(57)【要約】  記録された音信号に基づいて頭部移動を検出するためのシステム、方法、装置、及び機械可読媒体について説明する。
2013546253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号処理の方法であって、
左マイクロフォン信号と参照マイクロフォン信号との間の第１の相互相関を計算することと、
右マイクロフォン信号と前記参照マイクロフォン信号との間の第２の相互相関を計算することと、
計算された前記第１及び第２の相互相関からの情報に基づいて、ユーザの頭部の対応する方向性を決定することと、
を備え、
前記左マイクロフォン信号が、前記頭部の左側に位置する左マイクロフォンによって生成された信号に基づき、前記右マイクロフォン信号が、前記左側と反対の前記頭部の右側に位置する右マイクロフォンによって生成された信号に基づき、前記参照マイクロフォン信号が、参照マイクロフォンによって生成された信号に基づき、
（Ａ）前記頭部が第１の方向に回転すると、前記左マイクロフォンと前記参照マイクロフォンとの間の左側距離が減少し、前記右マイクロフォンと前記参照マイクロフォンとの間の右側距離が増加し、（Ｂ）前記頭部が前記第１の方向と反対の第２の方向に回転すると、前記左側距離が増加し、前記右側距離が減少するように、前記参照マイクロフォンが位置付けされる、方法。
【請求項２】
前記左マイクロフォンの中心と前記右マイクロフォンの中心とを通る線が、前記頭部とともに回転する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記左マイクロフォンが、前記ユーザの左耳とともに移動するように前記頭部に装着され、前記右マイクロフォンが、前記ユーザの右耳とともに移動するように前記頭部に装着される、請求項１及び２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
前記左マイクロフォンが、前記ユーザの左耳道の開口から５センチメートル以下に位置し、前記右マイクロフォンが、前記ユーザの右耳道の開口から５センチメートル以下に位置付けされる、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記参照マイクロフォンが、前記ユーザの身体の中央冠状面の前側に位置付けされる、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記参照マイクロフォンが、前記ユーザの身体の中央冠状面よりも前記ユーザの前記身体の正中矢状面の近くに位置する、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記参照マイクロフォンの位置が前記頭部の回転に対して不変である、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記左マイクロフォン信号、前記右マイクロフォン信号、及び前記参照マイクロフォン信号の各々のエネルギーの少なくとも１／２が、１５００ヘルツ以下の周波数である、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記方法が、決定された前記方向性に基づいて前記頭部の回転を計算することを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法が、
決定された前記方向性に基づいて音響伝達関数を選択することと、
選択された前記音響伝達関数に基づいてラウドスピーカーのペアを駆動することと、
を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
選択された前記音響伝達関数が室内インパルス応答を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
選択された前記音響伝達関数が頭部伝達関数を含む、請求項１０及び１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記駆動することが、選択された前記音響伝達関数に基づくクロストーク消去演算を実行することを含む、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法が、
前記左マイクロフォンによって生成された前記信号からの情報と、前記右マイクロフォンによって生成された前記信号からの情報とに基づいて、適応フィルタ処理演算を更新することと、
更新された前記適応フィルタ処理演算に基づいて、ラウドスピーカーのペアを駆動することと、を備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記左マイクロフォンによって生成された前記信号と、前記右マイクロフォンによって生成された前記信号とが、ラウドスピーカーの前記ペアによって生成された音場に応答して生成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ラウドスピーカーの前記ペアが、前記ユーザの左耳とともに移動するように前記頭部に装着された左ラウドスピーカーと、前記ユーザの右耳とともに移動するように前記頭部に装着された右ラウドスピーカーとを含む、請求項１０から１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
オーディオ信号処理のための装置であって、
左マイクロフォン信号と参照マイクロフォン信号との間の第１の相互相関を計算するための手段と、
右マイクロフォン信号と前記参照マイクロフォン信号との間の第２の相互相関を計算するための手段と、
計算された前記第１及び第２の相互相関からの情報に基づいて、ユーザの頭部の対応する方向性を決定するための手段と、
を備え、
前記左マイクロフォン信号が、前記頭部の左側に位置する左マイクロフォンによって生成された信号に基づき、前記右マイクロフォン信号が、前記左側と反対の前記頭部の右側に位置する右マイクロフォンによって生成された信号に基づき、前記参照マイクロフォン信号が、参照マイクロフォンによって生成された信号に基づき、
（Ａ）前記頭部が第１の方向に回転すると、前記左マイクロフォンと前記参照マイクロフォンとの間の左側距離が減少し、前記右マイクロフォンと前記参照マイクロフォンとの間の右側距離が増加し、（Ｂ）前記頭部が前記第１の方向と反対の第２の方向に回転すると、前記左側距離が増加し、前記右側距離が減少するように、前記参照マイクロフォンが位置する、
装置。
【請求項１８】
前記装置の使用中に、前記左マイクロフォンの中心と前記右マイクロフォンの中心とを通る線が、前記頭部とともに回転する、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記左マイクロフォンが、前記装置の使用中に、前記ユーザの左耳とともに移動するように前記頭部に装着されるように構成され、前記右マイクロフォンが、前記装置の使用中に、前記ユーザの右耳とともに移動するように前記頭部に装着されるように構成された、請求項１７及び１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記左マイクロフォンが、前記装置の使用中に、前記ユーザの左耳道の開口から５センチメートル以下に位置するように構成され、前記右マイクロフォンが、前記装置の使用中に、前記ユーザの右耳道の開口から５センチメートル以下に位置するように構成された、請求項１７から１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記参照マイクロフォンが、前記装置の使用中に、前記ユーザの身体の中央冠状面の前側に位置するように構成された、請求項１７から２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記参照マイクロフォンが、前記装置の使用中に、前記ユーザの身体の中央冠状面よりも前記ユーザの前記身体の正中矢状面の近くに位置するように構成された、請求項１７から２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記参照マイクロフォンの位置が前記頭部の回転に対して不変である、請求項１７から２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記左マイクロフォン信号、前記右マイクロフォン信号、及び前記参照マイクロフォン信号の各々のエネルギーの少なくとも１／２が、１５００ヘルツ以下の周波数である、請求項１７から２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
前記装置が、決定された前記方向性に基づいて前記頭部の回転を計算するための手段を含む、請求項１７から２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
前記装置が、
決定された前記方向性に基づいて音響伝達関数のセットのうちの１つを選択するための手段と、
選択された前記音響伝達関数に基づいてラウドスピーカーのペアを駆動するための手段と、
を含む、請求項１７から２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
選択された前記音響伝達関数が室内インパルス応答を含む、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
選択された前記音響伝達関数が頭部伝達関数を含む、請求項２６及び２７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２９】
駆動するための前記手段が、選択された前記音響伝達関数に基づくクロストーク消去演算を実行するように構成された、請求項２６から２８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３０】
前記左マイクロフォンによって生成された前記信号からの情報と、前記右マイクロフォンによって生成された前記信号からの情報とに基づいて、適応フィルタ処理演算を更新するための手段と、
前記更新された適応フィルタ処理演算に基づいてラウドスピーカーのペアを駆動するための手段と、
を備える、請求項１７から２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
前記左マイクロフォンによって生成された前記信号と、前記右マイクロフォンによって生成された前記信号とが、ラウドスピーカーの前記ペアによって生成された音場に応答して生成される、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
ラウドスピーカーの前記ペアが、前記ユーザの左耳とともに移動するように前記頭部に装着された左ラウドスピーカーと、前記ユーザの右耳とともに移動するように前記頭部に装着された右ラウドスピーカーとを含む、請求項２６から３０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３３】
オーディオ信号処理のための装置であって、
前記装置の使用中に、ユーザの頭部の左側に位置するように構成された左マイクロフォンと、
前記装置の使用中に、前記左側と反対の前記頭部の右側に位置するように構成された右マイクロフォンと、
前記装置の使用中に、（Ａ）前記頭部が第１の方向に回転すると、前記左マイクロフォンと前記参照マイクロフォンとの間の左側距離が減少し、前記右マイクロフォンと前記参照マイクロフォンとの間の右側距離が増加し、（Ｂ）前記頭部が前記第１の方向と反対の第２の方向に回転すると、前記左側距離が増加し、前記右側距離が減少するように位置するように構成された参照マイクロフォンと、
前記参照マイクロフォンによって生成された信号に基づく参照マイクロフォン信号と、前記左マイクロフォンによって生成された信号に基づく左マイクロフォン信号との間の第１の相互相関を計算するように構成された第１の相互相関器と、
前記参照マイクロフォン信号と、前記右マイクロフォンによって生成された信号に基づく右マイクロフォン信号との間の第２の相互相関を計算するように構成された第２の相互相関器と、
計算された前記第１及び第２の相互相関からの情報に基づいて、ユーザの頭部の対応する方向性を決定するように構成された方向性計算器と、
を備える、装置。
【請求項３４】
前記装置の使用中に、前記左マイクロフォンの中心と前記右マイクロフォンの中心とを通る線が、前記頭部とともに回転する、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記左マイクロフォンが、前記装置の使用中に、前記ユーザの左耳とともに移動するように前記頭部に装着されるように構成され、前記右マイクロフォンが、前記装置の使用中に、前記ユーザの右耳とともに移動するように前記頭部に装着されるように構成された、請求項３３及び３４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３６】
前記左マイクロフォンが、前記装置の使用中に、前記ユーザの左耳道の開口から５センチメートル以下に位置するように構成され、前記右マイクロフォンが、前記装置の使用中に、前記ユーザの右耳道の開口から５センチメートル以下に位置するように構成された、請求項３３から３５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３７】
前記参照マイクロフォンが、前記装置の使用中に、前記ユーザの身体の中央冠状面の前側に位置するように構成された、請求項３３から３６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３８】
前記参照マイクロフォンが、前記装置の使用中に、前記ユーザの身体の中央冠状面よりも前記ユーザの前記身体の正中矢状面の近くに位置するように構成された、請求項３３から３７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３９】
前記参照マイクロフォンの位置が前記頭部の回転に対して不変である、請求項３３から３８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４０】
前記左マイクロフォン信号、前記右マイクロフォン信号、及び前記参照マイクロフォン信号の各々のエネルギーの少なくとも１／２が、１５００ヘルツ以下の周波数である、請求項３３から３９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４１】
前記装置が、決定された前記方向性に基づいて前記頭部の回転を計算するように構成された回転計算器を含む、請求項３３から３９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４２】
前記装置が、
決定された前記方向性に基づいて音響伝達関数のセットのうちの１つを選択するように構成された音響伝達関数セレクタと、
選択された前記音響伝達関数に基づいてラウドスピーカーのペアを駆動するように構成されたオーディオ処理段と
を含む、請求項３３から３９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４３】
選択された前記音響伝達関数が室内インパルス応答を含む、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
選択された前記音響伝達関数が頭部伝達関数を含む、請求項４２及び４３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４５】
前記オーディオ処理段が、選択された前記音響伝達関数に基づくクロストーク消去演算を実行するように構成された、請求項４２から４４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４６】
前記左マイクロフォンによって生成された前記信号からの情報と、前記右マイクロフォンによって生成された前記信号からの情報とに基づいて、適応フィルタ処理演算を更新するように構成されたフィルタ適応モジュールと、
更新された前記適応フィルタ処理演算に基づいてラウドスピーカーのペアを駆動するように構成されたオーディオ処理段と、
を備える、請求項３３から３９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４７】
前記左マイクロフォンによって生成された前記信号と、前記右マイクロフォンによって生成された前記信号とが、ラウドスピーカーの前記ペアによって生成された音場に応答して生成される、請求項４６に記載の装置。
【請求項４８】
ラウドスピーカーの前記ペアが、前記ユーザの左耳とともに移動するように前記頭部に装着された左ラウドスピーカーと、前記ユーザの右耳とともに移動するように前記頭部に装着された右ラウドスピーカーとを含む、請求項４２から４６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４９】
機械によって読み取られたとき、前記機械に請求項１から１６のいずれか１項に記載の方法を実行させる有形特徴を備える機械可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0005]本開示は、オーディオ信号処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0006]３次元オーディオ再生は、ヘッドフォンのペア又はラウドスピーカーアレイのいずれかを使用して実行されてきた。しかしながら、既存の方法にはオンライン制御可能性がなく、従って正確な音像を再生することのロバストネスが制限される。
【０００３】
[0007]ステレオヘッドセット自体は、一般に、外部ラウドスピーカーアレイほどリッチな空間像を与えることができない。例えば、頭部伝達関数（ＨＲＴＦ：head-related transfer function）に基づくヘッドフォン再生の場合、音像は、一般にユーザの頭部内に局在される。従って、深さ及び広さ（spaciousness）のユーザの知覚が制限され得る。
【０００４】
[0008]しかしながら、外部ラウドスピーカーアレイの場合、像は、比較的小さいスイートスポットに制限され得る。像はまた、アレイに対するユーザの頭部の位置及び方向性の影響を受けることがある。
【発明の概要】
【０００５】
相互参照出願
米国特許法第１１９条に基づく優先権の主張
[0001]本特許出願は、２０１０年１０月２５日に出願され、本出願の譲受人に譲渡された「THREE-DIMENSIONAL SOUND CAPTURING AND REPRODUCING WITH MULTI-MICROPHONES」と題する仮出願第６１／４０６，３９６号の優先権を主張する。
【０００６】
[0002]本特許出願は、以下の同時係属米国特許出願、即ち、
[0003]本明細書と同時に出願され、本出願の譲受人に譲渡された、代理人整理番号第１０２９７８Ｕ１号を有する「SYSTEMS, METHODS, APPARATUS, AND COMPUTER-READABLE MEDIA FOR ORIENTATION-SENSITIVE RECORDING CONTROL」と、
[0004]本明細書と同時に出願され、本出願の譲受人に譲渡された、代理人整理番号第１０２９７８Ｕ２号を有する「THREE-DIMENSIONAL SOUND CAPTURING AND REPRODUCING WITH MULTI-MICROPHONES」とに関する。
【０００７】
[0009]一般的構成によるオーディオ信号処理の方法は、左マイクロフォン信号と参照マイクロフォン信号との間の第１の相互相関を計算することと、右マイクロフォン信号と参照マイクロフォン信号との間の第２の相互相関を計算することとを含む。本方法はまた、計算された第１及び第２の相互相関からの情報に基づいて、ユーザの頭部の対応する方向性を決定することを含む。本方法では、左マイクロフォン信号は、頭部の左側に位置する左マイクロフォンによって生成された信号に基づき、右マイクロフォン信号は、左側と反対の頭部の右側に位置する右マイクロフォンによって生成された信号に基づき、参照マイクロフォン信号は、参照マイクロフォンによって生成された信号に基づく。本方法では、（Ａ）頭部が第１の方向に回転すると、左マイクロフォンと参照マイクロフォンとの間の左側距離が減少し、右マイクロフォンと参照マイクロフォンとの間の右側距離が増加し、（Ｂ）頭部が第１の方向と反対の第２の方向に回転すると、左側距離が増加し、右側距離が減少するように、参照マイクロフォンが位置づけされる。また、特徴を読み取る機械にそのような方法を実行させる有形特徴を有するコンピュータ可読記憶媒体（例えば、非一時的媒体）が開示される。
【０００８】
[0010]一般的構成によるオーディオ信号処理のための装置は、左マイクロフォン信号と参照マイクロフォン信号との間の第１の相互相関を計算するための手段と、右マイクロフォン信号と参照マイクロフォン信号との間の第２の相互相関を計算するための手段とを含む。本装置はまた、計算された第１及び第２の相互相関からの情報に基づいて、ユーザの頭部の対応する方向性を決定するための手段を含む。本装置では、左マイクロフォン信号は、頭部の左側に位置する左マイクロフォンによって生成された信号に基づき、右マイクロフォン信号は、左側と反対の頭部の右側に位置する右マイクロフォンによって生成された信号に基づき、参照マイクロフォン信号は、参照マイクロフォンによって生成された信号に基づく。本装置では、（Ａ）頭部が第１の方向に回転すると、左マイクロフォンと参照マイクロフォンとの間の左側距離が減少し、右マイクロフォンと参照マイクロフォンとの間の右側距離が増加し、（Ｂ）頭部が第１の方向と反対の第２の方向に回転すると、左側距離が増加し、右側距離が減少するように、参照マイクロフォンが位置する。
【０００９】
[0011]別の一般的構成によるオーディオ信号処理のための装置は、装置の使用中に、ユーザの頭部の左側に位置するように構成された左マイクロフォンと、装置の使用中に、左側と反対の頭部の右側に位置するように構成された右マイクロフォンとを含む。本装置はまた、装置の使用中に、（Ａ）頭部が第１の方向に回転すると、左マイクロフォンと参照マイクロフォンとの間の左側距離が減少し、右マイクロフォンと参照マイクロフォンとの間の右側距離が増加し、（Ｂ）頭部が第１の方向と反対の第２の方向に回転すると、左側距離が増加し、右側距離が減少するように位置するように構成された参照マイクロフォンを含む。本装置はまた、参照マイクロフォンによって生成された信号に基づく参照マイクロフォン信号と、左マイクロフォンによって生成された信号に基づく左マイクロフォン信号との間の第１の相互相関を計算するように構成された第１の相互相関器と、参照マイクロフォン信号と、右マイクロフォンによって生成された信号に基づく右マイクロフォン信号との間の第２の相互相関を計算するように構成された第２の相互相関器と、計算された第１及び第２の相互相関からの情報に基づいて、ユーザの頭部の対応する方向性を決定するように構成された方向性計算器とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】ヘッドセットＤ１００Ｌ、Ｄ１００Ｒのペアの一例を示す図。
【図１Ｂ】イヤバッドのペアを示す図。
【図２Ａ】イヤカップＥＣＬ１０、ＥＣＲ１０のペアの正面図。
【図２Ｂ】イヤカップＥＣＬ１０、ＥＣＲ１０のペアの上面図。
【図３Ａ】一般的構成による方法Ｍ１００のフローチャート。
【図３Ｂ】方法Ｍ１００の実施形態Ｍ１１０のフローチャート。
【図４Ａ】アイウェアのペア上に取り付けられたアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０のインスタンスの一例を示す図。
【図４Ｂ】ヘルメット上に取り付けられたアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０のインスタンスの一例を示す図。
【図４Ｃ】伝搬方向に対するアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０の軸の方向性の例の上面図。
【図５】伝搬方向に対するアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０の軸の方向性の例の上面図。
【図６】伝搬方向に対するアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０の軸の方向性の例の上面図。
【図７】ユーザの身体の正中矢状面（midsagittal plane）及び中央冠状面（midcoronal plane）に対する参照マイクロフォンＭＣ１０の位置を示す図。
【図８Ａ】一般的構成による装置ＭＦ１００のブロック図。
【図８Ｂ】別の一般的構成による装置Ａ１００のブロック図。
【図９Ａ】装置ＭＦ１００の実施形態ＭＦ１１０のブロック図。
【図９Ｂ】装置Ａ１００の実施形態Ａ１１０のブロック図。
【図１０】マイクロフォンアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０と、ヘッドマウントラウドスピーカーＬＬ１０及びＬＲ１０のペアとを含む構成の上面図。
【図１１Ａ】イヤカップＥＣＲ１０の実施形態ＥＣＲ１２の水平断面図。
【図１１Ｂ】イヤカップＥＣＲ１０の実施形態ＥＣＲ１４の水平断面図。
【図１１Ｃ】イヤカップＥＣＲ１０の実施形態ＥＣＲ１６の水平断面図。
【図１２Ａ】イヤカップＥＣＲ１０の実施形態ＥＣＲ２２の水平断面図。
【図１２Ｂ】イヤカップＥＣＲ１０の実施形態ＥＣＲ２４の水平断面図。
【図１２Ｃ】イヤカップＥＣＲ１０の実施形態ＥＣＲ２６の水平断面図。
【図１３Ａ】ヘッドセットＤ１００の実施形態Ｄ１０２の図。
【図１３Ｂ】ヘッドセットＤ１００の実施形態Ｄ１０２の図。
【図１３Ｃ】ヘッドセットＤ１００の実施形態Ｄ１０２の図。
【図１３Ｄ】ヘッドセットＤ１００の実施形態Ｄ１０２の図。
【図１４Ａ】ヘッドセットＤ１００の実施形態Ｄ１０４を示す図。
【図１４Ｂ】ヘッドセットＤ１００の実施形態Ｄ１０６の図。
【図１４Ｃ】イヤバッドＥＢ１０の一例の正面図。
【図１４Ｄ】イヤバッドＥＢ１０の実施形態ＥＢ１２の正面図。
【図１５】マイクロフォンＭＬ１０、ＭＲ１０、及びＭＶ１０の使用を示す図。
【図１６Ａ】方法Ｍ１００の実施形態Ｍ３００のフローチャート。
【図１６Ｂ】装置Ａ１００の実施形態Ａ３００のブロック図。
【図１７Ａ】仮想像回転子ＶＲ１０としてのオーディオ処理段６００の実施形態の一例を示す図。
【図１７Ｂ】左チャネルクロストークキャンセラＣＣＬ１０及び右チャネルクロストークキャンセラＣＣＲ１０としてのオーディオ処理段６００の実施形態の一例を示す図。
【図１８】ハンドセットＨ１００のいくつかの図。
【図１９】ハンドヘルド機器Ｄ８００を示す図。
【図２０Ａ】ラップトップコンピュータＤ７１０の正面図。
【図２０Ｂ】表示装置ＴＶ１０を示す図。
【図２０Ｃ】表示装置ＴＶ２０を示す図。
【図２１】適応クロストーク消去のためのフィードバックストラテジの図。
【図２２Ａ】方法Ｍ１００の実施形態Ｍ４００のフローチャート。
【図２２Ｂ】装置Ａ１００の実施形態Ａ４００のブロック図。
【図２２Ｃ】クロストークキャンセラＣＣＬ１０及びＣＣＲ１０としてのオーディオ処理段６００の実施形態を示す図。
【図２３】ヘッドマウントラウドスピーカーとヘッドマウントマイクロフォンとの構成を示す図。
【図２４】ハイブリッド３Ｄオーディオ再生方式のための概念図。
【図２５Ａ】オーディオ前処理段ＡＰ１０を示す図。
【図２５Ｂ】オーディオ前処理段ＡＰ１０の実施形態ＡＰ２０のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0050]今日では、フェイスブック、ツイッターなど、急速に成長するソーシャルネットワーキングサービスを通して個人情報の迅速な交換が経験されている。同時に、テキストだけでなく、マルチメディアデータをもすでにサポートしている、ネットワーク速度及びストレージの顕著な増大も認められる。この環境では、個々の聴覚エクスペリエンスのより現実的な没入型交換のために３次元（３Ｄ）オーディオを獲得し、再生するための重要な必要性が認められる。本開示では、マルチマイクロフォントポロジーに基づくロバストで忠実な音像再構成のためのいくつかの固有の特徴について説明する。
【００１２】
[0051]それの文脈によって明確に限定されない限り、「信号」という用語は、本明細書では、ワイヤ、バス、又は他の伝送媒体上に表されたメモリ位置（又はメモリ位置のセット）の状態を含む、それの通常の意味のいずれをも示すのに使用される。それの文脈によって明確に限定されない限り、「発生（generating）」という用語は、本明細書では、計算（computing）又は別様の生成（producing）など、それの通常の意味のいずれをも示すのに使用される。それの文脈によって明確に限定されない限り、「計算（calculating）」という用語は、本明細書では、複数の値からの計算（computing）、評価、平滑化、及び／又は選択など、それの通常の意味のいずれをも示すのに使用される。それの文脈によって明確に限定されない限り、「取得（obtaining）」という用語は、計算（calculating）、導出、（例えば、外部機器からの）受信、及び／又は（例えば、記憶要素のアレイからの）検索など、それの通常の意味のいずれをも示すのに使用される。それの文脈によって明確に限定されない限り、「選択（selecting）」という用語は、２つ以上のセットのうちの少なくとも１つ、及び全てよりも少数を識別、指示、適用、及び／又は使用することなど、それの通常の意味のいずれをも示すのに使用される。「備える（comprising）」という用語は、本明細書及び特許請求の範囲において使用される場合、他の要素又は動作を除外しない。「に基づく」（「ＡはＢに基づく」など）という用語は、（ｉ）「から導出される」（例えば、「ＢはＡのプリカーサー（precursor）である」）、（ｉｉ）「少なくとも〜に基づく」（例えば、「Ａは少なくともＢに基づく」）、及び特定の文脈で適当な場合に、（ｉｉｉ）「に等しい」（例えば、「ＡはＢに等しい」）という場合を含む、それの通常の意味のいずれをも示すのに使用される。同様に、「に応答して」という用語は、「少なくとも〜に応答して」を含む、それの通常の意味のいずれをも示すのに使用される。
【００１３】
[0052]マルチマイクロフォンオーディオ感知装置のマイクロフォンの「位置」への言及は、文脈によって別段に規定されていない限り、マイクロフォンの音響的に敏感な面の中心の位置を示す。「チャネル」という用語は、特定の文脈に応じて、時々、信号経路を示すのに使用され、また他のときには、そのような経路によって搬送される信号を示すのに使用される。別段に規定されていない限り、「一連」という用語は、２つ以上のアイテムのシーケンスを示すのに使用される。「対数」という用語は、１０を底とする対数を示すのに使用されるが、他の底へのそのような演算の拡張は本開示の範囲内である。「周波数成分」という用語は、（例えば、高速フーリエ変換によって生成される）信号の周波数領域表現のサンプル、又は信号のサブバンド（例えば、バーク尺度又はメル尺度サブバンド）など、信号の周波数若しくは周波数帯域のセットのうちの１つを示すのに使用される。
【００１４】
[0053]別段に規定されていない限り、特定の特徴を有する装置の動作のいかなる開示も、類似の特徴を有する方法を開示する（その逆も同様）ことをも明確に意図し、特定の構成による装置の動作のいかなる開示も、類似の構成による方法を開示する（その逆も同様）ことをも明確に意図する。「構成」という用語は、それの特定の文脈によって示されるように、方法、装置、及び／又はシステムに関して使用され得る。「方法」、「プロセス」、「手順」、及び「技術」という用語は、特定の文脈によって別段に規定されていない限り、一般的、互換的に使用される。「装置」及び「機器」という用語も、特定の文脈によって別段に規定されていない限り、一般的、互換的に使用される。「要素」及び「モジュール」という用語は、一般に、より大きい構成の一部分を示すのに使用される。それの文脈によって明確に限定されない限り、「システム」という用語は、本明細書では、「共通の目的を果たすために相互作用する要素のグループ」を含む、それの通常の意味のいずれをも示すのに使用される。また、文書の一部分の参照によるいかなる組込みも、その部分内で参照される用語又は変数の定義が、その文書中の他の場所、ならびに組み込まれた部分中で参照される図に現れた場合、そのような定義を組み込んでいることを理解されたい。
【００１５】
[0054]「コーダ」、「コーデック」、及び「符号化システム」という用語は、（場合によっては知覚的重み付け及び／又は他のフィルタ処理演算などの１つ以上の前処理演算の後に）オーディオ信号のフレームを受信し符号化するように構成された少なくとも１つのエンコーダと、フレームの復号表現を生成するように構成された対応するデコーダとを含むシステムを示すのに互換的に使用される。そのようなエンコーダとデコーダは、一般に通信リンクの対向する端末に配備される。全二重通信をサポートするために、エンコーダとデコーダの両方のインスタンスは、一般にそのようなリンクの各端部に配備される。
【００１６】
[0055]本明細書では、「感知オーディオ信号」という用語は、１つ以上のマイクロフォンを介して受信された信号を示し、「再生オーディオ信号」という用語は、記憶装置から取り出され、及び／又は有線若しくはワイヤレス接続を介して別の機器に受信された情報から再生される信号を示す。通信又は再生機器などのオーディオ再生機器は、再生オーディオ信号を機器の１つ以上のラウドスピーカーに出力するように構成され得る。代替的に、そのような機器は、再生オーディオ信号を、ワイヤを介して又はワイヤレスに機器に結合されたイヤピース、他のヘッドセット、又は外部ラウドスピーカーに出力するように構成され得る。テレフォニーなどのボイス通信のためのトランシーバアプリケーションに関して、感知オーディオ信号は、トランシーバによって送信されるべきニアエンド信号であり、再生オーディオ信号は、トランシーバによって（例えば、ワイヤレス通信リンクを介して）受信されるファーエンド信号である。記録された音楽、ビデオ、又は音声（例えば、ＭＰ３で符号化された音楽ファイル、映画、ビデオクリップ、オーディオブック、ポッドキャスト）の再生、若しくはそのようなコンテンツのストリーミングなどのモバイルオーディオ再生アプリケーションに関して、再生オーディオ信号は、再生又はストリーミングされるオーディオ信号である。
【００１７】
[0056]本明細書で説明する方法は、獲得された信号を一連のセグメントとして処理するように構成され得る。典型的なセグメント長は約５又は１０ミリ秒から約４０又は５０ミリ秒にわたり、セグメントは、重複しても（例えば、隣接するセグメントが２５％又は５０％だけ重複する）、重複しなくてもよい。１つの特定の例では、上記信号は、１０ミリ秒の長さをそれぞれ有する一連の重複しないセグメント又は「フレーム」に分割される。別の特定の例では、各フレームは２０ミリ秒の長さを有する。また、そのような方法によって処理されるセグメントは、異なる演算によって処理されるより大きいセグメントのセグメント（即ち、「サブフレーム」）であり得、又はその逆も同様である。
【００１８】
[0057]本明細書で説明する頭部方向性を感知するためのシステムは、左マイクロフォンＭＬ１０と右マイクロフォンＭＲ１０とを有するマイクロフォンアレイを含む。マイクロフォンは、ユーザの頭部とともに移動するようにその頭部に装着される。例えば、各マイクロフォンは、ユーザのそれぞれの耳とともに移動するようにその耳に装着され得る。使用中に、マイクロフォンＭＬ１０及びＭＲ１０は、一般に約１５〜２５センチメートル離間し（ユーザの耳間の平均間隔は１７．５センチメートルである）、耳道の開口の５センチメートル以内にある。アレイは、アレイの軸（即ち、マイクロフォンＭＬ１０及びＭＲ１０の中心間の線）が頭部とともに回転するように装着されることが望ましいことがある。
【００１９】
[0058]図１Ａに、マイクロフォンアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０のインスタンスを含むヘッドセットＤ１００Ｌ、Ｄ１００Ｒのペアの一例を示す。図１Ｂに、マイクロフォンアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０のインスタンスを含むイヤバッドのペアを示す。図２Ａ及び図２Ｂに、それぞれ、マイクロフォンアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０と、イヤカップ（即ち、ヘッドフォン）ＥＣＬ１０、ＥＣＲ１０のペアを接続するバンドＢＤ１０とのインスタンスを含む、その２つのイヤカップの正面図及び上面図を示す。図４Ａに、アイウェア（例えば、眼鏡、ゴーグル）のペア上に取り付けられたアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０のインスタンスの一例を示し、図４Ｂに、ヘルメット上に取り付けられたアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０のインスタンスの一例を示す。
【００２０】
[0059]そのようなマルチマイクロフォンアレイの使用は、ニアエンド通信信号（例えば、ユーザのボイス）中の雑音の低減、アクティブ雑音消去（ＡＮＣ：active noise cancellation）のための周囲雑音の低減、及び／又は（例えば、Ｖｉｓｓｅｒらの米国特許出願公開第２０１０／００１７２０５号に記載されている）ファーエンド通信信号の等化を含み得る。そのようなアレイは、冗長性、より良い選択性のための追加のヘッドマウントマイクロフォンを含み、及び／又は他の指向性処理演算をサポートすることが可能である。
【００２１】
[0060]そのようなマイクロフォンペアＭＬ１０〜ＭＲ１０を頭部追跡のためのシステムにおいて使用することが望ましいことがある。本システムは参照マイクロフォンＭＣ１０をも含み、参照マイクロフォンＭＣ１０は、ユーザの頭部の回転により、マイクロフォンＭＬ１０及びＭＲ１０の一方が参照マイクロフォンＭＣ１０に近づき、他方が参照マイクロフォンＭＣ１０から離れるように位置する。参照マイクロフォンＭＣ１０は、例えば、コード上に（例えば、図１Ｂに示したコードＣＤ１０上に）、又はユーザによって保持若しくは装着され得るか、又はユーザの近くの表面上に載っていることがある機器上に（例えば、セルラー電話ハンドセット、タブレット若しくはラップトップコンピュータ、又は図１Ｂに示したポータブルメディアプレーヤＤ４００上に）位置し得る。参照マイクロフォンＭＣ１０は、頭部が回転すると、左マイクロフォンＭＬ１０と右マイクロフォンＭＲ１０とによって描かれる面に近接することが望ましいことがあるが、必要ではない。
【００２２】
[0061]そのような複数マイクロフォンセットアップは、これらのマイクロフォン間の音響関係を計算することによって頭部追跡を実行するために使用され得る。例えば、外部音場に応答してこれらのマイクロフォンによって生成された信号に基づくマイクロフォン信号間の音響相互相関のリアルタイム計算によって、頭部回転追跡が実行され得る。
【００２３】
[0062]図３Ａに、タスクＴ１００、Ｔ２００、及びＴ３００を含む一般的構成による方法Ｍ１００のフローチャートを示す。タスクＴ１００は、左マイクロフォン信号と参照マイクロフォン信号との間の第１の相互相関を計算する。タスクＴ２００は、右マイクロフォン信号と参照マイクロフォン信号との間の第２の相互相関を計算する。第１及び第２の計算された相互相関からの情報に基づいて、タスクＴ３００は、ユーザの頭部の対応する方向性を決定する。
【００２４】
[0063]一例では、タスクＴ１００は、参照マイクロフォン信号と左マイクロフォン信号との時間領域相互相関ｒCLを計算するように構成される。例えば、タスクＴ１００は、以下のような式に従って相互相関を計算するように実施され得る。
【数１】
2013546253.tif 000003
【００２５】
上式で、ｘcは参照マイクロフォン信号を示し、ｘLは左マイクロフォン信号を示し、ｎはサンプルインデックスを示し、ｄは遅延インデックスを示し、Ｎ1及びＮ2は、その範囲の第１のサンプル及び最後のサンプル（例えば、現在フレームの第１のサンプル及び最後のサンプル）を示す。タスクＴ２００は、同様の式に従って、参照マイクロフォン信号と右マイクロフォン信号との時間領域相互相関ｒCRを計算するように構成され得る。
【００２６】
[0064]別の例では、タスクＴ１００は、参照マイクロフォン信号と左マイクロフォン信号との周波数領域相互相関ＲCLを計算するように構成される。例えば、タスクＴ１００は、以下のような式に従って相互相関を計算するように実施され得る。
【数２】
2013546253.tif 000004
【００２７】
上式で、ＸCは参照マイクロフォン信号のＤＦＴを示し、ＸLは（例えば、現在フレームにわたる）左マイクロフォン信号のＤＦＴを示し、ｋは周波数ビンインデックスを示し、アスタリスクは複素共役演算を示す。タスクＴ２００は、同様の式に従って、参照マイクロフォン信号と右マイクロフォン信号との周波数領域相互相関ＲCRを計算するように構成され得る。
【００２８】
[0065]タスクＴ３００は、対応する時間にわたるこれらの相互相関からの情報に基づいて、ユーザの頭部の方向性を決定するように構成され得る。時間領域では、例えば、各相互相関のピークは、参照マイクロフォンＭＣ１０における音場の波面の到着と、マイクロフォンＭＬ１０及びＭＲ１０の対応する一方におけるそれの到着との間の遅延を示す。周波数領域では、各周波数成分ｋの遅延は、相互相関ベクトルの対応する要素の位相によって示される。
【００２９】
[0066]周囲音場の伝搬方向に対する方向性を決定するようにタスクＴ３００を構成することが望ましいことがある。現在の方向性は、伝搬方向とアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０の軸との間の角度として計算され得る。この角度は、正規化された遅延差の逆コサインＮＤＤ＝（ｄCL−ｄCR）／ＬＲＤとして表され得、ｄCLは、参照マイクロフォンＭＣ１０における音場の波面の到着と左マイクロフォンＭＬ１０におけるそれの到着との間の遅延を示し、ｄCRは、参照マイクロフォンＭＣ１０における音場の波面の到着と右マイクロフォンＭＲ１０におけるそれの到着との間の遅延を示し、左右側距離ＬＲＤは、マイクロフォンＭＬ１０とマイクロフォンＭＲ１０との間の距離を示す。図４Ｃ、図５、及び図６に、伝搬方向に対するアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０の軸の方向性が、それぞれ９０度、０度、及び約４５度である例の上面図を示す。
【００３０】
[0067]図３Ｂに、方法Ｍ１００の実施形態Ｍ１１０のフローチャートを示す。方法Ｍ１１０は、決定された方向性に基づいて、ユーザの頭部の回転を計算するタスクＴ４００を含む。タスクＴ４００は、頭部の相対回転を２つの計算された方向性間の角度として計算するように構成され得る。代替又は追加として、タスクＴ４００は、頭部の絶対回転を、計算された方向性と基準方向性との間の角度として計算するように構成され得る。ユーザが既知の方向に向いているときにユーザの頭部の方向性を計算することによって、基準方向性が取得され得る。一例では、（例えば、特にメディア閲覧又はゲームアプリケーションの場合）経時的に最も永続的であるユーザの頭部の方向性は前向き基準方向性であると仮定する。参照マイクロフォンＭＣ１０がユーザの身体の正中矢状面（midsagittal plane）に沿って位置する場合、ユーザの頭部の回転は、前向き方向性に対して＋／−９０度の範囲にわたって明確に追跡され得る。
【００３１】
[0068]８ｋＨｚのサンプリングレート及び３４０ｍ／ｓの音速の場合、時間領域相互相関における遅延の各サンプルは４．２５ｃｍの距離に対応する。１６ｋＨｚのサンプリングレートの場合、時間領域相互相関における遅延の各サンプルは２．１２５ｃｍの距離に対応する。例えば、マイクロフォン信号のうちの１つ中に部分サンプル遅延を含むことによって（例えば、ｓｉｎｃ補間によって）、時間領域においてサブサンプル分解能が達成され得る。例えば、周波数領域信号のうちの１つ中に位相シフトｅ-jkτを含むことによって、周波数領域においてサブサンプル分解能が達成され得、ただし、ｊは虚数であり、τは、サンプリング周期未満であり得る時間値である。
【００３２】
[0069]図１Ｂに示したマルチマイクロフォンセットアップでは、マイクロフォンＭＬ１０及びＭＲ１０は頭部とともに移動するが、ヘッドセットコードＣＤ１０上の（又は、代替的に、ポータブルメディアプレーヤＤ４００など、ヘッドセットが取り付けられた機器上の）参照マイクロフォンＭＣ１０は、身体に対して相対的に固定であり、頭部とともに移動しない。参照マイクロフォンＭＣ１０がユーザによって装着又は保持される機器中にある場合、又は参照マイクロフォンＭＣ１０が、別の表面上に載っている機器中にある場合など、他の例では、参照マイクロフォンＭＣ１０の位置はユーザの頭部の回転に対して不変であり得る。参照マイクロフォンＭＣ１０を含み得る機器の例としては、（例えば、ＭＦ３０など、マイクロフォンＭＦ１０、ＭＦ２０、ＭＦ３０、ＭＢ１０、及びＭＢ２０のうちの１つとして）図１８に示すハンドセットＨ１００、（例えば、ＭＦ２０など、マイクロフォンＭＦ１０、ＭＦ２０、ＭＦ３０、及びＭＢ１０のうちの１つとして）図１９に示すハンドヘルド機器Ｄ８００、及び（例えば、ＭＦ２０など、マイクロフォンＭＦ１０、ＭＦ２０、及びＭＦ３０のうちの１つとして）図２０Ａに示すラップトップコンピュータＤ７１０がある。ユーザがユーザの頭部を回転させると、微小移動がリアルタイムで追跡され、更新され得るように、マイクロフォンＭＣ１０とマイクロフォンＭＬ１０及びＭＲ１０の各々との間の（遅延を含む）オーディオ信号相互相関が、それに応じて変化する。
【００３３】
[0070]マイクロフォンの３つ全てが同じ線にある方向性に関して回転方向があいまいであるので、参照マイクロフォンＭＣ１０は、（例えば、図７に示すように）ユーザの身体の中央冠状面よりも正中矢状面の近くに位置することが望ましいことがある。参照マイクロフォンＭＣ１０は、一般にユーザの前に位置するが、参照マイクロフォンＭＣ１０はまた、ユーザの頭部の後ろに（例えば、車両座席のヘッドレストに）位置し得る。
【００３４】
[0071]参照マイクロフォンＭＣ１０は、左マイクロフォンと右マイクロフォンとに近接することが望ましいことがある。例えば、そのような関係はより良い相互相関結果をもたらすことが予想され得るので、参照マイクロフォンＭＣ１０と、左マイクロフォンＭＬ１０と右マイクロフォンＭＲ１０とのうち少なくとも最も近接している方との間の距離は、音信号の波長未満であることが望ましいことがある。そのような効果は、測距信号の波長が２センチメートル未満である、典型的な超音波頭部追跡システムでは取得されない。左マイクロフォン信号、右マイクロフォン信号、及び参照マイクロフォン信号の各々のエネルギーの少なくとも１／２が１５００ヘルツ以下の周波数であることが望ましいことがある。例えば、各信号は、より高い周波数を減衰させるために低域フィルタによってフィルタ処理され得る。
【００３５】
[0072]相互相関結果はまた、頭部回転中に参照マイクロフォンＭＣ１０と左マイクロフォンＭＬ１０又は右マイクロフォンＭＲ１０との間の距離が減少すると改善することが予想され得る。２マイクロフォン頭部追跡システムでは頭部回転中に２つのマイクロフォン間の距離が一定であるので、そのようなシステムではそのような効果は不可能である。
【００３６】
[0073]本明細書で説明する３マイクロフォン頭部追跡システムの場合、周囲雑音及び周囲の音は、通常、マイクロフォン相互相関の更新、従って回転検出のための参照オーディオとして使用され得る。周囲音場は、１つ以上の指向性音源を含み得る。ユーザに対して固定であるラウドスピーカーアレイを用いたシステムを使用する場合、例えば、周囲音場は、アレイによって生成された場を含み得る。しかしながら、周囲音場はまた、空間的に分布し得る背景雑音であり得る。実際の環境では、吸音材（sound absorber）が非一様に分布し、エネルギーのある程度の指向性フローが周囲音場中に存在するような、いくつかの非拡散反射（non-diffuse reflection）が生じる。
【００３７】
[0074]図８Ａに、一般的構成による装置ＭＦ１００のブロック図を示す。装置ＭＦ１００は、（例えば、タスクＴ１００に関して本明細書で説明したように）左マイクロフォン信号と参照マイクロフォン信号との間の第１の相互相関を計算するための手段Ｆ１００を含む。装置ＭＦ１００はまた、（例えば、タスクＴ２００に関して本明細書で説明したように）右マイクロフォン信号と参照マイクロフォン信号との間の第２の相互相関を計算するための手段Ｆ２００を含む。装置ＭＦ１００はまた、（例えば、タスクＴ３００に関して本明細書で説明したように）第１及び第２の計算された相互相関からの情報に基づいて、ユーザの頭部の対応する方向性を決定するための手段Ｆ３００を含む。図９Ａに、（例えば、タスクＴ４００に関して本明細書で説明したように）決定された方向性に基づいて、頭部の回転を計算するための手段Ｆ４００を含む装置ＭＦ１００の実施形態ＭＦ１１０のブロック図を示す。
【００３８】
[0075]図８Ｂに、本明細書で説明する左マイクロフォンＭＬ１０、右マイクロフォンＭＲ１０、及び参照マイクロフォンＭＣ１０のインスタンスを含む、別の一般的構成による装置Ａ１００のブロック図を示す。装置Ａ１００はまた、（例えば、タスクＴ１００に関して本明細書で説明したように）左マイクロフォン信号と参照マイクロフォン信号との間の第１の相互相関を計算するように構成された第１の相互相関器１００と、（例えば、タスクＴ２００に関して本明細書で説明したように）右マイクロフォン信号と参照マイクロフォン信号との間の第２の相互相関を計算するように構成された第２の相互相関器２００と、（例えば、タスクＴ３００に関して本明細書で説明したように）第１及び第２の計算された相互相関からの情報に基づいて、ユーザの頭部の対応する方向性を決定するように構成された方向性計算器３００とを含む。図９Ｂに、（例えば、タスクＴ４００に関して本明細書で説明したように）決定された方向性に基づいて、頭部の回転を計算するように構成された回転計算器４００を含む装置Ａ１００の実施形態Ａ１１０のブロック図を示す。
【００３９】
[0076]仮想３Ｄ音響再生は、頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）など、音響伝達関数に基づく逆フィルタ処理を含み得る。そのようなコンテキストでは、頭部追跡は、一般に、一貫した音像再生をサポートするのを助け得る望ましい機能である。例えば、頭部位置追跡の結果に基づいて、固定逆フィルタのセットの中から選択することによって逆フィルタ処理を実行することが望ましいことがある。別の例では、カメラによって撮影される像のシーケンスの分析に基づいて、頭部位置追跡が実行される。さらなる一例では、１つ以上のヘッドマウント方向性センサー（例えば、代理人整理番号第１０２９７８Ｕ１号を有する「SYSTEMS, METHODS, APPARATUS, AND COMPUTER-READABLE MEDIA FOR ORIENTATION-SENSITIVE RECORDING CONTROL」と題する米国特許出願第１３／ＸＸＸ，ＸＸＸ号に記載されている加速度計、ジャイロスコープ、及び／又は磁力計）からの指示に基づいて、頭部追跡が実行される。１つ以上のそのような方向性センサーは、例えば、図２Ａに示したイヤカップのペアのイヤカップ内に及び／又はバンドＢＤ１０上に取り付けられ得る。
【００４０】
[0077]概して、ファーエンドユーザが、ヘッドマウントラウドスピーカーのペアを使用して、記録された空間音を聞くと仮定する。ラウドスピーカーのそのようなペアは、ユーザの左耳とともに移動するように頭部に装着された左ラウドスピーカーと、ユーザの右耳とともに移動するように頭部に装着された右ラウドスピーカーとを含む。図１０に、マイクロフォンアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０と、ヘッドマウントラウドスピーカーＬＬ１０及びＬＲ１０のそのようなペアとを含む構成の上面図を示し、上記で説明したマイクロフォンアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０の様々なキャリアはまた、２つ以上のラウドスピーカーのそのようなアレイを含むように実施され得る。
【００４１】
[0078]例えば、図１１Ａ〜図１２Ｃに、それぞれ、（例えば、ワイヤレスに受信された信号、又は電話ハンドセット若しくはメディア再生又はストリーミング機器へのコードを介して受信された信号から）ユーザの耳に対して音響信号を生成するように構成されたそのようなラウドスピーカーＲＬＳ１０を含むイヤカップＥＣＲ１０の、実施形態ＥＣＲ１２、ＥＣＲ１４、ＥＣＲ１６、ＥＣＲ２２、ＥＣＲ２４、及びＥＣＲ２６の水平断面図を示す。イヤカップの構造によって、マイクロフォンがラウドスピーカーからの機械的振動を受けないようにすることが望ましいことがある。イヤカップＥＣＲ１０は、耳載せ形（supra-aural）に（即ち、耳を囲むことなく使用中にユーザの耳の上に載るように）又は耳覆い形（circumaural）に（即ち、使用中にユーザの耳を覆うように）構成され得る。これらの実施形態のいくつかは、アクティブ雑音消去（ＡＮＣ）をサポートするために使用され得る誤差マイクロフォンＭＲＥ１０、及び／又は上述のニアエンド及び／又はファーエンド雑音低減演算をサポートするために使用され得るラウドスピーカーＭＲ１０ａ、ＭＲ１０ｂのペアをも含む。（本明細書で説明する様々な右側イヤカップの左側インスタンスは同様に構成されることを理解されよう。）
[0079]図１３Ａ〜図１３Ｄに、マイクロフォンＭＲ１０及びＭＶ１０と、内部ラウドスピーカーからの音を耳道に向けるためにハウジングから延在するイヤフォンＺ２０とを支持するハウジングＺ１０を含むヘッドセットＤ１００の実施形態Ｄ１０２の様々な図を示す。そのような機器は、（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ  Ｇｒｏｕｐ，Ｉｎｃ．、Ｂｅｌｌｅｖｕｅ、ＷＡによって公表されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルのバージョンを使用して）セルラー電話ハンドセットなどの電話機器との通信を介した半二重又は全二重テレフォニーをサポートするように構成され得る。概して、ヘッドセットのハウジングは、図１３Ａ、図１３Ｂ、及び図１３Ｄに示すように矩形又はさもなければ細長い形（例えば、ミニブームのような形）であるか、又はより丸い形、さらには円形であり得る。ハウジングはまた、バッテリー及びプロセッサ及び／又は他の処理回路（例えば、プリント回路板及びその上に取り付けられた構成要素）を封入し得、電気的ポート（例えば、ミニユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）又はバッテリー充電用の他のポート）と、１つ以上のボタンスイッチ及び／又はＬＥＤなどのユーザインターフェース機能とを含み得る。一般に、ハウジングの長軸に沿った長さは１インチから３インチまでの範囲内にある。
【００４２】
[0080]一般に、ヘッドセットの各マイクロフォンは、機器内に、音響ポートとして働く、ハウジング中の１つ以上の小さい穴の背後に取り付けられる。図１３Ｂ〜図１３Ｄに、マイクロフォンＭＶ１０のための音響ポートＺ４０の位置とマイクロフォンＭＲ１０のための音響ポートＺ５０の位置とを示す。
【００４３】
[0081]ヘッドセットは、一般にヘッドセットから着脱可能であるイヤフックＺ３０などの固定機器をも含み得る。外部イヤフックは、例えば、ユーザがヘッドセットをいずれの耳でも使用するように構成することを可能にするために、可逆的であり得る。代替的に、ヘッドセットのイヤフォンは、内部固定機器（例えば、イヤプラグ）として設計され得、この内部固定機器は、特定のユーザの耳道の外側部分により良く合うように、異なるユーザが異なるサイズ（例えば、直径）のイヤピースを使用できるようにするためのリムーバブルイヤピースを含み得る。図１５に、４つの異なる空間セクタから到着した音同士を区別するためのマイクロフォンＭＬ１０、ＭＲ１０、及びＭＶ１０の使用を示す。
【００４４】
[0082]図１４Ａに、誤差マイクロフォンＭＥ１０が耳道に向けられるヘッドセットＤ１００の実施形態Ｄ１０４を示す。図１４Ｂに、図１３Ｃの視点から反対方向に沿って、誤差マイクロフォンＭＥ１０のためのポートＺ６０を含むヘッドセットＤ１００の実施形態Ｄ１０６の図を示す。（本明細書で説明するいくつかの右側ヘッドセットの左側インスタンスは、音をユーザの耳道に向けるために配置されたラウドスピーカーを含むように同様に構成され得ることを理解されよう。）
[0083]図１４Ｃに、左ラウドスピーカーＬＬＳ１０と左マイクロフォンＭＬ１０とを含んでいる（例えば、図１Ｂに示した）イヤバッドＥＢ１０の一例の正面図を示す。使用中に、イヤバッドＥＢ１０は、（例えば、コードＣＤ１０を介して受信された信号から）左ラウドスピーカーＬＬＳ１０によって生成された音響信号をユーザの耳道に向けるためにユーザの左耳に装着される。音響信号をユーザの耳道に向けるイヤバッドＥＢ１０の一部分は、ユーザの耳道を密閉するように快適に装着され得るように、エラストマー（例えば、シリコーンゴム）など、弾性材料で製造されているか、又はそれによって覆われていることが望ましいことがある。図１４Ｄに、（例えば、アクティブ雑音消去をサポートするために）誤差マイクロフォンＭＬＥ１０を含んでいるイヤバッドＥＢ１０の実施形態ＥＢ１２の正面図を示す。（本明細書で説明するいくつかの左側イヤバッドの右側インスタンスは同様に構成されることを理解されよう。）
[0084]本明細書で説明する頭部追跡は、ヘッドマウントラウドスピーカーによって生成された仮想空間像を回転させるために使用され得る。例えば、頭部移動に従って、ヘッドマウントラウドスピーカーアレイの軸に対して、仮想像を移動させることが望ましいことがある。一例では、決定された方向性は、各耳における室内のインパルス応答を表す、記憶された両耳室内伝達関数（ＢＲＴＦ：binaural room transfer function）、及び／又は各耳によって受信された音響場に対してユーザの頭部（場合によっては胴部）の影響を表す頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）の中から選択するために使用される。そのような音響伝達関数は、それぞれ、（例えば、トレーニング演算において）オフラインで計算され得、所望の音響空間を複製するために選択され得、及び／又はユーザに合わせて個人化され得る。次いで、選択された音響伝達関数は、対応する耳のためのラウドスピーカー信号に適用され得る。
【００４５】
[0085]図１６Ａに、タスクＴ５００を含む方法Ｍ１００の実施形態Ｍ３００のためのフローチャートを示す。タスクＴ３００によって決定された方向性に基づいて、タスクＴ５００は音響伝達関数を選択する。一例では、選択された音響伝達関数は室内インパルス応答を含む。室内インパルス応答を測定し、選択し、適用することについての記述は、例えば、米国特許出願公開第２００６／００４５２９４Ａ１号（Ｓｍｙｔｈ）に見つけられ得る。
【００４６】
[0086]方法Ｍ３００はまた、選択された音響伝達関数に基づいてラウドスピーカーのペアを駆動するように構成され得る。図１６Ｂに、装置Ａ１００の実施形態Ａ３００のブロック図を示す。装置Ａ３００は、（例えば、タスクＴ５００に関して本明細書で説明したように）音響伝達関数を選択するように構成された音響伝達関数セレクタ５００を含む。装置Ａ３００はまた、選択された音響伝達関数に基づいてラウドスピーカーのペアを駆動するように構成されたオーディオ処理段６００を含む。オーディオ処理段６００は、オーディオ入力信号ＳＩ１０、ＳＩ２０をデジタル形式からアナログ形式に変換することによって、及び／又はその信号に対して任意の他の所望のオーディオ処理演算（例えば、その信号に対するフィルタ処理、増幅、利得係数の適用、及び／又はレベルの制御）を実行することによってラウドスピーカー駆動信号ＳＯ１０、ＳＯ２０を生成するように構成され得る。オーディオ入力信号ＳＩ１０、ＳＩ２０は、メディア再生又はストリーミング機器（例えば、タブレット又はラップトップコンピュータ）によって与えられる再生オーディオ信号のチャネルであり得る。一例では、オーディオ入力信号ＳＩ１０、ＳＩ２０は、セルラー電話ハンドセットによって与えられるファーエンド通信信号のチャネルである。オーディオ処理段６００はまた、各ラウドスピーカーにインピーダンス整合を与えるように構成され得る。図１７Ａに、仮想像回転子ＶＲ１０としてのオーディオ処理段６００の実施形態の一例を示す。
【００４７】
[0087]他のアプリケーションでは、３つ以上の空間次元において音場を再生することが可能な外部ラウドスピーカーアレイが利用可能であり得る。図１８に、イヤピースラウドスピーカーＬＳ１０と、タッチスクリーンＴＳ１０と、カメラレンズＬ１０とをも含む、ハンドセットＨ１００におけるそのようなアレイＬＳ２０Ｌ〜ＬＳ２０Ｒの一例を示す。図１９に、ユーザインターフェース制御ＵＩ１０、ＵＩ２０と、タッチスクリーン表示器ＴＳ１０とをも含む、ハンドヘルド機器Ｄ８００におけるそのようなアレイＳＰ１０〜ＳＰ２０の一例を示す。図２０Ｂに、表示装置ＴＶ１０（例えば、テレビジョン又はコンピュータモニタ）中の表示器スクリーンＳＣ２０の下のラウドスピーカーＬＳＬ１０〜ＬＳＲ１０のそのようなアレイの一例を示し、図２０Ｃに、そのような表示装置ＴＶ２０中の表示器スクリーンＳＣ２０の両側のアレイＬＳＬ１０〜ＬＳＲ１０の一例を示す。図２０Ａに示すラップトップコンピュータＤ７１０は、（例えば、下部パネルＰＬ２０のキーボードの後ろ及び／又は横に、及び／又は上部パネルＰＬ１０の表示器スクリーンＳＣ１０のマージンに）そのようなアレイを含むようにも構成され得る。そのようなアレイはまた、１つ以上の別個の筐体で囲まれるか、又は自動車などの車両の内部に設置され得る。音場を再生するために使用され得る空間オーディオ符号化方法の例には、５．１サラウンド、７．１サラウンド、ドルビーサラウンド、ドルビープロロジック（Dolby Pro-Logic）、又は他の位相振幅行列ステレオフォーマットと、ドルビーデジタル、ＤＴＳ又は任意のディスクリートマルチチャネルフォーマットと、波動場合成と、アンビソニック（Ambisonic）Ｂフォーマット又は高次アンビソニックフォーマットとがある。５チャネル符号化の一例としては、左チャネル、右チャネル、中央チャネル、左サラウンドチャネル、及び右サラウンドチャネルがある。
【００４８】
[0088]ラウドスピーカーアレイによって再生される知覚空間像を広げるために、一般に、クロストーク消去を達成するための公称混合シナリオに基づいて、再生されたラウドスピーカー信号に固定逆フィルタ行列が適用される。しかしながら、ユーザの頭部が移動している（例えば、回転している）場合、そのような固定逆フィルタ処理手法は準最適であり得る。
【００４９】
[0089]外部ラウドスピーカーアレイによって生成された空間像を制御するために、決定された方向性を使用するように方法Ｍ３００を構成することが望ましいことがある。例えば、決定された方向性に基づいてクロストーク消去演算を構成するようにタスクＴ５００を実装することが望ましいことがある。タスクＴ５００のそのような実施形態は、決定された方向性に従って、（例えば、各チャネルのための）ＨＲＴＦのセットのうちの１つを選択することを含み得る。方向性依存クロストーク消去のための（頭部インパルス応答（head-related impulse response）又はＨＲＩＲとも呼ばれる）ＨＲＴＦの選択及び使用についての記述は、例えば、米国特許出願公開第２００８／００２５５３４Ａ１号（ｋｕｈｎら）及び米国特許第６，２４３，４７６号Ｂ１（Ｇａｒｄｎｅｒ）に見つけられ得る。図１７Ｂに、左チャネルクロストークキャンセラＣＣＬ１０及び右チャネルクロストークキャンセラＣＣＲ１０としてのオーディオ処理段６００の実施形態の一例を示す。
【００５０】
[0090]ヘッドマウントラウドスピーカーアレイが外部ラウドスピーカーアレイ（例えば、テレビジョン又はコンピュータモニタなどの表示器スクリーンハウジングに取り付けられたアレイ、車両内部に設置されたアレイ、及び／又は１つ以上の別個の筐体中に格納されたアレイ）とともに使用される場合、（例えば、ゲーム又は映画閲覧アプリケーションのための）外部アレイによって生成された音場を用いて仮想像の整合を維持するために、本明細書で説明する仮想像の回転が実行され得る。
【００５１】
[0091]２次元又は３次元における忠実なオーディオ再生に適応制御を与えるために、各耳におけるマイクロフォンによって（例えば、マイクロフォンアレイＭＬ１０〜ＭＲ１０によって）キャプチャされる情報を使用することが望ましいことがある。そのようなアレイが外部ラウドスピーカーアレイと組み合わせて使用されるとき、３Ｄオーディオ再生のためのロバストに拡大されたスイートスポットを可能にする、適応クロストーク消去を実行するために、ヘッドセットマウントバイノーラル録音が使用され得る。
【００５２】
[0092]一例では、外部ラウドスピーカーアレイによって生じた音場に応答してマイクロフォンＭＬ１０及びＭＲ１０によって生成された信号が、ラウドスピーカー駆動信号に対する適応フィルタ処理演算を更新するためのフィードバック信号として使用される。そのような演算は、クロストーク消去及び／又は残響除去（dereverberation）のための適応逆フィルタ処理を含み得る。また、頭部が移動すると、スイートスポットを移動させるためにラウドスピーカー駆動信号を適応させることが望ましいことがある。そのような適応は、上記で説明したように、ヘッドマウントラウドスピーカーによって生成された仮想像の回転と組み合わせられ得る。
【００５３】
[0093]適応クロストーク消去の代替手法では、ヘッドマウントマイクロフォンによってユーザの耳のレベルで記録される、ラウドスピーカーアレイによって生成された音場に関するフィードバック情報を使用して、ラウドスピーカーアレイによって生成された信号を無相関化し、それにより、より広い空間像を達成する。そのようなタスクのための１つの証明された技術はブラインド音源分離（ＢＳＳ：blind source separation）技術に基づく。事実上、耳の近くのキャプチャされた信号のためのターゲット信号も既知であるので、最小２乗平均（ＬＭＳ：least-mean-squares）技術又は独立成分分析（ＩＣＡ：independent component analysis）技術など、（例えば、適応音響エコー消去方式と同様に）十分速く収束する任意の適応フィルタ処理方式が適用され得る。図２１に、本明細書で説明するヘッドマウントマイクロフォンアレイを使用して実装され得る、そのようなストラテジの図を示す。
【００５４】
[0094]図２２Ａに、方法Ｍ１００の実施形態Ｍ４００のフローチャートを示す。方法Ｍ４００は、左マイクロフォンによって生成された信号からの情報と、右マイクロフォンによって生成された信号からの情報とに基づいて、適応フィルタ処理演算を更新するタスクＴ７００を含む。図２２Ｂに、装置Ａ１００の実施形態Ａ４００のブロック図を示す。装置Ａ４００は、左マイクロフォンによって生成された信号からの情報と、右マイクロフォンによって生成された信号からの情報とに基づいて（例えば、ＬＭＳ又はＩＣＡ技術に従って）、適応フィルタ処理演算を更新するように構成されたフィルタ適応モジュールを含む。装置Ａ４００はまた、ラウドスピーカー駆動信号を生成するために、更新された適応フィルタ処理演算を実行するように構成されたオーディオ処理段６００のインスタンスを含む。図２２Ｃに、係数が、左マイクロフォンフィードバック信号ＨＦＬ１０と右マイクロフォンフィードバック信号ＨＦＲ１０とに従ってフィルタ適応モジュール７００によって更新される、クロストークキャンセラＣＣＬ１０及びＣＣＲ１０のペアとしてのオーディオ処理段６００の実施形態を示す。
【００５５】
[0095]上記で説明したように適応クロストーク消去を実行することにより、より良い音源定位（source localization）を実現し得る。しかしながら、ＡＮＣマイクロフォンを用いた適応フィルタ処理はまた、知覚パラメータ（例えば、深さ及び広さ知覚）のパラメータ化可能制御可能性を含むように、及び／又は適切な定位知覚を提供するためにユーザの耳の近くで記録された実際のフィードバックを使用するように実装され得る。そのような制御可能性は、例えば、特にタッチスクリーン機器（例えば、スマートフォン、又はタブレットなどのモバイルＰＣ）を用いた、容易にアクセス可能なユーザインターフェースとして表され得る。
【００５６】
[0096]ステレオヘッドセット自体は、頭内音像定位（inter-cranial sound localization）（頭内定位（lateralization））と外部音像定位とによって生じる知覚効果が異なることにより、一般に、外部再生ラウドスピーカーほどリッチな空間像を与えることができない。２つの異なる３Ｄオーディオ（ヘッドマウントラウドスピーカーベース及び外部ラウドスピーカーアレイベース）再生方式を別々に適用するために、図２１に示したフィードバック演算が使用され得る。しかしながら、図２３に示すように、ヘッドマウント構成を用いた２つの異なる３Ｄオーディオ再生方式を一緒に最適化することができる。そのような構造は、図２１に示した構成中のラウドスピーカー及びマイクロフォンの位置をスワップすることによって取得され得る。この構成では、依然としてＡＮＣ演算を実行することができることに留意されたい。しかしながら、さらに、次に、外部ラウドスピーカーアレイから来る音だけでなく、ヘッドマウントラウドスピーカーＬＬ１０及びＬＲ１０から来る音も捕捉され、全ての再生経路のために適応フィルタ処理が実行され得る。従って、次に、耳の近くで適切な音像を生成するために、明確なパラメータ化可能制御可能性を有することができる。例えば、定位知覚の場合はヘッドフォン再生により多く依拠し、距離及び広さ知覚の場合はラウドスピーカー再生により多く依拠することができるような、特別の制約も適用され得る。図２４に、そのような構成を使用したハイブリッド３Ｄオーディオ再生方式のための概念図を示す。
【００５７】
[0097]この場合、フィードバック演算は、複合音場を監視するために、ヘッドマウントラウドスピーカーの内部に位置するヘッドマウントマイクロフォン（例えば、マイクロフォンＭＬＥ１０及びＭＲＥ１０など、本明細書で説明したＡＮＣ誤差マイクロフォン）によって生成された信号を使用するように構成され得る。ヘッドマウントラウドスピーカーを駆動するために使用される信号は、ヘッドマウントマイクロフォンによって感知される音場に従って適応され得る。音場のそのような適応合成はまた、場合によってはユーザ選択に応答して、（例えば、残響を加えること及び／又は外部ラウドスピーカー信号中の直接音対残響音比（direct-to-reverberant ratio）を変更することによって）深さ知覚及び／又は広さ知覚を向上させるために使用され得る。
【００５８】
[0098]忠実な没入型３Ｄオーディオエクスペリエンスをサポートするための機能を与えるために、マルチマイクロフォンを用いた３次元音捕捉及び再生方法が使用され得る。ユーザ又は開発者は、予め定義された制御パラメータを用いた音源位置だけでなく、実際の深さ及び広さ知覚をも制御することができる。自動聴覚情景分析（automatic auditory scene analysis）は、ユーザの意図の特定の指示がない場合に、デフォルト設定のための妥当な自動手順をも可能にする。
【００５９】
[0099]マイクロフォンＭＬ１０、ＭＲ１０、及びＭＣ１０の各々は、全方向、双方向、又は単方向（例えば、カージオイド）である応答を有し得る。使用され得る様々なタイプのマイクロフォンには、（限定はしないが）圧電マイクロフォン、ダイナミックマイクロフォン、及びエレクトレットマイクロフォンがある。マイクロフォンは、より一般的には、音以外の放射又は放出に敏感なトランスデューサとして実施され得ることに明確に留意されたい。１つのそのような例では、マイクロフォンペアは、超音波トランスデューサ（例えば、１５、２０、２５、３０、４０、又は５０キロヘルツ以上よりも大きい音響周波数に敏感なトランスデューサ）のペアとして実施される。
【００６０】
[0100]装置Ａ１００は、ソフトウェアとの、及び／又はファームウェアとのハードウェア（例えば、プロセッサ）の組合せとして実施され得る。装置Ａ１００はまた、左マイクロフォン信号ＡＬ１０、右マイクロフォン信号ＡＲ１０、及び参照マイクロフォン信号ＡＣ１０のうちの対応する１つを生成するために、マイクロフォン信号ＭＬ１０、ＭＲ１０、及びＭＣ１０の各々に対して１つ以上の前処理演算を実行する、図２５Ａに示すオーディオ前処理段ＡＰ１０を含み得る。そのような前処理演算は、（限定はしないが）インピーダンス整合、アナログデジタル変換、利得制御、ならびに／あるいはアナログ及び／又はデジタル領域におけるフィルタ処理を含み得る。
【００６１】
[0101]図２５Ｂに、アナログ前処理段Ｐ１０ａ、Ｐ１０ｂ、及びＰ１０ｃを含むオーディオ前処理段ＡＰ１０の実施形態ＡＰ２０のブロック図を示す。一例では、段Ｐ１０ａ、Ｐ１０ｂ、及びＰ１０ｃはそれぞれ、対応するマイクロフォン信号に対して（例えば、５０、１００、又は２００Ｈｚのカットオフ周波数をもつ）高域フィルタ処理演算を実行するように構成される。一般に、段Ｐ１０ａ、Ｐ１０ｂ及びＰ１０ｃは、各信号に対して同じ機能を実行するように構成される。
【００６２】
[0102]オーディオ前処理段ＡＰ１０は、各マイクロフォン信号をデジタル信号として、即ち、サンプルのシーケンスとして生成することが望ましいことがある。オーディオ前処理段ＡＰ２０は、例えば、対応するアナログ信号をサンプリングするようにそれぞれ構成されたアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）Ｃ１０ａ、Ｃ１０ｂ、及びＣ１０ｃを含む。音響アプリケーションの典型的なサンプリングレートには、８ｋＨｚ、１２ｋＨｚ、１６ｋＨｚ、及び約８から約１６ｋＨｚまでの範囲内の他の周波数があるが、約４４．１、４８、又は１９２ｋＨｚと同程度のサンプリングレートも使用され得る。一般に、変換器Ｃ１０ａ、Ｃ１０ｂ及びＣ１０ｃは、各信号を同じレートでサンプリングするように構成される。
【００６３】
[0103]この例では、オーディオ前処理段ＡＰ２０はまた、対応するデジタル化チャネル上で１つ以上の前処理演算（例えば、スペクトル整形）を実行するようにそれぞれ構成されたデジタル前処理段Ｐ２０ａ、Ｐ２０ｂ、及びＰ２０ｃを含む。一般に、段Ｐ２０ａ、Ｐ２０ｂ及びＰ２０ｃは、各信号に対して同じ機能を実行するように構成される。前処理段ＡＰ１０が、相互相関計算のためのマイクロフォンＭＬ１０及びＭＲ１０の各々からの信号の１つのバージョンと、フィードバック使用のための別のバージョンとを生成するように構成され得ることにも留意されたい。図２５Ａ及び図２５Ｂは２チャネル実施形態を示しているが、同じ原理が任意の数のマイクロフォンに拡張され得ることを理解されよう。
【００６４】
[0104]本明細書で開示した方法及び装置は、概して任意の送受信及び／又はオーディオ感知適用例、特にそのような適用例のモバイル又は場合によってはポータブルインスタンスにおいて適用され得る。例えば、本明細書で開示した構成の範囲は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）オーバージエアインターフェースを採用するように構成されたワイヤレステレフォニー通信システム中に常駐する通信機器を含む。とはいえ、本明細書で説明した特徴を有する方法及び装置は、有線及び／又はワイヤレス（例えば、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、及び／又はＴＤ−ＳＣＤＭＡ）送信チャネルを介したボイスオーバＩＰ（ＶｏＩＰ）を採用するシステムなど、当業者に知られている広範囲の技術を採用する様々な通信システムのいずれにも常駐し得ることが、当業者には理解されよう。
【００６５】
[0105]本明細書で開示した通信機器は、パケット交換式であるネットワーク（例えば、ＶｏＩＰなどのプロトコルに従ってオーディオ送信を搬送するように構成された有線及び／又はワイヤレスネットワーク）及び／又は回線交換式であるネットワークにおける使用に適応され得ることが明確に企図され、本明細書によって開示される。また、本明細書で開示した通信機器は、狭帯域符号化システム（例えば、約４又は５キロヘルツの可聴周波数範囲を符号化するシステム）での使用、及び／又は全帯域広帯域符号化システム及びスプリットバンド広帯域符号化システムを含む、広帯域符号化システム（例えば、５キロヘルツを超える可聴周波数を符号化するシステム）での使用に適応され得ることが明確に企図され、本明細書によって開示される。
【００６６】
[0106]説明した構成の上記の提示は、本明細書で開示する方法及び他の構造を当業者が製造又は使用できるように与えたものである。本明細書で図示及び説明したフローチャート、ブロック図、及び他の構造は例にすぎず、これらの構造の他の変形態も本開示の範囲内である。これらの構成に対する様々な変更が可能であり、本明細書で提示した一般原理は他の構成にも同様に適用され得る。従って、本開示は、上記に示した構成に限定されるものではなく、原開示の一部をなす、出願した添付の特許請求の範囲を含む、本明細書において任意の方法で開示した原理及び新規の特徴に一致する最も広い範囲が与えられるべきである。
【００６７】
[0107]情報及び信号は、多種多様な技術及び技術のいずれかを使用して表され得ることを当業者なら理解されよう。例えば、上記の説明全体にわたって言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、及びシンボルは、電圧、電流、電磁波、磁界又は磁性粒子、光場又は光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表され得る。
【００６８】
[0108]本明細書で開示した構成の実施形態の重要な設計要件は、圧縮されたオーディオ又はオーディオビジュアル情報（例えば、本明細書で識別される例のうちの１つなど、圧縮形式に従って符号化されるファイル又はストリーム）の再生などの計算集約的適用例、又は広帯域通信（例えば、１２、１６、４４．１、４８、又は１９２ｋＨｚなど、８キロヘルツよりも高いサンプリングレートにおけるボイス通信）の適用例では特に、（一般に百万命令毎秒又はＭＩＰＳで測定される）処理遅延及び／又は計算複雑さを最小にすることを含み得る。
【００６９】
[0109]マルチマイクロフォン処理システムの目的は、全体で１０〜１２ｄＢの雑音低減を達成すること、所望のスピーカーの移動中にボイスレベル及びカラーを保持すること、アグレッシブな雑音除去、音声の残響除去の代わりに雑音が背景に移動されたという知覚を得ること、及び／又はよりアグレッシブな雑音低減のための後処理のオプションを可能にすることを含み得る。
【００７０】
[0110]本明細書で開示した装置（例えば、装置Ａ１００及びＭＦ１００）の実施形態の様々な要素は、意図された適用例に好適と見なされる、ソフトウェアとの、及び／又はファームウェアとのハードウェアの任意の組合せで実施され得る。例えば、そのような要素は、例えば、同じチップ上に、又はチップセット中の２つ以上のチップ間に常駐する電子機器及び／又は光機器として作製され得る。そのような機器の一例は、トランジスタ又は論理ゲートなどの論理要素の固定アレイ又はプログラマブルアレイであり、これらの要素のいずれも１つ以上のそのようなアレイとして実施され得る。これらの要素のうちの任意の２つ以上、さらには全てが、同じ１つ以上のアレイ内に実装され得る。そのような１つ以上のアレイは、１つ以上のチップ内（例えば、２つ以上のチップを含むチップセット内）に実装され得る。
【００７１】
[0111]本明細書で開示した装置の様々な実施形態の１つ以上の要素は、全体又は一部を、マイクロプロセッサ、組込みプロセッサ、ＩＰコア、デジタル信号プロセッサ、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＡＳＳＰ（特定用途向け標準製品）、及びＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）などの論理要素の１つ以上の固定アレイ又はプログラマブルアレイ上で実行するように構成された命令の１つ以上のセットとしても実施され得る。本明細書で開示した装置の実施形態の様々な要素のいずれも、１つ以上のコンピュータ（例えば、「プロセッサ」とも呼ばれる、命令の１つ以上のセット又はシーケンスを実行するようにプログラムされた１つ以上のアレイを含む機械）としても実施され得、これらの要素のうちの任意の２つ以上、さらには全てが、同じそのような１つ以上のコンピュータ内に実装され得る。
【００７２】
[0112]本明細書で開示したプロセッサ又は処理するための他の手段は、例えば、同じチップ上に、又はチップセット中の２つ以上のチップ間に常駐する１つ以上の電子機器及び／又は光機器として作製され得る。そのような機器の一例は、トランジスタ又は論理ゲートなどの論理要素の固定アレイ又はプログラマブルアレイであり、これらの要素のいずれも１つ以上のそのようなアレイとして実施され得る。そのような１つ以上のアレイは、１つ以上のチップ内（例えば、２つ以上のチップを含むチップセット内）に実装され得る。そのようなアレイの例には、マイクロプロセッサ、組込みプロセッサ、ＩＰコア、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＳＰ、及びＡＳＩＣなど、論理要素の固定アレイ又はプログラマブルアレイがある。本明細書で開示したプロセッサ又は処理するための他の手段は、１つ以上のコンピュータ（例えば、命令の１つ以上のセット又はシーケンスを実行するようにプログラムされた１つ以上のアレイを含む機械）又は他のプロセッサとしても実施され得る。本明細書で説明したプロセッサは、プロセッサが組み込まれている機器又はシステム（例えば、オーディオ感知機器）の別の演算に関係するタスクなど、頭部追跡プロシージャに直接関係しないタスクを実行するか又は命令の他のセットを実行するために使用することが可能である。また、本明細書で開示した方法の一部はオーディオ感知機器のプロセッサによって実行され、その方法の別の一部は１つ以上の他のプロセッサの制御下で実行されることが可能である。
【００７３】
[0113]本明細書で開示した構成に関して説明した様々な例示的なモジュール、論理ブロック、回路、及びテストならびに他の動作は、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、又はその両方の組合せとして実装され得ることを、当業者なら諒解されよう。そのようなモジュール、論理ブロック、回路、及び動作は、本明細書で開示した構成を生成するように設計された、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣ又はＡＳＳＰ、ＦＰＧＡ又は他のプログラマブル論理機器、個別ゲート又はトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいはそれらの任意の組合せを用いて実施又は実行され得る。例えば、そのような構成は、少なくとも部分的に、ハード有線回路として、特定用途向け集積回路へと作製された回路構成として、又は不揮発性記憶装置にロードされるファームウェアプログラム、若しくは汎用プロセッサ又は他のデジタル信号処理ユニットなどの論理要素のアレイによって実行可能な命令である機械可読コードとしてデータ記憶媒体からロードされるか又はデータ記憶媒体にロードされるソフトウェアプログラムとして実施され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又は状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティング機器の組合せ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つ以上のマイクロプロセッサ、又は任意の他のそのような構成として実施され得る。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（読取り専用メモリ）、フラッシュＲＡＭなどの不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、又は当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体中に常駐し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサに一体化され得る。プロセッサ及び記憶媒体はＡＳＩＣ中に常駐し得る。ＡＳＩＣはユーザ端末内に常駐し得る。代替として、プロセッサ及び記憶媒体は、ユーザ端末中に個別構成要素として常駐し得る。
【００７４】
[0114]本明細書で開示した様々な方法は、プロセッサなどの論理要素のアレイによって実行され得、本明細書で説明した装置の様々な要素は、そのようなアレイ上で実行するように設計されたモジュールとして実装され得ることに留意されたい。本明細書で使用する「モジュール」又は「サブモジュール」という用語は、ソフトウェア、ハードウェア又はファームウェアの形態でコンピュータ命令（例えば、論理式）を含む任意の方法、装置、機器、ユニット又はコンピュータ可読データ記憶媒体を指すことができる。複数のモジュール又はシステムは１つのモジュール又はシステムに合成され得、１つのモジュール又はシステムは、同じ機能を実行する複数のモジュール又はシステムに分離され得ることを理解されたい。ソフトウェア又は他のコンピュータ実行可能命令で実装されるとき、プロセスの要素は本質的に、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを用いて関連するタスクを実行するコードセグメントである。「ソフトウェア」という用語は、ソースコード、アセンブリ言語コード、機械コード、バイナリコード、ファームウェア、マクロコード、マイクロコード、論理要素のアレイによって実行可能な命令の１つ以上のセット又はシーケンス、及びそのような例の任意の組合せを含むことを理解されたい。プログラム又はコードセグメントは、プロセッサ可読媒体に記憶され得、又は搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号によって伝送媒体若しくは通信リンクを介して送信され得る。
【００７５】
[0115]本明細書で開示した方法、方式、及び技術の実施形態は、（例えば、本明細書に記載する１つ以上のコンピュータ可読媒体中で）論理要素のアレイ（例えば、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は他の有限状態機械）を含む機械によって読取り可能及び／又は実行可能な命令の１つ以上のセットとしても有形に実施され得る。「コンピュータ可読媒体」という用語は、情報を記憶又は転送することができる、揮発性、不揮発性、取外し可能及び取外し不可能な媒体を含む、任意の媒体を含み得る。コンピュータ可読媒体の例は、電子回路、半導体メモリ機器、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、消去可能ＲＯＭ（ＥＲＯＭ）、フロッピー（登録商標）ディスケット又は他の磁気ストレージ、ＣＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ若しくは他の光ストレージ、ハードディスク、光ファイバー媒体、無線周波（ＲＦ）リンク、又は所望の情報を記憶するために使用され得、アクセスされ得る、任意の他の媒体を含む。コンピュータデータ信号は、電子ネットワークチャネル、光ファイバー、エアリンク、電磁リンク、ＲＦリンクなどの伝送媒体を介して伝播することができるどんな信号をも含み得る。コードセグメントは、インターネット又はイントラネットなどのコンピュータネットワークを介してダウンロードされ得る。いずれの場合も、本開示の範囲は、そのような実施形態によって限定されると解釈すべきではない。
【００７６】
[0116]本明細書で説明した方法のタスクの各々は、ハードウェアで直接実施され得るか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで実施され得るか、又はその２つの組合せで実施され得る。本明細書で開示した方法の実施形態の典型的な適用例では、論理要素のアレイ（例えば、論理ゲート）は、この方法の様々なタスクのうちの１つ、複数、さらには全てを実行するように構成される。タスクのうちの１つ以上（場合によっては全て）は、論理要素のアレイ（例えば、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は他の有限状態機械）を含む機械（例えば、コンピュータ）によって読取り可能及び／又は実行可能であるコンピュータプログラム製品（例えば、ディスク、フラッシュメモリカード又は他の不揮発性メモリカード、半導体メモリチップなど、１つ以上のデータ記憶媒体など）に埋め込まれたコード（例えば、命令の１つ以上のセット）としても実装され得る。本明細書で開示した方法の実施形態のタスクは、２つ以上のそのようなアレイ又は機械によっても実行され得る。これら又は他の実施形態では、タスクは、セルラー電話など、ワイヤレス通信用の機器、又はそのような通信機能を有する他の機器内で実行され得る。そのような機器は、（例えば、ＶｏＩＰなどの１つ以上のプロトコルを使用して）回線交換及び／又はパケット交換ネットワークと通信するように構成され得る。例えば、そのような機器は、符号化フレームを受信及び／又は送信するように構成されたＲＦ回路を含み得る。
【００７７】
[0117]本明細書で開示した様々な方法は、ハンドセット、ヘッドセット、又は携帯情報端末（ＰＤＡ）などのポータブル通信機器によって実行され得、本明細書で説明した様々な装置は、そのような機器内に含まれ得ることが明確に開示される。典型的なリアルタイム（例えば、オンライン）適用例は、そのようなモバイル機器を使用して行われる電話会話である。
【００７８】
[0118]１つ以上の例示的な実施形態では、本明細書で説明した動作は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装する場合、そのような動作は、１つ以上の命令又はコードとしてコンピュータ可読媒体に記憶され得るか、若しくはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。「コンピュータ可読媒体」という用語は、コンピュータ記憶媒体と、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にするいかなる媒体をも含む通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく、例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、（限定はしないが、ダイナミック又はスタティックＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及び／又はフラッシュＲＡＭを含み得る）半導体メモリ、あるいは強誘電体メモリ、磁気抵抗メモリ、オボニックメモリ、高分子メモリ、又は相変化メモリなどの一連の記憶要素、ＣＤ−ＲＯＭ又は他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージ又は他の磁気ストレージ機器、若しくは所望のプログラムコードを命令又はデータ構造の形態で、コンピュータによってアクセスされ得る有形構造に記憶するために使用され得る任意の他の媒体を備えることができる。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、又は赤外線、無線、及び／又はマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、若しくは赤外線、無線、及び／又はマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用するディスク（disk）及びディスク（disc）は、コンパクトディスク（disc）（ＣＤ）、レーザディスク（disc）、光ディスク（disc）、デジタル多用途ディスク（disc）（ＤＶＤ）、フロッピーディスク（disk）及びＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ（Ｂｌｕ−Ｒａｙ  Ｄｉｓｃ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ、カリフォルニア州ユニヴァーサルシティー）を含み、ディスク（disk）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）はデータをレーザで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。
【００７９】
[0119]本明細書で説明した音響信号処理装置は、いくつかの動作を制御するために音声入力を受容し、又は背景雑音から所望の雑音を分離することから利益を得ることがある、通信機器などの電子機器に組み込まれ得る。多くの適用例では、複数の方向から発生した背景音から明瞭な所望の音を強調又は分離することから利益を得ることがある。そのような適用例は、ボイス認識及び検出、音声強調及び分離、ボイスアクティブ化制御などの機能を組み込んだ電子機器又はコンピューティング機器におけるヒューマンマシンインターフェースを含み得る。限られた処理機能のみを与える機器に適したそのような音響信号処理装置を実装することが望ましいことがある。
【００８０】
[0120]本明細書で説明したモジュール、要素、及び機器の様々な実施形態の要素は、例えば、同じチップ上に又はチップセット中の２つ以上のチップ間に常駐する電子機器及び／又は光機器として作製され得る。そのような機器の一例は、トランジスタ又はゲートなど、論理要素の固定アレイ又はプログラマブルアレイである。本明細書で説明した装置の様々な実施形態の１つ以上の要素は、全体又は一部が、マイクロプロセッサ、組込みプロセッサ、ＩＰコア、デジタル信号プロセッサ、ＦＰＧＡ、ＡＳＳＰ、及びＡＳＩＣなど、論理要素の１つ以上の固定アレイ又はプログラマブルアレイ上で実行するように構成された命令の１つ以上のセットとしても実装され得る。
【００８１】
[0121]本明細書で説明した装置の実施形態の１つ以上の要素は、その装置が組み込まれている機器又はシステムの別の動作に関係するタスクなど、装置の動作に直接関係しないタスクを実施するために、又は装置の動作に直接関係しない命令の他のセットを実行するために使用されることが可能である。また、そのような装置の実施形態の１つ以上の要素は、共通の構造（例えば、異なる要素に対応するコードの部分を異なる時間に実行するために使用されるプロセッサ、異なる要素に対応するタスクを異なる時間に実施するために実行される命令のセット、あるいは、異なる要素向けの動作を異なる時間に実施する電子機器及び／又は光機器の構成）を有することが可能である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【国際調査報告】
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