(57)【要約】  プレゼンテーション領域にサウンドを供給するためのウェーブフィールド合成モジュールおよびラウドスピーカのアレイを有するウェーブフィールド合成システムにおけるレベル修正のために、プレゼンテーション領域において設定された振幅状態に基づく修正値（１０４）が決定され（１００）、この設定された振幅状態はバーチャルソースの位置またはバーチャルソースのタイプにより、さらにプレゼンテーション領域において実際の振幅状態がバーチャルソースによるラウドスピーカのためのコンポーネント信号による。決定される修正値（１０４）は、ウェーブフィールド合成モジュールに供給される前にバーチャルソースに関連付けられたオーディオ信号を操作する操作手段（１０６）に供給され、または、バーチャルソースによる個々のラウドスピーカのためのコンポーネント信号は、プレゼンテーション領域における１点あるいは複数点における設定された振幅状態および実際の振幅状態間のデビエーションを低減するために操作される。これにより、リスナーがさらに心地よいサウンドを楽しめるように、ウェーブフィールド合成システムにおける有限数のラウドスピーカによるレベルアーティファクトが少なくとも低減される。
2007502589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレゼンテーション領域（８０２）にサウンドを供給するためのウェーブフィールド合成モジュール（８１０）とラウドスピーカ（８０８）のアレイ（８００）とを有するウェーブフィールド合成システムにおけるレベル修正のための装置であって、ウェーブフィールド合成モジュールは、バーチャルサウンドソースに関連付けられたオーディオ信号およびバーチャルサウンドソースに関連付けられたソース位置情報を受信しさらにラウドスピーカ位置情報を考慮するバーチャルソースによるラウドスピーカのためのコンポーネント信号を計算するように形成され、
プレゼンテーション領域における設定された振幅状態に基づき、その設定された振幅状態はバーチャルソースの位置またはバーチャルソースのタイプにより、さらにバーチャルソースによるラウドスピーカのためのコンポーネント信号に基づくプレゼンテーション領域における実際の振幅状態に基づく修正値（１０４）を決定するための手段（１０４）、および
設定された振幅状態および実際の振幅状態間のデビエーションを低減するために修正値（１０４）を用いてバーチャルソースまたはコンポーネント信号に関連付けられたオーディオ信号を操作するための手段（１０６）を備える、装置。
【請求項２】
修正値（１０４）を決定するための手段（１００）は、プレゼンテーション領域（５００）における所定点のための設定された振幅状態を計算しさらにプレゼンテーション領域（５０２）におけるゾーンのための実際の振幅状態を決定するように形成され、そのゾーンは、所定点に等しいまたは許容範囲内で所定点の周囲に広がる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
所定の許容範囲は、所定点の周囲の２メートル未満の半径を有する球である、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
バーチャルソースは平面波のためのソースであり、修正値を決定するための手段（１００）は、バーチャルソースに関連付けられたオーディオ信号の振幅状態が設定された振幅状態と等しい修正値を決定するように形成される、先行する請求項の１つに記載の装置。
【請求項５】
バーチャルソースは点ソースであり、修正ファクタを決定するための手段（１００）は、バーチャルソースに関連付けられたオーディオ信号の振幅状態とプレゼンテーション領域およびバーチャルソースの位置間の距離との商に等しい設定された振幅状態に基づいて作動するように形成される、先行する請求項の１つに記載の装置。
【請求項６】
修正値を決定するための手段（１００）は、ラウドスピーカ（８０８）のラウドスピーカ送信機能が考慮される決定のための実際の振幅状態に基づいて作動するように形成される、先行する請求項の１つに記載の装置。
【請求項７】
修正ファクタを決定するための手段（１００）は、各ラウドスピーカに対して、ラウドスピーカの位置とプレゼンテーション領域において考慮される点とによる減衰値を計算するように形成され、さらに決定するための手段（１００）は、修正値（１０４）に基づいて、重み付けされたコンポーネント信号を得るためにラウドスピーカのための減衰値によってラウドスピーカのコンポーネント信号を重み付け、さらに考慮される点における実際の振幅状態を得るために他のラウドスピーカからコンポーネント信号または対応する重み付けされたコンポーネント信号を付加的に合計するように形成される、先行する請求項の１つに記載の装置。
【請求項８】
操作するための手段（１０６）は、実際の振幅状態および設定された振幅状態の商に等しい修正ファクタとして修正値（１０４）を用いるように形成される、先行する請求項の１つに記載の装置。
【請求項９】
操作するための手段（１０６）は、ウェーブフィールド合成モジュール（８１０）によってコンポーネント信号を計算する前にバーチャルソースに関連付けられたオーディオ信号を修正ファクタによってスケール化するように形成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
操作するための手段（１０６）は、修正ファクタ（１０４）によってウェーブフィールド合成手段の出力でコンポーネント信号をスケール化するように形成される、請求項８または9に記載の装置。
【請求項１１】
同一のバーチャルソースに戻る各コンポーネント信号は同一の修正ファクタによってスケール化される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
設定された振幅状態は設定されたサウンドレベルであり、実際の振幅状態は実際のサウンドレベルである、先行する請求項の１つに記載の装置。
【請求項１３】
設定されたサウンドレベルおよび実際のサウンドレベルは設定されたサウンド強さおよび実際のサウンド強さにそれぞれ基づき、サウンド強さはある時間内においてリファレンス領域に関連付けられたエネルギの尺度である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
修正値を決定するための手段（１００）は、バーチャルソースに関連付けられたオーディオ信号のサンプルをサンプル毎に２乗し、さらに多数の２乗されたサンプルを合計することによって設定された振幅状態を計算するように形成され、この数は測定時間の尺度であり、さらに
修正値を決定するための手段（１００）は、設定された振幅状態を計算するためにサンプル毎に各コンポーネント信号を２乗し、さらに合計された２乗サンプルの数と等しい多数の２乗サンプルを加えることによって実際の振幅状態を計算するように形成され、さらに、コンポーネント信号からの追加結果が実際の振幅状態の尺度を得るために加えられる、請求項１２または１３に記載の装置。
【請求項１５】
修正値（１０４）を決定するための手段（１００）は、位置修正ファクタ値対がストアされるルックアップテーブル（４００）を含み、値対の修正ファクタがラウドスピーカのアレイにおけるラウドスピーカの配置およびバーチャルソースの位置により、さらに修正ファクタは、操作のための手段（１０６）による修正ファクタを用いる際に、関連付けられた位置におけるバーチャルソースによる実際の振幅状態および設定された振幅状態間のデビエーションが少なくとも低減されるように選択される、先行する請求項の１つに記載の装置。
【請求項１６】
さらに、決定するための手段（１００）は、位置修正ファクタ値対からの１つまたは複数の修正ファクタからバーチャルソースの現在位置に対する現在の修正ファクタを補間（４０２）するように形成され、その位置またはそれらの位置は現在位置の隣にある、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
プレゼンテーション領域（８０２）にサウンドを供給するためのウェーブフィールド合成モジュール（８１０）とラウドスピーカ（８０８）のアレイ（８００）とを有するウェーブフィールド合成システムにおけるレベル修正のための方法であって、ウェーブフィールド合成モジュールは、バーチャルサウンドソースに関連付けられたオーディオ信号およびバーチャルサウンドソースに関連付けられたソース位置情報を受信しさらにラウドスピーカ位置情報を考慮するバーチャルソースによるラウドスピーカのためのコンポーネント信号を計算するように形成され、
プレゼンテーション領域における設定された振幅状態に基づき、その設定された振幅状態はバーチャルソースの位置またはバーチャルソースのタイプにより、さらにバーチャルソースによるラウドスピーカのためのコンポーネント信号に基づくプレゼンテーション領域における実際の振幅状態に基づく修正値（１０４）を決定するステップ（１０４）、および
設定された振幅状態および実際の振幅状態間のデビエーションを低減するために修正値（１０４）を用いてバーチャルソースまたはコンポーネント信号に関連付けられたオーディオ信号を操作するステップ（１０６）を備える、方法。
【請求項１８】
プログラムがコンピュータ上で動作するときに、請求項１７に記載の方法を実施するためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーブフィールド合成システム、特に、ウェーブフィールド合成システムにおけるレベルアーティファクトの低減または除去に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンターテインメントエレクトロニクスの分野において、新規技術および革新的製品に対する要求が増加している。そのため、新たなマルチメディアシステムの成功にとって、最適な機能性および／または能力をもたらすということが重要な前提条件である。これは、デジタル技術、特に、コンピュータ技術の活用により達成される。このための例としては、改良された現実的なオーディオビジュアルインプレッションを提供するアプリケーションがある。従来のオーディオシステムでは、本質的な弱点が、自然の空間サウンドだけでなくバーチャルサラウンディングの再生の品質にある。
【０００３】
オーディオ信号のマルチチャンネルラウドスピーカ再生方法は何年にもわたって知られており、スタンダード化されてきた。全ての従来の技術は、ラウドスピーカの置かれる場所とリスナーの位置との両方が転送フォーマットにすでにインプレスさせられていることが欠点である。リスナーに対してラウドスピーカを誤って配置すると、オーディオ品質がかなり損なわれる。最適なサウンドは、いわゆるスウィートスポットと呼ばれる再生空間の小さい領域内だけで可能である。
【０００４】
改良された自然の空間インプレッションおよびオーディオ再生における強力なエンクロジャは、新たな技術を用いることで得られる。この技術の基本である、いわゆるウェーブフィールド合成（ＷＦＳ）は、デルフト工科大学で初めて研究され、１９８０年代後半に初めて発表された（Ａ．Ｊ．ベルクホウト；Ｄ．ドフリース；Ｐ．フォーゲル：ウェーブフィールド合成によるアコースティック制御、ＪＡＳＡ９３、１９９３年）。
【０００５】
この方法ではコンピュータの性能および転送速度において非常に大きな要求がなされることから、ウェーブフィールド合成はあまり実際に使用されてこなかった。マイクロプロセッサ技術およびオーディオ符号化の分野での進歩があったことから、ようやくこの技術を実際のアプリケーションに用いることができる。専門分野での最初の製品が来年予定されている。さらに、消費者分野での最初のウェーブフィールド合成アプリケーションが今後数年以内に市場に出されるものと考えられている。
【０００６】
ＷＦＳの基本的な考え方は、波動理論におけるホイヘンスの原理の応用に基づいている。
【０００７】
波動で検出される各点は、全周性の球面状に伝播する素元波の基点である。
【０００８】
音響学に適用すると、入射波面の任意の形状がお互い隣同士に配置される大量のラウドスピーカ（いわゆるラウドスピーカアレイ）により模擬される。再生される単点ソースおよびラウドスピーカのリニアな配列といった最も単純な場合、各ラウドスピーカのオーディオ信号は、個々のラウドスピーカの放射サウンドフィールドがお互いに正確に重畳されるように、時間遅延および振幅スケーリングで供給されなければならない。複数のサウンドソースについて、各ラウドスピーカに対する貢献度は各ソースに対して別個に計算され、計算で得られる信号が加えられる。反射壁を有する室内の場合、反射についてもラウドスピーカアレイを経た付加的なソースとして再生される。このように、計算の煩雑性は、サウンドソースの数、録音空間の反射特性およびラウドスピーカの数に大きく依存する。
【０００９】
特にこの技術の利点は、自然の空間サウンドインプレッションが再生空間の広範囲にわたって可能であるということである。よく知られた技術と比較すると、サウンドソースの方向と距離が正確に再生される。限度はあるが、バーチャルサウンドソースは実際のラウドスピーカアレイおよびリスナー間に置かれてもよい。
【００１０】
ウェーブフィールド合成は、特性のわかっているサラウンディングに対してはよく機能するものの、環境の実際の特性にマッチしない環境特性に基づいてウェーブフィールド合成が実行される場合または特性が変化する場合に、不規則性が生じることがある。
【００１１】
しかしながら、ウェーブフィールド合成技術は、対応する空間オーディオ知覚によるビジュアル知覚を補うといった有利な利用も可能である。現在までのところ、バーチャルシーンの確実なビジュアルインプレッションを得ることは、バーチャルスタジオにおける生成に特別な強調を与えている。画像にかかわるアコースティックインプレッションは、通常、マニュアルステップによっていわゆるポストプロダクションにおけるオーディオ信号に順次印加されるか、非常に複雑で時間がかかるとして分類され無視される。したがって、通常の場合、個々のセンセーショナルな知覚の矛盾が生じるため、設計空間、すなわち信頼しにくいものと認識されるような設計シーンが生じてしまう。
【００１２】
専門文献「オーディオビジュアルシステムにおける空間化されたオーディオおよび２次元ビデオプロジェクションの結合の効果に関する主観的な実験」、Ｗ．ドゥブルイジンおよびＭ．ブーン、ＡＥＳ会議資料５５８２、２００２年５月１０−１３日，ミュンヘンにおいて、オーディオビジュアルシステムにおける空間オーディオおよび２次元ビデオプロジェクションの結合の効果に関して論じられている。特に、ほぼ前後する位置にいてカメラまでの距離の異なる２人の話者については、ウェーブフィールド合成を用いて異なるバーチャルサウンドソースとして検出され再構成される２人の前後する人がいる場合、これが観測者によって良好に理解されるということが強調されている。この場合、２人の同時に話す話者として分離されている場合それらの間の話をリスナーがよく理解して聞き分けられるということが主観的な試験によってわかった。
【００１３】
２００１年９月２４日から２７日にかけてイルメナウで開催された第４６回国際科学セミナーにおけるＵ．ロイタ、Ｆ．メルヒオールおよびＣ．ザイデルによる「バーチャル空間における音響効果の自動適用」という件名の会議投稿において、サウンドポストプロダクション処理を自動化する方法が示されている。ここで、ビジュアライゼーションのために要求される例えば空間サイズ、表面のテキスチャまたはカメラ位置およびアクタの位置といったフィルムセットのパラメータがアコースティック関連性に対して確認され、その上で対応する制御データが生成される。その後、このデータは、例えば、空間サイズおよび壁の品質に対する反響時間またはカメラまでの距離に対する話者の容積の依存度の調整といったポストプロダクションに使用される後処理プロセスや効果に自動的に影響する。ここで、目的は、増加した現実感覚のためのバーチャルシーンのビジュアルインプレッションを向上させることである。
【００１４】
シーンがさらに現実味を帯びるようにするため、「カメラの耳を用いて聞くこと」が可能にならなければならない。ここで、画像におけるサウンドイベント位置と周囲のリスニングイベント位置との間において最も可能性の高い相関が目的になる。つまり、サウンドソース位置が画像に対して連続的に調整される。例えば、サウンドや２つのラウドスピーカＬおよびＲの位置を設計する場合、ズームといったカメラパラメータが考慮される。このため、バーチャルスタジオのトラッキングデータは、関連する時間コードとともに、システムによってファイルに書き込まれる。同時に、画像、サウンド時間コードが磁気テープ記録によって記録される。カムダンプファイルは、それからオーディオワークステーションのための制御データを生成しかつ磁気テープ記録からの画像に同期的にＭＩＤＩインターフェイスを通してそれを出力するコンピュータに伝送される。例えばサラウンドフィールドにおけるサウンドソースの位置づけや前の反射や残響を挿入するといった実際のオーディオ処理が、オーディオワークステーション内で行われる。信号は、５．１サラウンドラウドスピーカシステムに対して作成される。
【００１５】
記録セッティングにおけるサウンドソースの位置およびカメラトラッキングパラメータが実際のフィルムセットとともに記録される場合もある。このようなデータは、バーチャルスタジオでも生成される。
【００１６】
バーチャルスタジオでは、アクタまたはプレゼンタが単独で記録室内にいる。特に、アクタまたはプレゼンタは、青箱または青パネルとも呼ばれる青壁の前に立つ。この青壁に対して、青および薄青のストライプのパターンがあてられる。このパターンの特異な点は、ストライプがさまざまな幅を有し、このため複数のストライプ組み合わせを与えるということである。青壁上の独特なストライプの組み合わせのために、青壁がバーチャル背景によって置き換えられるときに、カメラがどの方向を向いているかを正確に決めることが後処理において可能である。この情報を用いて、コンピュータはカメラの現時点での視角に対する背景を見つけ出すことができる。さらに、付加的なカメラパラメータを検出・出力するセンサがカメラ内で評価される。センサ技術により検出されるカメラの典型的なパラメータとしては、カメラの開放角に関する情報と同じ意味を焦点距離またはズーム、および回転、傾き、パンとも呼ばれる３つの平行移動度合ｘ、ｙ、ｚおよび３つの回転運動度合である。
【００１７】
映像認識や複雑なセンサ技術を用いることなくカメラの正確な位置を決定するために、カメラに設けた赤外線センサの位置を決める複数の赤外線カメラで構成されるトラッキングシステムを用いることができる。このようにしてカメラの位置を決定することもできる。センサ技術からもたらされるカメラパラメータおよび画像認識で評価されるストライプ情報を用いて、コンピュータがリアルタイムに現在の映像に対する背景を計算できる。その後、背景の有する青色が画像から除去され、これによりバーチャル背景が青色背景の代わりに導入される。
【００１８】
多くの場合、見ることのできる画像セッティングのアコースティックな一般的なインプレッションを得ることについての考え方が目指される。これは、映像設計からくる「フルショット」という用語でよく説明される。対象物に対する光学的視角の多くが激しく変化するものの、この「フルショット」サウンドインプレッションの多くはシーンの全設定にわたって一定である。このように、光学的詳細が、強調され、または、対応する調整により背景に入れられる。対話形式の映画的設計におけるカウンタショットであってもサウンドによってトレースされない。
【００１９】
したがって、視聴者をオーディオビジュアルシーン内にアコースティックに埋め込む必要がある。ここで、スクリーンまたは画像エリアは視聴者の視線および視角を形成する。これは、サウンドが、見られる画像にそれが常にマッチする形の画像に追従することを意味する。これは特にバーチャルスタジオではさらに重要であるが、その理由は、例えばプレゼンテーションのサウンドとプレゼンタがその時点でいるサラウンディングとの間に典型的には関連性がないためである。シーンのオーディオビジュアルの一般的なインプレッションを得るために、表示される映像にマッチする空間インプレッションが模擬されなければならない。これに関連してこのようなサウンドの考え方において本質的で主観的な特性は、例えば映画スクリーンの観客としてのサウンドソースの位置が同じということである。
【００２０】
オーディオの範囲において、良好な空間サウンドがウェーブフィールド合成（ＷＦＳ）の技術により大規模なリスナー範囲に対して達成できる。説明されたように、ウェーブフィールド合成は、素元波の重畳により波面が形成および確立されるというホイヘンスの原理に基づく。数学的に厳密な理論的説明によれば、素元波を生成するためには無限小距離の有限数ソースが用いられなければならない。しかしながら、実際上、有限のお互いに短い距離の有限個のラウドスピーカが用いられる。ＷＦＳの原理によれば、これらのラウドスピーカのおのおのは、ある遅延およびあるレベルを有するバーチャルソースからのオーディオ信号によって制御される。レベルおよび遅延は、通常、全てのラウドスピーカで異なる。
【００２１】
すでに説明されたように、ウェーブフィールド合成システムは、ホイヘンスの原理に基づいて作動し、例えば、複数の個々のウェーブによって、表示若しくはプレゼンテーション領域またはプレゼンテーション領域のリスナーまでのある距離に配置されたバーチャルソースに対する所定の波形を再構成する。このように、ウェーブフィールド合成アルゴリズムは、ラウドスピーカアレイから個々のラウドスピーカの実際の位置に関する情報を受信し、その後、この個々のラウドスピーカに対して、このラウドスピーカが１つのラウドスピーカからのラウドスピーカ信号と他のアクティブなラウドスピーカからのラウドスピーカ信号との重畳のために最終的に発しなければならないというコンポーネント信号を計算し、リスナーにとって、リスナーがバーチャルソースの位置にある１つのラウドスピーカによるだけでなく多数の個々のラウドスピーカにより「アコースティックに照射を受ける」というインプレッションをもつように再構成を行う。
【００２２】
ウェーブフィールド合成設定における複数のバーチャルソースに対して、各ラウドスピーカに対する各バーチャルソースの貢献度、すなわち第１のラウドスピーカに対する第１のバーチャルソース、第１のラウドスピーカに対する第２のバーチャルソース等のコンポーネント信号が計算され、その後、コンポーネント信号を加え、最終的に実際のラウドスピーカ信号を得る。例えば、３つのバーチャルソースの場合、リスナーに対して全てのアクティブなラウドスピーカのラウドスピーカ信号の重畳によって、リスナーに対して、多数のラウドスピーカアレイによりアコースティックに照射されるのではなく、バーチャルソースと等価である特別な位置にある３つのサウンドソースからだけリスナーが聞いているというインプレッションをもつようにする。
【００２３】
通常の場合、１つのバーチャルソースだけしかない場合、ラウドスピーカ信号を直接示すバーチャルソースの遅延されたおよび／またはスケール化されたオーディオ信号を得るために、遅延およびスケーリングファクタが供給され、または、他のバーチャルソースから各ラウドスピーカに対してさらにコンポーネント信号が加えられた後に各ラウドスピーカに対してラウドスピーカ信号に貢献する、ある時点におけるラウドスピーカの位置およびバーチャルソースの位置に依存して、バーチャルソースに関連付けられたオーディオ信号によりコンポーネント信号の実際の計算が行われる。
【００２４】
典型的なウェーブフィールド合成アルゴリズムは、ラウドスピーカアレイにいくつのラウドスピーカがあるかないかに関係なく作動する。ウェーブフィールド合成が基づく理論は、任意のアコースティックフィールドが無限個数の個々のラウドスピーカにより正確に再構成され、ここでこれらの個々のラウドスピーカがお互いに無限に近い状態で配置されている。しかしながら、実際上、無限に多い数または無限に近い配列は実現不可能である。それに代わり、限られた数のラウドスピーカがお互いにある距離をもってさらに配列されている。その結果、実際のシステムでは実際の波形に近いものしか得られないが、これはバーチャルソースが実際にある、すなわちリアルソースの場合に起こる。
【００２５】
さらに、映画劇場を考えた場合、例えばラウドスピーカアレイが映画スクリーンの横に配置されているというようなさまざまな設定がある。この場合、ウェーブフィールド合成モジュールは、これらのラウドスピーカに対するラウドスピーカ信号を発生する。これらのラウドスピーカに対するラウドスピーカ信号は、例えば、スクリーンが配置されている映画劇場の横に渡って延伸するだけでなく、観客室の左側、右側、後部にも配置されているようなラウドスピーカアレイの対応ラウドスピーカに対しても、通常の場合、同一である。こういった「３６０度」ラウドスピーカアレイは、当然ながら、例えば、聴取者の前にある１面だけのアレイよりも正確なウェーブフィールドの良好な近似をもたらす。しかしながら、聴取者の前に配置されたラウドスピーカに対するラウドスピーカ信号は両方のケースで同じである。つまり、典型的には、いくつのラウドスピーカがあるか、または一面または多面のアレイであるかどうか、あるいは３６０度のアレイであるかどうかということに関するフィードバックをウェーブフィールド合成モジュールは取得しない。異なる表現でいうと、ウェーブフィールド合成とは、ラウドスピーカの位置から、さらに他のラウドスピーカがあるかどうかに関係なく、１つのラウドスピーカに対するラウドスピーカ信号を計算するものである。
【００２６】
これはウェーブフィールド合成アルゴリズムにおける本質的な強みであり、まったく異なるプレゼンテーション空間にあるラウドスピーカの座標を単に示すだけで異なる条件に対してモジュール的に最適適合されるというものである。しかしながら、ある条件下では受け入れられる可能性のある現ウェーブフィールドの再構成がうまくいかないこととは別にかなりのレベルのアーティファクトが起こるという欠点がある。それは、リスナーに対するバーチャルソースの方向における実際のインプレッションに対して決定的であるだけでなく、リスナーがバーチャルソースをどれだけの大きさで聴くことができるか、すなわち特別なバーチャルソースにより、どのレベルがリスナーに「到達する」かどうかという点である。考慮されるバーチャルソースに関してリスナーに到達するレベルは、ラウドスピーカの個々の信号の重畳によって決まる。
【００２７】
例えば、５０台のラウドスピーカのラウドスピーカアレイがリスナーの前にあり、バーチャルソースのオーディオ信号がウェーブフィールド合成手段により５０台のラウドスピーカに対するコンポーネント信号にマッピングされ、これによりオーディオ信号がさまざまな遅延およびさまざまなスケーリングで５０台のラウドスピーカから同時に発せられると、バーチャルソースのリスナーが個々のラウドスピーカ信号のバーチャルソースのコンポーネント信号の個々のレベルから得られるソースのレベルを知覚する。
【００２８】
このウェーブフィールド合成手段が、例えばリスナーの前に１０台のラウドスピーカしかないような少ないアレイで用いられる場合、その時点で失われたラウドスピーカの４０台のコンポーネント信号が「失われている」ことから、リスナーの耳で得られるバーチャルソースからの信号レベルが低下する。
【００２９】
さらにまた、例えば、まずあるコンスタレーションにおける相逆転で制御されるリスナーの左右にラウドスピーカがあり、これにより、ウェーブフィールド合成手段で計算されるある遅延により２台の反対側にあるラウドスピーカのラウドスピーカ信号がお互いに打ち消しあうといった他のケースもある。例えば、リスナーの１つの側にあるラウドスピーカが数を減らしたシステムで無視されると、バーチャルソースが実際にあるべき大きさよりも突然大きく聞こえる。
【００３０】
レベル修正のために、静止ソースに対して一定のファクタが考慮されるものの、バーチャルソースが静止状態でなく動いている場合、この解決策はもう使えない。ウェーブフィールド合成の重要な特徴は、動いているバーチャルソースについても、さらに特にこれの処理を行うことができるということである。一定のファクタを有する修正は、ここでは十分ではない。なぜなら、一定のファクタは１つの位置では正しいが、バーチャルソースの他の位置ではアンティファクトが大きくなる影響を有するためである。
【００３１】
さらに、ウェーブフィールド合成手段は、複数の異なる種類のソースを模擬できる。ソースの重要な形態は、バーチャルソースの位置およびリスナー間の距離をｒとして、１／ｒで比例的にレベルが低下する点ソースである。ソースの他の形態は、平面波を出すソースである。ここで、リスナーまでの距離と関係なくレベルは一定のままである。その理由は、平面波が無限距離に配置された点ソースで生成されるためである。
【００３２】
ウェーブフィールド合成理論によると、２次元ラウドスピーカ配置において、無視できるようなエラーを除いてｒによるレベルの変化は、自然レベルの変化にマッチする。ソースの位置により、絶対レベルにおけるさまざまな時としてかなりのエラーが発生するが、これは、上述のように、理論的に必要な無限数のラウドスピーカの代わりに有限数のラウドスピーカを用いることによる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
本発明の目的は、ソースを移動することに適したウェーブフィールド合成システムのためのレベル修正の概念を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
この目的は、請求項１による装置、請求項１７による方法または請求項１８によるコンピュータプログラムで達成される。
【００３５】
本発明は、プレゼンテーション領域の設定された振幅状態およびプレゼンテーション領域の実際の振幅状態間のデビエーションを低減するために、修正値を用いて、バーチャルソースに関連付けられたオーディオ信号がウェーブフィールド合成前に操作されるかバーチャルソースに戻るさまざまなラウドスピーカのためのコンポーネント信号がウェーブフィールド合成後に操作されるかのいずれかにおけるレベル修正を行うことによって、（実際に実現できる）有限数のラウドスピーカを有するウェーブフィールド合成システムの欠陥を少なくとも減衰することができるという知見に基づく。設定された振幅状態は、バーチャルソースの位置によりさらに例えばプレゼンテーション領域におけるリスナーまたは最適点のバーチャルソースまでの距離により決定され、さらにおそらくはウェーブのタイプを考慮した設定された振幅状態の例としての設定レベルと、さらにリスナーで決定される実際の振幅状態の例としての実際のレベルとから生じる。個々のラウドスピーカの種類および実際のグループ化とは関係なく、設定された振幅状態がバーチャルソースまたはその位置にのみに基づいて決定されるが、実際の状況は、ラウドスピーカアレイの個々のラウドスピーカの位置決め、タイプおよび制御を考慮して計算される。
【００３６】
これにより、本発明の１つの実施例において、個々のラウドスピーカを経由して発せられたバーチャソースのコンポーネント信号によるプレゼンテーション領域内の最適点におけるリスナーの耳におけるサウンドレベルが決定される。したがって、プレゼンテーション領域内の最適点におけるリスナーの耳におけるレベルは、これらのレベルを合計することでリスナーの耳における実際上のレベルを得るために、バーチャルソースに戻り他のラウドスピーカで発せられる他のコンポーネント信号のために決定される。このため、個々のラウドスピーカの伝達関数と、ラウドスピーカにおける信号のレベルと、プレゼンテーション領域内において考慮される点におけるリスナーから個々のラウドスピーカまでの距離が考慮される。さらに、単純な設計に対して、ラウドスピーカの伝送特性は理想的な点ソースとして作動していると仮定される。しかしながら、さらに複雑な実施態様に対しては、個別ラウドスピーカの指向性であっても考慮されることがある。
【００３７】
本発明による概念の顕著な利点は、サウンドレベルが考慮された実施例において、修正値を示す設定レベルおよび実際のレベル間の商に対して乗法スケール化だけが起こり、リスナーにおける絶対レベルまたはバーチャルソースにおける絶対レベルのいずれも必要とされないということである。それに代わり、修正ファクタは、バーチャルソースの位置（これにより個々のラウドスピーカの位置）およびプレゼンテーション領域内における最適点にのみ依存する。しかしながら、最適点の位置と個々のラウドスピーカの位置および伝送特性とに関して、これらの量は、あらかじめ固定的に決められ、再生される部分に依存しない。
【００３８】
これにより、本発明の概念は、全てのバーチャル位置または考えうるバーチャル位置のかなりの部分に対して、位置修正ファクタ値対を含むルックアップテーブルが生成され用いられるという計算時間効率的にルックアップテーブルとして実施される。この場合、オンライン設定値の決定、実際の値の決定および設定値／実際の値の比較アルゴリズムは、実施される必要がない。バーチャルソースの位置に対して適用される修正ファクタを決定するために、ルックアップテーブルがバーチャルソースの位置に基づいてアクセスされる場合、こういった計算時間のかかる恐れのあるアルゴリズムは無視されてもよい。さらに計算格納率を向上させるために、位置に対して比較的粗くスクリーニングされた支持値対およびテーブル内の関連した修正ファクタだけをストアし、片側、両側、リニア、３次元等の方法で２つの支持値間の位置値に対する修正ファクタを補間することが好ましい。
【００３９】
その他、場合により、レベル測定が行われる経験的方法を用いることが賢明であることもある。そのような場合、ある較正レベルを有するバーチャルソースは、あるバーチャル位置に置かれる。その後、リスナーに届くバーチャルソースによる実際のレベルを最終的に測定するために、ウェーブフィールド合成モジュールは、実際のウェーブフィールド合成システムに対する個々のラウドスピーカに対するラウドスピーカ信号を計算する。その後、修正ファクタが、それが設定レベルから実際のレベルまでのデビエーションを少なくとも低減しまたは好ましくはゼロにするように、決定される。その後、この修正ファクタは、個別に、すなわちバーチャルソースの多数の位置に対して、特別なプレゼンテーション空間におけるあるウェーブフィールド合成システムに対する全ルックアップテーブルを生成するように、バーチャルソースの位置と関連してルックアップテーブルにストアされる。
【００４０】
修正ファクタに基づいて操作するための複数の方法がある。１つの実施例おいて、修正ファクタにより例えばオーディオスタジオからオーディオトラックに記録されるようにバーチャルソースのオーディオ信号を操作し、その後操作信号をウェーブフィールド合成モジュール内に供給するだけということが好ましい。これには、本発明による修正が行われない場合と比較して、ある意味で自動的に、この操作バーチャルソースに戻る全コンポーネント信号がまた対応して重み付けされる結果がある。
【００４１】
その他、好ましくは同一の修正ファクタで全てのコンポーネント信号を操作するために、適用例の特定の場合に、バーチャルソースの当初のオーディオ信号に介入がなく、ウェーブフィールド合成モジュールで生成されるコンポーネント信号に介入があることが好ましい。ここで、修正ファクタが全てのコンポーネント信号に対して同一である必要はないということを指摘しておく。しかしながら、これは、実際のウェーブ状況を再構成するために必要でお互いにコンポーネント信号の相対スケーリングに大きく影響しないようにするために非常に好ましいことである。
【００４２】
本発明の利点は、リスナーが、少なくとも感知するバーチャルソースの音量レベルに関して、実際に必要とされる無限の数のラウドスピーカではなく限られた数のラウドスピーカしかないことに気づかないで、少なくも作動中に比較的簡単な手段によってレベル修正が行われることである。
【００４３】
本発明の他の利点は、観客に対して同一距離を維持しならバーチャルソースが（例えば、左から右に）動く場合であっても、このソースが例えばスクリーンの前の真中に座っている観客に対して同一の音量レベルを常に有し、ある場合に騒がしくならなく他の場合に静かにならないということであり、それが修正なしに得られるということである。
【００４４】
本発明の他の利点は、特に移動ソースにおいてレベルアーティファクトを生じない、すなわち大量のラウドスピーカを有するさらに複雑なウェーブフィールド合成システムと同様にレベル問題に関してリスナーに対して同じような積極的な効果を有する、少数のラウドスピーカを有する安価なウェーブフィールド合成システムを企てるオプションを提供するということである。アレイに穴があったとしても、レベルが低すぎれば本発明により修正される。
【００４５】
本発明の好ましい実施例は添付図面を参照しながら後に詳述されるが、これらの図面としては：
図１は、ウェーブフィールド合成システムにおけるレベル修正のための本発明の装置のブロック回路図を示し、
図２は、本発明に用いられるウェーブフィールド合成サラウンディングの主回路図を示し、
図３は、図２に示されるウェーブフィールド合成モジュールの詳細図であり、
図４は、ルックアップテーブルおよび場合に応じて補間手段を有する実施例による修正値を決定するための本発明の手段のブロック回路図を示し、
図５は、設定値／実際の値の決定ステップおよびその後の比較ステップを含む図１の決定をするための手段の他の実施例を示し、
図６ａは、コンポーネント信号を操作するための埋め込み操作手段を有するウェーブフィールド合成モジュールのブロック回路図を示し、
図６ｂは、上流操作手段を有する本発明の他の実施例のブロック回路図を示し、
図７ａは、プレゼンテーション領域における最適点で設定された振幅状態を説明するための略図を示し、
図７ｂは、プレゼンテーション領域における最適点で実際の振幅状態を説明するための略図を示し、
図８は、プレゼンテーション領域にウェーブフィールド合成モジュールおよびラウドスピーカアレイを有するウェーブフィールド合成システムの基本ブロック回路図を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
本発明が詳述される前に、ウェーブフィールド合成システムの基本的セットアップについて、図８を参照しながら次に示す。このウェーブフィールド合成システムは、プレゼンテーション領域８０２に対応して配置されるラウドスピーカアレイ８００を備える。特に、図８に示されるラウドスピーカアレイは、３６０度のアレイであり、４つのアレイ面８００ａ、８００ｂ、８００ｃおよび８００ｄを含む。プレゼンテーション領域８０２が、例えば、映画劇場である場合、会場の前方／後方または右側／左側に関して、映画スクリーンはサブアレイ８００ｃが配置されるプレゼンテーション領域８０２の同一側にあると仮定される。この場合、プレゼンテーション領域８０２のいわゆる最適点Ｐに座る観客は、前方に、すなわちスクリーンを見る。観客の後ろにはサブアレイ８００ａがある一方、サブアレイ８００ｄは観客の左側にあり、サブアレイ８００ｂが観客の右側にある。全てのラウドスピーカアレイは多数のさまざまな個々のラウドスピーカ８０８からなり、各ラウドスピーカは、図８で概略的に示されているデータバス８１２を通してウェーブフィールド合成モジュール８１０で供給されるそれら独自のラウドスピーカ信号によって制御される。ウェーブフィールド合成モジュールは、例えばプレゼンテーション領域８０２に関するラウドスピーカのタイプおよび位置に関する情報、すなわちラウドスピーカ情報（ＬＳ情報）を用いて、さらに必要に応じて他の入力を用いて、既知のウェーブフィールド合成アルゴリズムに基づいて、位置情報が同様に関連付けられているバーチャルソースに対するオーディオトラックからそれぞれ導き出される個々のラウドスピーカ８０８のためのラウドスピーカ信号を計算するように形成される。ウェーブフィールド合成モジュールは、さらにまた、たとえばプレゼンテーション領域等の室内音響学に関する情報のような他の入力を受信することができる。
【００４７】
本発明の以下に示す説明は、プレゼンテーション領域の任意の点Ｐに対して主に行われる。このため、最適点は、プレゼンテーション領域８０２内の任意の場所にあってもよい。また、例えば、最適ライン上に複数の最適点があってもよい。プレゼンテーション領域８０２においてできるだけ多くの点に対してできるだけ良好な条件を得るために、ラウドスピーカサブアレイ８００ａ、８００ｂ、８００ｃ、８００ｄで規定されるウェーブフィールド合成システムの中央または重心に最適点または最適ラインを想定することが好ましい。
【００４８】
ウェーブフィールド合成モジュール８００のさらに詳細な説明は、図２のウェーブフィールド合成モジュール２００および図３で詳細に示されているアセンブリに関して、それぞれ図２および３を参照しながら次に示される。
【００４９】
図２は、本発明が実施されるウェーブフィールド合成サラウンディングを示す。ウェーブフィールド合成サラウンディングの中心は、さまざまな入力２０２、２０４、２０６および２０８とさまざまな出力２１０、２１２、２１４、２１６とを含むウェーブフィールド合成モジュール２００である。バーチャルソースに対するさまざまなオーディオ信号が、入力２０２から２０４を通してウェーブフィールド合成モジュールに供給される。例えば、入力２０２は、バーチャルソース１のオーディオ信号と、バーチャルソースの関連位置情報とを受信する。例えば映画セッティングにおいて、オーディオ信号１は、例えば、スクリーンの左側からスクリーンの右側に移動し、さらに場合によっては、視聴者に向かってまたは視聴者から離れるように移動しているアクタのスピーチである。そして、オーディオ信号１はこのアクタの実際のスピーチになる一方、位置情報は、時間の関数として、ある時点で、記録セッティングにおける第１のアクタの現在位置を示す。対照的に、オーディオ信号ｎは、例えば、第１のアクタと同じまたは別の動きをする他のアクタのスピーチである。オーディオ信号ｎが関連付けられた他のアクタの現在位置は、オーディオ信号ｎと同期する位置情報によりウェーブフィールド合成モジュール２００に伝えられる。実際上、記録セッティングに依存する異なるバーチャルソースがあり、各バーチャルソースのオーディオ信号が個々のオーディオトラックとしてウェーブフィールド合成モジュール２００に供給される。
【００５０】
上で説明した通り、ウェーブフィールド合成モジュールは、出力２１０から２１６を通してラウドスピーカ信号の出力より複数のラウドスピーカＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３、ＬＳｍを個々のラウドスピーカに供給する。例えば映画劇場のように再生セッティングにおける個々のラウドスピーカの位置は、入力２０６を通してウェーブフィールド合成モジュール２００に伝えられる。映画劇場において、多数の個々のラウドスピーカが映画観客周囲にグループ化され、好ましくはラウドスピーカがアレイに配置されることで、観客の前に、すなわち例えば、スクリーンの後ろ側と、観客の後ろ側と、さらに観客の右側および左側とにラウドスピーカがある。さらに、映画劇場における記録セッティング中に実際の室内音響学を模擬できるようにするために、例えば、室内音響学等に関する情報のように他の情報がウェーブフィールド合成モジュール２００に伝えられる。
【００５１】
一般に、出力２１０を通して、例えば、ラウドスピーカＬＳ１に供給されるラウドスピーカ信号は、バーチャルソースのコンポーネント信号の重畳であり、ラウドスピーカＬＳ１のためのラウドスピーカ信号は、バーチャルソース１に戻る第１のコンポーネント、バーチャルソース２に戻る第２のコンポーネント、およびバーチャルソースｎに戻る第ｎのコンポーネントを含む。個々のコンポーネント信号はリニアに重畳され、すなわち計算後に加えられ、実際にセッティングしている知覚可能なサウンドソースのリニアな重畳を聴くリスナーの耳においてリニアな重畳を模擬する。
【００５２】
次に、ウェーブフィールド合成モジュール２００のさらに詳細な設計は、図３を参照して例示されている。ウェーブフィールド合成モジュール２００は完全に平行な構成であり、各バーチャルソースのためのオーディオ信号から、さらに、対応するバーチャルソースのための位置情報から、まず遅延情報ＶiおよびスケーリングファクタＳＦiが計算されるが、これは、位置情報と、例えば順番ｊを有するラウドスピーカすなわちＬＳjのように、考慮されるラウドスピーカの位置とに依存する。バーチャルソースの位置情報および考慮されるラウドスピーカｊの位置による遅延情報ＶiおよびスケーリングファクタＳＦiの計算は、手段３００、３０２、３０４、３０６で実施されるよく知られたアルゴリズムにより行われる。遅延情報Ｖi（ｔ）およびＳＦi（ｔ）に基づいて、さらに個々のバーチャルソースに関連付けられたオーディオ信号ＡＳi（ｔ）に基づいて、最終的に得られるラウドスピーカ信号におけるコンポーネント信号Ｋijに対する離散値ＡＷi（ｔA）が現時点ｔAに対して計算される。これは、図３で概略的に示されているように、手段３１０、３１２、３１４、３１６により行われる。図３は、さらに、ある意味で、個々のコンポーネント信号に対する時点ｔAにおける「フラッシュショット」を示す。個々のコンポーネント信号は、加算器３２０により合計され、ラウドスピーカｊのためのラウドスピーカ信号の現時点ｔAに対する離散値が決定され、これはその後、出力（例えば、ラウドスピーカｊがラウドスピーカＬＳ３である場合には出力２１４）に対するラウドスピーカに供給される。
【００５３】
図３からわかるように、まず現時点におけるスケーリングファクタによるスケーリングおよび遅延による有効な値が計算され、その上で、さまざまなバーチャルソースによるラウドスピーカのための全てのコンポーネント信号が合計される。例えば、１つのバーチャルソースだけがある場合、加算器は省略され、バーチャルソース１が唯一のバーチャルソースである場合、図３の加算器の出力における信号は、例えば、手段３１０からの信号出力に対応する。
【００５４】
ここで、ラウドスピーカ信号の値が図３の出力３２２において得られ、この信号がさまざまなバーチャルソース１、２、３、・・・、ｎによるこのラウドスピーカのためのコンポーネント信号の重畳であることを指摘しておく。常に２、４、８台のお互いに隣接するラウドスピーカが、例えば、実際的な理由から好ましいとされる同一のラウドスピーカ信号で制御されるのでなければ、図３に示されるように、ウェーブフィールド合成モジュール８１０の各ラウドスピーカ８０８に対して１つのアセンブリが主に与えられる。
【００５５】
図１は、図８を参照しながら論じられたウェーブフィールド合成システムにおけるレベル修正のための本発明の装置のブロック回路図を示す。ウェーブフィールド合成システムは、プレゼンテーション領域８０２に対してサウンドを供給するためのラウドスピーカアレイ８００とウェーブフィールド合成モジュール８１０とを含み、ウェーブフィールド合成モジュール８１０は、バーチャルサウンドソースに関連付けられたオーディオ信号とバーチャルサウンドソースに関連付けられたサウンド位置情報とを受信し、ラウドスピーカ位置情報を考慮してバーチャルソースによるラウドスピーカのためのコンポーネント信号を計算するように形成される。本発明のデバイスは、プレゼンテーション領域における設定された振幅状態に基づく修正値を決定するための手段１００を含み、設定された振幅状態はバーチャルソースの位置またはバーチャルソースのタイプにより、さらに修正値はバーチャルソースによるラウドスピーカのためのコンポーネント信号によるプレゼンテーション領域における設定された振幅状態に基づく。
【００５６】
手段１００は、例えば、点ソース特性を有する際にバーチャルソースの位置を受信するための、または、例えば、ソースが平面波を生成するためのソースである際にソースのタイプに関する情報を受信するための入力１０２を有する。この場合、ソースからリスナーまでの距離は、実際の状況を決定するために必要ではない。その理由は、モデルによれば、ソースが、発生する平面波によりリスナーからの無限距離にあり、位置とは別のレベルを有するためである。手段１００は、出力側において、（入力１０８を通して受信される）バーチャルソースに関連付けられたオーディオ信号を操作しまたは（入力１１０を通して受信される）バーチャルソースによるラウドスピーカのためのコンポーネント信号を操作するための手段１０６に供給される修正値１０４を、出力するように形成される。入力１０８を通して供給されるオーディオ信号を操作する他の方法が実施される場合、出力１１２における結果は、個々のラウドスピーカ信号２１０、２１２、・・・、２１６を生成するために、入力１０８で供給される当初のオーディオ信号の代わりに、ウェーブフィールド合成モジュール２００に本発明により供給される操作されたオーディオ信号である。
【００５７】
しかしながら、操作のために他の代替法が用いられる場合、すなわちある意味において入力１１０を通して受信されるコンポーネント信号の埋め込み操作である場合、操作されたコンポーネント信号が、おそらく別の入力１１８を通して供給される他のバーチャルソースから操作されたコンポーネント信号を用いて、ラウドスピーカ（手段１１６）によりラウドスピーカを合計しなければならない出力側で受信される。出力側において、手段１１６はラウドスピーカ信号２１０、２１２、・・・、２１６を供給する。図１に示す埋め込み操作（出力１１４）または上流操作（出力１１２）の代替法がお互いに別個に用いられてもよいという点を指摘する。設計により、入力１０４を通して手段１０６に供給される重み付けファクタまたは修正ファクタがある意味で分けられることで、上流操作の一部および埋め込み操作の一部が実施される場合もある。
【００５８】
図３に関して、上流操作は、手段３１０、３１２、３１４または３１６に供給されるバーチャルソースのオーディオ信号が供給前に操作されるというものである。しかしながら、埋め込み操作は、手段３１０、３１２、３１４または３１６によって出力されるコンポーネント信号が実際のラウドスピーカ信号を得るために合計される前に操作されるというものである。
【００５９】
二者択一的にまたは累積的に用いられるこれら２つの方法は、図６ａおよび図６ｂに示される。図６ａは、図６ａにおいて乗算器として示される操作手段１０６による埋め込み操作を示す。例えば、図３のブロック３００、３１０または３０２、３１２または３０４、３１４および３０６または３１６からなるウェーブフィールド合成手段は、ラウドスピーカＬＳ１のためのコンポーネント信号Ｋ11、Ｋ12、Ｋ13およびラウドスピーカＬＳｎのためのコンポーネント信号Ｋn1、Ｋn2およびＫn3を供給する。
【００６０】
図６ａで選択される表記において、Ｋijについて第１の指標はラウドスピーカを示し、第２の指標はコンポーネント信号のくるバーチャルソースを示す。例えば、バーチャルソース１は、コンポーネント信号Ｋ11、・・・、Ｋn1を生じる。（他のバーチャルソースのレベルに影響することなく）バーチャルソース１の位置情報によりバーチャルソース１のレベルに選択的に影響を与えるために、ソース１に属するコンポーネント信号、すなわち指標ｊがバーチャルソース１を示すコンポーネント信号の操作が、修正ファクタＦ1によって、図６ａに示される埋め込み操作で行われる。バーチャルソース２のための対応する振幅またはレベル修正を実施するために、バーチャルソース２に戻る全てのコンポーネント信号が、これに対して決定される修正ファクタＦ2で乗算される。最後に、バーチャルソース３に戻るコンポーネント信号であっても、対応する修正ファクタＦ3によって重み付けされる。
【００６１】
全ての他の幾何学的パラメータが等しければ、修正ファクタＦ1、Ｆ2およびＦ3だけが対応バーチャルソースの位置に依存することを指摘しておく。これら３つのバーチャルソース全てが例えば点ソース（すなわち同じタイプ）であり同じ位置にあれば、これらのソースのための修正ファクタは等しくなる。この法則は図４を参照しながらさらに詳しく論じるが、その理由は、位置情報および各関連した修正ファクタを有するルックアップテーブルを用いるための計算時間を短くすることが可能なためであり、それは確実に一時に確立しなければならないが、設定値／実際の値の計算を連続して行うことなく、しかも、動作中の動作を比較することなく、動作中に容易にアクセスすることができ、これも原則として可能なためである。
【００６２】
図６ｂはソース操作の本発明の変形例を示す。ここでの操作手段は、ウェーブフィールド合成手段の上流にあり、バーチャルソースのための操作されたオーディオ信号を得るために対応修正ファクタによるソースのオーディオ信号を修正するうえで効果的であり、このオーディオ信号はウェーブフィールド合成手段に供給されてコンポーネント信号を得て、このコンポーネント信号は各コンポーネント加算手段で合計されて例えばラウドスピーカＬＳiのように対応ラウドスピーカのためのラウドスピーカ信号ＬＳを得る。
【００６３】
本発明の好ましい実施例において、方向値を決定するための手段１００は、位置修正ファクタ値対をストアするルックアップテーブルとして形成される。また、手段１００は、好ましくは、入力４０６を通して補間手段４０２に供給されるルックアップテーブルにストアされる少なくとも１つ以上の隣接する位置修正ファクタ値対を用いて、入力４０４を通して補間手段に供給されるバーチャルソースの現在位置に対して、一方においてある程度までルックアップテーブル４００のテーブルサイズを維持するために、さらに、他方において出力４０８で補間された現在の修正ファクタを生成するために、補間手段４０２を備える。しかしながら、単純化されたバージョンにおいて、補間手段４０２は無視されるため、図１の決定のための手段１００は、入力４１０に供給される位置情報を用いてルックアップテーブルに直接アクセスし、出力４１２において対応修正ファクタを供給する。バーチャルソースのオーディオトラックに関連付けられた現在位置情報がルックアップテーブルで見出される位置情報と正確に対応しなければ、現在支持値の代わりにテーブルにストアされた最も近い支持値を取り出すために、単純な切上げ／切下げ機能がルックアップテーブルに関連付けられてもよい。
【００６４】
ここで、ソースの異なるタイプに対して異なるテーブルが設計されてもよく、または、１つの修正ファクタだけでなく複数の修正ファクタがある位置に関連付けられ、各修正ファクタがソースのタイプに結合されるということを指摘しておく。
【００６５】
その他、ルックアップテーブルの代わりに、または、図４のルックアップテーブルを「埋める」ために、決定のための手段が設定値と実際の値との比較を実際に行うように設計されてもよい。この場合、図１の手段１００は、設定された振幅状態５０４および実際の振幅状態５０６を供給するために設定振幅状態決定手段５００および実際振幅状態決定手段５０２を含み、これらの状態は比較手段５０８に供給され、これは例えば、将来的な利用のために図１に示される操作するための手段１０６に供給される修正ファクタ５１０を生成するために設定された振幅状態５０４および実際の振幅状態５０６から商を計算する。あるいはまた、修正値は、ルックアップテーブルにストアされてもよい。
【００６６】
設定された振幅状態の計算は、ある位置および／またはあるタイプで形成されるバーチャルソースのための最適点で設定レベルを決定するように形成される。設定された振幅状態を計算するために、当然ながら、設定振幅状態決定手段５００はコンポーネント信号を必要としない。その理由は、設定された振幅状態がコンポーネント信号から独立しているためである。しかしながら、コンポーネント信号は、図５からわかるように、実際振幅決定手段５０２に供給され、これはまた実施例により、可能性のある最良の方法で実際の状況を決定するために、ラウドスピーカ位置に関する情報およびラウドスピーカ送信機能に関する情報および／またはラウドスピーカの指向性に関する情報を得ることができる。あるいはまた、実際振幅状態決定手段５０２は、ある位置におけるあるバーチャルソースのための最適点で実際のレベル状況を決定するための実際の測定システムとして形成されてもよい。
【００６７】
その後、実際の振幅状態および設定された振幅状態は、図７ａおよび７ｂを参照しながら言及される。図７ａは、図７ａに「最適点」として示され、図８のプレゼンテーション領域８０２内にある所定点における設定された振幅状態を決定するための図を示す。図７ａにおいて、代表的なものとして、バーチャルソース７００が同心波面を有するアコースティックフィールドを生成する点ソースとして示される。さらに、バーチャルソース７００のレベルＬVは、バーチャルソース７００のためのオーディオ信号として知られている。設定された振幅状態または、振幅状態がレベル状態にある際のプレゼンテーション領域における点Ｐでの設定レベルは、ＬVと点Ｐからバーチャルソース７００までの距離ｒとの商に等しい点ＰにおけるレベルＬPによって容易に得られる。これにより、設定された振幅状態は、バーチャルソースのレベルＬVを計算し、最適点からバーチャルソースまでの距離ｒを計算することによって容易に決定できる。距離ｒを計算するために、バーチャル座標からプレゼンテーション空間の座標への座標変換、または、点Ｐのプレゼンテーション空間座標からバーチャル座標への座標変換が典型的に実施されなければならないが、これはウェーブフィールド合成の分野での当業者に知られている。
【００６８】
しかしながら、バーチャルソースが点Ｐにおける平面波を生成する無限距離にあるバーチャルソースである場合、点Ｐおよびソース間の距離は、いずれにしてもこれが無限を近似しているため、設定された振幅状態を決定するために必要とされない。この場合、ソースのタイプに関する情報だけが必要である。点Ｐにおける設定レベルはその後、無限距離にあるバーチャルソースによって生成される平面ウェーブフィールドに関連付けられるレベルに等しくなる。
【００６９】
図７は、実際の振幅状態を説明するための図を示す。特に、例えば、図８のウェーブフィールド合成モジュール８１０で生成される個々のラウドスピーカ信号で全て供給されるさまざまなラウドスピーカ８０８が、図７ｂに示される。さらに、各ラウドスピーカは同心ウェーブフィールドを出力する点ソースとしてモデル化される。同心ウェーブフィールドの規則性は、レベルが１／ｒに従って減少するというものである。これにより、（測定することなく）実際の振幅状態を計算するために、ラウドスピーカ膜において直接ラウドスピーカ８０８で生成される信号、またはこの信号のレベルは、考慮されるバーチャルソースに戻るラウドスピーカ信号ＬＳnにおけるラウドスピーカ特性およびコンポーネント信号に基づいて計算できる。さらに、ＰおよびラウドスピーカＬＳnのラウドスピーカ膜間の距離は、点Ｐの座標およびラウドスピーカＬＳnの位置に関する位置情報を用いて計算できるため、考慮されるバーチャルソースに戻りラウドスピーカＬＳnで発せられるコンポーネント信号による点Ｐに対するレベルが得られる。
【００７０】
個々のラウドスピーカから点Ｐにいるリスナーまで移動を考慮したバーチャルソースの信号貢献度を示す点Ｐに対する多数の「サブレベル値」が得られるように、対応する手順がラウドスピーカアレイの他のラウドスピーカに対して実施されてもよい。これらのサブレベル値を合計することによって、点Ｐの全ての実際の振幅状態が得られ、これは、説明したように、その後に設定された振幅状態と比較され、好ましくは乗法性であるが、原則として加算性または減算性であってもよい修正値が得られる。
【００７１】
本発明により、ある点に対する望みのレベル、すなわち設定された振幅状態が、あるソース形態に基づいて計算される。考慮されるプレゼンテーション領域内の点または最適点が実際上、ウェーブフィールド合成システムの真中にあることが好ましい。ここで、設定された振幅状態を計算するためのベースとしてとられた点が実際の振幅状態を決定するために用いられた点と直接マッチしない場合でも、改善が達成できるということを指摘しておく。プレゼンテーション領域において可能な最大数の点に対して可能な最良のレベルアーティファクト低減が目的とされているため、これは、プレゼンテーション領域における任意の点のために決定される設定された振幅状態に対して、さらに同様にプレゼンテーション領域における任意の点のために決定される実際の振幅状態に対しては実際上十分である。しかしながら、実際の振幅状態に関連する点については、設定された振幅状態が決定される点の周囲のゾーンにあることが好ましく、このゾーンは映画での通常の適用においては２メートル未満であることが好ましい。これらの点は、基本的に最適結果に一致する。
【００７２】
本発明により、従来のウェーブフィールド合成アルゴリズムに従ってラウドスピーカの個々のレベルを計算した後、プレゼンテーション領域における最適点として示されているこの点における重畳によって実際上得られるレベルが計算される。個々のラウドスピーカおよび／またはソースのレベルは、その後、このファクタによって本発明に従って修正される。特に、計算時間効率のよい適用例において、計算時間をセーブするための作動中にテーブルにアクセスするあるアレイアセンブリにある全ての位置に対して修正ファクタを一度だけ計算してストアすることが好ましい。
【００７３】
条件に応じて、レベル修正のための本発明の方法は、図１に示されるように、ハードウェアまたはソフトウェアで実施できる。実施態様は、デジタル記録媒体に、特に電子的に読取られてもよい制御信号を有し、本方法が実行されるようにプログラマブルコンピュータシステムと協働することができるディスクまたはＣＤにあってもよい。一般に、本発明は、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行される際に、レベル修正のための本発明の方法を実施するための機械読取り可能なキャリア上にストアされたプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品内でも行われる。言い換えると、本発明は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で作動する際に本発明の方法を実施するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムとして実現されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は、ウェーブフィールド合成システムにおけるレベル修正のための本発明の装置のブロック回路図を示す。
【図２】図２は、本発明に用いられるウェーブフィールド合成サラウンディングの主回路図を示す。
【図３】図３は、図２に示されるウェーブフィールド合成モジュールの詳細図である。
【図４】図４は、ルックアップテーブルおよび場合に応じて補間手段を有する実施例による修正値を決定するための本発明の手段のブロック回路図を示す。
【図５】図５は、設定値／実際の値の決定ステップおよびその後の比較ステップを含む図１の決定をするための手段の他の実施例を示す。
【図６】図６ａは、コンポーネント信号を操作するための埋め込み操作手段を有するウェーブフィールド合成モジュールのブロック回路図を示し、図６ｂは、上流操作手段を有する本発明の他の実施例のブロック回路図を示す。
【図７】図７ａは、プレゼンテーション領域における最適点で設定された振幅状態を説明するための略図を示し、図７ｂは、プレゼンテーション領域における最適点で実際の振幅状態を説明するための略図を示す。
【図８】図８は、プレゼンテーション領域にウェーブフィールド合成モジュールおよびラウドスピーカアレイを有するウェーブフィールド合成システムの基本ブロック回路図を示す。
【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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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