(57)【要約】複数のスピーカの配置によって音響信号を焦点合せするためにオーディオ信号を処理する装置は、周波数解析器と、信号処理器と、信号出力インターフェイスとを備える。音響信号は、オーディオ信号に基づいている。周波数解析器は、複数のスピーカの配置の幾何学パラメータに従って、オーディオ信号の周波数スペクトルの基本波周波数を判定するように構成される。信号処理器は、処理されたオーディオ信号を取得するために、基本波周波数の倍音に適応させるように構成され、信号出力インターフェイスは処理されたオーディオ信号を複数のスピーカに出力するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスピーカ（１４０）の配置によって音響信号（１４２）を焦点合せするためにオーディオ信号（１０２）を処理する装置（１００）であって、前記音響信号（１４２）は前記オーディオ信号（１０２）に基づき、
前記複数のスピーカの配置の幾何学パラメータに従って、前記オーディオ信号（１０２）の周波数スペクトルの基本波周波数を判定するように構成された、周波数解析器（１１０）と、
処理されたオーディオ信号（１３２）を取得するために、前記基本波周波数の倍音に適応させるように構成された、信号処理器（１２０）と、
前記処理されたオーディオ信号（１３２）を前記複数のスピーカ（１４０）に出力するように構成された、信号出力インターフェイス（１３０）と、
備えた、オーディオ信号を処理する装置。
【請求項２】
前記倍音の周波数は、前記基本波周波数の３０倍より低い、請求項１に記載のオーディオ信号を処理する装置。
【請求項３】
前記信号処理器（１２０）は、前記基本波周波数の複数の倍音に適応させるように構成された、請求項１または２に記載のオーディオ信号を処理する装置。
【請求項４】
前記周波数解析器（１１０）は、前記複数の基本波周波数を判定するように構成され、前記信号処理器（１２０）は、各判定された基本波周波数の倍音に適応させるように構成された、請求項１〜３のいずれかに記載のオーディオ信号を処理する装置。
【請求項５】
前記基本波周波数の波長は、前記幾何学パラメータの２倍より大きい、請求項１〜４のいずれかに記載のオーディオ信号を処理する装置。
【請求項６】
前記幾何学パラメータは、前記複数のスピーカ（１４０）の配置の最大寸法に基づいている、請求項１〜５のいずれかに記載のオーディオ信号を処理する装置。
【請求項７】
前記複数のスピーカ（１４０）は、線上に配置され、前記幾何学パラメータは両方の最も外側のスピーカの距離に等しい、または、円形に配置され、前記幾何学パラメータは前記円形配置の直径に等しい、請求項１〜６のいずれかに記載のオーディオ信号を処理する装置。
【請求項８】
前記周波数解析器によって判定された前記基本波周波数を減衰させるように構成されたハイパスフィルタを備えた、請求項１〜７のいずれかに記載のオーディオ信号を処理する装置。
【請求項９】
ローパスカットオフ周波数より高い周波数を減衰させるように構成されたローパスフィルタを備え、前記ローパスカットオフ周波数は前記幾何学パラメータに基づいている、請求項１〜８のいずれかに記載のオーディオ信号を処理する装置。
【請求項１０】
前記基本波周波数の倍音を生成するように構成された倍音生成器を備えた、請求項１〜９のいずれかに記載のオーディオ信号を処理する装置。
【請求項１１】
前記信号処理器（１２０）は、前記基本波周波数の前記倍音を増幅するように構成された、請求項１〜１０のいずれかに記載のオーディオ信号を処理する装置。
【請求項１２】
第１信号路と第２信号路を備え、前記第１信号路は前記オーディオ信号（１０２）の特性周波数より高い周波数を処理し、前記第２信号路は前記オーディオ信号（１０２）の特性周波数より低い周波数を処理し、前記特性周波数は前記幾何学パラメータに基づき、前記周波数解析器（１２０）は前記第２信号路に配置された、請求項１〜１１のいずれかに記載のオーディオ信号を処理する装置。
【請求項１３】
前記処理されたオーディオ信号（１３２）は、マルチチャネルオーディオ信号であって、複数のスピーカ（１４０）の各スピーカのためのチャンネル信号を備えた、請求項１〜１２のいずれかに記載のオーディオ信号を処理する装置。
【請求項１４】
前記信号出力インターフェイス（１３０）は、前記複数のチャンネル信号を各スピーカに適応させるように構成された、請求項１３に記載のオーディオ信号を処理する装置。
【請求項１５】
前記周波数解析器（１１０）は、前記基本波周波数として、前記オーディオ信号（１０２）の周波数スペクトルの最低周波数を判定するように構成された、請求項１〜１４のいずれかに記載のオーディオ信号を処理する装置。
【請求項１６】
複数のスピーカの配置によって音響信号を焦点合せするためにオーディオ信号を処理する方法（５００）であって、前記音響信号（１４２）は前記オーディオ信号（１０２）に基づき、
前記複数のスピーカの配置の幾何学パラメータに従って、オーディオ信号の周波数スペクトルの基本波周波数を判定するステップ（５１０）と、
処理されたオーディオ信号を取得するために、前記基本波周波数の倍音に適応させるステップ（５２０）と、
前記処理されたオーディオ信号を前記複数のスピーカに出力するステップ（５３０）と、
を備えた、オーディオ信号を処理する方法。
【請求項１７】
コンピュータプログラムがコンピュータまたはマイクロコントローラ上で動作するときに、コンピュータに請求項１６に記載の方法を実行させ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】
本発明にかかる実施形態は、複数のスピーカの配置によってオーディオ信号に基づく音響信号を焦点合せするために、オーディオ信号を処理する装置および方法に関する。
【０００２】
本発明にかかるいくつかの実施形態は、音響心理学的効果を用いた音響焦点合せの改良に関する。
【背景技術】
【０００３】
いくつかのアプリケーションでは、方向を持った音響の放射が所望される。この点において、音源より放射される音響エネルギーは、好ましい方向にのみ伝搬される。１つの考えられるアプリケーションは、ステージから聴衆席の特定の聴衆エリアにのみ音響を提供することを目的とする音響システムであろう。残りの聴衆席は影響を受けてはならず、および／または、このように部屋の壁の不必要な音響反射が回避される。エネルギーに関して、方向を持った音響の放射は、それが必要である方向にだけ音響エネルギーを放射する可能性を提供することができる。
【０００４】
音響が音源から放射される進路は、音響放射面と考慮される波長の間の大きさの比率に依存する。波長（λ）が、膜、例えば標準的な膜の直径よりかなり大きいケースでは、方向を持たない音響放射が生ずる（非特許文献１を参照）。比率が逆である場合、周波数の上昇および波長の減少によって、方向を持った音響放射の増加が生ずる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１４８４９４４号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第６９９２１５５８号明細書
【特許文献３】米国特許第６１３４３３０号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Zollner, M.，Zwicker, E.、Elektroakustik、Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York、3. Auflage、1.korrigierter Nachdruck、1998
【非特許文献２】Urban, M.，Heil, C.，Baumann, P.，Wavefront Sculpture Technology、the 11th AES-Convention、2001 September 21-24、New York
【非特許文献３】Larsen, E.，Aarts, R.M.、Audio Bandwidth Extension、John Wiley & Sons Ltd.、West Sussex, England、2004
【非特許文献４】Be-Tzur, D. 他、The Effect of MaxxBass Pyschoacoustic Bass Enhancement on Loudspeaker Design、106th AES Convention、Munich, Germany、1999 、Woon S.，Gan, Sen.，M. Kuo，Chee W. Toh、Virtual bass for home entertainment, multimedia pc, game station and portable audio systems、IEEE Transactions on Consumer Electronics、Vol. 47、 No. 4、November 2001、page 787-794 、＜URL: http://www.srslabs.com/partners/aetech/trubass#theory.asp＞、＜URL: http://vst-plugins.homemusician.net/instruments/virtual#bass#vb1.html＞、＜http://mp3.deepsound.net/plugins#dynamique.php＞、および＜URL: http://www.srs-store.com/store-plugins/mall/pdf/WOW%20XT%Plug-inmanual.pdf＞
【非特許文献５】Yoomi Hur，Seong-woo Kim，Young-cheol Park，Dae Hee Youn、Highly focused sound beamforming algorithm using loudspeaker array system、125th AES-Convention、2008 October 2-5、San Francisco における、DEGA-Empfehlungen 101、Deutsche Gesellschaft fur Akustik e.V.、Marz 2006、
【非特許文献６】Jung-Woo Choi，Youngtae Kim，Sangchul Ko，Jungho Kim、Super-directiv loudspeaker array for the generation of personal sound zone、125th AES-Convention、2008 October 2-5、San Francisco
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
スピーカ配列に対して、スピーカ配列によって指示された進路に音響を放射することができるようにするために、例えば、配列の大きさは、少なくとも、最低周波数の半分の波長に相当しなければならない。それ故、低周波まで焦点合せするために、特に超大型の配列が必要である。
【０００８】
例えば、実現のための２つのアプローチがある。第１のアプローチの基礎は、放射エリアを放射される最長の波長に関して可能な限り大きくすることである。このアプローチは、例えば、大規模音響放射に使用される直線配列技術において用いられる（非特許文献２を参照）。音響的に結合された単一の放射体を整列させることによって、大きな放射膜エリアが形成される。このアプローチでは、音源の寸法が必然的に管理できないくらいに大きくなるという問題がある。
【０００９】
このような大きい寸法が望まれない場合、方向を持った音響放射は、波長と放射体の大きさの間の比率が満たされるように、音響放射エリアの大きさの代わりに波長を減少させることによって成功することができる。
【００１０】
このアプローチは、例えば、超音波スピーカにおいて実現されている（特許文献１または特許文献２を参照）。このアプローチの問題は、必然的に高い超音波照射線量の証明されていない人間に対する無害性と、低周波再生がほとんどないことにある。それ故、このアプローチが、長期間にわたって知られていたにも拘らず、ほとんど用いられていない。
【００１１】
音源の知覚される低周波再生を拡大する可能性は、音響心理学的効果の使用である。人間によって知覚される低周波域が音響心理学的効果を用いることによって拡大できることは知られている。人間によって知覚される再生バンド幅は、物理的に再生された音源のバンド幅と必ずしも同等ではない。音響心理学的効果を用いることによって、例えば、リスナーが、知覚された下端カットオフ周波数が物理的に存在するものより低いという印象を得るように、再生される信号を変えることができる。
【００１２】
このことは、拡張された低周波印象が発現するように、基本波の高調波倍音が形成されるというような方法で、有用な信号を処理することによってもたらされる。この点において、実際の基本波周波数は、非常に弱く再生されるかまたはさらには全く再生されないことのみを必要とする。よく用いられる音響心理学的効果は、例えば、ミッシング・ファンダメンタル効果である。ここで、信号の高調波倍音構造は、再生されない基本波周波数にも拘らず、人間はこれらを知覚すると信じるように影響される（特許文献３または非特許文献３を参照）。
【００１３】
音響心理学的効果のいくつかの更なる例は、非特許文献４に示されている。
【００１４】
音響焦点合せの更なる例は、非特許文献５および非特許文献６に示されている。
【００１５】
それ故に、本発明の目的は、複数のスピーカの配置によってオーディオ信号に基づく音響信号を焦点合せするために、オーディオ信号を処理する改良された装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的は、請求項１に記載された装置および請求項１６に記載された方法によって解決される。
【００１７】
本発明の実施形態は、周波数解析器、信号処理器および信号出力インターフェイスを備え、複数のスピーカの配置によって音響信号を焦点合せするためにオーディオ信号を処理する装置を提供する。音響信号は、オーディオ信号に基づいている。
【００１８】
周波数解析器は、複数のスピーカの配置の幾何学パラメータに従って、オーディオ信号の周波数スペクトルにおける基本波周波数を判定するように構成される。
【００１９】
信号処理器は、処理されたオーディオ信号を取得するために、基本波周波数の倍音に適応させるように構成される。
【００２０】
信号出力インターフェイスは、処理されたオーディオ信号を複数のスピーカに出力するように構成される。
【００２１】
本発明にかかる実施形態は、リスナーに対する低周波印象はほとんど同じままでありながら、音響焦点合せを改善するために音響心理学的効果が用いられるという中心思想に基づいている。逆に、音響心理学的効果を用いることによって、音響焦点合せを一定に保持しながら、リスナーに対する低周波印象を改善することができる。
【００２２】
例えば、ミッシング・ファンダメンタル効果を用いることによって、焦点合せされる最低周波数は、基本波周波数の倍音になる。高調波倍音の波長は基本波周波数の波長の半分より小さいので、複数のスピーカの同じ配置が用いられる場合、より高い周波数はよりよく焦点合せされるため、音響焦点合せは改善される。逆に、半分の大きさのスピーカ配置によって、同じ品質の音響焦点合せに到達することができる。
【００２３】
それ故、周波数解析器は、幾何学パラメータに基づいて基本波周波数を判定し、信号処理器は、基本波周波数の倍音に適応させる。
【００２４】
このようにして、物理的に存在する下端周波数のはるか下である、知覚される下端周波数を得ることができる。また、音響焦点合せを改善することができ、および／または、スピーカ配置の大きさを低減することができる。
【００２５】
本発明にかかるいくつかの実施形態は、周波数解析器によって判定された基本波周波数を減衰させるように構成されたハイパスフィルタを備える。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明にかかる実施形態は、添付図面を参照して引き続いて詳細に説明される。
【図１】オーディオ信号を処理する装置のブロック図である。
【図２】基本波周波数対最低成分の周波数を示す図である。
【図３】オーディオ信号を処理する装置のブロック図である。
【図４】オーディオ信号処理の図解図である。
【図５】オーディオ信号を処理する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、本発明の実施形態による、複数のスピーカ１４０の配置によって音響信号１４２を焦点合せするためにオーディオ信号１０２を処理する装置１００のブロック図を示す。音響信号１４２は、オーディオ信号１０２に基づいている。装置１００は、周波数解析器１１０と、信号処理器１２０と、信号出力インターフェイス１３０とを備える。
【００２８】
周波数解析器１１０は、信号処理器１２０に接続され、複数のスピーカ１４０の配置の幾何学パラメータに従ってオーディオ信号１０２の周波数スペクトルにおける基本波周波数を判定するように構成される。
【００２９】
信号処理器１２０は、信号出力インターフェイス１３０に接続され、処理されたオーディオ信号を取得するために、基本波周波数の倍音に適応させるように構成される。
【００３０】
信号出力インターフェイス１３０は、処理されたオーディオ信号１３２を複数のスピーカ１４０に出力するように構成される。
【００３１】
リスナーに対して同じ音響印象に到達させるために、基本波周波数の１つ以上の倍音および再生された倍音に適応させることが十分であるかもしれないので、ミッシング・ファンダメンタル音響心理学的効果を用いることによって、同じスピーカの配置に対する音響焦点合せは改善される。逆に、同じ品質の音響焦点合せおよびリスナーに対する印象が得られる一方で、スピーカの配置をかなり小さく組むことができる。
【００３２】
例えば、これは、ラップトップおよび携帯電話のスピーカに対して重要な利害関係があるかもしれない。そこでは、再生音響はユーザにのみ聴取され、彼らの隣の他の人には聴取されないことを要求することができる。これは、また、個人音響ゾーンと呼ぶことができる。ヘッドセットは、もはや必要でないかもしれない。それ故、音響システムは、ラップトップまたは携帯電話に実装されるために、強い方向を持った音響の放射とリスナーに対する高い音質に到達する一方で、小さくなければならない。
【００３３】
周波数解析器１１０は、幾何学パラメータに従って基本波周波数を判定するために、オーディオ信号１０２の周波数スペクトルを解析することができる。例えば、幾何学パラメータは、カットオフ周波数を定義することができ、オーディオ信号１０２の周波数スペクトルの解析は、カットオフ周波数以下の基本波周波数を判定することができる。このカットオフは、音響信号を焦点合せするためのスピーカ１４０の配置の物理的なバンド幅に関連づけることができる。
【００３４】
幾何学パラメータは、複数のスピーカ１４０の配置の最大寸法に基づくこともできる。例えば、複数のスピーカ１４０は、線上に配置することができ、幾何学パラメータは、両方の最も外側のスピーカの距離に等しくてもよい。距離は、スピーカの中心間またはスピーカの最外点の間で計測することができる。
【００３５】
代替は、複数のスピーカ１４０の円形配置であってもよく、そこにおいて、幾何学パラメータは円形領域エリアの直径に等しくてもよい。
【００３６】
線配列は、例えば、テレビセットでの水平線として、または教会における垂直線として用いられる。
【００３７】
線配列は、主に一方向に音響を焦点合せすることができ、円形配列は二方向に音響を焦点合せすることができる。
【００３８】
スピーカ１４０の配置は、幾何学パラメータにリンクされるカットオフ周波数以下の周波数を有する信号を焦点合せすることができないかもしれない。例えば、幾何学パラメータが線配列（線上に配置された複数のスピーカ）の長さ（両方の最も外側のスピーカの距離）に等しい場合、カットオフ周波数は幾何学パラメータの２倍のカットオフ波長に対応することができる。
【００３９】
周波数解析器１１０は、カットオフ周波数以下の複数の基本波周波数を判定するように構成することができる。これに対応して、信号処理器１２０は、各判定された基本波周波数の１つ以上の倍音に適応させるように構成することができる。
【００４０】
信号処理器１２０は、例えば、倍音を増幅することによって、倍音に適応させることができる。信号処理器１２０は、音響心理学的音響効果の品質を改善するために、同じ基本波周波数の複数の倍音に適応させるように構成することができる。リスナーに対する物理的に弱いまたは存在しない基本波周波数の印象は、基本波周波数に対するより多くの倍音に適応させることによって改善することができる。信号処理器１２０は、特定の振幅比を有する同じ基本波周波数の複数の倍音を増幅するように構成することができる。例えば、基本波周波数の３オクターブ上の倍音に適応させるようにしてもよい。しかしながら、１つの倍音に適応させることによって、すでに効果を知覚することができる。
【００４１】
信号出力インターフェイス１３０は、処理されたオーディオ信号を複数のスピーカの各スピーカに提供するように構成することができる。あるいは、信号出力インターフェイス１３０は、例えば、各スピーカに対する処理されたオーディオ信号の振幅および／または位相を調整するように構成することができる。
【００４２】
図１の破線は、複数のスピーカ１４０および焦点合せされた音響信号１４２の配置を示す。この図において、２つのスピーカ１４０が示されるが、スピーカの数は任意とすることができる。この例では、２つのスピーカは、線上に配置された複数のスピーカの最も外側のスピーカとすることができる。
【００４３】
本発明にかかるいくつかの実施形態は、周波数解析器により判定された基本波周波数を減衰させるように構成されたハイパスフィルタを備える。周波数解析器が、幾何学的パラメータに従ってカットオフ周波数以下の複数の基本波周波数を判定する場合、ハイパスフィルタは、カットオフ周波数以下の複数の基本波周波数を減衰させるように構成することができる。このようにして、波長があまりにも大きいためにスピーカの配置によって焦点合せすることができない周波数は減衰させることができ、それ故、より高い周波数の高品質の焦点合せは、オーディオ信号の低周波数コンテンツによって広がらない。これは、例えば、ラップトップまたは携帯電話のパーソナル音響ゾーンに対して利害関係がある。
【００４４】
例えば、１メートルの長さの線配列は、最低６００Ｈｚの周波数の方向を持った放射を実行できる可能性がある。逆に、最低１００Ｈｚの周波数の方向を持った放射に対して、１．７ｍ（λ／２）の長さを有する配列が必要となる。
【００４５】
線配列の最も外側のスピーカの距離は、この距離によって音響信号の最初の消滅を判定することができるので、重要である。言い換えれば、音響信号を焦点合せするための下端カットオフ周波数は、最も外側のスピーカの間の距離によって決定することができる。上端カットオフ周波数は、２つの隣接するスピーカの間の距離によって決定することができる。
【００４６】
必要以上に大きい配列が用いられた場合、基本波周波数は減衰することができない。
【００４７】
本発明にかかるいくつか更なる実施形態は、基本波周波数の倍音を生成するように構成された倍音生成器を備える。オーディオ信号の周波数スペクトルが、基本波周波数の倍音の周波数部分を備えないまたはわずかに備えるのみである場合、倍音は、倍音生成器によって生成することができる。場合によっては、倍音生成器は、同じ基本波周波数に対する複数の倍音を生成することができる。
【００４８】
生成された倍音は、信号処理器１２０によって適応させることができる。
【００４９】
図２は、基本波周波数対最低成分の周波数２００を示す。線図２００は、音の仮想ピッチの存在領域２１０（ダークエリア）を示し、縦軸は基本波周波数を示し、横軸は高調波成分（音の一部）を示す。ダークエリアは、音の仮想ピッチを生成するために高調波成分（倍音）が存在すべき領域である。言い換えれば、ミッシング・ファンダメンタル効果を生成するために、最低倍音（最低成分）である基本波周波数の少なくとも１つの倍音はダークエリア２１０の中に周波数を有しているべきである。
【００５０】
例えば、５０Ｈｚの基本波周波数を有する合成音響は、最低スペクトル線（適応される最低周波数を有する倍音）が１ｋＨｚより低い周波数を備える場合、音の仮想ピッチ（ミッシング・ファンダメンタル効果）をなお生じる。つまり、５０Ｈｚの基本波周波数を有する実施例に対して、第２０番目の高調波成分までにのみ、音の仮想画像を生成することができる。
【００５１】
展開音響は残余音響と呼ばれ、対応するリスニング知覚は音の仮想ピッチと呼ばれる。
【００５２】
それ故、適応される倍音の周波数は、基本波周波数の３０倍未満とすべきである。
【００５３】
図３は、本発明の実施形態にかかる、複数のスピーカ１４０の配置によって音響信号１４２を焦点合せするためにオーディオ信号１０２を処理する装置３００のブロックダイヤグラムである。装置３００は、第１の信号路３１０および第２の信号路３２０を備える。
【００５４】
第１の経路３１０は、特性周波数に等しいカットオフ周波数を有するハイパスフィルタ３１２を備える。第１の信号路３１０は、それ故、特性周波数より高いオーディオ信号１０２の周波数を処理するように構成される。
【００５５】
第２の信号路３２０は、特性周波数に等しいカットオフ周波数を有するローパスフィルタ３２２を備える。それ故、第２の信号路３２０は、特性周波数より低いオーディオ信号１０２の周波数を処理するように構成される。特性周波数は、幾何学パラメータＬ  ３４０に基づいており、例えば、λ／２より大きくてもよい（Ｌ≧λ／２）。第１の信号路３１０において処理される周波数は、ｋＬ>>１（ここでｋは周波数の波数である）の必要条件を満たすことができる。対応して、第２の信号路３２０において処理される周波数は、ｋＬ<<１の必要条件を満たすことができる。
【００５６】
更に、第２の信号路３２０は、周波数解析器１１０と、信号処理器１２０と、倍音（ＨＰ−高調波）に対するハイパスフィルタ３２４とを備えた、音響心理学的ブロックを備える。倍音に対するハイパスフィルタ３２４は、基本波周波数を減衰させることができる。
【００５７】
そのうえ、装置３００は、第１の信号路３１０において処理された信号と第２の信号路３２０において処理された信号をオーバーレイするように構成された合成器３３０を備える。合成器３３０は、信号出力インターフェイス１３０（一点鎖線の矩形によって示される）に接続され、信号出力インターフェイス１３０は、複数のスピーカ１４０の配置に接続されている。
【００５８】
破線によりマークされたスピーカの正面のエリアは、焦点合せされた音響信号１４２を示す。破線の円３４４は、音響信号の放射が、音響心理学的効果を利用しないで、低い周波数に対してどのように見えるかを示す。
【００５９】
合成器３３０は、第１の信号路３１０において処理された信号および／または第２の信号路３２０において処理された信号の振幅および／または位相を調整するように構成することができる。
【００６０】
図４は、オーディオ信号処理の図解図４００をふさわしく示したものである。この例では、オーディオ信号の周波数スペクトル４１０は、２つの周波数（５０Ｈｚ、１４０Ｈｚ）から成る。幾何学パラメータに基づいて、第１の信号路３１０のハイパスフィルタ３１２と第２の信号路３２０のローパスフィルタ３２２のカットオフ周波数ｆ  ４１２は、例えば、９０Ｈｚとすることもできる。次に、第１の信号路３１０において処理された信号の周波数スペクトル４３０は、１４０Ｈｚの周波数部分を備え、第２の信号路３２０において処理された信号の周波数スペクトル４２０は、５０Ｈｚの周波数部分を備える。次に、カットオフ周波数以下の各基本波周波数に対する高調波イメージを創生し、音の高さおよび音量にマッチすることができる。言い換えれば、適応された基本波周波数の倍音は、オリジナルの基本波周波数の音の高さおよび音量にマッチすることができる。
【００６１】
カットオフ周波数の半分までの基本波（例えばカットオフの１オクターブ下）に対して、高調波イメージは、主に第２および第３高調波（第１および第２の倍音）から成ることができる。カットオフの１／３（ほぼ１．５オクターブ）までの基本波に対して、高調波イメージは、主に第３および第４の高調波から成ることができる。高調波のダイナミックレンジは、それらの知覚された音量が（意図された）オリジナルの基本波のそれにマッチするように、制御することができる。
【００６２】
このようにして、知覚される低周波数は、物理的に存在する下端周波数の１．５オクターブ下にあるものに到達することができる。
【００６３】
周波数スペクトル４４０は、基本波周波数を減衰されたまたは抑圧された高調波シリーズ（高調波イメージ）の一実施例を示す。処理されたオーディオ信号または出力信号の周波数スペクトル４５０は、第１の信号路３１０と第２の信号路３２０の結合された信号の周波数を備える。
【００６４】
図５は、本発明の実施形態にかかる、複数のスピーカの配置によって音響信号を焦点合せするために、オーディオ信号を処理する方法５００のフロー図を示す。音響信号は、オーディオ信号に基づいている。方法５００は、基本波周波数を判定するステップ５１０、基本波周波数の倍音に適応させるステップ５２０、処理された信号を出力するステップ５３０を備える。
【００６５】
オーディオ信号の周波数スペクトルにおける基本波周波数は、複数のスピーカの配置の幾何学パラメータに従って判定される。
【００６６】
更に、処理されたオーディオ信号を取得するために、基本波周波数の倍音に適応される。
【００６７】
処理されたオーディオ信号は、複数のスピーカに出力される。
【００６８】
本発明にかかるいくつかの実施形態は、低周波数拡張のための音響心理学的アプローチと、考慮される波長に関して十分に大きな音響放射エリアによる方向を持った音響放射アプローチの使用の組合せに関する。例えば、放射エリアのサイズが、指示された方法での低周波数の放射に対してさえあまりに小さい場合、知覚される低周波数域は、例えば１．５オクターブ拡張することができ、同時に、高調波の倍音の方向を持った放射によって、指示されたように知覚することができる。
【００６９】
本願において、同一の参照符号は、同じまたは類似の機能特性を有する対象および機能ユニットに対して部分的に用いられる。
【００７０】
特に、発明のスキームは、状況に依存して、ソフトウェアにおいて実装することもできることが注目される。  実施態様は、対応する方法が実行されるように、プログラム可能なコンピューターシステムと協動することができる電子的に読取可能な制御信号を有するデジタル記憶媒体、特にフレキシブルディスクまたはＣＤ上にあってもよい。一般に、本発明は、このようにまた、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ときに発明の方法を実行するための機械読取可能なキャリアに記憶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において構成される。言い換えれば、本発明は、このようにまた、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ときに発明の方法を実行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することもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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