(57)【要約】  オーディオサウンドを増強させるための方法。その方法は、電子デバイスにおけるマイクロフォンを用いて音響信号をセンシングするステップを含む。音響信号は、第１の音信号に応答して放射されて空間を介して音波として送信される。その方法はさらに、電子デバイスにおけるアンテナを用いて、第１の音信号を受信するステップを含む。空間に対するインパルス応答は、センシングされた音響信号と上記受信された無線信号内で符号化された第１の音信号とに基づいて評価される。センシングされた音響信号と上記受信された無線信号内で符号化された第１の音信号との間の遅延は、評価されたインパルス応答に基づいて計算される。受信された無線信号内で符号化された第１の音信号は、計算された遅延を用いて遅延され、再生されて電子デバイスのユーザによって聞かれた音響信号を増強させる。
2013543712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響信号を増強させるための方法であって、
上記方法は、
電子デバイスにおけるマイクロフォンを使用して音響信号をセンシングするステップを含み、
上記音響信号は第１の音信号に応答して放射されて空間を介して送信され、
上記方法は、
上記電子デバイスにおけるアンテナを用いて、上記第１の音信号によって符号化される無線信号を受信するステップと、
上記センシングされた音響信号と上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号とに基づき、上記空間に対するインパルス応答を評価するステップと、
上記評価されたインパルス応答に基づき、上記センシングされた音響信号と上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号との間の遅延を計算するステップと、
上記計算された遅延を用いて、上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号を遅延させるステップと、
上記遅延された第１の音信号を再生して上記電子デバイスのユーザによって聞かれた上記音響信号を増強させるステップとを含む方法。
【請求項２】
上記方法はさらに、
上記センシングされた音響信号をデジタル化された音響信号に変換するステップを含み、
上記無線信号において符号化された上記第１の音信号はデジタルであり、
上記評価するステップは、
上記デジタル化された音響信号及び上記無線信号内で符号化された上記第１の音信号に基づき、上記空間に対する上記インパルス応答を評価するステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記遅延を計算するステップは、上記評価されたインパルス応答をスキャニングすることによって、上記デジタル化された音響信号と上記無線信号内で符号化された上記第１の音信号との間の上記遅延を計算して上記評価されたインパルス応答のピーク振幅を識別するステップを含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
上記方法はさらに、
上記評価されたインパルス応答の平均振幅を計算するステップと、
上記評価されたインパルス応答の上記平均振幅を上記評価されたインパルス応答の上記ピーク振幅と比較してピーク対平均比を決定するステップとを含み、
上記無線信号内で符号化された上記第１の音信号を遅延させるステップは、
もし上記ピーク対平均比が所定値を超えれば上記計算された遅延を用いて、上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号を遅延させるステップを含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
上記方法はさらに、
上記評価されたインパルス応答の振幅の二乗平均平方根（ＲＭＳ）を計算するステップと、
上記評価されたインパルス応答の振幅の上記ＲＭＳを上記評価されたインパルス応答の上記ピーク振幅と比較してピーク対ＲＭＳ比を決定するステップとを含み、
上記無線信号内で符号化された上記第１の音信号を遅延させるステップは、
もし上記ピーク対ＲＭＳ比が所定値を超えれば上記計算された遅延を用いて上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号を遅延させるステップを含む請求項３記載の方法。
【請求項６】
上記方法はさらに、
上記評価されたインパルス応答をハイパスフィタリングするステップを含む請求項２記載の方法。
【請求項７】
上記遅延を計算するステップは、
上記ハイパスフィルタリングされた評価されたインパルス応答をスキャニングすることによって、上記デジタル化された音響信号と上記無線信号内で符号化された上記第１の音信号との間の上記遅延を計算して上記ハイパスフィルタリングされた評価されたインパルス応答のピーク振幅を識別するステップを含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
上記方法はさらに、
上記デジタル化された音響信号及び上記無線信号内で符号化された上記第１の音信号をローパスフィルタリングするステップを含み、
上記インパルス応答を評価するステップは、
上記ローパスフィルタリングされたデジタル化された音響信号及び上記ローパスフィルタリングされた上記無線信号内で符号化された第１の音信号に基づき、上記空間に対する上記インパルス応答を評価するステップを含む請求項２記載の方法。
【請求項９】
上記方法はさらに、
上記ローパスフィルタリングされたデジタル化された音響信号をダウンサンプリングするステップと、
上記ローパスフィルタリングされた上記無線信号内で符号化された第１の音信号をダウンサンプリングするステップとを含み、
上記ダウンサンプリングされ、ローパスフィルタリングされ、デジタル化された音響信号と、上記ダウンサンプリングされ、ローパスフィルタリングされた上記無線信号内で符号化された第１の音信号とに基づき、上記空間に対する上記インパルス応答を評価するステップを含む請求項８記載の方法。
【請求項１０】
上記方法はさらに、
上記無線信号内で符号化された上記第１の音信号のパワースペクトルを計算するステップと、
上記無線信号内で符号化された上記第１の音信号の上記パワースペクトルが、上記無線信号内で符号化された上記第１の音信号が十分な電力を有するかどうかを示すかどうかを決定するステップとを含み、
上記インパルス応答を評価するステップは、
もし上記無線信号内で符号化された上記第１の音信号の上記パワースペクトルが上記第１の音信号が十分な電力を持つことを示せば、上記インパルス応答を評価するステップを含む請求項２記載の方法。
【請求項１１】
上記インパルス応答を評価するステップはさらに、
誤り要因を計算するステップを含み、
上記遅延を計算するステップは、
もし上記誤り要因が上記評価されたインパルス応答に対して良好な信号対雑音比を示せば上記評価されたインパルス応答に基づき、上記デジタル化された音響信号と上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号との間の上記遅延を計算するステップを含む請求項２記載の方法。
【請求項１２】
上記方法はさらに、
もし上記誤り要因が上記評価されたインパルス応答に対して良好な信号対雑音比を示せば、上記評価されたインパルス応答をハイパスフィタリングするステップを含む請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
上記遅延を計算するステップは、
上記ハイパスフィルタリングされた評価されたインパルス応答をスキャニングすることによって、上記デジタル化された音響信号と上記無線信号内で符号化された上記第１の音信号との間の遅延を計算し、もし上記誤り要因が上記評価されたインパルス応答に対して良好な信号対雑音比を示せば、上記ハイパスフィルタリングされた評価されたインパルス応答のピーク振幅を識別するステップを含む請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
上記方法はさらに、
上記評価されたインパルス応答から伝達関数を計算するステップと、
上記伝達関数に対する平均群遅延を計算するステップとを含み、
上記遅延を計算するステップは、
上記評価されたインパルス応答をスキャニングすることによって、上記デジタル化された音響信号と上記無線信号内で符号化された上記第１の音信号との間の上記遅延を計算して上記評価されたインパルス応答のピーク振幅を識別するステップと、
上記評価されたインパルス応答の上記ピーク振幅に対応する時間を上記伝達関数に対する上記平均群遅延と比較するステップとを含み、
上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号を遅延させるステップは、
もし上記評価されたインパルス応答の上記ピーク振幅に対応する時間と上記平均群遅延との差が所定値よりも小さければ、上記計算された遅延によって上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号を遅延させるステップを含む請求項２記載の方法。
【請求項１５】
上記方法はさらに、
センシングするステップと受信するステップと評価するステップとのステップを通してループして複数の遅延時間を計算するステップを含み、
上記第１の音信号を遅延させるステップは、
もし上記複数の遅延時間が一致すれば上記複数の遅延時間の平均値を用いて、上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号を遅延させるステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項１６】
上記方法はさらに、
上記センシングされた音響信号をデジタル化された音響信号に変換するステップと、
上記デジタル化された音響信号のシーケンスと、上記無線信号において符号化された上記第１の音信号のシーケンスとを捕捉するステップとを含み、
上記無線信号において符号化された上記第１の音信号はデジタルであり、
上記評価するステップは、
上記捕捉された上記デジタル化された音響信号のシーケンスと、上記捕捉された上記無線信号内で符号化された上記第１の音信号のシーケンスとに基づき、上記空間に対する上記インパルス応答を評価するステップを含み、
上記捕捉された第１の音の上記シーケンスは、センシングするステップと受信するステップと評価するステップと計算するステップとがループされる毎にシフトされる請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
上記インパルス応答を評価するステップは、
上記センシングされた音響信号と上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号とに対してデコンボリューションを実行して上記空間に対する上記インパルス応答を評価するステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項１８】
上記インパルス応答を評価するステップは、
上記センシングされた音響信号と上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号とに対して相互相関アルゴリズムを実行して上記空間に対する上記インパルス応答を評価するステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項１９】
音を増強させるためのデバイスであって、
上記デバイスは、
音響信号をセンシングするように構成されたマイクロフォンを備え、
上記音響信号は第１の音信号に応答して放射されて空間を介して送信され、
上記デバイスは、
上記第１の音信号を用いて符号化された無線信号を受信するように構成されたアンテナと、
上記センシングされた音響信号と上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号とに基づき、上記空間に対するインパルス応答を評価し、上記評価されたインパルス応答に基づき、上記センシングされた音響信号と上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号との間の遅延を計算するように構成されたプロセッサと、
上記計算された遅延を用いて、上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号を遅延させるように構成された遅延線と、
上記遅延された第１の音信号を出力するように構成された出力部とを備えたデバイス。
【請求項２０】
上記デバイスはさらに、
上記センシングされた音響信号をデジタル化された音響信号に変換するためのアナログからデジタルへの変換器と、
上記無線信号において符号化された上記第１の音信号をデジタルの第１の音信号として受信して復号化するための受信機とを備え、
上記インパルス応答の評価することは、上記デジタル化された音響信号と上記デジタルの第１の音信号とに基づき、上記空間に対する上記インパルス応答を評価することを含む請求項１９記載のデバイス。
【請求項２１】
上記遅延を計算することは、上記評価されたインパルス応答をスキャニングすることによって、上記デジタル化された音響信号と上記デジタルの第１の音信号との間の上記遅延を計算して上記評価されたインパルス応答のピーク振幅を識別することを含む請求項２０記載のデバイス。
【請求項２２】
上記プロセッサはさらに、
上記評価されたインパルス応答の平均振幅を計算し、
上記評価されたインパルス応答の上記平均振幅を上記評価されたインパルス応答の上記ピーク振幅と比較してピーク対平均比を決定するように構成され、
上記遅延線は、もし上記ピーク対平均比が所定値を超えれば上記計算された遅延を用いて、上記デジタルの第１の音信号を遅延させるように構成される請求項２１記載のデバイス。
【請求項２３】
上記プロセッサはさらに、
上記評価されたインパルス応答の振幅の二乗平均平方根（ＲＭＳ）を計算し、
上記評価されたインパルス応答の振幅の上記ＲＭＳを上記評価されたインパルス応答の上記ピーク振幅と比較してピーク対ＲＭＳ比を決定するように構成され、
上記遅延線は、もし上記ピーク対ＲＭＳ比が所定値を超えれば上記計算された遅延を用いて上記デジタルの第１の音信号を遅延させるように構成される請求項２１記載のデバイス。
【請求項２４】
上記プロセッサはさらに、上記評価されたインパルス応答をハイパスフィタリングするように構成される請求項２０記載のデバイス。
【請求項２５】
上記遅延を計算することは、
上記ハイパスフィルタリングされた評価されたインパルス応答をスキャニングすることによって、上記デジタル化された音響信号と上記デジタルの第１の音信号との間の上記遅延を計算して上記ハイパスフィルタリングされた評価されたインパルス応答のピーク振幅を識別する請求項２４記載のデバイス。
【請求項２６】
上記プロセッサはさらに、
上記デジタル化された音響信号及び上記デジタルの第１の音信号をローパスフィルタリングするように構成され、
上記インパルス応答を評価することは、上記ローパスフィルタリングされたデジタル化された音響信号及び上記ローパスフィルタリングされたデジタルの第１の音信号に基づき、上記空間に対する上記インパルス応答を評価することを含む請求項２０記載のデバイス。
【請求項２７】
上記プロセッサはさらに、
上記ローパスフィルタリングされたデジタル化された音響信号をダウンサンプリングし、
上記ローパスフィルタリングされたデジタルの第１の音信号をダウンサンプリングするように構成され、
上記インパルス応答を評価することは、
上記ダウンサンプリングされ、ローパスフィルタリングされ、デジタル化された音響信号と、上記ダウンサンプリングされ、ローパスフィルタリングされたデジタルの第１の音信号とに基づき、上記空間に対する上記インパルス応答を評価することを含む請求項２６記載のデバイス。
【請求項２８】
上記プロセッサはさらに、
上記デジタルの第１の音信号のパワースペクトルを計算し、上記デジタルの第１の音信号の上記パワースペクトルが、上記デジタルの第１の音信号が十分な電力を有するかどうかを示すかどうかを決定するように構成され、
上記インパルス応答を評価することは、
もし上記デジタルの第１の音信号の上記パワースペクトルが上記デジタルの第１の音信号が十分な電力を持つことを示せば、上記インパルス応答を評価することを含む請求項２０記載のデバイス。
【請求項２９】
上記インパルス応答を評価することはさらに、
誤り要因を計算することを含み、
上記遅延を計算することは、もし上記誤り要因が上記評価されたインパルス応答に対して良好な信号対雑音比を示せば上記評価されたインパルス応答に基づき、上記デジタル化されたセンシングされた音響信号と上記デジタルの第１の音信号との上記遅延を計算することを含む請求項２０記載のデバイス。
【請求項３０】
上記プロセッサはさらに、
もし上記誤り要因が上記評価されたインパルス応答に対して良好な信号対雑音比を示せば、上記評価されたインパルス応答をハイパスフィタリングするように構成される請求項２９記載のデバイス。
【請求項３１】
上記遅延を計算することは、
上記ハイパスフィルタリングされた評価されたインパルス応答をスキャニングすることによって、上記デジタル化された音響信号と上記デジタルの第１の音信号との間の遅延を計算し、もし上記誤り要因が上記評価されたインパルス応答に対して良好な信号対雑音比を示せば、上記ハイパスフィルタリングされた評価されたインパルス応答のピーク振幅を識別することを含む請求項３０記載のデバイス。
【請求項３２】
上記プロセッサはさらに、
上記評価されたインパルス応答から伝達関数を計算し、
上記伝達関数に対する平均群遅延を計算するように構成され、
上記遅延を計算することは、上記評価されたインパルス応答をスキャニングすることによって、上記デジタル化された音響信号と上記デジタルの第１の音信号との間の上記遅延を計算して上記評価されたインパルス応答のピーク振幅を識別することと、上記評価されたインパルス応答の上記ピーク振幅に対応する時間を上記伝達関数に対する上記平均群遅延と比較することとを含み、
上記遅延線は、もし上記評価されたインパルス応答の上記ピーク振幅に対応する時間と上記平均群遅延との差が所定値よりも小さければ、上記計算された遅延によって上記デジタルの第１の音信号を遅延させるように構成される請求項２０記載のデバイス。
【請求項３３】
上記プロセッサは、複数の遅延時間を計算するように構成され、
上記遅延線は、もし上記複数の遅延時間が一致すれば上記複数の遅延時間の平均値を用いて、上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号を遅延させるように構成される請求項１９記載のデバイス。
【請求項３４】
上記デバイスはさらに、
上記センシングされた音響信号をデジタル化された音響信号に変換するアナログからデジタルへの変換器と、
上記無線信号において符号化された上記第１の音信号をデジタルの第１の音信号として受信して復号化するための受信機とを備え、
上記プロセッサはさらに、
上記デジタル化された音響信号のシーケンスと、上記デジタルの第１の音信号のシーケンスとを捕捉するように構成され、
上記インパルス応答を評価することは、上記捕捉された上記デジタル化された音響信号のシーケンスと、上記捕捉された上記デジタルの第１の音信号のシーケンスとに基づき、上記空間に対する上記インパルス応答を評価することを含み、
上記プロセッサはさらに、上記複数の遅延時間のそれぞれを計算する間において上記捕捉された第１の音の上記シーケンスをシフトするように構成される請求項３３記載のデバイス。
【請求項３５】
上記インパルス応答を評価することは、
上記センシングされた音響信号と上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号とに対してデコンボリューションを実行して上記空間に対する上記インパルス応答を評価することを含む請求項１９記載のデバイス。
【請求項３６】
上記インパルス応答を評価することは、
上記センシングされた音響信号と上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号とに対して相互相関アルゴリズムを実行して上記空間に対する上記インパルス応答を評価することを含む請求項１９記載のデバイス。
【請求項３７】
プロセッサによって実行される場合に上記プロセッサにより、
センシングされた音響信号と受信された無線信号内で符号化された第１の音信号とに基づき、空間に対するインパルス応答を評価するステップと、
上記評価されたインパルス応答に基づき、上記センシングされた音響信号と上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号との間の遅延を計算するステップと、
上記受信された無線信号内で符号化された上記第１の音信号を遅延させるために、上記計算された遅延を出力するステップと、
を実行させるソフトウェア命令を用いてプログラミングされたコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、聴講者によって聞かれた音を増強させる方法に関し、より特に、主要なパフォーマンス領域近くで典型的に発生する第１の音響信号に同調するように、彼のもしくは彼女の耳に近接近した補助的な音響信号を印加することによって、パフォーマンスにおける聴衆メンバー（以下また、「聴講者」という。）によって聞かれた第１の音響信号の品質を向上させるための方法及びシステムに関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
この出願は、２０１０年１０月７日出願の発明の名称“音を増強させるための方法及びシステム”を有する米国仮出願第６１／３９０，８１７号の利益を主張し、その内容がその全体において参照によりここで組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
例えばコンサート、演説などのオーディオイベントが例えばスタジアム、公園、アリーナなどの大きな会場でしばしば開催される。
【０００４】
大きな会場では、オーディオを放送するスピーカーはオーディオを聴講メンバーに配信するように所望の位置に配置されてもよい。他の会場は、ステージ上もしくはステージ近くのスピーカーのバンクを簡単に配置してもよい。スピーカーの注意深い設置にもかかわらず、聴講メンバーによって聞かれた音の品質は望まれるほど良好ではないかもしれない。
【０００５】
オーディオイベントにおいて聴講メンバーによって聞かれた音の品質を増強させるための多くの従来のデバイス及びシステムが提案された。例えば、サリテルマンに対する特許文献１は、イベントにおいて創造された音響信号を収集し、それらを無線通信し、それらをヘッドフォンを着けているイベントにおける複数の聴講者に対して再生するように設計されたシステムを説明するが、そのシステムは音の伝播遅延を補償しようとはしない。
【０００６】
両方ともオルトマンらに対する特許文献２及び特許文献３のみならずシモンに対する特許文献３は、ヘッドフォンを介して聴講者の耳において無線送信された補助的な音響信号を実に加算するシステムが説明され、ここで補助的な信号はまた、聴講者の耳に直接的にもしくはまた到達する第１の音響信号の伝播遅延を補償するように遅延される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７，１１０，５５２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，６１９，５８２号明細書
【特許文献３】米国特許第７，９９５，７７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
その会場の大きさとそれらの音響特性のために、そのようなイベントにおいてオーディオ（音声）を聴講者に配信することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の例示的な態様によれば、音響信号を増強させるための方法を提供する。その方法は、電子デバイスにおいてマイクロフォンを用いて音響信号をセンシングするステップを含む。その音響信号は、第１の音響信号に応答して放射されて空間を介して音波として送信される。その方法はさらに、電子デバイスにおけるアンテナを使用して、第１の音響信号を用いて符号化された無線信号を受信するステップを含む。空間に対するインパルス応答は、センシングされた音響信号及び受信された無線信号内で符号化された第１の音信号に基づいて評価される。センシングされた音響信号と受信された無線信号内で符号化された第１の音信号との間の遅延は、評価されたインパルス応答に基づいて計算される。受信された無線信号内で符号化された第１の音信号は、計算された遅延を用いて遅延され、電子デバイスのユーザによって聞かれた音響信号を増強させるために再生される。
【００１０】
本発明のもう１つの例示的な態様によれば、音響信号を増強させるためのデバイスを提供する。そのデバイスは、マイクロフォン、アンテナ、プロセッサ、遅延線、及び出力部を備える。マイクロフォンは、音響信号をセンシングするように構成され、その音響信号は第１の音信号に応答して出力され、空間を介して音波として送信される。そのアンテナは、第１の音信号を用いて符号化された無線信号を受信するように構成される。そのプロセッサは、センシングされた音響信号及び受信された無線信号内で符号化された第１の音信号に基づく空間に対するインパルス応答を評価するように構成される。プロセッサはさらに、センシングされた音響信号と評価されたインパルス応答に基づく受信された無線信号内で符号化された第１の音信号との間の遅延を計算するように構成される。遅延線は、計算された遅延を用いて、受信された無線信号内で符号化された第１の音信号を遅延させる。遅延された第１の音信号は、出力部を介して出力される。
【００１１】
本発明のさらにもう１つの例示的な態様によれば、ソフトウェア命令を用いてプログラミングされたコンピュータ可読媒体を提供する。プロセッサによって実行される場合、ソフトウェア命令は、プロセッサにセンシングされた音響信号及び受信された無線信号内で符号化された第１の音信号に基づき空間に対するインパルス応答を評価させる。ソフトウェア命令はさらに、評価されたインパルス応答に基づき、センシングされた音響信号と受信された無線信号内で符号化された第１の音信号との間の遅延をプロセッサに計算させ、受信された無線信号内で符号化された第１の音信号を遅延させるために計算された遅延を出力させる。
【００１２】
例示のために、本発明の特定の実施形態が図面において図示される。図面では、初めから終わりまで、同様の数字は同様の素子を示す。しかしながら、本発明は、図示された正確な配置、寸法及び器具に限定されないということが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の例示的な実施形態に係る、オーディオを聴講者に配信するための例示的なシステムを例示する。そのシステムは、１つもしくはそれ以上のオーディオのソースと、１つのもしくはそれ以上のオーディオのソースをミキシングして処理するためのサウンドミキサと、１つもしくはそれ以上の第１のスピーカーと、１つもしくはそれ以上の第１のスピーカーによるオーディオ放送を増強させるための音増強デバイスとを備える。
【図２】本発明の例示的な実施形態に係る、図１の音増強デバイスの例示的な実施形態を例示する。その音増強デバイスは、ドライオーディオ信号をウェットオーディオ信号と同期化させるようにドライオーディオ信号に対して印加される遅延を計算する遅延探索アルゴリズムによってプログラミングされる。
【図３】本発明の例示的な実施形態に係る、大きな音響空間の所望のインパルス応答の例示的な対数プロットを例示する。
【図４Ａ】本発明の例示的な実施形態に係る、図２の遅延探索アルゴリズムの例示的な実施形態を例示する。
【図４Ｂ】本発明の例示的な実施形態に係る、図２の遅延探索アルゴリズムの例示的な実施形態を例示する。
【図５Ａ】本発明の例示的な実施形態に係る、図３の所望のインパルス応答の例示的な線形プロットを例示する。
【図５Ｂ】本発明の例示的な実施形態に係る、測定されたインパルス応答の例示的なプロットを例示する。
【図５Ｃ】本発明の例示的な実施形態に係る、ハイパスフィルターを通過された後の、図５Ｂの測定されたインパルス応答の例示的なプロットを例示する。
【図５Ｄ】本発明の例示的な実施形態に係る、ローパスフィルターを通過された後の、図５Ｂの測定されたインパルス応答の例示的なプロットを例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上述された音の品質を向上させるための従来のデバイス及びシステムは種々の不利益を被る。サリテルマンのシステムは、収集された元の音響信号は空間を通って直接的な音響伝播を介して各聴講者の耳に到達するには十分大きくないイベントでの使用に制限される。別の方法では、重大な伝播遅延を被りそうである直接的な音響音及び遅延されないヘッドフォンにおいて再生された音は、聴講者の耳で合成されるときに悪影響を与えて知覚されるであろう。
【００１５】
上述されたオルトマンら及びシモンによって説明されたシステムは、無線位置測定方法を用いて、第１の音響ソースから聴講者までの物理的な距離を測定し及び／又は計算することに依存する。その物理的な距離から、システムは、空気を通って音の伝播速度に対するある仮定された値を用いて、伝播遅延の評価値を計算する。そのような無線位置測定方法は、実務上実装するには困難であって高価であって、さらにそれらの精度は悪い可能性がある。物体の約１０フィートの半径内に正確に位置されるだけの無線位置測定方法は珍しくなく、それはこの１つのソースの誤差から丁度概略＋／−９ミリ秒の計算された伝播遅延において誤差を発生させる可能性がある。
【００１６】
第１の音が発生する第１の音響ソースの位置はまた、オルトマンら及びシモンによって説明されたタイプのシステムの精度には重要である。典型的な大きな音楽コンサート音システムは、５０個以上の個々のスピーカーを含むことができ、それぞれは十分なサウンドレベルで大きな聴取領域にわたって正確に音を再生するような特定の方法において位置決めされ方向付けされる。上述した位置ベースのシステムは、これらのスピーカーの１つごとの位置をどうにか測定し格納し、どの１つもしくは複数のスピーカーが所定の聴講者が聞いている大多数の音を放送しているかを決定しようとすべきである。聴講者が物理的に最接近するスピーカーを簡単に選ぶことは重要でない。その理由は、音補強スピーカーの大多数は無指向性ではないからである。それらは、特に人間の耳に最も感度が良い３ｋＨｚ近くの周波数において高指向性を意図的に持たせる。その結果、スピーカーの音は特定の聴取領域に方向付けられて意図される聴取領域の外部の例えば壁、天井、ガラス窓などからの音劣化反射及びエコーを減少させようとする。
【００１７】
これらの位置ベースのシステムでは、ちょうど聴講者に向けられた、聴講者によって知覚される直接的な音の大多数を提供する、聴講者から１００フィート離れたスピーカーを用いて、聴講者は聴講者から離れて向けられたスピーカーから３０フィートだけ離れて位置されることが可能となる。そのような条件下では、１００フィート離れたスピーカーからの伝播遅延は、ヘッドフォンにおいて再生される補助的音響信号を補償するように使用するのに適切な遅延である。適切に動作させるために、そのような位置ベースのシステムは、第１の音システム、それらの音響特性、及びそれらの現在の方向付けにおけるすべてのスピーカーの位置に関する知識を持つ必要があるであろう。この情報を用いて、次に位置ベースのシステムは、いずれのスピーカーが所定の聴講者が聞いている音の大多数を提供しているかを決定するための複雑なアルゴリズムを適用する必要があるであろう。
【００１８】
また、空気中の音の伝播速度は、特に空気の温度などの空気の大気条件によって影響を受けることが真実である。屋外のイベントでは、例えば太陽が沈むときなど、イベントが続く間ずっと空気の温度が変化することは珍しくない。そのような位置ベースの発明は、会場内のあるポイントでの大気条件を測定し、イベントの間中ずっと会場内の空気中の音の伝播速度のより正確な評価値を計算するためにその情報を使用してもよい。しかしながら、音のその速度は大気条件がセンシングされる位置だけにおいてはまさに正確かもしれず、そのようなシステムは典型的には、そのような場合はないかもしれないが、会場内の空気にわたって一様であると仮定する。イベントでの大集団の人間の体は、特に第１の音響音が伝播しなければならないそれらの体に対して局所的な空気などの周りの空気に移動させる多くの熱及び湿度を発生させる。従って、第１の音の伝播速度は、その全体の移動距離にわたって一定でないかもしれず、計算された伝播遅延時間において更なる誤差を結果として発生させる。
【００１９】
上述の観点では、聴講者によって知覚された第１の音響音の伝播遅延を直接的に測定することが望ましく、伝播遅延を評価しようとするときの物理的な位置もしくは距離を測定することに関するすべてのそのような誤差を取り除く。
【００２０】
いま、図１を参照すれば、本発明の例示的な実施形態に係る聴講者によって聞かれた音を増強させるための、一般的に１００と示されたシステムが例示される。システム１００は、１つもしくはそれ以上の音源を備える。そのような音源は、例えばギター１１０、（図示されない）キーボードなどの１つもしくはそれ以上の楽器と、そのボーカルが１つもしくはそれ以上のマイクロフォン１２０によってセンシングされる１人もしくはそれ以上のボーカリストとを含む。システム１００が任意の数の楽器及びマイクロフォンを用いて使用されてもよいことが理解されるべきであるが、ギター１１０及びマイクロフォン１２０を参照してシステム１００を以下に説明する。さらに、システム１００は聴衆のために発生もしくは再生するように望まれた任意の音源を用いて使用されてもよいことが理解されるべきである。
【００２１】
さらに、システム１００は、ギター１１０によって発生され、それぞれのケーブリング１１５及び１２５を介して送信された電気オーディオ信号としてマイクロフォン１２０によってセンシングされた音を受信するオーディオミキサ１３０を備える。オーディオミキサ１３０は、要望に応じて従来技術として、オーディオ信号をミキシングし、レベル、音質及び強弱法を変更する。オーディオミキサ１３０は、処理されたオーディオ信号（第１の音信号）を、音響信号１４５が音響空間１９０内に位置する聴衆メンバーもしくは聴講者１５０によって聞かれる、音響空間１９０を介して（ここではまた、「音１４５」と呼ばれた）可聴音響信号１４５として処理されたオーディオ信号（第１の音信号）を送信する第１の音システム１４０に出力する。これは音が聴講者１５０に配信される第１のパスを備える。例示的な実施形態では、第１の音システム１４０は、１つもしくはそれ以上のオーディオスピーカーである。
【００２２】
大きな会場では、聴講者１５０は、第１の音システム１４０から１００フィートよりも離れて存在するかもしれない。第１の音システム１４０からの大きな距離のために、可聴音響信号１４５は、歪み及び劣化が聴衆メンバー１５０によるパフォーマンスの楽しさを減少させるかもしれない、音響空間１９０を通って移動する場合に多くの歪み及び劣化を受けるかもしれない。
【００２３】
聴衆メンバー１５０によって聞かれたオーディオの品質を改善するために、音増強システム１００はさらに、聴衆メンバー１５０によって着けられた一対のヘッドフォン１８０に対して増強されたオーディオ信号を出力する音増強デバイス２００を備える。ヘッドフォン１８０は、音増強デバイス２００によって可聴音響信号１４５に対して同期される増強されたもしくは補助的な可聴音響信号１８５として、増強されたオーディオ信号を再生する。
【００２４】
音増強デバイス２００は種々のアプリケーションで使用されてもよいことが考えられる。システム１００は音増強デバイス２００が使用されてもよいシステムの例であることが理解されるべきである。システム１００の例示的な実施形態では、音源１１０及び音源１２０は、ライブの音源であってもよく、第１の音システム１４０は、音源１１０及び音源１２０近くに位置される第１のスピーカーであってもよい。システム１００は、第１の音システム（第１のスピーカー）１４０が位置される、シアター、ステージもしくは演壇を有する例えばアリーナ、スタジアム、大きな屋外空間などにおけるライブ音楽コンサートであってもよい。
【００２５】
システム１００のもう１つの例示的な実施形態では、音源１１０及び音源１２０は、例えば第１の音システム１４０を用いて再生された以前に記録された音などの音を再生されてもよい。そのようなシステム１００では、オーディオミキサ１３０は存在しないかもしれないが、再生された音を増幅して均一化するための他の手段が使用されてもよい。システム１００のこの例示的な実施形態の例は、音響信号１４５が送信される大きな聴衆空間１９０を有するシアターである。シアターは事前に記録された音を用いたライブパフォーマンスを有するムービーシアターもしくはシアターであってもよい。システム１００のさらにもう１つの例示的な実施形態では、音源１１０及び音源１２０は、再生された音とライブ音との組み合わせであってもよく、例えば休止中のライブコンサートにおいて起こるかもしれないが、再生された音とライブ音との間を交互に入れ替えてもよい。
【００２６】
そのような増強された音響信号１８５を聴衆メンバー１５０に提供するために、音増強システム１００は、処理されたオーディオ信号（第１の音信号）を第２のパスを介して聴衆メンバー１５０に配信する。特に、オーディオミキサ１３０は、処理されたオーディオ信号（第１の音信号）を接続１３５を介してコンピュータ１６０に出力する。コンピュータ１６０は、処理されたオーディオ信号（第１の音信号）を受信し、それを符号化し、符号化された、処理されたオーディオ信号（第１の音信号）をアンテナ１７０を介して無線信号１７５として無線送信する。例示的な実施形態では、アンテナ１７０は、Ｗｉ−Ｆｉ送信機である。
【００２７】
システム１００の各例示的な実施形態では、無線信号１７５内で符号化された第１の音信号は、第１の音システム１４０を駆動させる第１の音信号とかなり類似すべきであることが理解されるべきである。しかしながら、第１の音システム１４０に対して提供された第１の音信号と、コンピュータ１６０に対して提供された第１の音信号との間にはわずかな差が存在するかもしれないということが考えられることが理解されるべきである。
【００２８】
図１においてパーソナルコンピュータとして例示されるが、コンピュータ１６０はパーソナルコンピュータであることに限定されないこともまた理解されるべきである。処理されたオーディオ信号を受信し、それをアンテナ１７０を介して送信するために符号化することができる任意の電子デバイスが考えられる。アンテナ１７０は、Ｗｉ−Ｆｉ送信機であることに限定されないこともまた理解されるべきである。例えば、それはＷｉＭＡＸ送信機であってもよい。さらに、例示的な代替の実施形態では、アンテナ１７０と一緒のコンピュータ１６０は、従来の周波数変調（ＦＭ）無線送信機もしくは第１の音信号を送信することができる任意の他の形態の無線送信機／符号器であってもよい。
【００２９】
オーディオ信号は、例えば音響信号１４５が移動する音響空間１９０などの広い領域にわたって信号１７５を提供するために、アンテナ１７０によって無線送信される。それを実行することによって、聴講者１５０が音響空間１９０を自由に動き回ることを可能とさせる。さらに、それによって、システム１００が任意の数の聴講者によって使用されることを可能とさせる。従って、システム１００が聴講者１５０によって例示され、聴講者１５０を参照してここで説明するが、音響空間１９０内の任意の数の聴講者がそれぞれに増強されたもしくは補助的な音響信号１８５を提供するために音増強デバイス２００を使用してもよいことが理解されるべきである。
【００３０】
無線信号１７５及び可聴音響信号１４５は、それらがユーザ１５０に到達するときには同期されない。可聴音響信号１４５は、無線信号１７５より遅れる。その第１の理由は、空気を通しての音の伝播遅延は、その空気が含まれる同一の空間１９０を通しての無線波の伝播遅延よりも非常に大きいからである。音源１１０，１２０と第１の音システム１４０との間というよりもむしろ音源１１０，１２０とアンテナ１７０との間で遅延が加算するポイントが存在するかもしれないが、例えば第１の音システム１４０から数フィートよりも離れて位置された聴講者１５０などの任意の聴講者に対しての実務では、空気を通しての可聴音響信号１４５の伝播によって生じた遅延はすべての他の遅延よりも大きい。従って、可聴音響信号１４５は、無線信号１７５よりも遅れる。
【００３１】
音増強デバイス２００は、無線信号１７５を受信する。遅延探索アルゴリズムを用いて、音増強デバイス２００は、符号化された音（符号化された第１の音信号）に対する遅延を計算し、その計算された遅延によって符号化された音を遅延させ、補助的な音響信号１８５としてヘッドフォン１８０を介してそれを再生する。従って、補助的な音響信号１８５は、聴講者のオーディオ経験が増強されるように、聴講者１５０において可聴音響信号１４５に対して同期される。無線信号１７５内で符号化された音信号は送信による最小限の劣化を受けるので、補助的な音響信号１８５は、聴講者１５０によって聞かれた可聴音響信号１４５を増強させる。
【００３２】
本発明の例示的な実施形態に係る、音増強デバイス２００の例示的な実施形態が図２で例示される。デバイス２００は、無線信号１７５を受信するためのアンテナ２１０を備える。図１を参照して上述されたように、無線信号１７５は、符号化された第１の音信号を備え、それはまたここでは「ドライ信号」と呼ぶ。このドライ信号のソースは、第１の音システム１４０とコンピュータ１６０とに対して提供された第１の音信号である。従って、ここではまた、処理されたオーディオ信号及び第１の音信号を「ドライ信号」と呼ぶ。
【００３３】
ここでの説明のために、「ドライ信号」の用語は、それが音声認識可能なように知覚される方法で変化するであろうそれに印加される余分な処理を有さない参照オーディオ信号に言及する。対照的に、「ウェット信号」は、オーディオ（音響）信号が同時に多数の人々によって聞かれるように設計された、（例えば、コンサートホール内のステージ、教会内のステージもしくは説教壇、映画館内の投影スクリーン、スポーツイベントでのパフォーマンス領域近くに、又はスピーカーが音声もしくは音楽を増幅させるように使用されたあらゆる場所に位置された）パフォーマンスイベントにおける１つもしくはそれ以上の音システムスピーカーで発生するオーディオ（音響）信号にここで言及する。
【００３４】
アンテナ２１０は、無線ステレオ受信機／符号器２２０に入力される電気信号２１２として受信された無線信号１７５を出力する。無線ステレオ受信機／符号器２２０は、電気信号２１２を符号化して符号化されたドライ信号２２２を発生し、符号化されたドライ信号２２２を出力する。図２に例示された音増強デバイス２００の例示的な実施形態では、ドライ信号２２２は、左信号もしくはチャンネル２２２Ａ及び右信号もしくはチャンネル２２２Ｂを含むステレオ信号である。ドライ信号２２２は、例えば１つ、２つもしくは３つ又はそれ以上の任意の数のチャンネルを含んでもよいということが理解されるべきである。後述するように、音増強デバイス２００は、音増強デバイス１００の例えば聴講者１５０などのユーザによって聞かれた、例えば可聴音響信号１４５などの第１の音響信号を補助するためにドライ信号２２２を使用する。
【００３５】
デバイス２００はさらに、可聴音響信号１４５を受信するためのマイクロフォン２６０を備える。マイクロフォン２６０によってセンシングされた音響信号１４５は聴講者１５０の耳によってセンシングされる音響信号１４５と同様の伝播遅延を実質的に受けるように、デバイス２００ひいてはそのマイクロフォン２６０は聴講者１５０に近接近して位置されるべきことが意図される。例示的な実施形態では、音増強デバイス２００は、聴講者１５０の手によって保持された又は例えば聴講者１５０の腰のくびれに留めるなどの聴講者１５０によって着けられた小型のポータブルデバイスである。
【００３６】
マイクロフォン２６０は、ここで以下にウェット信号２６２と呼ばれた電気信号２６２として受信された可聴音響信号１４５を出力する。ウェット信号２６２は、空気を通して聴講者１５０の耳に伝播された可聴音響信号１４５の電気的な表現である。（従って、ウェット信号２６２は、空気中の音の伝播速度に比べて１フィートの伝播あたりおよそ０．９ミリ秒だけ遅れて、）ウェット信号２６２は、音増強デバイス２００上のマイクロフォン２６２によって受信される。ウェット信号２６２は、第１の音システム１４０から直接的に受信された可聴音響信号１４５を含み、また例えば壁、柱もしくは第１の音システム１４０及び聴講者１５０の周りの環境における他の物体などのからの典型的な多くの反射もしくはエコーも含む。
【００３７】
伝達関数（ＴＦ）は、信号がシステムの入力からその出力に対して伝達されるにつれてその信号がどのように変化するのかの周波数領域特性である。インパルス応答（ＩＲ）は、（例えば衝撃に対する音響近似であるピストルのバンの音などのように）もし完全なインパルス応答が入力に印加されたならば、その入力からその出力に対するシステムの応答を特徴付ける時間波形である。システムのＩＲ及びＴＦは、システムの等価表現であり、フーリエ変換の数学的な処理を用いてお互いの間を行ったり来たり変換される。
【００３８】
音増強デバイス２００の場合においては、対象となるＩＲ／ＴＦは、ドライ信号１７５からウェット信号１４５に対し、より特にドライ信号２２２からウェット信号２６２に対するそれである。そのようなＩＲ／ＴＦは、第１の音システム１４０及び会場１９０の音響特性が第１の音システム１４０に対して提供された元の信号をどのように変更させるかを定義する。ウェット信号２６２とドライ信号２２２との間の差には、以下を含む。
【００３９】
（ａ）一定でない振幅対周波数応答及び第１の音システム１４０を構成する１つもしくはそれ以上のスピーカーの一定でない指向性応答、
（ｂ）音が遠い距離を移動するにつれての空気吸収による高周波数損失、
（ｃ）第１の音システム１４０及び聴講者１５０を囲む音響環境１９０からの残響、
（ｄ）（例えば群衆雑音などの、）第１の音システム１４０から発生しなかった任意の音、
（ｅ）信号１４５が空気を通して伝播するにつれて、音速による音響信号１４５に加算された遅延、並びに
（ｆ）一定でない振幅対周波数応答及び音増強デバイス２００内のマイクロフォン２６０の無指向性でない応答。
【００４０】
ここで説明された方法及び処理を用いて、音増強デバイス２００は、補助的な音響信号を加算する一方でまた変更されない（ｅ）に対する補助的な音響信号を補償することによって、上述した（ａ）から（ｄ）までの音が劣化する影響を減少させる。特に、ドライ信号２２２、又はより特に左ドライ信号２２２Ａ及び右ドライ信号２２２Ｂ、並びにウェット信号２６２を用いて、音増強デバイス２００は、ウェット信号２６２とドライ信号２２２との間の遅延を計算する。
【００４１】
音増強デバイス２００はさらに、前置増幅器と、ウェット信号２６２を受信し、それを増幅し、それをデジタル信号２７２に変換するＡ／Ｄ変換器２７０とを備える。従って、ウェット信号２６２は、アナログウェット信号２６２であり、信号２７２はデジタルウェット信号２７２である。
【００４２】
デジタルウェット信号２７２は、またドライ信号２２２を左ドライ信号２２２Ａ及び右ドライ信号２２２Ｂとして受信する遅延探索アルゴリズム２８０に対して提供される。遅延探索アルゴリズム２８０は、ウェット信号２７２とドライ信号２２２との間の遅延２８２を計算し、計算された遅延２８２をステレオプログラマブル遅延線２３０に出力する。
【００４３】
遅延探索アルゴリズムに提供されることに加えて、左ウェット信号２２２Ａ及び右ウェット信号２２２Ｂは、遅延探索アルゴリズム２８０から受信された計算された遅延２８２に基づいて左ドライ信号２２２Ａ及び右ドライ信号２２２Ｂを遅延させるステレオプログラマブル遅延線２３０に対して入力として提供される。ステレオプログラマブル遅延線２３０は、信号２３２Ａ及び２３２Ｂをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器を含むステレオヘッドフォン増幅器２４０に送信される信号２３２Ａ及び２３２Ｂとして遅延された信号を出力する。増幅器２４０は、アナログ信号を増幅し、それを出力部２５０を介してヘッドフォン１８０に出力する。例示的な実施形態では、ヘッドフォン１８０は、デジタルヘッドフォンであり、ステレオヘッドフォン増幅器２４０は、信号２３２Ａ及び２３２Ｂをヘッドフォンに出力する。
【００４４】
例示的な実施形態では、音増強デバイス２００は、例えばパーソナルデータアシスト（ＰＤＡ）もしくは「スマートフォン」などのパーソナルもしくはポータブルデバイスである。音増強デバイス２００は、それに限定されないことが理解されるべきである。他の例示的な実施形態では、パーソナル音増強デバイス２００は、例えばタブレットパーソナルコンピュータ、ノートブックもしくはサブノートブックコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、又は本発明のためにまさに設計された専用のハードウェアデバイスなどであってもよい。
【００４５】
例示的な実施形態では、増幅器２４０は、出力部２５０における音のボリュームを調整するようにユーザ調整可能である。例えば、音増強デバイス２００はさらに、増強された音響信号１８５のボリュームを調整するためにステレオヘッドフォン増幅器２４０の利得を制御するボリューム制御部２４５を含んでもよい。補助的な音響信号１８５のボリュームの調整機能によって、聴講者１５０が個人のベストな好みに合わせて音響信号１４５と補助的な音響信号１８５とを混合することが可能となる。
【００４６】
種々のスタイルのヘッドフォン１８０が音増強デバイス２００とともに使用するために考えられる。使用されたヘッドフォン１８０のスタイルは、聴講者１５０の好みによって変えられる。例えば非常に音量が大きいロックコンサートなどでは、聴講者１５０は、第１の音システム１４０から到来する非常に音量が大きくて反響する音を出来る限り遮断するために、（オーバイヤー型もしくはインナーイヤー型のいずれかの）密閉型ヘッドフォンを装着することを選択してもよい。次に、聴講者１５０は、彼のもしくは彼女の鼓膜においてより低い音圧レベル（ＳＰＬ）を効果的に発生させるために、音増強デバイス２００内のヘッドフォン増幅器２４０のレベルを調整することができる。そのようなヘッドフォン１８０が聴講者の頭を覆うのだが、第１の音システム１４０からのより低い周波数音がいまだに聴講者の鼓膜に到達するかもしれない。従って、音１４５における伝播遅延を補償することは、いまだに聴講者１５０にとっては望ましいかもしれない。代替として、聴講者１５０は、第１の音システム１４０からの音が彼のもしくは彼女の鼓膜に到達させることをよりいっそう可能とさせる非密閉型ヘッドフォンを装着することを代わりに選択してもよい。非密閉型ヘッドフォンはまた、聴講者１５０が誰かがすぐ近くで話をするのを聞くことを可能とさせてもよく、それによって聴講者１５０がその人間との会話に従事する一方でいまだに音増強デバイス２００の利点を楽しむことができる。
【００４７】
例示的なＩＲ３００が、本発明の例示的な実施形態に係る、測定システムによって行われた測定から評価された対数振幅対時間のプロットとして図３において例示される。この例示的なＩＲ３００は、音１４５が移動するかもしれない任意の大きな音響空間１９０のＩＲに対してかなり正確な評価の典型である。ＩＲ３００の時間軸は、（時刻ｔ０から時刻ｔ１までの範囲である）時間期間Ｔ１、（時刻ｔ１から時刻ｔ２までの範囲である）時間期間Ｔ２、及び（時刻ｔ２から時刻ｔ３までの範囲である）時間期間Ｔ３の３つの時間期間に分けられる。
【００４８】
図３では、時間期間Ｔ１は、非常に低い信号レベル（測定雑音）によって特徴付けられる。時間期間Ｔ１の長さは、音響信号１４５の伝播遅延（ｔ１−ｔ０）に対応する。時間期間Ｔ２は、音響信号１４５の到着に対応する、ＩＲ３００における非常に高いピーク３１０に対する時刻ｔ１でのシャープな遷移によって特徴付けられる。ピーク３１０に続いて、音響空間１９０における強い反射に対応するピーク３２０及びピーク３３０とが組み入れられた時間期間Ｔ２においてＩＲ３００における減衰期間が存在する。時刻ｔ２まで、残響が測定システムの雑音フロア内へと減衰された。時間期間Ｔ３は、音響空間１９０における反射が測定システムの雑音フロア内へと減衰された後の測定雑音によって特徴付けられる。
【００４９】
時刻ｔ１の評価されたＩＲ３００における最大振幅ピークはしばしば、探し求められた伝播遅延時間の正確な値であり、遅延探索アルゴリズム２８０における第１の推測として使用される。しかしながら、正確なＩＲを取得することが難しいという理由はいくつか存在し、それらが以下に説明される。
【００５０】
図４Ａ及び図４Ｂをいま参照すれば、本発明の例示的な実施形態に係る、ウェット信号２７２とドライ信号２２２との間の遅延を計算するための、パーソナル音増強デバイス２００によって実行された遅延探索方法４００が例示される。遅延探索方法４００は、遅延２８２を計算するために、音増強デバイス２００における遅延探索アルゴリズム２８０によって利用される。図４Ａ及び図４Ｂは、遅延探索方法４００の特定のステップ４１０からステップ４７５までを例示する。遅延探索方法４００は、例えば以下に説明されたステップ４４６及び／又はステップ４５６などの付加的な例示的なステップを含んでもよく、又は特定のステップ４１０からステップ４７５は、以下に説明するように、付加的なもしくは代替の処理を実行してもよい、ということが理解されるべきである。
【００５１】
遅延探索方法４００は、ステップ４１０において開始する。遅延探索方法４００は、音増強デバイス２００の聴講者１５０のコマンド上で開始してもよい。例えば、聴講者１５０は、音増強デバイス２００においてソフトウェアアプリケーションを開いてもよく、そのソフトウェアアプリケーションが遅延探索アルゴリズム２８０を実行して遅延探索方法４００を開始する。そのようなソフトウェアアプリケーションが開かれると、遅延探索方法４００は、自動的に開始してもよいし、聴講者１５０による選択上で開始してもよい。もう１つの例示的な実施形態では、遅延探索アルゴリズム２８０は、例えばコンピュータ１６０などによって、遠隔動作上で開始してもよい。
【００５２】
ステップ４１０での遅延探索方法４００の開始に続いて、方法４００は、左信号２２２Ａと右信号２２２Ｂとを受信し、それらをモノラルドライ信号として合計して捕捉する（ステップ４１５）。次に、方法４００は、モノラルドライ信号の有限時間シーケンスを捕捉し、ウェット信号２７２の有限時間シーケンスを受信して捕捉する（ステップ４２０）。次に、モノラルドライシーケンスとウェットシーケンスとは、ステップ４２０でバッファリングされる。望ましくは、各シーケンスの開始は、音増強デバイス２００におけるある参照時間ベースを用いて、同一の受信時間に対応する。
【００５３】
しかしながら、各シーケンスの開始は、同一の受信時間に対応しないかもしれない。従って、例示的な実施形態では、ステップ４２０において、方法４００は、各時間シーケンスが捕捉されたときを示す各有限時間シーケンスに対してタイムスタンプを提供する。タイムスタンプは方法４００に対して、遅れ（ラグ）の処理もしくはバッファリングによる異なる時間で捕捉されたシーケンスから結果として生じる捕捉された有限時間シーケンス内にすでに組み込まれた任意の遅延に対する時間シーケンスに対して任意の計算された遅延を参照する能力を提供する。代替の例示的な実施形態では、ステップ４２０において、方法４００はドライシーケンスとウェットシーケンスとの間の時間差を決定するので、異なる遅れの処理もしくは捕捉によるそれらの相対的な遅れは、後でステレオプログラマブル遅延線２３０を調整するときに計上される。
【００５４】
これらの捕捉されたシーケンスの長さは、第１の音システム１４０から最も遠くに存在する聴講者１５０に基づいて、その聴講者１５０に期待された最大の伝播遅延時間に基づいて、並びに方法４００が遅延時間２８２をどれほど速く計算されることが望まれるのかに基づいて決定される。望ましくは、遅延探索範囲は、正確な遅延時間が見つけられることが保証されるために期待された最大伝播遅延よりも長いが、音増強デバイス２００において要求された計算能力は、遅延探索範囲のサイズによって強く影響を受ける。従って、必要以上に長い範囲内で探索することは望ましくない。例示的な実施形態では、遅延探索範囲は、最大の期待された伝播遅延よりも５０％大きくなるように選択される。選択されたこの探索範囲の長さは、捕捉されたウェットシーケンスとモノラルドライシーケンスとの長さに対して最小の境界を提供する。シーケンス長に対する上限は、音増強デバイス２００において利用可能なメモリ記憶装置（ストレージ）の容量のみならず、聴講者１５０が遅延探索方法４００がシーケンスを捕捉して遅延値２８２をステレオプログラマブル遅延線２３０に対して提供するのにどれ位の時間を待つ意思があるかによっても定義される。
【００５５】
例えば、最も遠い聴衆座席領域が（２７０ミリ秒の伝播遅延に大雑把に対応するであろう）ステージ近くのスピーカー１４０からおよそ３００フィートにあるコンサートホール内部でのイベントに対して、探索範囲が最大の期待された伝播遅延を約５０％だけ超えるように、遅延探索を０ミリ秒と４００ミリ秒との間の範囲に制限することが望まれるかもしれない。従って、望ましくは、捕捉されたウェットシーケンスとモノラルドライシーケンスは、長さにおいて少なくとも４００ミリ秒である。しかしながら、正確な遅延時間を見つけることの機会を理論上は改善する増加された長さを用いて、それらはそれよりも長くなる可能性がある。４００ミリ秒の探索範囲に対して、例示的な３秒の値が捕捉されたウェットシーケンス及びモノラルドライシーケンスの長さに対して使用されてもよい。
【００５６】
音増強デバイス２００及び方法４００は、異なる最大伝播遅延を有するイベントにおいて利用されてもよい、ということが理解されるべきである。従って、遅延探索範囲及びシーケンス長は、期待された座席領域に基づいて、イベントからイベントに対して変更される。第１の音システム１４０から最も遠い座席領域までの距離は、例えば開始ステップ４１０などにおいて、音増強デバイス２００に対してステップ４２０において捕捉されたドライ信号１７５（２７２）内で符号化された補助データとして送信される。
【００５７】
例示的な実施形態では、処理はウェットシーケンス及びモノラルドライシーケンスが計算効率のためにローパスフィルタリングされてダウンサンプリングされるステップ４２５に続く。ダウンサンプリングは、実行される必要がある計算量を減少させる。一般的には、これは音増強デバイス２００の計算能力と、最後の計算された遅延時間における時間分解能と、遅延が決定された周波数帯域幅との間でトレードオフの結果である。もし元のドライ信号２１２とウェット信号２６２とが標準的な４８ｋＨｚレートにおいてサンプリングされれば、ステップ４２５における８のファクタによる６ｋＨｚのサンプリングレートへのダウンサンプリングは、３ｋＨｚのナイキスト周波数まで上昇する分析帯域幅を可能とする一方で、２４と６４との間のファクタによる計算複雑度を減少させるであろう。ステップ４２５において例えば２、４、１２などの他のファクタによるダウンサンプリングが考えられることが理解されるべきである。もし音増強デバイス２００が十分な計算能力を持つならば、ステップ４２５におけるダウンサンプリングはスキップされてもよいことがまた理解されるべきである。
【００５８】
方法４００を続けると、処理はモノラルドライシーケンスのパワースペクトルが計算されて分析されるステップ４３０に続く。もし方法４００がモノラルドライシーケンスが（望ましくは、ステップ４２５において選択されたダウンサンプリング周波数の半分によって定義された帯域幅の上端である）選択された帯域幅を大幅に超えた電力を含まないことを決定すれば、方法４００は、第１の音システム１４０があまり音を放射しないことを決定する。もし可聴音響信号１４５がミュートされたかもしくはソース１１０及びソース１２０が、例えば（音楽コンサートにおける）音楽の間、（スピーキングに従事している時の）話し手の間、（映画、ミュージカルもしくは演劇での）シーンもしくは幕の間などのアクティブな音発生の間に存在するならば、そのようなケースであるかもしれない。もし方法が第１の音システム１４０があまり音を放射しないことを決定すれば、更なる計算が極端に騒々しい結果物だけを生じさせ、ＩＲの不正確な計算及び不正確な選択された遅延時間へと導きそうである。
【００５９】
正確なＩＲ評価値を得ることにおけるもう１つの困難は、音源１１０及び音源１２０によって発生されるスペクトル成分から生じる。このスペクトル成分は、両方とも音源１１０及び音源１２０から発信されるので、ドライ信号２２２内とウェット信号２７２内とに含まれる。遅延探索方法４００は、もしドライ信号２２２のスペクトルが広帯域雑音であれば、最も正確なＩＲ／ＴＦを生じる。しかしながら、遅延探索方法４００が実行されるときには、音源１１０及び音源１２０によって発生される音は、（制限されたスペクトルを有するかもしれなくてまた、主に調和（高調波）関係にあるスペクトル成分を含むかもしれない）まさに単一楽器、音声、音響効果などであってもよい。スペクトル内に最も調和関係にあるスペクトル成分を持つことは、ドライ信号２２２の時間波形におけるあるレベルの周期性を含み、そのような周期性は評価されたＩＲにおける周期性誤差に直接的に置き換えることができる。ドライ信号２２２とウェット信号２７２との間の伝播遅延における差に対応する、明瞭に識別可能なシャープな単一ピークの代わりに、疑似ピークがＩＲを通して時々発生され、そのうちのいくつかは、特にもし外部雑音及び他の誤差源がまたウェット信号２７２内に含まれれば、結局は真の伝播遅延時間に対応するピークよりも大きな振幅となる可能性がある。
【００６０】
従って、ステップ４３０がモノラルドライシーケンスが選択された帯域幅にわたって十分なスペクトル電力レベルもしくは密度を含まないことを決定する場合は、方法４００は、モノラルドライ信号及びウェット信号の有限時間シーケンスのもう１つのペアを捕捉するために、ステップ４２０に戻る。処理は上述したステップ４２０に続く。方法４００は、十分な電力スペクトルを有するドライシーケンスが見つけられるまでステップ４２０と、ステップ４２５と、ステップ４３０とを通してループしてもよい。
【００６１】
十分な電力スペクトルを有するドライシーケンスが見つけられれば、方法４００は、例えば最小二条平均（ＬＭＳ）適応フィルター、デュアルチャンネルＦＦＴ分析、もしくは同様のアルゴリズムなどの相互相関もしくはデコンボリューションアルゴリズムを用いて、ウェットシーケンスとモノラルドライシーケンスとの間のＩＲ／ＴＦの評価値を計算する（ステップ４３５）。例示的な実施形態では、評価されたＩＲ／ＴＦの長さは、例えば上述した４００ミリ秒の例などのように、選択された遅延探索範囲の長さと同一となるように選択される。ステップ４３５で使用されたデコンボリューションアルゴリズムは、（例えば、もしＬＭＳフィルターが使用されれば予測誤差であり、もしデュアルチャンネルＦＦＴ処理が使用されればコヒーレンススペクトルである）信号対雑音比に関する誤り要因（エラーファクター）を本質的に含んでもよい。ステップ４４０では、もし方法が誤り要因が悪い信号対雑音比（ＳＮＲ）を示すことを決定すれば、モノラルドライ信号及びウェット信号の有限時間シーケンスのもう１つのペアを捕捉するために、処理はステップ４２０に戻る。処理は上述したステップ４２０に続く。妥当的なＳＮＲを示す満足できる誤り要因が取得されるまで、方法４００はステップ４２０、ステップ４２５、ステップ４３０、ステップ４３５、及びステップ４４０を通してループしてもよい。
【００６２】
もし妥当的なＳＮＲが取得されれば、処理は、ステップ４３５で評価されたＩＲ／ＴＦに対してハイパスフィルターが適用されるステップ４４５に続く。例えばコンサートホール内のステージの近く、又は大きな映画館もしくはスタジアム内のビデオ提示におけるスクリーンの近くなどの大きな音響空間１９０において使用されるように設計されたスピーカーシステムを創造する場合は、放射された音は壁、天井、支持構造、及び他の物体から跳ね返る反射もしくはエコーを最小限にするように聴講者領域に方向付けられるように、すべての周波数において非常に高くて一定の指向性を有するスピーカーを持つことが望ましい。反射が聴講者に到来するかもしれない。従って、それらの領域での聴講者によって知覚された音を劣化させる。しかしながら、放射された音の周波数が低くなるにつれて、音響特性の物理特性における固有の制限のために、第１の音システムとして使用されたスピーカーシステムは指向性制御を損失することが理解される。従って、音増幅デバイス２００内のマイクロフォン２６０がより高い周波数におけるよりもむしろより低い周波数において残響を受信するかもしれないことが予想される。
【００６３】
人間の聴覚はより低い周波数においてではなく３ｋＨｚ近くで最も感度が良いので、遅延探索方法４００は、望ましくは３ｋＨｚ周辺の周波数に対して焦点が合わされる。これを実行するために、ステップ４４５においてハイパスフィルターが評価されたＩＲに対して適用される。ハイパスフィルターは望ましくは、ＩＲにおいて固有である時間情報を分離しないようにゼロ位相フィルターである。ＩＲのピークの時間を移動させるならば、遅延計算内に誤差を発生させて、プログラマブル遅延線２３０におけるドライ信号２２２に印加される望まれない遅延へと導くであろう。例示的な実施形態では、ハイパスフィルターは、５００Ｈｚ周辺のカットオフ周波数を有する。
【００６４】
図５Ａをいま参照すれば、本発明の例示的な実施形態に係る、そのＩＲが望ましくはステップ４３５において評価されるであろう、時間にわたる所望のＩＲ３００の振幅の例示的な線形的なプロットが例示される。図５Ａでのプロットがインパルス応答の理想的なプロットであると考えられてもよいが、そのような明確なインパルス応答はステップ４３５からは生じないかもしれないことが予想される。図に図示されるように、ピーク振幅３１０は、約１４５ミリ秒で明らかに識別可能である。
【００６５】
本発明の例示的な実施形態に係る、そのＩＲがステップ４３５において評価されることが予想されてもよい、時間にわたるＩＲの振幅の例示的な線形的なプロットが図５Ｂに例示される。この図に図示されるように、図面において５１０，５２０，５３０，５４０，及び５５０としてそれぞれ番号が付された、１４５ミリ秒，２０７ミリ秒，２２４ミリ秒，２５３ミリ秒，及び２８６ミリ秒における強いピークが存在する。最も高いピーク振幅は、図面からは明らかに明白ではなく、実際には、２５３ミリ秒及び２８６ミリ秒それぞれにおけるピーク５４０及びピーク５５０は、１４５ミリ秒での真のピーク５１０よりも高く、それが遅延の不正確な計算へと導くであろう。
【００６６】
図５Ｃでは、本発明の例示的な実施形態に係る、ステップ４４５においてそれをハイパスフィルターを通過させた後の図５Ｂの評価されたＩＲのプロットが例示される。この図において図示されるように、１４５ミリ秒におけるピーク５１０は、残りのプロットにわたって明らかに識別可能である。ピーク５２０，５３０，５４０及び５５０は、非常に減少したので、それらは図５Ｃにおいて目に見えて現れない。図５Ｄは、本発明の例示的な実施形態に係る、図５Ｃに図示された評価されたＩＲから除去されたデータを例示する。この図では、ピーク５３０，５４０及び５５０はいまだに目に見えて、それによって図５Ｂのプロットにおける疑似ピークは主に人間の聴覚が最も感度がよい範囲より下の音周波数に主に起因することを示す。
【００６７】
ステップ４４５においてハイパスフィルターを適用した後に、遅延探索方法４００は最大振幅を有する時間に対して評価されたＩＲをスキャニングする（ステップ４５０）。この時間が評価された遅延である。従って、方法４００はいま、第１のスピーカーシステム１４０から聴講者１５０に対する真のＩＲのそのベスト評価と、ハイパスフィルタリングされたＩＲ評価値におけるピークに対応する時間によって識別された遅延の評価値とを有する。この点において、遅延探索方法４００は、評価された遅延を計算された遅延２８２として、左ドライ信号２２２Ａ及び右ドライ信号２２２Ｂを遅延させ、遅延された左ドライ信号及び右ドライ信号を２３２Ａ及び２３２Ｂとして出力するであろうステレオプログラマブル遅延線２３０に送信することができる。次に、遅延された左ドライ信号２３２Ａ及び右ドライ信号２３２Ｂは、増幅器２４０内のＤ／Ａ変換器を介してアナログに変換し、ステレオヘッドフォン増幅器２４０によって増幅され、補助的な音響信号１８５としての放出のためにヘッドフォン１８０に提供される。
【００６８】
しかしながら、ステップ４５０では、誤った評価された遅延値が決定されるかもしくは遅延値が決定されない可能性がある。第１のポイントに対して、もし評価された遅延値が正確でなければ、ヘッドフォン１８０によって放された補助的な音響信号１８５と第１のスピーカー１４０からの可聴音響信号１４５とを聴講者の耳１５０において合成させることによって、もし使用された評価された遅延時間がどういうわけか間違っていたのであれば、知覚された音質をより良くするよりむしろより悪くする可能性がある。
【００６９】
第２のポイントに対して、正確なＩＲ評価に対するもう１つの妨げとなるものは、マイクロフォン２６０によって受信された任意の雑音であり、その雑音は、第１の音システム１４０によって放射された可聴音響信号１４５とは関連しない。そのような雑音は、例えば群衆雑音（バックグラウンドトーキング）、交通雑音、ＨＶＡＣシステム雑音などから生じるかもしれない。この雑音は、マイクロフォン２６０の測定雑音を増加させるかもしれない。測定雑音は問題である。その理由は、それがステップ４３５において評価されたＩＲの開始と終わりとにおいて顕著な影響を有し、それによって可聴音響信号１４５の聴講者１５０の耳への到着点に対応するＩＲにおけるシャープトランジションをマスキングする可能性があるからである。いくつかのケースでは、雑音の統計的にランダムな性質によって、ＩＲにおける疑似ピークを、可聴音響信号１４５の伝播遅延に対応するピークよりも大きい振幅とさせる可能性がある。
【００７０】
従って、例示的な実施形態では、誤った遅延時間を評価する可能性のためにもしくは遅延時間を評価することができないことのために、方法４００における処理はＡを介してステップ４５５とさらにその後のステップに続いて非常に多くの雑音が存在するので正確な遅延値を決定できず、正確な遅延時間がステップ４５０において見つけられたことの信頼を増加させることができないかどうかを決定する。
【００７１】
ステップ４５５では、方法４００は、全体の評価されたＩＲの平均振幅を計算し、それをステップ４５０において決定され、可聴音響信号１４５と対応すると仮定されたピーク振幅と比較して全体のピーク対平均比を取得する。もしこの比が良好なＩＲ評価を示すならば、方法４００における処理はステップ４６０に続く。そうでなければ、モノラルドライ信号及びウェット信号の有限時間シーケンスのもう１つのペアを捕捉するために、それはＢを介してステップ４２０に戻る。処理は上述したステップ４２０に続く。前に計算され、ステレオプログラマブル遅延線２３０に印加された任意の遅延２８２は変更されない。その結果、左ドライ信号２２２Ａ及び右ドライ信号２２２Ｂに印加された任意の遅延は変更しない。例示的な実施形態では、良好なＩＲ評価値を示すピーク対平均比は２０ｄｂである。従って、もしピーク対平均比が２０ｄｂと等しいかもしくはより大きければ、方法４００における処理はステップ４６０へと続く。
【００７２】
例示的な実施形態では、ステップ４５５で計算された平均振幅よりむしろ、もし音増強デバイス２００における計算能力が平均よりも複雑であるこの計算を実行するのに十分であれば、全体のＩＲに対する二乗平均平方根（ＲＭＳ）が計算される。ステップ４５５は、そのピークと計算されたＲＭＳとを比較してピーク対ＲＭＳ比を決定する。もしこの比が良好なＩＲ評価値を示せば、方法４００における処理はステップ４６０へと続く。そうでなければ、Ｂを介してステップ４２０に戻り、左ドライ信号２２２Ａ及び右ドライ信号２２２Ｂに印加された任意の遅延が変更されないように、前に計算され、ステレオプログラマブル遅延線２３０に印加された任意の遅延２８２は変更されない。例示的な実施形態では、良好なＩＲ評価値を示すピーク対ＲＭＳ比は２０ｄｂである。従って、もしピーク対ＲＭＳ比が２０ｄｂと等しいかもしくはより大きければ、方法４００における処理はステップ４６０へと続く。
【００７３】
例示的な実施形態では、ステップ４５５では、まさに開始及び終了のノイズフロアの平均又はＲＭＳがまた計算され、ピーク振幅と比較される。もしステップ４５５がこのピーク対平均又はピーク対ＲＭＳが良好なＩＲ評価値を示すのに十分高くないことを決定すれば、方法４００はステップ４２０に戻る。開始及び終了のノイズフロアがＩＲにおける最初の１０ミリ秒と最後の１０ミリ秒であるように選択されてもよいことが理解されるべきである。代わりに、開始及び終了のノイズフロアは、ＩＲの最初と最後の２．５％であるように選択されてもよい。
【００７４】
例えば図３に図示されるように、システムの伝播遅延がシステムのＩＲ振幅対時間のプロットにおいて最も容易に見える一方で、伝播遅延はまた、システムのＴＦの位相応答において本質的に含まれる。システムのＴＦから意義のある遅延時間を抽出することは典型的にはなおさら困難である。ステップ４５５で計算されたＩＲのピーク対平均比もしくはピーク対ＲＭＳ比の場合では、もし比が推奨されるであろうほど大きくなく音増強デバイス１００の処理電力が十分であれば、その場合は、例示的な実施形態では、特にＴＦから計算された遅延値が特定の周波数範囲に対してもっと簡単に正確に示されるので、評価された遅延時間において余分な信頼を得るために、方法４００はステップ４６０へと続く。そうでなければ、方法４００は後述するステップ４７０へとスキップし、ステップ４５０から評価された遅延値を遅延２８２として出力する。
【００７５】
ステップ４６０では、もしＴＦが既知でなければ、ＴＦは一般的なフーリエ変換技術を用いて評価されたＩＲから計算される（ステップ４６０）。しかしながら、ＴＦは、それがステップ４３５で実行された処理の当然の部分であってもよいので、方法４６０がステップ４６０に達するまでに知られてもよい。ステップ４６０は、選択された周波数帯域にわたる複数の周波数のそれぞれに対するＴＦの群遅延を計算することによって、可聴音響信号１４５の伝播時間を評価する。次に、ステップ４６０は、選択された周波数帯域にわたってＴＦの群遅延を平均する。ステップ４６０の例示的な実施形態では、選択された周波数帯域は、人間の耳には最も感度が良い３ｋＨｚ近くの周波数を含む。ステップ４６０のまだもう１つの例示的な実施形態では、もし音増強デバイス２００が十分な計算能力を持つならば、ステップ４６０は、群遅延を計算し、選択された周波数帯域にわたってそれらを平均する前に、ＴＦの位相応答に対してアンラップ関数を適用する。ステップ４６０の代替の例示的な実施形態では、アンラップされた位相応答から平均の位相遅延を計算することによって、平均の群遅延よりも正確な回答を提供するかもしれない。
【００７６】
次に、ＴＦから計算された平均の群遅延もしくは平均位相遅延は、ステップ４５０で決定されたＩＲの最大ピーク探索からの評価された遅延時間と比較される（ステップ４６５）。もし２つの値が特定の量の範囲内で一致しなければ、ステップ４６５は、ステップ４６０において実行された遅延探索は無効であり、上述したように連続する処理のためにＢを介してステップ４２０に戻ることを決定する。もしステップ４６５が遅延時間が許容できる程度に一致し、それ故に信頼基準を満足させることを決定すれば、遅延探索方法４００は、ステップ４５０において決定されたＩＲの最大ピークに対応する遅延を遅延時間２８２として出力する（ステップ４７０）。方法４００は完了する（ステップ４７５）。例えば、もしステップ４６５が遅延時間が５ミリ秒の範囲内で一致することを決定すれば、遅延探索方法４００は、ステップ４５０において決定されたＩＲの最大ピークに対応する遅延をステップ４７０において遅延時間２８２として出力する。例示的な実施形態では、方法４００ひいては音増強デバイス２００は典型的には、真の伝播遅延に対して１ミリ秒より小さい誤差の範囲内で遅延２８２を計算することができる。
【００７７】
図２で図示されるように、遅延時間２８２は、ステレオプログラマブル遅延線２３０に対して入力される。ステレオプログラマブル遅延線２３０は、遅延時間２８２を受信し、それを使用して左ドライ信号２２２Ａと右ドライ信号２２２Ｂとを遅延させ、それらを遅延された左ドライ信号２３２Ａと右ドライ信号２３２Ｂとしてステレオヘッドフォン増幅器２４０に出力する。ステレオヘッドフォン増幅器２４０は、信号２３２Ａ及び２３２Ｂを増幅させ、それらをアナログに変換し、それらを出力部２５０を介してヘッドフォン１８０に出力する。ヘッドフォン１８０は、アナログの増幅された信号を、可聴音響信号１４５に対して同期される増幅されたもしくは補助的な可聴音響信号１８５として再生する。
【００７８】
例示的な実施形態では、遅延線２３０は、新しい遅延時間２８２を、方法４００の最も最近の反復の完了の前に遅延線２３０によって使用された前の遅延時間２８２と比較する。もし新しい遅延値２８２が前の遅延時間２８２と著しく異なれば、ステレオプログラマブル遅延線２３０は、古い値２８２の大きな誤差が聴講者１５０に対して明らかに正しくないように聞こえたであろうので、すぐに新しい遅延値２８２に切り替わってもよい。一方、もし新しい遅延値２８２が前の遅延値２８２とおそらく３０ミリ秒の範囲内のように近ければ、前の遅延時間２８２は、新しい遅延時間２８２に対しておそらく３ｍｓ／ｓｅｃのかなり遅いレートで傾斜されてもよいので、遅延２８２における変化は聴講者１５０に対して耳に聞こえるほど明らかでない。
【００７９】
音増強デバイス２００のハードウェアによれば、遅延値２８２は、マイクロフォン前置増幅器及びＡ／Ｄ変換器２７０において、ステレオヘッドフォン増幅器２４０のＤ／Ａ変換器において、並びに遅延探索アルゴリズム２００によって利用される遅延探索方法４００において固有の任意の余分なレイテンシーを補償するように調整される必要があるかもしれない。従って、例示的な実施形態では、遅延時間２８２を受信した後に、ステレオプログラマブル遅延線２３０は、遅延時間２８２を調整して音増強デバイス２００において固有の余分なレイテンシーを計上する。
【００８０】
上述した方法４００の説明は、前の遅延時間２８２に言及する。前の遅延時間２８２は、前に実行された方法４００の結果物であってもよいし、もしくは最初のベストな推測の結果物であってもよい。音増強デバイス２００起動時と方法４００が実行される前は、遅延時間２８２は値を持たない。例示的な実施形態では、ステレオプログラマブル遅延線２３０は、最初の遅延時間２８２の値によって初めて左ドライ信号２２２Ａ及び右ドライ信号２２２Ｂを遅らせる前に方法４００によって計算されるように最初の遅延時間２８２の値を待ってもよい。もう１つの例示的な実施形態では、聴講者１８０は、第１の音システム１４０もしくは例えば座席区分、座席番号などの聴講者１５０の現在の位置に対する距離を入力するように音増強デバイス２００によって指示されてもよい。第１の音システム１４０に対する距離もしくは聴講者１５０の現在の位置及び空気を通しての音の伝播速度に基づくそのような距離の評価値を用いて、音増強デバイス２００は、遅延時間２８２に対する最初の評価値を計算し、それを左ドライ信号２２２Ａ及び右ドライ信号２２２Ｂを最初に遅らせるために使用する。また、もう１つの例示的な実施形態では、左ドライ信号２２２Ａ及び右ドライ信号２２２Ｂは、提案された最初の遅延時間２８２を提供する符号化されたデータを含んでもよい。ステレオプログラマブル遅延線２３０は、方法４００が遅延時間２８２に対する値を計算するまで、そのような遅延時間２８２を使用して左ドライ信号２２２Ａ及び右ドライ信号２２２Ｂを遅らせてもよい。
【００８１】
方法４００は、遅延時間２８２が有効であることを保証するために周期的に反復されてもよい。一旦新しい遅延時間２８２が遅延線２８２に対して印加されてしまうと、音増強デバイス２００は、遅延時間２８２を再計算するように手動で聴講者１５０によって指示されるまで遅延時間２８２を使用し続けてもよく、又はそれはすぐに（もしくは遅延の後に）遅延探索方法４００を再実行することができる。遅延探索方法４００の自動の再実行が聴講者１５０が移動している場合には有用であると考えられるが、方法４００の計算の激しさのために、それは余分なバッテリー電力を消費するであろう。もう１つの可能性は、遅延探索方法４００が、（例えば２分などの）規則的な間隔でそれ自身を再スタートして空気の温度に依存してそれ故に時間にわたって変動する可能性がある音速の変化による伝播遅延での変化を自動的に補償することである。
【００８２】
上述したように、聴講者１５０は、音響信号１４５が送信される音響空間１９０を動き回りながら音増強デバイス２００を使用することができる。例示的な実施形態では、無線信号１７５における音データに対するアクセスは、無線信号１７５の暗号化を介して制限される。聴講者１５０がアクセスのための料金を支払った場合だけ、システム１００は、音増強デバイス２００にアクセスを提供してもよい。従って、聴講者１５０は、無線信号１７５にアクセスして音増強を開始するためのパスワードを入力するように音増強デバイス２００によって指示されてもよい。代わりの実施形態では、システム１００は遠隔操作でデバイス２００を解除してもよい。
【００８３】
上述したように、音増強デバイス２００の計算能力のみならず、例えば利用可能なメモリ容量などの音増強デバイス２００のハードウェアに対して固有の他のリソースは、音増強デバイス２００及び特に方法４００の特定の実装に影響を及ぼす。また、上述したように、音増強デバイス２００の計算能力は、ステップ４２０において捕捉されたウェット及びドライモノラルシーケンスの長さ、ステップ４２５においてダウンサンプリングもしくはローパスフィルタリングが実行されるかどうか、ステップ４２５において使用されるダウンサンプリングファクタ、ステップ４４０においてＳＮＲ決定が実行されるかどうか、ステップ４４５においてハイパスフィルタリングが実行されるかどうか、ステップ４５５において平均化することもしくはＲＭＳが利用されるかどうか、ステップ４６０及びステップ４６５において群遅延もしくは位相遅延が計算されるかどうか、並びに方法４００が何回実行されるかを決定してもよい。そのような機能は実装されてもよいし、もしくは使用される特定の音増強デバイス２００の計算能力に基づいて省略されてもよい。
【００８４】
音増強デバイス２００の計算能力はまた、図４Ａ及び図４Ｂにおいて破線ボックスと破線を用いて例示された、方法４００の付加的なステップ４４６及びステップ４５６のパフォーマンスを可能とする。さらに、方法４００は、以下に説明するように、方法４００のステップのいくつかにおける付加的な処理を実行してもよい。
【００８５】
例えば、ステップ４２５においてウェットシーケンス及びドライシーケンスがダウンサンプリングされれば、ステップ４３５において決定された評価されたＩＲの量子化されたサンプル間の時間間隔は、ステレオプログラマブル遅延線２３０を通して供給されるドライ信号２２２のサンプル間の間隔よりも粗くなる。従って、理想的な遅延時間は、評価されたＩＲにおけるサンプル間の時間値になるであろう可能性がある。より正確な遅延時間を得るために、ステップ４５０を実行する前であるがステップ４４０を実行した後に、方法４００は、ステップ４４６に進み、そこにおいて補間（アップサンプリング）されて、評価されたＩＲのサンプル間の振幅値を見つける。ステップ４４６がステップ４４０とステップ４４５との間で実行されてもよいことが理解されるべきだが、図４Ａには、計算効率のためにステップ４４５とステップ４５０との間で実行される例示的な代わりのステップ４４６が例示される。
【００８６】
付加的な処理のもう１つの例は、評価されたＩＲから計算されるエネルギー時間曲線（ＥＴＣ）の使用に関する。音響技師が（典型的には減衰時間を定量化するために、）大きな音響空間のＩＲを調査する場合は、ＩＲからＥＴＣを創造するためにヒルベルト変換を使用することは珍しくない。ＥＴＣはそれが創造されたＩＲと特性において類似しているが、典型的にはＩＲの波形の包絡線を示す。適切な遅延に対するＩＲの代わりにＥＴＣをスキャニングすることによって、音響信号１４５の音響環境の性質に基づいて精度においてわずかな利点を提供してもよいし、もしくは提供しなくてもよい。従って、例示的な実施形態では、ステップ４５０はさらに、ステップ４３５からの評価されたＩＲに対してヒルベルト変換を適用させてＥＴＣを発生させることと、評価されたＩＲの代わりにＥＴＣをスキャニングして最大振幅を有する時間サンプルを識別して遅延時間の評価値を提供することとを含む。
【００８７】
また、付加的な処理のもう１つの例は、信頼基準に関する。方法４００の例示的な実施形態では、信頼基準がテストされるいくつかのステップと、もし特定の基準が満たされなければ再スタートされる方法４００とが存在する。例えば、ステップ４２０からステップ４５５は、多くの回数だけ反復され、ステップ４５５におけるピーク対平均値比もしくはピーク対ＲＭＳ比は外部ノイズのために良好なＩＲ評価値を決して示さない可能性がある。もしそのようなことが起こったならば、方法４００はループにおいて止まった状態となるであろう。
【００８８】
従って、例示的な実施形態では、遅延探索アルゴリズム４００は、ステップ４６０を通過することなしのステップ４２０からステップ４５５の方法４００のループの回数をカウントするためのカウンタを保持する。ステップ４５５が評価されたＩＲのピーク対平均もしくはピーク対ＲＭＳ比が良好なＩＲ評価値を示すのに十分に高くないことを決定する毎に、そのカウンタはインクリメントする（ステップ４５６）。ステップ４５６において、もし方法４００がカウンタが所定のループの回数と等しいかもしくは超えることを決定すれば、方法４００はステップ４５５の後にステップ４２０に戻らないがステップ４６０に進んでそのような遅延時間が正確であるという信頼度は縮小されるであろうが、有効な遅延時間がいまだに決定されるかどうかを確認する。そうでなければ、方法４００はステップ４５６からステップ４２０に戻る。
【００８９】
この例示的な実施形態に基づき、更なる例示的な実施形態では、ステップ４５０において評価される遅延時間は、ステップ４５５もしくはステップ４５６のいずれかにおいて一時的に格納される。ステップ４２０からステップ４５６までのループが反復される場合は、各評価された遅延時間は、前のループからの評価された遅延時間とステップ４５６において比較されて評価された遅延時間とがどれほど一致したかを決定する。もしステップ４５６が評価された遅延時間がその所定のループ回数に到達するかもしくは超えた後に一致したことを決定すれば、すなわち評価された遅延時間が信頼基準を満たすことを決定すれば、方法４００における処理はステップ４５６からステップ４６０へと続き、ステップ４２０からステップ４５６までのループの間に格納された評価された遅延時間の平均が方法４００における残りのステップにおいて評価された遅延時間として使用される。例えば、もしステップ４２０からステップ４５６までのループの間に格納された評価された遅延時間がお互いから５ミリ秒の範囲内であれば、ステップ４２０からステップ４５５までの５回のループの後の１つの異常値によって放り出され、方法４００はステップ４５６からステップ４６０へと続き、方法４００の残りのステップに対して平均遅延を評価された遅延時間として使用するであろう。
【００９０】
付加的な処理の更なるもう１つの例は、対象となる捕捉されたモノラルドライシーケンスを調整することに関する。必要とされてもよい最大遅延時間は、ＩＲ／ＴＦが評価されるべき時間範囲を定義するであろう。この時間範囲は、イベントによって変化する。大きな屋外イベントでは、聴講者１５０は、第１の音システム１４０からの可聴音響信号１４５の音響伝播遅延が１秒もしくは実にそれ以上となるような位置に位置付けされる。そのような長い遅延は、規則というよりもむしろ例外かもしれない。従って、方法４００は、そのような長い遅延よりも長い、ステップ４３５におけるＩＲを評価するために通常は初期化されない。その理由は、特に方法４００の計算数がステップ４３５において評価されたＩＲの長さに関連するからである。例えば、ステップ４３５における評価されたＩＲの長さを２倍とすることによって、いくつかのケースでは、４のファクタ（因数）によって必要とされる計算数を増加させることができる。
【００９１】
従って、方法４００の例示的な実施形態では、方法４００の最初のループは、遅延時間が例えば４００ミリ秒などのある値よりも小さくなりそうであるという仮定から開始され、計算効率のために遅延探索範囲ひいては評価されたＩＲをその長さに制限する。もし現在のＩＲ評価値の信頼基準がステップ４６５において満たされなければ、その場合は、方法４００はステップ４２０に戻り、そこにおいてウェットシーケンスは同じ状態とされるが対象となるモノラルドライシーケンスは３００ミリ秒だけシフトされ、モノラルドライシーケンスの３００ミリ秒から７００ミリ秒の範囲に対する探索を効果的に分離する。そのＩＲ評価値の信頼基準がステップ４６５においていまだに満たされなければ、その場合は、対象となるモノラルドライシーケンスは、もう３００ミリ秒だけシフトされて６００ミリ秒と１秒との間など例えば５秒などの所定の制限までへと探索を分離する。留意すべきことは、遅延探索窓におけるいくらかのオーバラップ（重なり）を保持して真の伝播遅延時間が境界時間、すなわち１つのシーケンスのまさに終わりもしくは続くシーケンスのまさに始まり近くとなるケースでの問題を回避するために、各ループにおけるモノラルドライシーケンスに対して加算された時間シフト量は、全体のＩＲ評価値の長さよりも小さいべきである、ということである。シーケンス間のオーバラップは、例示的な実施形態では、シーケンス長の２５％であってもよい。この技術によれば、それと聴講者１５０とが第１の音システム１４０から遠い距離に位置されるならば、音増強デバイス２００が正確な時間遅延値を迅速に取得するにはしばらく時間がかかるかもしれない。しかしながら、もし聴講者１５０と音増強デバイス２００とが第１の音システム１４０から４００ミリ秒の範囲内であれば、少ない計算量を用いて迅速な回答が見つけられてもよい。もし聴講者１５０がステージから遠くに離れているのであれば、彼もしくは彼女は、たぶん長い遅延探索時間に対してより寛容となるであろう。
【００９２】
また、付加的な処理の更なる例は、例示的なステップ４５６において評価された遅延時間を格納すること、及び比較すること／定義することの特徴とともに、ステップ４３５において評価されたＩＲの長さとステップ４２５において使用されたダウンサンプリングファクタとを調整することに関する。上述したように、方法４００の１つの実施形態では、ステップ４２０で捕捉されたウェットシーケンス及びモノラルドライシーケンスはステップ４２５において８のファクタによってダウンサンプリングされて音増強デバイス２００に対する計算要件を減少させ、ＩＲは４００ミリ秒の長さを用いて決定される。代替の例示的な実施形態では、予想された長い遅延時間を有する音響信号１４５に対する計算要件を減少させるために、ウェットシーケンス及びモノラルドライシーケンスがステップ４２５において（８よりも大きい）より大きなファクタによってダウンサンプリングされ、ＩＲは予想された長い遅延時間を含むためにより長い長さにわたって決定される。しかしながら、より大きなファクタによるダウンサンプリングの欠点は、遅延探索方法４００において含まれる最大周波数が減少され、それによって評価された遅延時間における誤差の尤度を増加させるがより低い周波数残響によって生じる評価された遅延時間における誤差量及び他のファクタは、およそ２００ミリ秒もしくはそれより小さいオーダである可能性が高い、ということである
【００９３】
一旦最初の評価値が長い時間窓を用いて見つけられると、処理はステップ４５６へと続き、そこにおいてカウンタはインクリメントされ、最初の評価値は格納される。処理はステップ４２０に戻り、ステップ４２０からステップ４５６までのループがステップ４２５においてより制限的でないダウンサンプリングレート、ステップ４３５におけるより短い評価されたＩＲ時間長、及びステップ４２０において適切に遅延されたドライ信号を用いて２回反復され、その結果、ステップ４５０における最初の評価された遅延時間は、評価されたＩＲのより小さな時間窓の中間の範囲に入る。ステップ４２０からステップ４５６までのループは、カウンタが所定のループ回数に到達するかもしくは超えるまで、又はステップ４５６が評価された遅延が信頼基準を満たすまで続いてもよい。これによって、必要とされる計算能力と、必要とされるメモリリソースと、評価された遅延時間を見つけるための平均の時間の長さとにおける良好なトレードオフを用いて評価された遅延時間に対する正確な回答を得ることができる。
【００９４】
上述したように、ＩＲ／ＴＦ評価値それ故に計算された計算された遅延時間２８２が可能な限り正確となるために、遅延探索方法４００に対する参照入力信号として使用されたドライ信号２２２は、第１の音システム１４０を駆動させるために使用された第１の音響信号と実質的には同一であるべきである。そうでなければ、ドライ信号２２２に含まれない、第１の音システム１４０によって放射され、（それ故に測定されたウェット信号２７２において受信される）可聴音響信号１４５に含まれる情報もしくはウェット信号２７２に含まれずにドライ信号に含まれる情報は、遅延探索方法４００に対して加算された雑音として現れ、正確な伝播遅延時間２８２を見つけるための方法４００の能力を妨げるであろう。
【００９５】
上述された例では、ドライ信号２２２と第１の音システム１４０を駆動させる第１の音響信号とはステレオ、言い換えると典型的には左と右と示された２つの異なる信号であると仮定された。第１の音システム１４０に対してステレオスピーカークラスタを持つことは、例えば音楽コンサートイベントなどにおける一般的な方法である。しかしながら、遅延探索方法４００は、ステップ４２０において入力される一度に１つのドライ信号だけを用いてウェット信号２７２と比較することができる。与えられた例では、左信号２４２Ａ及び右信号２４２Ｂは、ステップ４１５において一緒に合成されて、遅延探索方法４００におけるステップ４２０及びその後に続くステップにおいて使用するために、この単一のモノラルドライ入力信号を生成する。
【００９６】
しかしながら、聴講者１５０は、第１の音システム１４０の左スピーカーにかなり接近し、第１の音システム１４０の右スピーカーから随分遠くに離れて座る可能性がある。従って、音増強デバイス２００内部のマイクロフォン２６０によって受信され、前置増幅器及びＡ／Ｄ変換器２７０によってデジタル化されるウェット信号２７２は、右ドライ信号における情報とは異ならすことが可能である左ドライ信号における情報によって支配されるであろう。従って、例示的な実施形態では、もし音増強デバイス２００において十分な計算能力を持つならば、計算された遅延時間２８２の精度におけるより高い信頼度が遅延探索方法４００を何度か実行することによって得られる。すなわち、１度はまさに左ドライ信号を参照信号として使用すること、もう１度は右ドライ信号を使用すること、さらにもう１度は左信号と右信号との両方のモノラル合成を使用すること。合成ステップ４１５は、モノラルドライ信号を計算するために使用され、左ドライ信号及び右ドライ信号それぞれに対して遅延探索するためにバイパスされるであろう。それらの探索のいずれにおいても、評価されたＩＲにおける最善のピーク対平均値（もしくはピーク対ＲＭＳ）比（又はＴＦの位相応答に対する平均群遅延計算における最小二乗もしくは平均二乗偏差）を得ることができ、遅延回答が最も正確である可能性が高いいずれかのうちの１つをステレオプログラマブル遅延線２３０に対して印加されるべきである。
【００９７】
音増強デバイス２００のいくつかのアプリケーションでは、聴講者１５０が第１の音システム１４０によって放射された音響信号１４５とは異なる１つもしくは複数の信号をヘッドフォン１８０を通して聞きたいという要求があるかもしれない。例えば、音楽コンサートでは、演奏するアーティストは音増強デバイス２００を使用する彼らのファンに対して排他的に特別なサウンドもしくはメッセージを演奏することを望むかもしれない。無線信号１７５を音増強デバイス２００に送信する前に、音響信号１４５において存在しないこの余分なオーディオ情報をドライ信号に合成させることは、ドライ信号２２２に遅延探索方法４００に対して無用の雑音を強制的に含ませるように見える。代わりに、この余分なオーディオ情報は、それが音増強デバイス２００内部で分離した１つもしくは複数の信号として復号化されるような方法で、無線信号１７５へと符号化される。
【００９８】
例示的な実施形態では、音増強デバイスはさらに、ドライ信号２１２内に組み込まれた余分なオーディオ情報を復号化する補助的なオーディオ復号器２２５を備える。補助的なオーディオ復号器２２５は、復号化された余分なオーディオ情報をステレオプログラマブル遅延線２３０に出力する。そのステレオプログラマブル遅延線２３０は、合成された信号を信号２３２として遅延させて出力する前に、それをドライ信号２２２と混合する。無線ステレオ受信機／復号器２２０は、遅延探索アルゴリズム２８０に対して提供されるドライ信号２２２から余分なオーディオ情報を除去する。
【００９９】
いくつかのアプリケーションでは、無線ステレオ受信機／復号器２２０において復号化され、ヘッドフォン１８０に対する出力部のためのステレオプログラマブル遅延線２３０に対してだけに送信される代替の信号を用いる遅延探索処理４００の目的のためだけに、第１の音システム１４０及び音増強デバイス２００内部のコンピュータ１６０に対して提供されるドライ信号を使用することが望まれてもよい。このアプリケーションでは、ドライ信号２２２は、遅延２８２を計算するためだけに遅延探索アルゴリズムに対して提供される。ドライ信号２２２は、ステレオプログラマブル遅延線２３０に対して提供されない。ただ代わりの信号だけが提供される。
【０１００】
例えば、音楽コンサートでは、これらの代替の信号は、ドライ信号におけるよりもより発声されたボーカル及び／又はよりハードに左もしくは右にパン調整されたいくつかの楽器との、さらにおそらくは中に混合されたいくつかの周囲の音との増強されたステレオミックスとすることができる。もう１つの音楽コンサートの例として、これらの代替の信号は、ドラム、バスギター、リードギター、ピアノ及びボーカルである例のステムを用いてドライ信号と一緒に送信されるステムミックスとすることができる。次に、聴講者１５０は、ヘッドフォン１８０において聞かれる彼もしくは彼女自身特有の最終的なサウンドミックスを生成するために、音増強デバイス２００内部の各ステムのレベルを調整することのオプション（選択）を持つことができる。１人の聴講者は、他のステムよりも大きなボーカルを聞きたいかもしれない一方で、もう１人の聴講者は、ドラムもしくは他のステムのうちの１つをより大きく聞きたいかもしれない。聴講者１５０によって生成された最終的なステレオサウンドミックスはいまだに、第１の音システム１４０から聴講者１５０と音増強デバイス２００との位置に対する伝播遅延に基づき、適切な時間量によって遅延されるべきであり、それ故にそれらの代替の信号はステレオプログラマブル遅延線２３０を通過すべきであり、修正されないドライ信号２２２は、それがヘッドフォン１８０を介して再生されないであろうが遅延探索アルゴリズム２８０においていまだに使用されなければならない。留意すべきことは、ドライ信号と代替の信号との間の相対時間オフセットは、ドライ信号２２２を用いて遅延探索アルゴリズム２８０によって計算される遅延２８２が代替の信号に正確に印加されるように、オーディオミキシング、符号化、無線送信、及び復号化処理にわたって保持されなければならない、ということである。
【０１０１】
他のアプリケーションでは、無線信号１７５内にビデオを含むことを望まれるかもしれない。そのようなビデオは、音源１１０及び音源１２０に関するパフォーマンスのものであるかもしれない。そのような実施形態では、音増強デバイス２００はさらに、ビデオ復号器、ビデオディレイ、及びビデオを再生するためのスクリーンを備える。ビデオ復号器は、ビデオがドライ信号２２２内の雑音として現れないように、ドライ信号２２２からビデオを取り除く。ビデオ復号器は、また遅延２８２を入力として受信するビデオディレイにビデオを提供する。ビデオディレイは、遅延２８２によってビデオを遅らせ、それを聴講者１５０に対する表示のためにビデオスクリーンに提供する。このケースでは、聴講者１５０はまた、視聴者１５０である。この実施形態に対する例示的な変形例では、音増強デバイス２００は聴講者／視聴者１５０が音増強デバイスに対する購入及びダウンロードのために音とビデオとの両方を含むパフォーマンスのライブバージョンを要求することを可能とさせてもよい。聴講者／視聴者１５０は、音増強デバイス２００が購入のための要求をコンピュータ１６０に送信させる音増強デバイス２００のインターフェースに対するリンクを選択してもよい。
【０１０２】
次に、コンピュータ１６０は、要求されたオーディオ及び／又はビデオを音増強デバイス２００に送信してもよいし、もしくはそのようなオーディオ及び／又はビデオが例えばウェブサイトを介するダウンロードなどの他の電子手段によって聴講者／視聴者１５０に送信されるようにアレンジしてもよい。この例示的な実施形態に対するもう１つの変形例では、無線信号１７５内にテキストを含むことが望まれてもよい。そのようなテキストは、例えば再生される音楽をネーミングするライブセットリストもしくは例えばテキストナレーションなどの（音源１１０及び音源１２０において発生される）再生される音楽に関する他のテキスト情報など送信される音もしくはビデオに関する情報を含んでもよい。代わりに、テキストは無線信号１７５から分離した無線信号を介して送信されてもよい。これらの実施形態のそれぞれにおいて、音増強デバイス２００は、テキストを復号化してそれをドライ信号２２２から除去するように構成される復号器を含む。
【０１０３】
もう１つの要求は、第１の音システム１４０から再生されるオーディオ信号１４５の増強された両耳用の３Ｄバージョンを表す２つの異なる信号を混合し、符号化し、無線送信することであってもよい。
【０１０４】
主に各聴講者が会場において異なる位置に存在しているのでまさに異なって３Ｄ／サラウンド効果を知覚するという事実のために、大きな音響会場における種々の位置において位置される大きなスピーカーを用いて３Ｄもしくはサラウンドサウンドの効果に対して重大な制限が存在する。もし３Ｄもしくはサラウンド効果が代わりに頭部伝達関数を用いて創造され、個人のヘッドフォンを通して再生されれば、各聴講者は、選択的に３Ｄ／サラウンド効果を知覚する。しかしながら、イベントにおけるすべての聴講者が音増強デバイス２００及びヘッドフォン１８０を持っていないかもしれないので、聴講者１５０によって知覚されるであろう音を放射する第１のスピーカーシステム１４０がいまだに存在するであろうし、第１の音１４５及び補助的な音が実質的な時間同期で聴講者の耳に到着するように、両耳用の３Ｄ増強された信号は伝播遅延を適切に計上するように遅延される必要がいまだにあるであろう。このケースでは、第１のスピーカーシステムのみならず両耳用の３Ｄ増強された左及び右信号に対して送信される修正されない左ドライ信号と右ドライ信号との両方は、修正されないドライ信号２２２を復号化して遅延探索アルゴリズム２８０に対して排他的にそれらを送信し、両耳用の３Ｄ増強された信号を復号化し、ステレオプログラマブル遅延線２３０に対して排他的にそれらを送信し、（それ故にヘッドフォンに送信する）音増強デバイス２００における復号器を用いて、無線信号１７５において一緒に符号化されて無線送信される。
【０１０５】
もし音楽コンサートの代わりにイベントが映画館における映画であれば、（例として）映画館における中央のスピーカーに対して送信されるドライ信号が遅延探索アルゴリズム２８０に対する参照入力２２２として使用される一方で、映画のサラウンドサウンドトラックを表す両耳用の３Ｄ増強された信号がステレオプログラマブル遅延線２３０に送信され、（彼らがどこに座ろうとも）音増強デバイス２００を用いて映画館内の任意の聴衆メンバーに対して最適化されたサラウンドサウンドを提供する。その最適化されたサラウンドサウンドはまた、個人的な音増強デバイス２００を使用しておらずサラウンド効果の知覚がサラウンドスピーカーの位置に対する彼らの席の位置の影響を受けやすい映画館内の他の視聴者によって聞かれる同一の音に対して個人的に時間的整合される。
【０１０６】
図４Ａ及び図４Ｂで例示され、上述された遅延探索方法４００のステップは、音増強デバイス２００の一般的な目的のマイクロプロセッサにおいて実行されてもよい、ということが理解されるべきである。個人的な音増強デバイス２００はスマートフォンまたはソフトウェア命令を実行することが可能であるマイクロプロセッサを含むデバイスである上述した例に対して、遅延探索方法４００のステップは、ソフトウェア命令としてプログラミングされる。すなわち、それらはスマートフォンのマイクロプロセッサによって実行される場合は上述された方法４００のステップを実行する（「ａｐｐ」として知られた）ソフトウェアアプリケーションの一部である。また、ここで説明された他の付加的な、代替の、及び補助的な機能は、音増強デバイス２００の一般的な目的のマイクロプロセッサで実行されてもよい、ということが理解されるべきである。そのような付加的な、代替の、もしくは補助的な機能は、ソフトウェア命令としてプログラミングされる。すなわち、それらは音増強デバイス２００のマイクロプロセッサによって実行される場合にそのような機能を実行する（「ａｐｐ」として知られた）ソフトウェアアプリケーションの一部である。
【０１０７】
そのようなアプリケーションヘッドフォン１８０から再生される補助的な音響信号１８５に関する特徴を含むことができるのみならず、それはまた他の特徴を含むことができる。例えば、上述したように、補助的なビデオ信号を有することが利点となるであろうイベントが存在してもよい。ビデオ信号は無線送信され、おそらくドライ信号と同じ無線送信信号１７５において符号化される。ドライオーディオ信号２２２に対して見つけられて印加された同一の遅延時間は、そのビデオ信号がスマートフォンのディスプレイに送信される前に補助的なビデオ信号に対して印加され、それ故に、聴講者１５０が実質的に時間同期において補助的なオーディオ及びビデオ信号を聞いて確認することを保証する。音楽コンサートの例では、スマートフォンのディスプレイは、歌って彼らの楽器を演奏するパフォーマンスアーティストからのビデオ信号を示すことができる。代わりにもしくはさらに、それが聴講者１５０によって聞かれるように時間同期において現れている歌の歌詞の各ワードを含む可能性がある、タイトル及び現在演奏されている歌（もしくはコンサートのフルソングセットリスト）に関する他の情報は、スマートフォンのディスプレイ上に表示される。ソフトウェアアプリケーションはまた、聴講者１５０が現在聞かれている歌もしくは全コンサートのレコーディング（録音）又はアーティストに関する他の商品を購入するためのオファーを表すことができる。
【０１０８】
上述したように、音増強デバイス２００内に含まれた一般的な目的のマイクロプロセッサは、マイクロプロセッサによって実行される場合にそのマイクロプロセッサに遅延探索方法４００の機能を実行させるソフトウェア命令を用いてプログラミングされる。例えば、制限がなければ、図４Ａ及び図４Ｂで例示された遅延探索方法４００は、マイクロプロセッサによって実行される場合に上述したステップ４１０からステップ４７５までの機能、選択的にはステップ４４６及び／もしくはステップ４５６の機能、並びに例えば上述された信頼基準及びここで説明された付加的な機能を分析するなどの上述された方法４００のステップに対する付加的なもしくは代替の処理を実行するソフトウェアにおいてプログラミングされる。代替の例示的な実施形態では、方法４００のすべてのステップが実行されない、ということが理解されるべきである。例えば、例示的な実施形態では、ステップ４２５，４３０，４４０，４４５，４５０，４５５，４６０及び４６５のいずれかもしくはすべてがスキップされてもよい。
【０１０９】
音増強デバイス２００のマイクロプロセッサによって実行されるソフトウェア命令は、音増強デバイス２００内のタンジブルコンピュータ可読媒体に明白に組み込まれることが理解されるべきである。ここで使用されるように、「コンピュータ可読媒体」は、例えば個人的な音増強デバイス２００内のコンピュータハードドライブなどの磁気媒体、例えば磁気光学ドライブなどの磁気光学媒体、例えばフラッシュメモリなどの固体メモリなどを含んでもよい。コンピュータ可読媒体はまた、例えばリムーバルデバイスが従来技術において知られているように、音増強デバイス２００から取り外し可能であるメモリデバイスを含んでもよい。ソフトウェア命令は、音増強デバイス２００内のマイクロプロセッサによって上述したタンジブルコンピュータ可読媒体からロードされ、マイクロプロセッサによって実行されて遅延探索方法４００並びにここで説明されたこれまでの追加物及び変形物の機能を実行する。
【０１１０】
本発明のこれらの及び他の利点は、上述した明細書から当業者には明白となろう。従って、本発明の広い進歩的な概念を逸脱することなしに上述した実施形態に対して変形もしくは変更がなされてもよいことが当業者によって認識されるであろう。従って、本発明は、ここで説明された特定の実施形態に限定されないが、本発明の範囲及び精神内でのすべての変形及び変更を含むことが意図される、ということが理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【国際調査報告】
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