有限数の係数を確立するステップと、
前記再生ユニットを表す復元フィルタを決定するステップであって、前記再生ユニットの少なくとも空間特性を考慮するサブステップを含む、ステップと、
前記再生ユニットの前記エレメントについての少なくとも１つの制御信号を決定するステップであって、前記少なくとも１つの信号が、前記復元フィルタを前記係数に適用することによって得られる、ステップと、
前記少なくとも１つの制御信号を、前記再生ユニットによって再生される前記音場を生成するように前記再生エレメントに適用することを考慮して、送り渡すステップと
を含むことを特徴とする方法である。
【００１１】
他の特徴によれば、
再生される前記音場の分布を表す有限数の係数を確立する前記ステップは、
音環境に対する時間情報及び空間情報を備える入力信号を提供することからなるステップと、
空間・時間関数の基底にわたり前記情報を分解することによって、前記入力信号を整形するステップであって、この整形ステップにより、前記関数の線形の組合せの形態で前記音環境に対応して再生されるように前記音場を表す表示を送り渡すことを可能にする、ステップと
を含み、
再生される前記音場の分布を表す有限数の係数を確立するステップは、
空間・時間関数の線形の組合せの形態で再生される前記音場を表す有限数の係数を備える入力信号を提供することを備えるステップ
を含み、
前記空間・時間関数は、いわゆるフーリエ・ベッセル関数及び／又はこれらの関数の線形の組合せであり、
前記再生ユニットの少なくとも空間特性を考慮する前記サブステップは、各エレメントについての、傾聴ゾーンに位置する中心に関するその位置の３座標を表すパラメータ、及び／又はその空間・時間応答を表すパラメータの補助を少なくとも受けて実施されるものであり、
前記再生ユニットの少なくとも空間特性を考慮する前記サブステップは、
音場に対する復元の制約の空間における分布を規定する空間ウィンドウを、重み係数の形態で記述するパラメータと、
復元フィルタを決定する前記ステップ中に考慮される係数の数を限定する動作の次数を記述するパラメータと
の補助を更に受けて実施され、
前記再生ユニットの少なくとも空間特性を考慮する前記サブステップは、
空間・時間関数であって、復元が課される空間・時間関数のリストを構成するパラメータと、
復元フィルタを決定する前記ステップ中に考慮される係数の数を限定する動作の次数を記述するパラメータと
の補助を更に受けて実施され、
前記再生ユニットの少なくとも空間特性を考慮する前記ステップは、
傾聴ゾーンに位置する中心に関して、エレメントのそれぞれのもの又は幾つかのものの位置の３座標の少なくとも１つを表すパラメータと、
エレメントのそれぞれのもの又は幾つかのものの空間・時間応答を表すパラメータと、
復元フィルタを決定する前記ステップ中に考慮される係数の数を限定する動作の次数を記述するパラメータと、
空間・時間関数であって、復元が課される空間・時間関数のリストを構成するパラメータと、
前記再生エレメントのテンプレートを表すパラメータと、
前記再生ユニットの構成の空間不規則性に適応するための望ましい局所的容量を表すパラメータと、
前記再生エレメントの放射モデルを規定するパラメータと、
前記再生エレメントの周波数応答を表すパラメータと、
空間ウィンドウを表すパラメータと、
重み係数の形態で空間ウィンドウを表すパラメータと、
空間ウィンドウが球であるときの空間ウィンドウの半径を表すパラメータと
からなるグループから選択されるパラメータの１つの少なくとも補助を更に受けて実施され、
この方法は、復元フィルタを決定する前記ステップにおいて使用されるパラメータの全て又は幾つかを送り渡すことを可能にする校正ステップを含み、
前記校正ステップは、再生エレメントの少なくとも１つについて、
傾聴領域における前記少なくとも１つのエレメントの放射を表す信号を獲得するサブステップと、
前記少なくとも１つのエレメントの空間パラメータ及び／又は音響パラメータを決定するサブステップ
とを含み、
前記の校正するステップは、
特定の信号を前記再生ユニットの前記少なくとも１つのエレメントへと出すサブステップであって、前記の獲得するサブステップが、前記少なくとも１つのエレメントにより応答して放出される音波の獲得に対応する、サブステップと、
空間パラメータ及び／又は音響パラメータを決定する前記サブステップの実施を可能にするように、獲得した前記信号を、放出される音波を表す有限数の係数へ変換するサブステップと
を含み、
前記の獲得するサブステップは、空間・時間関数の線形の組合せの形態で前記少なくとも１つのエレメントによって生成される音場を表す幾つかの係数を受信するサブステップに対応するものであり、その係数が、前記少なくとも１つのエレメントの空間パラメータ及び／又は音響パラメータを決定する前記サブステップ中に直接に使用されるものであり、
前記の校正するサブステップは、前記再生ユニットの前記少なくとも１つのエレメントの空間における３つの次元の少なくとも１つにおける位置を決定するサブステップを更に含み、
前記の校正するステップは、前記再生ユニットの前記少なくとも１つのエレメントの空間・時間応答を決定するサブステップを更に含み、
前記の校正するステップは、前記再生ユニットの前記少なくとも１つの周波数応答を決定するサブステップを更に含み、
この方法は、復元フィルタを決定する前記ステップを実施するのに必要なパラメータの全て又は幾つかをシミュレーションするステップを含み、
前記のシミュレーションするステップは、
復元フィルタを決定する前記ステップ中に使用されるパラメータの中からミッシング・パラメータを決定するサブステップと、
受信されたパラメータ、周波数、及び所定のデフォルト・パラメータの関数として以前に定義された１又は複数のミッシング・パラメータの１又は複数の値を決定することを可能にする複数の計算サブステップと
を含み、
前記のシミュレーションするステップは、周波数の関数としてアクティブである再生ユニットのエレメントのリストを決定するサブステップを含み、前記の計算するサブステップが、前記リストのエレメントについてのみ実施され、
前記のシミュレーションするステップは、再生ユニットのエレメントの全て又は一部の空間における少なくとも位置の助けを受けて、復元フィルタを決定する前記ステップ中に考慮される係数の数を限定する動作の次数を表すパラメータを計算するサブステップを含み、
前記のシミュレーションするステップは、球状座標系における空間ウィンドウを表すパラメータ、及び／又は前記空間ウィンドウが球であるときの前記空間ウィンドウの半径を表すパラメータの助けを受けて、重み係数の形態で空間ウィンドウを表すパラメータを決定するステップを含み、
前記のシミュレーションするステップは、再生ユニットのエレメントの全て又は一部の位置の助けを受けて、復元が課される空間・時間関数のリストを決定するサブステップを含み、
この方法は、復元フィルタを決定する前記ステップ中に使用されるパラメータの全て又は一部を決定することを可能にする入力のステップを含み、
復元フィルタを決定する前記ステップは、
有限数の動作の周波数について実施され、且つ、音場を重み付けするマトリックス、再生ユニットの放射を表すマトリックス、及び復元が課される空間・時間関数を表すマトリックスを送り渡すことを可能にする、複数の計算サブステップと、
音場を重み付けするマトリックス、再生ユニットの放射を表すマトリックス、復元が課される空間・時間関数を表すマトリックス、及び復元フィルタを表す再生ユニットの空間不規則性に適応するための望ましい局所的容量を表すパラメータの助けを受けて、有限数の動作周波数について実施される、復号マトリックスを計算するサブステップと
を含み、
再生ユニットの放射を表すマトリックスを送り渡すことを可能にする前記の計算サブステップは、各エレメントを表すパラメータ、
傾聴ゾーンに位置する中心に関するその位置の３座標、及び／又は
その空間・時間応答
の助けを受けて実施されるものであり、
再生ユニットの放射を表すマトリックスを送り渡すことを可能にする前記の計算サブステップは、更に周波数応答の各エレメントを表すパラメータの助けを受けて実施される。
【００１２】
本発明の主題は、また、コンピュータ・プログラムであり、そのプログラムは、コンピュータで実行されるとき、この方法のステップを実行するためのプログラム・コード命令を備える。
【００１３】
本発明の主題は、また、少なくとも１つのプロセッサ及び不揮発性メモリ・エレメントを備えるタイプの取外し可能な媒体であり、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、この方法のステップを実行するための命令を備えるプログラムを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の主題は、また、音場を復元する再生ユニットを制御する装置であり、複数の再生エレメントを備え、少なくとも、
前記再生ユニットの少なくとも空間特性を考慮することを可能にするように適合された、前記再生ユニットを表す復元フィルタを決定する手段と、
前記再生ユニットの前記エレメントについて、少なくとも１つの制御信号を決定する手段であって、前記少なくとも１つの信号が、再生される前記音場の空間の３つの次元および時間における分布を表す有限数の係数に前記復元フィルタを適用することによって得られるものである、手段と
を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の他の特徴によると、
この装置は、再生される音環境の時間情報及び空間情報を備える入力信号を整形する手段と関連し、この手段は、空間・時間関数の基底にわたって前記情報を分解するように適合され、前記空間・時間関数の線形の組合せの形態で、前記音環境に対応する再生される前記音場の時間及び空間の３つの次元における分布を表す前記有限数の係数を備える信号を、送り渡すようにし、
前記空間・時間関数は、いわゆるフーリエ・ベッセル関数及び／又はこれらの関数の線形組合せであり、
復元フィルタを決定する前記手段は、入力として、以下のパラメータ、即ち、
傾聴ゾーンに位置する中心に関して、それぞれ又は幾つかのエレメントの位置の３座標の少なくとも１つを表すパラメータと、
幾つかの各々のエレメントの空間・時間応答を表すパラメータと、
復元フィルタを決定する手段において考慮される係数の数を限定する動作の次数を記述するパラメータと、
前記再生エレメントのテンプレートを表すパラメータと、
前記再生ユニットの構成の空間不規則性に適応する望ましい局所的容量を表すパラメータと、
前記再生ユニットの放射モデルを定義するパラメータと、
前記再生エレメントの周波数応答を表すパラメータと、
空間ウィンドウを表すパラメータと、
重み係数の形態で空間ウィンドウを表すパラメータと、
空間ウィンドウが球であるときの空間ウィンドウの半径を表すパラメータと、
復元が課される空間・時間関数のリストを構成するパラメータと
のうちの少なくとも１つを受信するものであり、
復元フィルタを決定する前記手段によって受信される前記パラメータの各々は、以下の信号、即ち、
再生ユニットの空間特性を表す情報を備える定義信号と、
再生ユニットのエレメントに関連した音響特性を表す情報を備える補足信号と、
最適化戦略に関連する情報を備える最適化信号と、
のグループからの信号の１つによって伝達され、
これらの信号に含まれるパラメータの支援を受けて、前記再生ユニットを表す前記復元フィルタを表す信号を送り渡すようにされるものであり、
この装置は、復元フィルタを決定する前記手段によって受信されるパラメータの全て又は一部を決定する手段と関連し、前記手段は、以下のエレメント、
シミュレーション手段と、
校正手段と、
パラメータ入力手段と
のうちの少なくとも１つを備え、
復元フィルタを決定する前記手段は、再生ユニットのエレメントの空間位置を表す１組のフィルタを決定するように適合され、
復元フィルタを決定する前記手段は、傾聴ゾーンによって起きるルーム・エフェクトを表す１組のフィルタを決定するように適合される。
【００１６】
本発明は、単に例として提供される以下の説明を読み、同時に添付の図面を参照することにより、より良好に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１には、この文章において参照される座標系を規定するように、従来の球状座標系が示されている。
この座標系は、直交座標系であり、原点Ｏを有し、且つ３つの軸（ＯＸ）、（ＯＹ）、及び（ＯＺ）を備える。
【００１８】
この座標系では、
【００１９】
【数１】
2005519502.tif 000003
と表記される位置が、球面座標（ｒ、θ、φ）によって記述される。ここでｒは原点Ｏに関する距離、θは垂直面における配向、φは水平面における配向を表す。
【００２０】
そのような座標系では、各瞬間ｔにおいて、ｐ（ｒ、θ、φ、ｔ）と表記される音圧が各点において定義される場合に、音場が知られる。音圧の時間フーリエ変換は、ｐ（ｒ、θ、φ、ｆ）と表記され、ｆは周波数を表す。
【００２１】
図２は、本発明による再生システムの図である。
このシステムは、再生ユニット２を制御するデコーダ１を備え、再生ユニット２は、傾聴領域４において任意の様式で配置されるラウドスピーカ、音響エンクロージャ、又は任意の他の音源などのような複数のエレメント３１ないし３Ｎを備える。座標系の原点Ｏは、再生ユニットの中心５と呼ばれ、傾聴領域４において任意の位置である。
【００２２】
空間特性、音響特性、及び電子力学的特性の組が、合わせて、再生の固有の特性として考慮される。
このシステムは、また、入力信号ＳＩを整形する手段６と、シミュレーション手段８、校正手段９、およびパラメータ入力手段１０を備えるパラメータを生成するための手段７とを備える。
【００２３】
デコーダ１は、制御信号を決定する手段１１、及び復元フィルタを決定する手段１２を備える。
デコーダ１は、再生される３次元音場を表す情報を備える信号ＳＩＦＢ、再生ユニット２の空間特性を表す情報を備える定義信号ＳＬ、エレメント３１ないし３Ｎに関連する音響特性を表す情報を備える補足信号ＲＰ、及び最適化戦略に関連する情報を備える最適化信号ＯＳを、入力として受信する。
【００２４】
デコーダは、再生ユニット２のエレメント３１ないし３Ｎの各々に対して予定された特定の制御信号ｓｃ１ないしｓｃＮを出す。
図３には、図２を参照して説明された本発明によるシステムにおいて実施される方法の主要なステップが概略的に示されている。
【００２５】
この方法は、最適化パラメータを入力するステップ２０、再生ユニット２の或る特性を測定することを可能にする校正ステップ３０、及びシミュレーション・ステップ４０を含む。
【００２６】
インタフェース手段１０によって実施されるパラメータ入力ステップ２０中、システムの動作の或るパラメータを、オペレータによって手作業で定義することも、適切な装置によって送り渡されるようにすることも可能である。
【００２７】
図４及び図５を参照してより詳細に説明される校正ステップ３０中に、校正手段９は、再生ユニット２のエレメント３１ないし３Ｎの各々に１つずつリンクされて、これらのエレメントに関連するパラメータを測定するようにされる。
【００２８】
シミュレーション・ステップ４０は、手段８によって実施され、ステップ２０中に入力されず又ステップ３０中に測定されない、システムの動作に必要なパラメータの信号をシミュレーションすることを可能にする。
【００２９】
パラメータを生成する手段７は、次いで、出力として、定義信号ＳＬ、補足信号ＲＰ、及び最適化信号ＯＳを伝える。
即ち、ステップ２０、３０、及び４０により、ステップ５０の実施に必要なパラメータの組を決定することが可能になる。
【００３０】
これらのステップに続いて、この方法は復元フィルタを決定するステップ５０を備え、これは、デコーダ１の手段１２によって実施され、復元フィルタを表す信号ＦＤを伝えることを可能にする。
【００３１】
復元フィルタを決定するこのステップ５０により、入力ステップ２０、校正ステップ３０、又はシミュレーション・ステップ４０中に定義される再生ユニット２の少なくとも空間特性を考慮することが可能になる。また、ステップ５０により、再生ユニット２のエレメント３１ないし３Ｎに関連する音響特性、及び最適化戦略に関連する情報を考慮することも可能になる。
【００３２】
ステップ５０を完了して得られる復元フィルタは、その後、デコーダ１に格納され、従って、ステップ２０、３０、４０、及び５０は、再生ユニット２又は最適化戦略を変更する場合のみ反復される。
【００３３】
動作中、再生される音環境の時間情報及び空間情報を備える信号ＳＩは、例えば、直接に獲得することによって、又は記録されたものを読み取ることによって、又はコンピュータ・ソフトウエアの支援で合成することによって、整形手段６へ提供される。この信号ＳＩは、整形ステップ６０中に整形される。このステップが完了すると、手段６はデコーダ１へ信号ＳＩＦＢを送り渡し、この信号ＳＩＦＢは、再生される音環境に対応する再生される音場の時間及び空間の３つの次元における分布を、空間・時間関数の基底にわたって、表す有限数の係数を備える。
【００３４】
変形形態としては、信号ＳＩＦＢは、例えば、合成手段を備えるマイクロコンピュータなどのような、外部手段によって提供される。
本発明は、任意の音場の特性を記述することを可能にする空間・時間関数の族の関数を用いることに基づく。
【００３５】
説明される実施形態では、これらの関数は、いわゆる第１種の球フーリエ・ベッセル関数であり、これ以後フーリエ・ベッセル関数と呼ばれる。
音源がなく且つ障害物のないゾーンでは、フーリエ・ベッセル関数は、波動方程式の解であり、このゾーンの外部に位置する音源によって生成される全ての音場にわたる基底を構成する。
【００３６】
従って、何れの３次元音場も、
【００３７】
【数２】
2005519502.tif 000004
のように表される逆フーリエ・ベッセル変換の式に従って、フーリエ・ベッセル関数の線形の組合せとして表される。
【００３８】
この式では、項Ｐｌ，ｍ（ｆ）は、定義によると、場ｐ（ｒ，θ，φ，ｔ）のフーリエ・ベッセル係数であり、ｋ＝２πｆ／ｃであり、ｃは、大気中の音速（３４０ｍｓ−１）であり、ｊｌ（ｋｒ）は、
【００３９】
【数３】
2005519502.tif 000005
によって定義される次数ｌの第１種の球ベッセル関数である。ここで、Ｊν（ｘ）は、次数νの第１種のベッセル関数であり、ｙｌｍ（θ，φ）は、次数ｌ及び項ｍの実球面調和関数であり、ｍは−ｌからｌの範囲であり、
【００４０】
【数４】
2005519502.tif 000006
のように定義される。
【００４１】
この式において、ｐｌｍ（ｘ）は、
【００４２】
【数５】
2005519502.tif 000007
によって定義される結合されたルジャンドル関数であり、Ｐｌ（ｘ）は、
【００４３】
【数６】
2005519502.tif 000008
によって定義されるルジャンドル多項式である。
【００４４】
フーリエ・ベッセル係数は、係数Ｐｌ，ｍ（ｆ）の逆時間フーリエ変換に対応する係数Ｐｌ，ｍ（ｔ）によって、時間領域においても表される。
変形形態として、本発明の方法は、フーリエ・ベッセル関数の、おそらくは無限の、線形の組合せとして表される関数基底を用いる。
【００４５】
手段６によって実施される整形ステップ６０中に、入力信号ＳＩは、信号ＳＩＦＢを形成する係数を確立するように、フーリエ・ベッセル係数Ｐｌ，ｍ（ｔ）へと分解される。
フーリエ・ベッセル係数への分解は、入力ステップ２０中にこの整形ステップ６０に対して以前に定義された限界次数Ｌまで行われる。
【００４６】
ステップ６０を完了すると、整形手段６によって伝えられる信号ＳＩＦＢは、制御信号を決定する手段１１へ伝えられる。これらの手段１１はまた、具体的には再生ユニット２の空間構成を考慮することによって定義される復元フィルタを表す信号ＦＤを受信する。
【００４７】
ステップ６０が完了すると伝えられる信号ＳＩＦＢの係数は、ステップ５０中に決定された復元フィルタをこれらの係数に適用することにより、再生ユニット２のエレメントの制御信号ｓｃ１ないしｓｃＮを決定するステップ７０中に、手段１１によって使用される。
【００４８】
次いで、信号ｓｃ１ないしｓｃＮは、再生ユニット２のエレメント３１ないし３Ｎへ印加されるように届けられ、これらのエレメントは音場を再生し、その音場の特性は、再生ユニット２の再生の固有特性とは実施的に独立のものである。
【００４９】
本発明の方法によって、制御信号ｓｃ１ないしｓｃＮは、音場の最適な再生を可能にするように適合され、再生ユニット２の空間特性及び／又は音響特性、特にルーム・エフェクト、を最適に用い、且つ選択された最適化戦略を統合する。
【００５０】
即ち、再生ユニット２の再生の固有特性と、再生される音場の固有特性との間の関係が準独立性であるため、音場を、入力として受信された時間情報及び空間情報によって表される音環境に対応する音場と実施的に同一とすることが可能である。
【００５１】
本発明の方法の主なステップについて、ここでより詳細に説明する。
パラメータ入力ステップ２０中に、オペレータ又は適切なメモリ・システムが、計算パラメータの全て又は一部を指定することができ、それらは詳細には以下のようである。
【００５２】
−  ｘｎ、傾聴中心５に関するエレメント３ｎの位置を表す。ｘｎは、座標ｒｎ、θｎ、及びφｎによって球面座標系において表される。
−  Ｇｎ（ｆ）、再生ユニットのエレメント３ｎのテンプレートを表し、このエレメントの動作の周波数バンドを指定する。
【００５３】
−  Ｎｌ，ｍ，ｎ（ｆ）、エレメント３ｎが入力としてインパルス信号を受信するとき、エレメント３ｎによって傾聴領域４において生成される音場に対応するエレメント３ｎの空間・時間応答を表す。
【００５４】
−  Ｗ（ｒ，ｆ）、考慮される各周波数ｆについて、音場の再生の制約の空間の分布を表す空間ウィンドウを記述し、これらの制約により、音場の復元の成果の空間分布を明細に記すことが可能になる。
【００５５】
−  Ｗｌ（ｆ）、直接にフーリエ・ベッセル係数の重みの形態で、及び考慮される各周波数ｆについて、音場の復元の制約の空間分布を表す空間ウィンドウを記述する。
−  Ｒ（ｆ）、考慮される各周波数ｆについて、空間ウィンドウが球であるときの空間ウィンドウの半径を表す。
【００５６】
−  Ｈｎ（ｆ）、考慮される各周波数ｆについて、エレメント３ｎの周波数応答を表す。
−  μ（ｆ）、考慮される各周波数ｆについて、再生ユニットの構成の空間不規則性に適応するための望ましい局所的容量を表す。
【００５７】
−  ｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）、考慮される各周波数ｆについて、復元が課される空間・時間関数のリストを構成する。
−  Ｌ（ｆ）、考慮される各周波数ｆについて、復元フィルタを決定する手段１２の動作の限界次数を課す。
【００５８】
−  ＲＭ（ｆ）、考慮される各周波数ｆについて、再生ユニット２のエレメント３１ないし３Ｎの放射モデルを定義する。
定義信号ＳＬは、パラメータｘｎ、補足信号ＲＰ、パラメータＨｎ（ｆ）及びＮｌ，ｍ，ｎ（ｆ）及び最適化信号ＯＳ、パラメータＧｎ（ｆ）、μ（ｆ）、｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）、Ｌ（ｆ）、Ｗ（ｒ，ｆ）、Ｗｌ（ｆ）、Ｒ（ｆ）、及びＲＭ（ｆ）を運ぶ。
【００５９】
このステップ２０を実施するインタフェース手段１０は、マイクロコンピュータや、任意の他の適切な手段などのような、従来のタイプの手段である。
校正ステップ３０、及びそれを実施する手段９について、ここでより詳細に説明する。
【００６０】
図４には、校正手段９の詳細が示されている。校正手段９は、分解モジュール９１、インパルス応答を決定するモジュール９２、及び校正パラメータを決定するモジュール９３を備える。
【００６１】
校正手段９は、マイクロフォン又は任意の他の適切な装置などのような音獲得装置１００に接続され、且つ再生ユニット２の各エレメント３ｎから情報を出すように各エレメント毎に接続されるように適合される。
【００６２】
図５には、校正手段９によって実施され、再生ユニット２の特性を測定することを可能にする校正ステップ３０の１つの実施形態の詳細が示されている。
サブステップ３２中に、校正手段９は、エレメント３ｎに対して予定された擬似ランダム・シーケンスＭＬＳ（最大長シーケンス）などのような、特定の信号ｕｎ（ｔ）を放出する。獲得装置１００は、サブステップ３４中に、信号ｕｎ（ｔ）の受信に応答してエレメント３ｎによって放出される音波を受信し、受信された波を表す信号ｃｌ，ｍ（ｔ）を分解モジュール９１へ送信する。
【００６３】
サブステップ３６中に、分解モジュール９１は、獲得装置１００によって得た信号を、有限数のフーリエ・ベッセル係数ｑｌ，ｍ（ｔ）へと分解する。
例えば、装置１００は、再生ユニットの中心５における圧力情報ｐ（ｔ）及び速度情報
【００６４】
【数７】
2005519502.tif 000009
を送り渡す。この場合、音場を表す係数ｑ０，０（ｔ）ないしｑｌ，ｌ（ｔ）は、以下の関係
【００６５】
【数８】
2005519502.tif 000010
に従って、信号ｃ０，０（ｔ）ないしｃｌ，ｌ（ｔ）から導き出される。
【００６６】
これらの式では、ｖｘ（ｔ）、ｖｙ（ｔ）、及びｖｚ（ｔ）は、考慮される直交座標系における速度ベクトル
【００６７】
【数９】
2005519502.tif 000011
の成分を表し、ρは空気の密度を表す。
【００６８】
これらの係数がモジュール９１によって定義されると、係数は、応答決定モジュール９２へと向けられる。
サブステップ３８中に、応答決定モジュール９２は、フーリエ・ベッセル係数ｑｌ，ｍ（ｔ）と、放出される信号ｕｎ（ｔ）とをリンクするインパルス応答ｈｐｌ，ｍ（ｔ）を決定する。
【００６９】
応答決定モジュール９２によって送り渡されるインパルス応答は、パラメータ決定モジュール９３へ向けられる。
サブステップ３９中に、モジュール９３は、再生ユニットのエレメントに関する情報を導き出す。
【００７０】
この説明される実施形態では、パラメータ決定モジュール９３は、応答ｈｐ０，０（ｔ）に関する遅延の推定の手順によって、応答ｈｐ０，０（ｔ）と、エレメント３ｎから獲得装置１００まで音が伝播するのにかかる時間の測定との助けを受けて、エレメント３ｎと中心５との距離ｒｎを決定する。
【００７１】
この説明される実施形態では、獲得装置１００は、空間における源の配向を明確に符号化することができる。従って、座標θｎ及びφｎを含む３つの応答ｈｐ１，−１（ｔ）、ｈｐ１，０（ｔ）、及びｈｐ１，１（ｔ）の間の３角法の関係は、それぞれの瞬間ｔについて明らかである。
【００７２】
モジュール９３は、例えばｈｐ０，０（ｔ）がその最大に到達する瞬間などのような、任意に選択された瞬間ｔにおける応答ｈｐ１，−１（ｔ）、ｈｐ１，０（ｔ）、及びｈｐ１，１（ｔ）によって得られる値に対応する値ｈｐ１，−１、ｈｐ１，０、及びｈｐ１，１を決定する。
【００７３】
その後、モジュール９３は、以下の３角法の関係
【００７４】
【数１０】
2005519502.tif 000012
を用いて、値ｈｐ１，−１、ｈｐ１，０、及びｈｐ１，１を役立てて、座標θｎ及びφｎを推定する。
これらの関係は、以下の特定の場合
【００７５】
【数１１】
2005519502.tif 000013
を許容する。
【００７６】
好都合なことに、係数θｎ及びφｎは、幾つかの時点について推定される。座標θｎ及びφｎの最終決定は、様々な推定を平均する技法によって得られる。
変形形態として、座標θｎ及びφｎは、利用可能なｈｐｌ，ｍ（ｔ）の中からの他の応答の助けを受けて推定され、又は、応答ｈｐｌ，ｍ（ｆ）の助けを受けて周波数領域において推定される。
【００７７】
このように定義されて、パラメータｒｎ、θｎ、及びφｎは、定義信号ＳＬによってデコーダ１へ送信される。
この説明される実施形態では、モジュール９３はまた、応答決定モジュール９２から生じる応答ｈｐｌ，ｍ（ｔ）の助けを受けて、各エレメント３ｎの伝達関数Ｈｎ（ｆ）を送り渡す。
【００７８】
解法は、傾聴領域４によってもたらされる反射を除去された非ゼロ信号を含む応答ｈｐ０，０（ｔ）の選択されれ一部分に対応する応答ｈｐ’０，０（ｔ）を構築することにある。周波数応答Ｈｎ（ｆ）は、以前にウィンドウ化された応答ｈｐ’０，０（ｔ）からのフーリエ変換によって推定される。ウィンドウは、例えば、矩形、ハミング、ハニング、及びブラックマンなどのような、従来の平滑化ウィンドウから選択することが可能である。
【００７９】
このように定義されたパラメータＨｎ（ｆ）は、補足信号ＲＰによってデコーダ１へ送信される。
この説明される実施形態では、モジュール９３はまた、以下の様式
ηｌ，ｍ，ｎ（ｔ）＝ｒｎｈｐｌ，ｍ（ｔ＋ｒｎ／ｃ）
で、エレメント３ｎの距離ｒｎの測定の助けを受けて、インパルス応答ｈｐｌ，ｍ（ｔ）の利得調節及び時間アライメントを適用することによって導き出される、再生ユニット２の各エレメント３ｎの空間・時間応答Ｎｌ，ｍ，ｎ（ｆ）を送り渡す。
【００８０】
空間・時間応答ηｌ，ｍ，ｎ（ｔ）は、エレメント３ｎを特徴付ける大量の情報を含み、それは特には位置及び周波数応答である。これはまた、エレメント３ｎの指向性と、広がりと、傾聴領域４におけるエレメント３ｎの放射の結果であるルーム・エフェクトとを表す。
【００８１】
モジュール９３は、ルーム・エフェクトが考慮される期間を調節するために、時間ウィンドウ化を応答ηｌ，ｍ，ｎ（ｔ）に適用する。周波数領域において表される空間・時間応答Ｎｌ，ｍ，ｎ（ｆ）は、応答ηｌ，ｍ，ｎ（ｔ）のフーリエ変換によって得られる。次いで、空間・時間応答Ｎｌ，ｍ，ｎ（ｔ）は、ルーム・エフェクトが考慮される周波数帯域を調節するために、周波数ウィンドウ化される。次いで、モジュール９３は、そのように整形されたパラメータＮｌ，ｍ，ｎ（ｆ）を送達し、このパラメータは、補足信号ＲＰによってデコーダ１へ提供される。
【００８２】
サブステップ３２ないし３９は、再生ユニット２の全てのエレメント３１ないし３Ｎについて反復される。
変形形態として、校正手段９は、エレメント３ｎに関する他のタイプの情報を受信するように適合される。例えば、この情報は、傾聴領域４においてエレメント３ｎによって生成される音場を表す有限数のフーリエ・ベッセル係数の形態で導入される。
【００８３】
そのような係数は、特には、傾聴領域４の幾何学的モデリングを実施する音響シミュレーション手段によって送り渡されることができ、それによって、エレメント３ｎの位置及び傾聴領域４の幾何学的形状に起因する反射によって誘導されるイメージ源の位置を決定することが可能である。
【００８４】
音響シミュレーション手段は、入力として、モジュール９２によって出されて信号ｃｌ，ｍ（ｔ）の助けを受けて送り渡される信号ｕｎ（ｔ）を受信し、フーリエ・ベッセル係数は、エレメント３ｎによって出される音場と、エレメント３ｎが信号ｕｎ（ｔ）を受け取るときにイメージ源によって出される音場とを重ね合わせることによって決定される。この場合、分解モジュール９１は、モジュール９２への信号ｃｌ，ｍ（ｔ）の送信のみを行う。
【００８５】
変形形態として、校正手段９は、レーザを用いる位置測定手段、ビーム形成技法を実施する信号処理手段、又は任意の他の適切な手段などのような、エレメント３１ないし３Ｎに関する情報を得る他の手段を備える。
【００８６】
校正ステップ３０を実施する手段９は、例えば、電子カード、又はコンピュータ・プログラム、若しくは任意の他の適切な手段からなる。
パラメータ・シミュレーション・ステップ４０及びそれを実施する手段８の詳細について、ここで説明する。このステップは、それぞれり動作の周波数ｆについて実施される。
【００８７】
この説明される実施形態は、各エレメント３ｎについて、パラメータｒｎ、θｎ、φｎによって記述される完全な位置の知識、及び／又はパラメータＮｌ，ｍ，ｎ（ｆ）によって記述される空間・時間応答の知識を必要とする。
【００８８】
図６を参照して説明される第１実施形態では、パラメータは、オペレータ又は外部手段によって入力されないものであり又は測定されないものであり、シミュレーションされる。
【００８９】
ステップ４０は、受信した信号ＲＰ、ＳＬ、及びＯＳにないパラメータを決定するサブステップ４１で開始される。
サブステップ４２中に、再生ユニット２のエレメントの応答を表すパラメータＨｎ（ｆ）は、デフォルト値１を取る。
【００９０】
サブステップ４３中に、再生ユニット２のエレメントのテンプレートを表すパラメータＧｎ（ｆ）は、パラメータＨｎ（ｆ）が測定されるか、ユーザによって定義されるか、又は外部手段によって提供される場合には、パラメータＨｎ（ｆ）に対する閾値化によって決定されるものであり、そうでない場合には、Ｇｎ（ｆ）は、デフォルト値１を取る。
【００９１】
次いで、ステップ４０は、考慮される周波数ｆにおけるアクティブ・エレメントを決定するサブステップ４４を含む。
このサブステップ中に、周波数ｆにおいてアクティブな再生ユニットのエレメントのリスト｛ｎ＊｝（ｆ）が決定される。これらのエレメントは、それらのテンプレートＧｎ（ｆ）がこの周波数についてゼロではないエレメントである。リスト｛ｎ＊｝（ｆ）は、Ｎｆのエレメントを備え、最適化信号ＯＳによってデコーダ１へ送信される。このリストは、パラメータの組の中から、各周波数ｆにおけるアクティブ・エレメントに対応するパラメータを選択するために使用される。インデックスｎ＊のパラメータは、周波数ｆにおいてｎ番目のアクティブ・エレメントに対応する。
【００９２】
サブステップ４５中に、現在の周波数ｆにおけるフィルタを決定するモジュールの動作の次数を表すパラメータＬ（ｆ）が、以下のように決定される。
−  シミュレーション手段８が、例えば以下のような３角法の関係式
【００９３】
【数１２】
2005519502.tif 000014
によって、ｎ１＊≠ｎ２＊であるような対（ｎ１＊，ｎ２＊）の組の中から、再生ユニットのエレメントの対によって形成される最小角度ａｍｉｎを計算する。
【００９４】
−  シミュレーション手段９が、以下の関係
Ｌ（ｆ）＜π／ａｍｉｎ．
に従う最大の整数である最大次数Ｌ（ｆ）を決定する。
【００９５】
サブステップ４６中に、再生ユニットを構成するエレメントの放射モデルを定義するパラメータＲＭ（ｆ）が決定され、デフォルトとして球面放射モデルを自動的に取る。
サブステップ４７中に、フーリエ・ベッセル係数の重みの形態で、音場の復元の制約の空間における分布を表す空間ウィンドウを記述するパラメータＷｌ（ｆ）が、以下のようにして決定される。
【００９６】
−  球面座標系における空間ウィンドウを表すパラメータＷ（ｒ，ｆ）が、提供又は入力される場合、下式
【００９７】
【数１３】
2005519502.tif 000015
を適用することにより、Ｗｌ（ｆ）はその値から導き出される。
【００９８】
−  空間ウィンドウが半径Ｒ（ｆ）の球であるときの半径を表すパラメータＲ（ｆ）が、外部手段によって提供されるか又は入力される場合、下式
【００９９】
【数１４】
2005519502.tif 000016
を適用することにより、Ｗｌ（ｆ）はその値から導き出される。そうでない場合、Ｗｌ（ｆ）は、下式
【０１００】
【数１５】
2005519502.tif 000017
を適用することによって、Ｌ（ｆ）から導き出されるものでり、この式において
Ｒ＝Ｌ（ｆ）ｃ／２πｆ
である。
【０１０１】
−  変形形態として、空間ウィンドウが指定されない場合、シミュレーション手段８がパラメータＷｌ（ｆ）にデフォルト値、例えば、ｌにおいて評価されるサイズ２Ｌ（ｆ）＋１のハミング・ウィンドウなどを、割り当てる。
【０１０２】
パラメータＷｌ（ｆ）は、０からＬ（ｆ）にわたるｌの値について決定される。
サブステップ４８中に、パラメータ｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）が、以下のようにして、パラメータＬ（ｆ）及び
【０１０３】
【数１６】
2005519502.tif 000018
から導き出される。
【０１０４】
第１に、手段９が、
【０１０５】
【数１７】
2005519502.tif 000019
により係数を計算し、ここで
【０１０６】
【数１８】
2005519502.tif 000020
は、再生エレメント
【０１０７】
【数１９】
2005519502.tif 000021
の方向である。
【０１０８】
第２に、手段９が、
【０１０９】
【数２０】
2005519502.tif 000022
係数を計算する。
【０１１０】
第３に、手段８が、補足パラメータεの助けを受けて、パラメータ｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）のリストを計算する。このリストはＣと呼ばれ、最初は空である。０から始まる次数ｌの各値について、手段８が以下のサブステップを実施する。
【０１１１】
−  Ｇｌ＝ｍａｘ（Ｇｌ，ｍ）を捜す。
−  Ｇｌ，ｍ（ｄＢ単位）がＧｌ−ε（ｄＢ単位）とＧｌ（ｄＢ単位）との間にあるように、係数（ｌ，ｍ）のリストＣｌを決定する。
【０１１２】
Ｃにおける項数とＣｌにおける項数との和が、周波数ｆにおけるアクティブな再生エレメントの数Ｎｆ以上である場合、リストＣは完全であり、そうでない場合には、ＣｌはＣに追加され、Ｇｌの探索がｌ＋１について再度開始される。
【０１１３】
エレメント
【０１１４】
【数２１】
2005519502.tif 000023
が水平面にあり、｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）のリストが入力又は提供されない場合、シミュレーション手段８は、簡略化された処理を実施する。
【０１１５】
係数のリスト｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）は、以下の形態
｛（０，０），（１，−１），（１，１），（２，−２），（２，２）・・・，（Ｌｌ，−Ｌｌ），（Ｌｌ，Ｌｌ）｝
を取る。ここでＬｌは、このリストのエレメント数が、周波数ｆにおいてアクティブであるエレメント
【０１１６】
【数２２】
2005519502.tif 000024
の数Ｎｆより小さくなるように、選択される。Ｌｌによって取られる値は、（Ｎｆ−１）／２の整数部分であり得るが、Ｌｌについてより小さい値を取ることが好ましい。
【０１１７】
サブステップ４９中に、現在の周波数ｆにおける望ましい局所的な適用の容量を表し、０と１との間で変化するパラメータμ（ｆ）が、自動的に決定され、例えば、デフォルト値０．７を取る。
【０１１８】
従って、シミュレーション手段９により、ステップ４０中に、復元フィルタを決定する手段１２へその実施に必要なパラメータの組を伝えるように、信号ＳＬ、ＲＰ、及びＯＳを補足することが可能になる。
【０１１９】
入力又は測定されるパラメータの関数として、説明されたシミュレーション・サブステップの幾つかは実施されない。
サブステップ４１ないし４９の組からなるシミュレーション・ステップ４０は、考慮される全ての周波数について反復される。変形形態として、各サブステップは、次のサブステップへ進む前に全ての周波数について実施される。
【０１２０】
他の実施形態では、含まれる全てのパラメータはデコーダ１へ提供され、次いで、ステップ４０は、信号ＳＬ、ＲＰ、並びにＯＳを受信及び確認するサブステップ４１、及び考慮される周波数ｆにおけるアクティブ・エレメントを決定するサブステップ４４のみを含む。
【０１２１】
ステップ４０を実施するシミュレーション手段８は、例えば、そのようなアプリケーションに専用のコンピュータ・プログラムや電子カード、若しくは任意の他の適切な手段である。
【０１２２】
復元フィルタを決定するステップ５０、及びステップ５０を実施する手段１２について、ここでより詳細に説明する。
図７には、信号ＳＬ、ＲＰ、及びＯＳのパラメータの助けを受けて伝達行列を決定するモジュール８２と、復号マトリックスＤ＊を決定する手段８４とを備える、復元フィルタを決定する手段１２が示されている。
【０１２３】
手段１２はまた、復元フィルタの応答を記憶するモジュール８６と、復元フィルタをパラメータ化するモジュール８８とを備える。
図８には、復元フィルタを決定するステップ５０の詳細が示されている。
【０１２４】
ステップ５０は、各動作周波数について反復され、以前に定義されたパラメータを表すマトリックスを決定する複数のサブステップを含む。
復元フィルタを決定するステップ５０は、信号Ｌ（ｆ）及びＷｌ（ｆ）の補助を受けて、音場を重み付けするマトリックスＷを決定するサブステップ５１を含む。
【０１２５】
Ｗは、加重係数Ｗｌ（ｆ）を含むサイズ（Ｌ（ｆ）＋１）２の対角行列であり、各係数Ｗｌ（ｆ）は、対角上で連続して２ｌ＋１回見られる。従って、マトリックスＷは、以下の形態
【０１２６】
【数２３】
2005519502.tif 000025
を有する。
【０１２７】
同様に、ステップ５０は、パラメータ
【０１２８】
【数２４】
2005519502.tif 000026
の補助を受けて、再生ユニットの放射を表すマトリックスＭを決定するサブステップ５２を含む。
【０１２９】
Ｍは、（Ｌ（ｆ）＋１）２×Ｎｆのサイズのマトリックスであり、エレメント
【０１３０】
【数２５】
2005519502.tif 000027
を含み、インデックスｌ，ｍは行ｌ２＋ｌ＋ｍを指定し、ｎ＊は列ｎを指定する。従って、マトリックスＭは以下の形態
【０１３１】
【数２６】
2005519502.tif 000028
を有する。
【０１３２】
エレメント
【０１３３】
【数２７】
2005519502.tif 000029
は、放射モデルＲＭ（ｆ）の関数として得られる。
【０１３４】
−  ＲＭ（ｆ）が平面波放射状モデルを定義する場合
【０１３５】
【数２８】
2005519502.tif 000030
となる。
【０１３６】
−  ＲＭ（ｆ）が球面波放射状モデルを定義する場合、
【０１３７】
【数２９】
2005519502.tif 000031
となる。
【０１３８】
−  ＲＭ（ｆ）が、落とした測定のための平面波モデルに頼って、空間・時間応答について実施された測定を用いてモデルを定義する場合には、提供されるインデックスｌ，ｍ，ｎ＊及び現在の周波数ｆについて、
【０１３９】
【数３０】
2005519502.tif 000032
である。
【０１４０】
【数３１】
2005519502.tif 000033
の残りは、以下の関係
【０１４１】
【数３２】
2005519502.tif 000034
によって決定される。
【０１４２】
−  ＲＭ（ｆ）が、落とした測定のための球面波モデルに頼って、空間・時間応答について実施された測定を用いてモデルを定義する場合には、提供されるインデックスｌ，ｍ，ｎ＊及び現在の周波数ｆについて、
【０１４３】
【数３３】
2005519502.tif 000035
である。
【０１４４】
【数３４】
2005519502.tif 000036
の残りは、以下の関係
【０１４５】
【数３５】
2005519502.tif 000037
によって決定される。
【０１４６】
これらの式では、
【０１４７】
【数３６】
2005519502.tif 000038
は下式
【０１４８】
【数３７】
2005519502.tif 000039
によって定義される。
【０１４９】
そのように定義されるマトリックスＭは、再生ユニットの放射を表す。詳細には、Ｍは再生ユニットの空間構成を表す。
この方法が、係数Ｎｌ，ｍ，ｎ（ｆ）を用いる場合、マトリックスＭは、エレメント３１ないし３Ｎの空間・時間応答を表し、従って、詳細には、傾聴領域４によって誘導されるルーム・エフェクトを表す。
【０１５０】
ステップ５０はまた、完全な復元が要求されるフーリエ・ベッセル関数を表すマトリックスＦを決定するサブステップ５３を含む。このマトリックスは、パラメータＬ（ｆ）並びにパラメータ｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）の助けを受けて、以下のように決定される。
【０１５１】
リスト｛（ｌｋ、ｍｋ）｝（ｆ）の助けを受け、リスト｛（ｌｋ、ｍｋ）｝（ｆ）のエレメント（ｌｋ，ｍｋ）の数であるＫをよびたすと、構築されるマトリックスＦのサイズは、Ｋ×（Ｌ（ｆ）＋１）２である。マトリックスＦの各行ｋは、列ｌｋ２＋ｌｋ＋ｍｋに１を含み、他は０である。例えば、いわゆる「５．１」タイプの再生ユニットの構成では、そのリスト｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）は、｛（０，０）、（１、−１），（１，１）｝の形態を取ることができ、マトリックスＦは、
【０１５２】
【数３８】
2005519502.tif 000040
のように書くことが可能である。
【０１５３】
パラメータμ（ｆ）がゼロのとき、デコーダ１は、パラメータ｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）によって列挙されるフーリエ・ベッセル関数のみを再生し、他は無視される。μ（ｆ）が１に設定されるとき、デコーダは、｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）によって規定されるフーリエ・ベッセル関数を完全に再生するが、更に、次数Ｌ（ｆ）まで、利用可能なフーリエ・ベッセル関数の中から、多くの他のフーリエ・ベッセル関数を部分的に再生し、それにより、全体的には、復元される場は、入力として記述される場に近くなる。この部分的な復元により、デコーダ１は、角度分布が非常に不規則である復元構成に対応することが可能になる。
【０１５４】
モジュール８２によって実施されるサブステップ５１ないし５３は、順次又は同時に実行することができる。
その後、復元フィルタを決定するステップ５０は、以前に決定されたパラメータの組を考慮するサブステップ５４を含み、復元フィルタを表す復号マトリックスＤ＊を送り渡すように、モジュール８４によって実施される。
【０１５５】
この行列（マトリックス）Ｄ＊は、以下の式
【０１５６】
【数３９】
2005519502.tif 000041
に従って、マトリックスＭ、Ｆ、Ｗ、及びパラメータμ（ｆ）の助けを受けて送り渡され、上式で、ＭＴは、Ｍの共役転置行列を表す。
【０１５７】
マトリックスＤ＊のエレメントＤ＊ｎ，ｌ，ｍは、
【０１５８】
【数４０】
2005519502.tif 000042
のように編成される。
【０１５９】
従って、マトリックスＤ＊は、再生ユニットの構成、エレメント３１ないし３Ｎに関連する音響特性、及び最適化戦略を表す。
この方法が係数Ｎｌ，ｍ，ｎ（ｆ）を用いる場合、マトリックスＤ＊は、詳細には、傾聴領域４によって誘導されるルーム・エフェクトを表す。
【０１６０】
その後、サブステップ５５中に、現在の周波数ｆにおける復元フィルタの応答を記憶するモジュール８６は、マトリックスＤ＊を入力として受信することによって、周波数ｆについて、復元フィルタの周波数応答を表すマトリックスＤ（ｆ）を補足する。マトリックスＤ＊のエレメントは、リスト｛ｎ＊｝（ｆ）を決定するための、図６を参照して以前に記述した方法を反対にすることによって、マトリックスＤ（ｆ）に記憶される。より精確には、マトリックスＤ＊の各エレメントＤ＊ｎ，ｌ，ｍは、マトリックスＤ（ｆ）のエレメント
【０１６１】
【数４１】
2005519502.tif 000043
に記憶される。このサブステップの完了時に決定されていないＤ（ｆ）のエレメントは、ゼロに固定される。
【０１６２】
リスト｛ｎ＊｝（ｆ）をそのように用いることにより、再生エレメント３１ないし３Ｎの不均一テンプレートを考慮することが可能になる。
マトリックスＤ（ｆ）のエレメントＤｎ，ｌ，ｍ（ｆ）は、
【０１６３】
【数４２】
2005519502.tif 000044
のように編成される。
【０１６４】
サブステップ５１ないし５５の組は、考慮される全ての周波数について反復され、結果は、記憶モジュール８６に記憶される。この処理を完了すると、復元フィルタの組の周波数応答を表すマトリックスＤ（ｆ）は、復元フィルタをパラメータ化するモジュール８８へと向けられる。
【０１６５】
サブステップ５８中に、復元フィルタ・パラメータ化モジュール８８は、次いで、マトリックスＤ（ｆ）を入力として受信することによって、復元フィルタを表す信号ＦＤを提供する。マトリックスＤ（ｆ）の各エレメントＤｎ，ｌ，ｍ（ｆ）は、様々な形態を取ることが可能であるパラメータによって信号ＦＤにおいて記述される復元フィルタである。
【０１６６】
例えば、各フィルタＤｎ，ｌ，ｍ（ｆ）に関連する信号ＦＤのパラメータは、以下の形態をとり得る。
−  そのパラメータが或る周波数ｆについて直接にＤｎ，ｌ，ｍ（ｆ）の値である、周波数応答。
【０１６７】
−  そのパラメータｄｎ，ｌ，ｍ（ｔ）がＤｎ，ｌ，ｍ（ｆ）の逆時間フーリエ変換によって計算される、有限インパルス応答。各インパルス応答ｄｎ，ｌ，ｍ（ｔ）が、サンプリングされ、次いで、各応答に特有の長さに切られる。または、
−  従来の適応手続きでＤｎ，ｌ，ｍ（ｆ）の補助を受けて計算される無限インパルス応答巡回型フィルタの係数。
【０１６８】
従って、ステップ５０を完了すると、復元フィルタを決定する手段１２は、信号ＦＤを、制御信号を決定する手段１１へ送る。
この実施形態では、この信号ＦＤは以下のパラメータを表す。
【０１６９】
−  再生ユニットのエレメントの空間構成。
−  再生ユニットのエレメントに関連する音響特性、詳細には、とりわけ、傾聴領域４によって誘導されるルーム・エフェクトを表す周波数応答及び空間・時間応答。
【０１７０】
−  最適化戦略、詳細には、再構成を課される空間・時間関数と、音場の復元の制約の空間における分布と、再生ユニット２の構成の空間不規則性に適用するための望ましい局所的容量。
【０１７１】
復元フィルタを決定する手段１２は、この機能に専用のソフトウエアの形態で埋め込むことが可能であり、又は、電子カード若しくは任意の他の適切な手段に統合することが可能である。
【０１７２】
入力信号を整形するステップ６０について、ここでより詳細に説明する。
システムが実施されるとき、システムは入力信号ＳＩを受信し、この信号は、再生される音環境の時間情報及び空間情報を備える。この情報は、幾つかに分類することが可能であり、詳細には以下のようである。
【０１７３】
−  例えば「Ｂフォーマット」と一般的に呼ばれるフォーマットなどのような、角度分布に従ってコード化される音環境、
−  音環境を作成する仮想源の位置情報及びこれらの源によって出される信号による、音環境の記述、
−  マルチチャネル・モードにおいて、即ち、角度分布が固定され且つ既知であり、且つ詳細にはいわゆる「７．１」、「５．１」、４チャネル方式、ステレオ方式、及びモノラル方式の技法を含むラウドスピーカへ給電することを意図する信号によって、コード化された音環境、
フーリエ・ベッセル係数の形態で音場によって与えられる音環境。
【０１７４】
図３を参照して説明したように、ステップ６０中に、整形手段６は、入力信号ＳＩを受信して、それを、信号ＳＩによって記述される音環境に対応する音場を表すフーリエ・ベッセル係数へと分解する。これらのフーリエ・ベッセル係数は信号ＳＩＦＢによってデコーダ１へ送られる。
【０１７５】
入力信号ＳＩの種類のものの関数として、整形ステップ６０は変更される。
図９を参照して、音場面を構成する仮想源の位置情報およびこれらの源によって出される信号によって、音環境が音場面の記述の形態で信号ＳＩへコード化される場合においての、フーリエ・ベッセル係数への分解についてここで説明する。
【０１７６】
マトリックスＥにより、例えば球面波モデルなどのような放射モデルを、各仮想源ｓに割り当てることが可能になる。Ｅは、（Ｌ＋１）２×Ｓのサイズのマトリックスであり、Ｓは、シーン（場面）に存在する源の数であり、Ｌは、分解が行われる次数である。源ｓの位置は、その球座標ｒｓ、θｓ、及びφｓによって指定される。マトリックスＥのエレメントＥｌ，ｍ，ｓは、
【０１７７】
【数４３】
2005519502.tif 000045
のように書くことが可能である。
【０１７８】
また、源によって出される信号ｙｓ（ｔ）の時間フーリエ変換Ｙｓ（ｆ）を含むベクトルＹが導入される。Ｙは、
Ｙ＝［Ｙ１（ｆ）Ｙ２（ｆ）・・・Ｙｓ（ｆ）］ｔ
のように書くことが可能である。
【０１７９】
フーリエ・ベッセル係数Ｐｌ，ｍ（ｆ）は、サイズ（Ｌ＋１）２のベクトルＰ内に置かれ、ここで次数ｌの２ｌ＋１の項は、昇順の次数ｌで逐次に置かれる。従って、係数Ｐｌ，ｍ（ｆ）は、ベクトルＰのインデックスｌ２＋ｌ＋ｍのエレメントであり、
Ｐ＝ＥＹ
のように書くことが可能である。
【０１８０】
図９を参照して示したように、信号ＳＩＦＢを構成するフーリエ・ベッセル係数Ｐｌ，ｍ（ｆ）の獲得は、フィルタＥｌ，ｍ，ｓ（ｆ）によって各信号Ｙｓ（ｆ）をフィルタリングして、その後に結果を加算することに対応する。従って、係数Ｐｌ，ｍ（ｆ）は、
【０１８１】
【数４４】
2005519502.tif 000046
のように表される。
【０１８２】
フィルタＥｌ，ｍ，ｓ（ｆ）の配備は、従来のフィルタリング手順に従って実施することが可能であり、例えば、以下のようである。
−  周波数領域におけるフィルタリング、
−  有限インパルス応答フィルタに補助されてのフィルタリング、又は、
−  無限インパルス応答フィルタに補助されてのフィルタリング。これは、最も直接的な手順であり、例えばバイリニア変換の補助を受けて式Ｅｌ，ｍ，ｓ（ｆ）から巡回型フィルタを導き出すことを含む。
【０１８３】
信号ＳＩが、マルチチャネル・フォーマットに従う音環境を表す表現に対応する場合、整形手段６は、以下において説明される動作を実施する。
マトリックスＳにより、各チャネルｃへ放射源を割り付けることが可能になり、放射源は、例えば、その発生の方向（θｃ，φｃ）が、考慮されるマルチチャネル・フォーマットのチャネルｃに関連する再生エレメントの方向に対応するものである。Ｓは、（Ｌ＋１）２×Ｃのサイズのマトリックスであり、Ｃは、チャネルの数である。マトリックスＳのエレメントＳｌ，ｍ，ｃは、
【０１８４】
【数４５】
2005519502.tif 000047
のように書くことが可能である。
【０１８５】
また、各チャネルに対応する信号ｙｃ（ｔ）を含むベクトルＹも定義される。Ｙは、
Ｙ＝［ｙ１（ｔ）ｙ２（ｔ）・・・ｙｃ（ｔ）］ｔ
のように書くことが可能である。
【０１８６】
ベクトルＰにおいて以前のように共にグループ化されたフーリエ・ベッセル係数Ｐｌ，ｍ（ｔ）は、以下の関係
Ｐ＝ＳＹ
により得られる。
【０１８７】
信号ＳＩＦＢを構成する各フーリエ・ベッセル係数Ｐｌ，ｍ（ｔ）が、信号ｙｃ（ｔ）の線形の組合せ
【０１８８】
【数４６】
2005519502.tif 000048
によって得られる。
【０１８９】
信号ＳＩが、Ｂフォーマットに従う音環境の角度の記述に対応する場合、このフォーマットの４つの信号Ｗ（ｔ）、Ｘ（ｔ）、Ｙ（ｔ）、及びＺ（ｔ）は、単純な利得を適用することによって分解される。
【０１９０】
【数４７】
2005519502.tif 000049
最後に、信号ＳＩが、フーリエ・ベッセル係数の形態にある音場の記述に対応する場合、ステップ６０は、単に信号伝送からなる。
【０１９１】
従って、整形ステップ６０が完了すると、手段６は、制御信号を決定する手段１１へ宛てて、有限数のフーリエ・ベッセル係数へと再生される音場の分解に対応する信号ＳＩＦＢを送り届ける。
【０１９２】
手段６は、専用コンピュータ・ソフトウエアの形態で埋め込むことが可能であり、また、専用計算カード若しくは任意の他の適切な手段の形態で埋め込むことも可能である。
制御信号を決定するステップ７０について、ここでより詳細に説明する。
【０１９３】
制御信号を決定する手段１１は、入力として、再生される音場を表すフーリエ・ベッセル係数に対応する信号ＳＩＦＢと、手段１２から生じる復元フィルタを表す信号ＦＤとを受信する。以前に述べたように、信号ＦＤは、再生ユニット２に特有のパラメータを統合する。
【０１９４】
この情報の助けを受けて、ステップ７０中に、手段１１は、エレメント３１ないし３Ｎに宛てられる、送り渡される信号ｓｃ１（ｔ）ないしｓｃＮ（ｔ）を決定する。これらの信号は、復元フィルタの信号ＳＩＦＢへ周波数応答Ｄｎ，ｌ，ｍ（ｆ）を適用することによって得られ、信号ＦＤにおいて伝送される。
【０１９５】
復元フィルタは、以下のように適用されるものであり、
【０１９６】
【数４８】
2005519502.tif 000050
上式で、Ｐｌ，ｍ（ｆ）は、信号ＳＩＦＢを構成するフーリエ・ベッセル係数であり、Ｖｎ（ｆ）は、
【０１９７】
【数４９】
2005519502.tif 000051
によって定義され、ここでＳＣｎ（ｆ）は、ｓｃｎ（ｔ）の時間フーリエ変換である。
【０１９８】
信号ＦＤのパラメータの形態に従って、Ｄｎ，ｌ，ｍ（ｆ）によるＰｌ，ｍ（ｆ）の各フィルタリングを、従来のフィルタリング手続きにより実施することができ、それは例えば以下のようである。
【０１９９】
−  信号ＦＤが、周波数応答Ｄｎ，ｌ，ｍ（ｆ）を直接に提供し、フィルタリングが、例えば通常のブロックたたみこみ技法の補助を受けて、周波数領域において実施される。
−  信号ＦＤが、有限インパルス応答ｄｎ，ｌ，ｍ（ｔ）を提供し、フィルタリングが、たたみこみによって時間領域において実施される。又は、
−  信号ＦＤが、無限インパルス応答巡回型フィルタの係数を提供し、フィルタリングが、回帰関係によって時間領域において実施される。
【０２００】
図１０には、有限インパルス応答フィルタの場合について示されている。
それぞれの応答ｄｎ，ｌ，ｍ（ｔ）に特有のサンプル数が定義されＴｎ，ｌ，ｍ、これにより、以下のたたみこみの式
【０２０１】
【数５０】
2005519502.tif 000052
が得られる。
【０２０２】
ステップ７０は、再生ユニット２のエレメント３１ないし３Ｎの波面を、最も遠いエレメントに関して時間的に整合させるように、利得の調整および遅延の適用を行って終了する。エレメント３１ないし３Ｎへ供給することを意図された信号ｓｃ１（ｔ）ないしｓｃＮ（ｔ）は、下式
【０２０３】
【数５１】
2005519502.tif 000053
に従って、信号ｖ１（ｔ）ないしｖＮ（ｔ）より導き出される。
【０２０４】
従って、各エレメント３１ないし３Ｎは、特定の制御信号ｓｃ１ないしｓｃＮを受信し、再生される音場の最適な復元に寄与する音場を放出する。エレメント３１ないし３Ｎの組全体の同時制御により、再生される音場の最適な復元が可能になる。
【０２０５】
更に、この説明されるシステムは、簡略化したモードで動作することもできる。
例えば、第１の簡略化した実施形態では、ステップ５０中に、フィルタを決定するモジュール１２は、以下のパラメータのみを受信する。
【０２０６】
−  
【０２０７】
【数５２】
2005519502.tif 000054
再生ユニット２のエレメント３ｎの位置を表す。
【０２０８】
−  Ｗｌ、直接にフーリエ・ベッセル係数の重みの形態で、音場の復元の制約の空間における分布を表す空間ウィンドウを記述する。
−  Ｌ、復元フィルタを決定する手段１２の動作の限界次数を課す。
【０２０９】
この簡略化されたモードでは、これらのパラメータは、周波数から独立しており、再生ユニットのエレメント３１ないし３Ｎは、アクティブであり、全ての周波数について理想的であると想定される。従って、ステップ５０のサブステップは、１回のみ実施される。サブステップ５２中に、マトリックスＭは、平面波放射状モデルの助けを受けて構築される。マトリックスＭのエレメントＭｌ，ｍ，ｎは、
【０２１０】
【数５３】
2005519502.tif 000055
のように簡略化される。
【０２１１】
この簡略化したモードでは、μ＝１であり、リスト｛（ｌｋ，ｍｋ）｝（ｆ）は項を含まない。サブステップ５４中に、モジュール８４は、次いで、簡略化された式
Ｄ＝（ＭＴＷＭ）−１ＭＴＷ
に直接に従って、マトリックスＤを決定する。
【０２１２】
復元フィルタの応答の記憶はもはや必要ではなく、サブステップ５５は実施されない。同様に、フィルタが、簡単な利得を有するマトリックスＤにおいて記述されるので、サブステップ５８はもはや実施されず、モジュール８４は信号ＦＤを直接に提供する。
【０２１３】
ステップ７０中に、駆動信号の決定は、時間領域において実施され、係数ｐｌ，ｍ（ｔ）の単純な線形の組合せに対応し、続いて、下式
【０２１４】
【数５４】
2005519502.tif 000056
に従って時間整列が行われる。
【０２１５】
次いで、モジュール１１は、再生ユニットに対して意図された駆動信号ｓｃ１（ｔ）ないしｓｃＮ（ｔ）を提供する。
他の簡略化した実施形態では、ステップ５０中に、フィルタを決定するモジュール１２は、入力として以下のパラメータを受信する。
【０２１６】
−  ｘｎ、再生ユニット２のエレメント３ｎの位置を表す。
−  ｛（ｌｋ，ｍｋ）｝、復元が課される空間・時間関数のリストを構成する。
−  Ｌ、復元フィルタを決定する手段１２の動作の次数を課す。
【０２１７】
この簡略化されたモードでは、パラメータは、周波数から独立しており、再生ユニットのエレメント３１ないし３Ｎは、アクティブであり、全ての周波数について理想的であると想定される。従って、ステップ５０のサブステップは、１回のみ実施される。サブステップ５２中に、マトリックスＭは、平面波放射モデルの助けを受けて構築される。マトリックスＭのエレメントＭｌ，ｍ，ｎは、
【０２１８】
【数５５】
2005519502.tif 000057
のように簡略化される。
【０２１９】
マトリックスＦを決定するサブステップ５３は変更されない。この簡略化されたモードではμ＝０であり、サブステップ５４中に、モジュール８４は、簡略化された式
Ｄ＝ＭＴＦＴ（ＦＭＭＴＦＴ）−１Ｆ
に直接に従ってマトリックスＤを決定する。
【０２２０】
復元フィルタの応答の記憶はもはや必要ではなく、サブステップ５５は実施されない。同様に、フィルタが、単純な利得を有するマトリックスＤで記述されるので、サブステップ５８はもはや実施されず、モジュール８４は信号ＦＤを直接に提供する。
【０２２１】
ステップ７０中に、駆動信号の決定は、時間領域において実施され、係数ｐｌ，ｍ（ｔ）の単純な線形の組合せに対応し、続いて、下式
【０２２２】
【数５６】
2005519502.tif 000058
に従って時間に関しての整合が行われる。
【０２２３】
次いで、モジュール１１は、再生ユニットに対して意図された駆動信号ｓｃ１（ｔ）ないしｓｃＮ（ｔ）を提供する。
本発明によれば、制御信号ｓｃ１ないしｓｃＮは、再生ユニット２の空間特性、エレメント３１ないし３Ｎに関連する音響特性、及び最適化戦略を、高品質の音場を復元するような方式で最適に用いるように適合される。
【０２２４】
従って、実施される方法により、詳細には、再生ユニット２の空間構成に関係なく、３次元音場の最適な再生を行うことが可能になる。
本発明は、説明された実施形態に限定されるものではない。
【０２２５】
詳細には、本発明の方法は、１又は複数のコンピュータ・プロセッサ又はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）などのようなデジタル・コンピュータによって実施することができる。
【０２２６】
本発明は、また、パーソナル・コンピュータなどのような汎用プラットフォームの助けを受けて実施することも可能である。
また、他のエレメントへ挿入され、本発明の方法を記憶及び実行するように適合されることを意図した電子カードを考案することも可能である。例えば、そのような電子カードはコンピュータに統合される。
【０２２７】
他の実施形態では、復元フィルタを決定するステップの実行に必要なパラメータの全て又は一部は、事前に記録されたメモリから抽出されるか、又は、その機能に専用の他の装置によって送達される。
【図面の簡単な説明】
【０２２８】
【図１】図１は球状座標系の表示である。
【図２】図２は本発明による再生システムの図である。
【図３】図３は本発明の方法の概略図である。
【図４】図４は校正手段の詳細の図である。
【図５】図５は校正ステップの詳細の図である。
【図６】図６はシミュレーション・ステップの図である。
【図７】図７は復元フィルタを決定する手段の図である。
【図８】図８は復元フィルタを決定するステップの図である。
【図９】図９は入力信号を整形するステップの１つの実施形態である。
【図１０】図１０は制御信号を決定するステップの１つの実施形態である。
【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】
2005519502.tif 000069
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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