(57)【要約】      （修正有）【課題】音響源探索の精度向上を図る。【解決手段】音響源（２１０）を異なるロケーションの複数の音響受信機（２０５、３１５）においてサンプリングすることを含み、各音響受信機は、システム時間を使用してそれぞれの受信した音響サンプルにタイムスタンプを付与し（３２０、３３０）、各音響受信機は、前記タイムスタンプを付与された音響サンプルを中央コントローラに送出し（３２５）、該中央コントローラ（５２５）は、前記複数の受信機から前記タイムスタンプを付与された音響サンプルを受信することに応答して、前記音源のロケーションを判定する（６３０）。【選択図】図１０
2007192817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響源を探索する方法であって、
前記音響源（２１０）を複数の音響受信機（２０５、３１５）においてサンプリングすることを含み、
各音響受信機は、システム時間を使用してそれぞれの受信した音響サンプルにタイムスタンプを付与し（３２０、３３０）、
各音響受信機は、前記タイムスタンプを付与された音響サンプルを中央コントローラに送出し（３２５）、
該中央コントローラ（５２５）は、前記複数の受信機から前記タイムスタンプを付与された音響サンプルを受信する（６０５）ことに応答して、前記音響源（２１０）のロケーションを判定する（６３０）、方法。
【請求項２】
前記音響源をサンプリングすることは、所定の音響パターンを検出する（３１０）ことに応答する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記音響源のロケーションを判定することは、
前記音響受信機間の音響信号到着時間差を判定する（６１５）こと、
前記到着時間差に基づいて、前記音響源から各音響受信機までの相対距離を計算する（６２０、６２５）こと、及び
前記相対距離を使用して、前記音響源のロケーションを判定する（６３０）ことを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
音響源からサンプルを受信する方法であって、
異なるロケーションを有する複数の音響受信機において、且つ、それぞれの音響受信機サンプリング時間で、前記音響源をサンプリングすることを含み、前記音響受信機は共通システム時間に同期し、
各音響受信機は、前記音響サンプルを中央コントローラに送出し、
該中央コントローラは、前記複数の音響受信機から受信された音響サンプルをコヒーレントに結合する、方法。
【請求項５】
前記受信された音響サンプルのそれぞれのタイムスタンプ及び前記音響源のロケーションに従って、前記受信された音響サンプルをコヒーレントに結合することであって、それによって、強化された音響源信号が生成される、コヒーレントに結合することをさらに含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
各音響受信機は、高精度時間プロトコルを使用して前記システム時間に同期する、請求項１から５のいずれか１項に記載の音響源からサンプルを受信する方法。
【請求項７】
前記タイムスタンプを付与された音響サンプルは、特徴化されない遅延を有する通信経路（２２０）を通じて送出される、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
コンピュータ上で実行されると、請求項１から７のいずれか１項の方法を実行するように構成されるコンピュータプログラムを保持するキャリア媒体。
【請求項９】
音響受信機であって、
音響源（２１０）から受信した音響信号を変換する音響変換器（２３０）と、
外部システム時間（５３８）に同期するローカルクロック（２３８、２３６）と、
特徴化されない遅延を有する通信経路（２２０）にインタフェースするように構成される通信インタフェース（２３４）と、
前記音響源から前記受信した音響信号をサンプリングし、且つ前記特徴化されない遅延を有する前記通信経路上に前記サンプルを送信するように構成されるプロセッサ（２３２）とを備える、音響受信機。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記ローカルクロックを使用して前記サンプルにタイムスタンプを付与するようにさらに構成され、前記送信されたサンプルは、タイムスタンプを付与される、請求項９に記載の音響受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、マイクロフォン等の音響変換器を有する複数の音響受信機を使用した、音響源又は音声源の探索(locate,位置を特定する)及び音響信号強化に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のマイクロフォンにおける射撃音の到着時間に基づいて射撃音源を探索するシステムは、オープンなアナログ回線、たとえば、電話回線を使用して、音を中央コントローラに中継する。その後、中央コントローラは、種々のマイクロフォンにおける相対的な到着時間を使用して、マイクロフォンのロケーション(location:位置)に対して射撃音源を探索することができる。マイクロフォンは、通常、電柱上に位置し、これらのシステムは、射撃音源を、或る領域、すなわち、街区のサイズまで探索することができる。より多くのマイクロフォン、コンピューティング資源、及び通信回線資源を使用することによって、より高い精度を得ることができる。しかし、これらのシステムは、音響源のロケーションを正確に判定するために、遅延が十分に特徴化される、オープンなアナログ回線を必要とするため、十分にスケーリングしない(scale:釣り合わない)。
【０００３】
他の音響探索システムでは、音響信号は、複数のマイクロフォンにおいて、サンプリングされ、記憶される。要求されたマイクロフォンのそれぞれからの到着時間情報を使用して、音響源のロケーションを計算するために、所与の時間範囲内のサンプルが、中央コントローラによって要求される。各マイクロフォンについて要求される時間範囲は、マイクロフォンのロケーション、及び、マイクロフォンのそれぞれのローカルクロック間の相対タイミング差に従ってずれる。しかし、このシステムは、プロセッサ及びメモリを集中的に使用する。
【０００４】
また他の音響探索システムでは、音響信号が放出される時間を前もって知ることによって、音響センサは、（音速を知って）音響信号源に対するそれぞれの範囲を判定することができ、その後、三角測量を使用して、音響源の位置が判定される。
【０００５】
所定のロケーションを有する音響源から受信された音響信号の強化は、指向性マイクロフォンを使用して達成することができる。他の解決策は、受信信号から雑音を除去しようと試みる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的に、一態様では、ネットワーク等の通信経路によって中央コントローラ又はプロセッサに結合したマイクロフォン又は音センサ等の音声変換器を備えることができる音響受信機又は音声受信機のアレイが提供される。音響受信機は、射撃又は講堂内の話者等の音響源又は音声源からの音響信号をサンプリングし、共通時間すなわちシステム時間を使用してそれぞれの音響受信機において、これらのサンプルにタイムスタンプを付与する(time-stamping)ように構成される。システム時間は、音響受信機及び中央コントローラが同期する共通時間であり、一実施形態では、ＩＥＥＥ規格１５８８−２００２、「IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems」, IEEE, New York, 2002で規定される高精度時間プロトコル（ＰＴＰ）（以降で、ＰＴＰと呼ばれる）を使用して同期されたそれぞれのローカルクロックによって実施される。各音響受信機からのタイムスタンプを付与された音響信号は、その後、通信経路を通じて、音響受信機のうちの１つに一体にされてもよく、又は、されなくてもよい中央コントローラに送出される。一実施形態では、通信経路は、イーサネットローカルエリアネットワーク等の特徴化されない遅延を有するデジタル通信経路又は特徴化されない遅延を有する他の経路を備える。特徴化されない遅延は、未知の信号伝播遅延である。音響受信機のロケーションを知っている、中央コントローラは、音響受信機のそれぞれにおける、共通の音響的特徴又はイベントの反復（タイムスタンプ）間の相対時間差を使用して、音響源のロケーションを計算する。
【０００７】
代替の実施形態は、異なるシステム時間同期方法を利用してもよく、一部の精度の低い用途では、インターネットで一般に使用されるネットワーク時間プロトコル（ＮＴＰ）等の精度の低い同期方法さえも採用されてもよい。
【０００８】
特徴化される遅延を有する通信経路、たとえば、既知の長さのアナログ同軸ケーブルは、音響受信機と中央コントローラとの間で使用されてもよい。同様に、別法として、インターネット等の任意のパケット交換デジタルネットワーク及びＩＥＥＥ８０２．１１プロトコル規格によって提供されるワイヤレスＬＡＮを含む、特徴化されない遅延(non-characterized delay)を有する種々の通信経路を使用することができる。
【０００９】
サンプリングされた音響信号は、タイムスタンプを付与される前に、デジタル化されるか、又は、アナログフォーマットで記録されてもよい。一実施形態では、サンプリングは、射撃等の、所定の音響パターン又はイベントを検出することに応答して、実行されるだけである。しかし、別法として、音響受信機は、音響信号を連続してサンプリングしてもよい。同様に、タイムスタンプを付与された音響サンプルは、中央コントローラによって要求されるまでそれぞれの音響受信機において記憶されてもよく、又は、別法として、タイムスタンプを付与されたサンプルは、自動的に、中央コントローラに送出されてもよい。
【００１０】
中央コントローラは、複数の音響受信機からのタイムスタンプを付与されたサンプルを使用して、音響源のロケーションを計算する種々の方法を利用してもよい。一実施形態では、双曲線系(system of hyperbolas)を使用して、それぞれの音響受信機における共通音響イベント（たとえば、射撃の開始）の受信の時間差を使用して、各音響受信機から音響源までの距離が判定される。双曲線方程式系は、各音響受信機から音響源までの範囲を判定するために解かれる。距離を判定するための、この双曲線系の知られている適用は、http://en.wikipedia.org/wiki/LORANで述べられる長距離航行法(Long Range Navigation)（ＬＯＲＡＮ）システムで使用される。その後、交わる範囲円の系(system of intersecting range circles)を使用した三角測量を使用して、音響受信機に関する音響源を探索することができる。その後、音響受信機のロケーションを知ることは、音響源の位置が固定されることを可能にする。既知のロケーションにおける到着時間差が与えられると、音源のロケーションを計算する種々の他の方法も、当業者に利用可能になるであろう。
【００１１】
音響源のロケーションが判定されると、受信された音響サンプルは、コヒーレントに結合される、すなわち、時間的に整列され、加算されて、強化された音響信号が生成される。たとえば、音響信号、たとえば、元の射撃が、増幅される、且つ／又は、その雑音が低減されることができる。
【００１２】
同様に、中央コントローラは、音響源からの音響受信機の所定距離に応じたそれぞれの音響受信機時間で、音響源をサンプリングするように、音響受信機に指令することができる。その後、そのようにサンプリングされた音響信号は、強化された音響信号を生成するため、コヒーレントな結合のために既に整列して、中央コントローラに送出することができる。換言すれば、各音響受信機における対応するサンプルは、異なるロケーションにおいてであるが、同じ音響特徴を取り込む。その後、サンプルは、それぞれのサンプリング時間が、同じ音響特徴を取り込むように構成されるという意味で整列する。これは、マイクロフォンのアレイを使用して、話者が、聴衆から探索され、その後、話者の音声の受信を強化するために、話者を適切な間隔でサンプリングするように、マイクロフォンが時間制御される(time)ことができる、たとえば、セミナーの状況で適用されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
別の態様では、音響源を探索する方法が提供されており、当該方法は、上記音響源を複数の音響受信機においてサンプリングすることを含み、各音響受信機は、システム時間を使用してそれぞれの受信した音響サンプルにタイムスタンプを付与し、各音響受信機は、上記タイムスタンプを付与された音響サンプルを中央コントローラに送出し、中央コントローラは、タイムスタンプを付与された音源サンプルを複数の受信機から受信することに応答して、音響源のロケーションを判定する。
【００１４】
別の態様では、音響源を探索するシステムが提供されており、当該システムは、音響源をサンプリングするように構成される複数の音響受信機であって、それぞれが、クロックおよび音響サンプルにタイムスタンプを付与するように構成されるプロセッサを有する、音響受信機を備え、ローカルクロックはシステム時間に同期し、各音響受信機は上記タイムスタンプを付与されたサンプルを中央コントローラに送出するように構成される通信インタフェースを有し、中央コントローラは、タイムスタンプを付与されたサンプルを受信し、且つ複数の受信機からの上記タイムスタンプを付与されたサンプルを使用して音響源のロケーションを判定するように構成される。
【００１５】
別の態様では、音響受信機が提供されており、当該音響受信機は、音響源から受信した音響信号を変換する音響変換器と、外部システム時間に同期するように構成されるローカルクロックと、通信経路にインタフェースするように構成される通信インタフェースと、音響源から変換した受信済み音響信号をサンプリングし、且つ上記サンプルを上記通信経路上に送信するように構成されるプロセッサとを備える。
【００１６】
別の態様では、音響受信機が提供されており、当該音響受信機は、音響源から受信した音響信号を変換する音響変換器と、外部システム時間に同期するように構成されるローカルクロックと、通信経路にインタフェースするように構成される通信インタフェースと、音響源から変換した受信済み音響信号をサンプリングし、ローカルクロックを使用して上記サンプルにタイムスタンプを付与し、当該タイムスタンプを付与されたサンプルを上記通信経路上に送信するように構成されるプロセッサとを備える。
【００１７】
タイムスタンプを付与されたサンプルを送信すること、又は、送出することは、一実施形態では、各サンプルをそれぞれのタイムスタンプとともに中央コントローラに送出することによって達成されてもよい。別法として、タイムスタンプを付与されたサンプルの送出は、別の実施形態では、タイムスタンプを付与されたサンプルの或るシーケンスで、第１のタイムスタンプを付与されたサンプルを、それぞれのタイムスタンプとタイムスタンプ間隔とともに送出し、その後、残りのシーケンスで、それぞれのタイムスタンプが無い状態であるが、タイムスタンプを付与されたサンプルのみを送出することによって実施されてもよい。第１のタイムスタンプ及びタイムスタンプ間隔又はサンプル時間間隔を知ることによって、タイムスタンプを付与されたサンプルのシーケンスを受信する中央コントローラは、第１のサンプルのタイムスタンプ、サンプル時間間隔、及びサンプルのシーケンスにおける受信された順序から適切なサンプル時間を判定することができる。これは、通信経路上の遅延が特徴化されなくても成り立ち、タイムスタンプを付与されたサンプルが送信又は送出されたシーケンスが、タイムスタンプを付与されたサンプルが中央コントローラで受信されるシーケンスと同じであるはずであるという仮定を用いる。この仮定は、ＬＡＮ又は通信経路に基づく多くの他のタイプのデジタルネットワークにおいて有効であるが、パケットがシーケンスの範囲外で到着する可能性がある、たとえば、インターネット等の大きなネットワークにおいて適用することができない場合がある。
【００１８】
別の態様では、音響源をサンプリングする方法が提供されており、当該方法は、音響源から受信された音響信号を変換することと、外部システム時間を使用して変換された音響信号をサンプリングすることと、システム時間を使用して、サンプリングされた音響信号にタイムスタンプを付与することと、タイムスタンプを付与されたサンプリング済み音響信号を通信経路上に送信することを含む。
【００１９】
別の態様では、中央コントローラが提供されており、当該中央コントローラは、通信経路を通じて複数の音響受信機からタイムスタンプを付与された音響サンプルを受信するように構成される通信インタフェースと、タイムスタンプを付与された音響サンプルを使用して音響源のロケーションを判定するように構成されるプロセッサとを備える。
【００２０】
別の態様では、音響源のロケーションを判定する方法が提供されており、当該方法は、通信経路を通じて、複数の音響受信機から音響源のタイムスタンプを付与されたサンプルを受信すること、及び、受信されたタイムスタンプ付与済みの音響サンプルに基づいて音響源のロケーションを判定することを含む。
【００２１】
ロケーションは、音響受信機の既知の位置及び共通音響特徴又はパターンの（それぞれのタイムスタンプによって示される）相対受信時間を使用して、判定することができる。
【００２２】
一実施形態では、中央コントローラは、複数の音響受信機からの受信されたタイムスタンプ付与済みのサンプルの共通音響特徴を識別し、それぞれのタイムスタンプを使用して、識別された共通音響特徴の受信時間のタイミングオフセット又は差を判定する。
【００２３】
一実施形態では、通信経路は、たとえばＬＡＮ等の特徴化されない遅延を有し、通信インタフェースは、特徴化されない遅延を有するこの通信経路とインタフェースするようになっている。別法として、たとえば、既知の長さのアナログ同軸ケーブル等の通信経路遅延は、特徴化することができる。
【００２４】
一実施形態では、各音響受信機のクロックは、高精度時間プロトコルを使用して、外部時間又はシステム時間に同期する。これは、受信機に組み込まれたＰＴＰハードウェアを使用して実施することができ、ＰＴＰハードウェアは、関連する音響受信機におけるＰＨＹ層とＭＡＣ層とのインタフェースを通過する全てのＰＴＰ同期パケットを回復し（複製し）、タイムスタンプを付与する。代替の機構は、たとえば、異なる時間同期プロトコルからのハードウェアタイムスタンプ付与同期パケット、或いは、たとえば、ＰＨＹ層若しくはＭＡＣ層から直接の、又は、さらに通信経路から直接の、異なるインタフェースにおける、さらに「スヌーピング」同期パケットが、異なる実施形態について考えられる。同様に、異なる同期プロトコルを、異なる同期メッセージに関して使用することができる。
【００２５】
音響源のロケーションが判定されると、受信された音響サンプルは、コヒーレントに結合される、すなわち、共通音響特徴が、整列され、加算されて、強化された音響信号が生成される。たとえば、音響信号、たとえば、元の射撃が、増幅される、且つ／又は、その雑音が低減されることができる。
【００２６】
一般的に、別の態様では、ネットワーク等の通信経路によって中央コントローラに結合したマイクロフォン又は音響センサ等の音響変換器を備えることができる音響受信機のアレイが提供される。音響受信機は、システム時間を使用してそれぞれの音響受信機サンプリング時間で、射撃又は講堂内の話者等の音響源又は音声源からの音響信号をサンプリングするように構成される。システム時間は、音響受信機全てによって使用される共通時間であり、一実施形態では、ＰＴＰ時間同期プロトコルを使用して同期されたそれぞれのローカルクロックによって実施される。それぞれの音響受信機サンプリング時間は、中央コントローラによって、判定され、それぞれの各音響受信機に送出され、それぞれの各音響受信機に対する音響源のロケーションに依存する。たとえば、音響源から音響受信機までの距離が大きくなればなるほど、たとえば、より近い音響受信機と比較して、その音響受信機についての、それぞれの音響受信機サンプリング時間が遅くなる。その後、適切に時間制御された音響サンプルは、通信経路を通じて、音響受信機のうちの１つに一体にされてもよく、又は、されなくてもよい中央コントローラに送出される。一実施形態では、通信経路は、イーサネットローカルエリアネットワーク等の特徴化されない遅延を有するデジタル通信ネットワーク又は遅延が特徴化されない他の経路を備える。その後、中央コントローラは、サンプリングされた音響信号をコヒーレントに加算するか、又は、その他の方法で処理して、音響源を表す強化された音響信号、たとえば、増幅された、且つ／又は、低雑音の音響信号が生成される。
【００２７】
音響受信機から中央コントローラに送出される音響サンプルは、同期したローカル時間によってタイムスタンプを付与されてもよく、又は、されなくてもよい。一部の実施形態では、音響サンプルが、中央コントローラによって判定された、それぞれの音響受信機サンプリング時間で取り込まれるため、タイムスタンプを付与することは必要とされず、これらのサンプルは、タイムスタンプ付与以外のメカニズムによって、このサンプリング時間に関連付けられてもよい。たとえば、中央コントローラが、そのサンプリング時間及びサンプリングする音響受信機を判定することができるように、各サンプルは、遅延が特徴化される通信経路を下流に送出され(send down)てもよい。別法として、サンプルの各セット（各音響受信機から１つずつのセット）は、適切にラベル付けされてもよい。しかし、他の実施形態では、その音響受信機のそれぞれのサンプリング時間に対応する、各音響受信機からのタイムスタンプを付与されたサンプルのみが、中央コントローラによって結合されるように、タイムスタンプの付与が使用されてもよい。音響サンプルは、デジタル的にサンプリングされてもよく、又は、されなくてもよい。
【００２８】
代替の実施形態は、異なるシステム時間同期方法を利用してもよく、たとえば、一部の精度の低い用途では、インターネットで一般に使用されるネットワーク時間プロトコル（ＮＴＰ）等の同期精度の低い方法が使用されてもよい。遅延が特徴化される通信経路、たとえば、アナログ同軸ケーブルは、音響受信機と中央コントローラとの間で使用されてもよい。同様に、別法として、インターネット等の任意のパケット交換デジタルネットワーク及びＩＥＥＥ８０２．１１プロトコル規格によって提供されるワイヤレスＬＡＮを含む、遅延が特徴化されない種々の通信経路を使用することができる。
【００２９】
音響源のロケーションは、本開示の先に概観した態様によって判定されてもよいが、別法として、代替の探索方法が使用されてもよい。たとえば、音響源のロケーションは、観察者によって手作業で、又は、適切なシステムによって自動的に容易に識別することができる、たとえば、講堂の平面図上の地点に対応してもよい。別の例では、演壇のロケーションが、建物図面からわかっており、且つ話者についての高さが推測される場合、演壇に立つ話者のロケーションを判定することができる。別の（たとえば、映画を作る）場合、ガントリ又はロボットによって既知の軌道を通って移動している音源を追跡して、音源のロケーションを、軌道及び時間から判定することができる。
【００３０】
別の態様では、音響源からサンプルを受信する方法が提供されており、当該方法は、異なるロケーションを有する複数の音響受信機において、且つ、それぞれの音響受信機サンプリング時間で、上記音響源をサンプリングすることを含み、上記音響受信機はシステム時間に同期し、各音響受信機は、上記音響サンプルを中央コントローラに送出し、中央コントローラは、複数の音響受信機から受信された音響サンプルを処理する。
【００３１】
別の態様では、音響源からサンプルを受信するシステムが提供されており、当該システムは、異なるロケーションにおいて、且つ、それぞれの音響受信機サンプリング時間で、上記音響源をサンプリングする複数の音響受信機を備え、各音響受信機は、システム時間に同期し、且つ上記音響サンプルを中央コントローラに送出するように構成され、中央コントローラは、複数の音響受信機から受信された音響サンプルを処理するように構成される。
【００３２】
それぞれの音響受信機サンプリング時間は、音響源からの距離、したがって、共通音響特徴又はパターンが異なるロケーションからサンプリングされるように、共通音響特徴又はパターンの、各受信機における予想到着時間に依存してもよい。その後、異なる音響源からのこれらのサンプルは、共通音響イベントを記録し、中央コントローラによって結合されることができる。
【００３３】
別の態様では、中央コントローラが提供されており、当該中央コントローラは、システム時間に関して複数の音響受信機のそれぞれについてそれぞれの音響受信機サンプリング時間を判定するように構成されるプロセッサと、それぞれの受信機サンプリング時間でサンプリングするようにという音響受信機に対する指令に応答して、通信経路を通じて、音響受信機からの、また、サンプリング時間に対応する音響サンプルを受信するように構成される通信インタフェースとを備え、プロセッサは、さらに、受信されたサンプルを結合するように構成される。
【００３４】
別の態様では、中央コントローラが提供されており、当該中央コントローラは、システム時間に同期するローカルクロックと、システム時間に関して複数の音響受信機のそれぞれについてそれぞれの音響受信機サンプリング時間を判定するように構成されるプロセッサと、音響受信機から音響サンプルを受信するように構成される通信インタフェースとを備え、プロセッサは、さらに、それぞれの音響受信機からのそれぞれの判定された音響受信機サンプリング時間に対応する受信されたサンプルを結合するように構成される。
【００３５】
一実施形態では、タイムスタンプを付与された音響サンプルは、音響受信機から受信されてもよく、中央コントローラは、それぞれの音響受信機サンプリング時間に対応するサンプルのみを結合するように構成される。
【００３６】
別の態様では、音響源からの音響信号を強化する方法が提供されており、当該方法は、システム時間に関して複数の音響受信機のそれぞれについて音響受信機サンプリング時間を判定することと、それぞれの音響受信機サンプリング時間でサンプリングするように、通信経路を通じて音響受信機に指令することと、通信経路を通じて音響受信機から対応する音響サンプルを受信することと、受信された音響サンプルを結合することとを含む。
【００３７】
別の態様では、音響源からの音響信号を強化する方法が提供されており、当該方法は、システム時間に関して複数の音響受信機のそれぞれについて音響受信機サンプリング時間を判定することと、通信経路を通じて音響受信機から音響サンプルを受信することと、所定の音響受信機サンプリング時間に対応する受信された音響サンプルを結合することとを含む。
【００３８】
それぞれの音響受信機サンプリング時間は、それぞれの各音響受信機と音響源との距離に依存してもよい。コントローラは、受信されたサンプルを処理する、たとえば、受信されたサンプルをコヒーレントに結合することによって、音響信号を強化してもよい。
【００３９】
別の態様では、音響受信機が提供されており、当該音響受信機は、音響源から受信した音響信号を変換する音響変換器と、外部システム時間に同期するローカルクロックと、通信経路にインタフェースするように構成される通信インタフェースと、それぞれの音響受信機サンプリング時間を受信し、当該それぞれの音響受信機サンプリング時間で音響源からの受信した音響信号をサンプリングし、上記通信経路上に上記サンプルを送信するように構成されるプロセッサとを備える。
【００４０】
別の態様では、音響源をサンプリングする方法が提供されており、当該方法は、システム時間に同期することと、それぞれの音響受信機サンプリング時間を受信することと、音響源から受信された音響信号を変換することと、上記それぞれの音響受信機サンプリング時間で変換された音響信号をサンプリングすることと、サンプリングされた音響信号を通信経路上に送信することとを含む。
【００４１】
一実施形態では、音響源が、各音響受信機によって周期的にではあるが、音響源からの音響受信機の距離に依存するそれぞれの時間オフセットでサンプリングされるように、それぞれの音響受信機サンプリング時間は、それぞれの音響受信機におけるそれぞれの時間オフセットに対応してもよい。そのため、サンプルの１つのセット又はグループ、すなわち、各音響受信機から１つずつのセット又はグループは、各サンプリング期間について生成されてもよい。１つのセットからのサンプルは、遅延が特徴化される通信経路が採用される場合には、コントローラにおける受信時間によって、或いは、適切な識別子又はラベルによって、或いは、音響受信機において適用され、特定の時間範囲内の全てのサンプルを識別するために中央コントローラが要求することができるタイムスタンプによって、別のセットからのサンプルと区別されてもよい。
【００４２】
一般的に、別の態様では、こうした受信機のアレイにおいて、マイクロフォン又は音響センサ等の音響受信機を探索する方法が提供される。これは、音響受信機の少なくとも２つの位置、音響源の位置とタイミング、並びに、音速についての計算と知識を使用して達成することができる。この情報から、他の音響受信機のそれぞれの相対的なロケーション、したがって、実際のロケーションを判定することができる。音響源は、音響受信機の１つに関連する音源、たとえば、所定時間に音を放出するブザー又はスピーカからのものであることができる。別法として、独立した音響源を使用することができる。この方法は、音響受信機のアレイを正確に探索するために、先に概観した探索及び強化システムを較正するのに使用されてもよい。
【００４３】
アレイの音響受信機は、通信経路を使用して結合される。一実施形態では、通信経路は、イーサネットローカルエリアネットワーク等の遅延が特徴化されないデジタル通信経路又は遅延が特徴化されない他の経路を備える。しかし、別法として、遅延が特徴化される経路が使用されてもよい。
【００４４】
音響受信機のそれぞれ（及び、使用される場合、中央コントローラ）は、システム時間に同期する。一実施形態では、これは、ＩＥＥＥ１５８８時間同期プロトコルを使用して同期したそれぞれのローカルクロックによって実施される。
【００４５】
一態様では、未知のロケーションの音響受信機を探索する方法が提供されており、当該方法は、上記未知のロケーションの音響受信機及び２つの既知のロケーションの音響受信機における音響信号の到着時間を判定することを含み、音響信号は、既知の時間において、且つ、既知のロケーションの音響源から送信されており、音響受信機間の到着時間差に応じて未知のロケーションの音響受信機のロケーションを判定することを含む。
【００４６】
この方法は、複数の未知のロケーションの音響受信機の位置が決まるまで繰り返されてもよい。
【００４７】
一実施形態では、未知のロケーションの受信機のロケーションを判定することは、受信された音響信号が、共通音響イベントに対応する、音響受信機間の音響信号の到着時間差を判定することと、上記到着時間差に基づいて音響源から各音響受信機までの相対距離を計算することと、上記相対距離及び既知のロケーションの音響受信機のロケーションを使用して、未知のロケーションの音響受信機のロケーションを判定することとを含む。
【００４８】
一実施形態では、音響源は、スピーカ等のサウンダ（sounder:音を出すもの）を組み込む、既知のロケーションの音響受信機のうちの１つであってもよい。
【００４９】
別の態様では、音響受信機が提供されており、当該音響受信機は、音響源から受信した音響信号を変換する音響変換器と、外部システム時間に同期するように構成されるローカルクロックと、通信経路にインタフェースするように構成される通信インタフェースと、音響源からの変換された受信済み音響信号をサンプリングし、且つ上記サンプルを上記通信経路上に送信するように構成されるプロセッサと、音響サウンダとを備える。
【００５０】
別の態様では、音響受信機が提供されており、当該音響受信機は、音響源から受信した音響信号を変換する音響変換器と、外部システム時間に同期するように構成されるローカルクロックと、通信経路にインタフェースするように構成される通信インタフェースと、音響源からの変換された受信済み音響信号をサンプリングし、ローカルクロックを使用して上記サンプルにタイムスタンプを付与し、当該タイムスタンプを付与したサンプルを上記通信経路上に送信するように構成されるプロセッサと、音響サウンダとを備える。
【００５１】
別の態様では、音響受信機が提供されており、当該音響受信機は、音響源から受信した音響信号を変換する音響変換器と、外部システム時間に同期するローカルクロックと、通信経路にインタフェースするように構成される通信インタフェースと、それぞれの音響受信機サンプリング時間を受信し、上記それぞれの音響受信機サンプリング時間で音響源からの受信された音響信号をサンプリングし、上記サンプルを上記通信経路上に送信するように構成されるプロセッサと、音響サウンダとを備える。
【００５２】
概観した方法のそれぞれは、ソフトウェア又はいくつかの他の手段で実施されてもよい。
【００５３】
実施形態は、ここで、単に例として、また、制限することを意図することなく、以下の図面を参照して述べられるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
図１は、一実施形態による音響源又は音源のロケーションを判定するシステムを示す。システム１００は、マイクロフォン又は他の音響変換器を通常有し、且つネットワーク１２０によって中央コントローラ１２５に結合される音響受信機１０５ａ〜１０５ｆのアレイを備える。中央コントローラは、音響受信機１０５のうちの１つに一体にされてもよく、又は、図示するように、別個のエンティティであってもよい。マイクロフォン又は音響受信機１０５のロケーションは、既知であり、通常、ロケーションは、未知のロケーションの音響源を含む領域を「囲む」ように構成されてもよい。しかし、音響受信機又はマイクロフォンの種々の他の機構又はロケーションレイアウトを使用することができ、たとえば、プレーナアレイ、又は、たとえば、マイクロフォンがその周辺にだけ位置するのではなく、対象の領域全体を通して分布する分布アレイを含む。
【００５５】
音響源１１０のロケーションは、最初は知られておらず、音響源１１０から各音響受信機１０５までの、音響放出又は音の相対「飛行時間(time of flight)」が、線１１５によって概略的に示される。したがって、同じ音響放出は、異なる時刻(time：時間)で、異なる音響受信機に到着するであろう。音響源からの音響を放出した時刻(time of the acoustic emission)は推測されないため、以下でより詳細に述べるように、これらの異なる到着時間（arrival times:到着時刻）を使用して、音響源のロケーション又は位置を計算するには、少なくとも３つの音響受信機１０５が必要とされる。
【００５６】
ネットワーク１２０は、たとえば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイヤレスＬＡＮ、又は、さらにインターネットであってもよく、遅延が特徴化されない通信経路を備える。遅延が特徴化されない通信経路は、固定でないか、又は、確実に予測可能でない遅延を有する。通常、遅延が特徴化されない通信経路は、デジタルパケット交換接続を使用して実施される。遅延が特徴化されない通信経路を使用することは、音響源のロケーションを推定するのに、システムが通信経路の遅延に依存しないことを意味し、したがって、安価な通信経路を使用することができる。たとえば、ネットワークについては、単一のケーブルループが使用される場合があり、一方、遅延が特徴化される通信経路については、既知の長さの専用高品質ケーブルが必要とされる場合がある。しかし、別法として、アナログ同軸ケーブル又は電話回線等の遅延が特徴化される通信経路は、一部の実施形態で使用されてもよい。
【００５７】
図１のシステムで使用するのに適した音響受信機の略図が、図２に示される。音響受信機２０５は、マイクロフォン等の音響変換器２３０、プロセッサ２３２、イーサネットＬＡＮインタフェース等の通信経路インタフェース２３４、ＰＴＰハードウェアの実施態様等のシステム時間同期要素２３６、及びローカル発振器２３９を備える。ＰＴＰハードウェア２３６は、外部時間又はシステム時間に同期しており、且つ中央コントローラ１２５内、又は、他の所に位置してもよいマスタークロックによって提供されるローカルクロックを含む。別法として、マスタークロックは、音響受信機のうちの１つの受信機内に位置してもよい。
【００５８】
音響受信機及び中央コントローラの種々のローカルクロックを、互いのマイクロ秒以内で同期させるために、ハードウェアベースのＰＴＰ同期機器２３６を採用することができる。しかし、低いロケーション精度を要求する実施形態では、ソフトウェア実施式のＰＴＰ同期が、利用されてもよい。ＰＴＰの方法及びハードウェアの動作の概要は、図４ａ及び図４ｂに関して以下で示されるが、システムの詳細は、当業者に容易に利用可能であるであろう。他の実施形態では、ネットワーク時間プロトコル（ＮＴＰ）等の、代替の同期メカニズムを使用することができる。使用される同期のタイプは、たとえば、要求される音響源のロケーション精度又はコストに依存する場合がある。
【００５９】
通信経路インタフェース２３４は、イーサネットＬＡＮ等の遅延が特徴化されない通信経路２２０に結合される。時間同期インタフェース２３６はまた、遅延が特徴化されない通信経路２２０に結合されるが、別個の同期ルートを使用することができる。ＰＴＰ同期が使用される場合、通信経路に対する結合は、図４ｂに関してより詳細に述べるように、通信経路インタフェース２３４を介することができる。
【００６０】
図２の音響受信機の動作方法は、図３を参照して述べられる。方法（３００）は、音響源から音響信号又は音を受信し（３０５）、これらは、音響変換器２３０によって変換される。任意選択で、音響受信機２０５は、受信された信号が、射撃、フットボール、又は人の声等の、所定の音響パターン又は音響イベントに対応するかどうかを判定してもよい（３１０）。これらは、たとえば、受信された音響信号のフレームをローカルメモリ（図示せず）上に記憶された音響信号パターンと比較することによって、プロセッサ２３２によって実施されてもよい。こうしたパターンが検出されない場合（３１０でＮ）、方法（３００）は、到来する音響信号を監視し続ける。所定のパターンが検出される場合（３１０でＹ）、又は、このオプションが使用されない場合、受信され、変換された音響信号は、サンプリングされ、デジタル化される（３１５）。この動作は、通常、汎用プロセッサ２３２によって実行されるであろう。
【００６１】
音響サンプル（複数可）は、その後、ＰＴＰハードウェア２３６に組み込まれるローカルクロックが同期する先のシステム時間を使用して、プロセッサ２３２によってタイムスタンプを付与される（３２０）。これは、並列同期プロセス（３３０）によって図に示される。先に述べたように、この実施形態では、ローカルクロックは、ＰＴＰインタフェース２３６によって外部システム時間に同期する。タイムスタンプを付与されたサンプルは、その後、遅延が特徴化されない通信経路を通じて中央コントローラ１２５へ送信される（３２５）。タイムスタンプを付与された各サンプルは、たとえば、サンプル値に対応する数及びタイムスタンプに対応する数を有するパケットとして送出されてもよいが、タイムスタンプを付与されたサンプルを送信する種々のメカニズムが、当業者に利用可能であろう。たとえば、一部の実施形態では、一定のサンプリング期間を有するタイムスタンプを付与されたサンプルのシーケンスは、サンプリング時間間隔と共にそのタイムスタンプの数又は値を含むシーケンス内の第１のサンプルのみによって送出されてもよい。受信機は、その後、第１のサンプルのタイムスタンプ値及びサンプル時間間隔を使用して、第１のサンプルに続くシーケンス内のサンプルについて、タイムスタンプを回復することができる。いずれにしても、タイムスタンプを付与されたサンプルは、連続して送出されてもよく、又は、別法として、ローカルメモリ上にローカルに記憶され、たとえば、中央コントローラ１２５から、要求に応じて送出されてもよい。
【００６２】
図４ａは、高精度のタイミング要求を有するが、通信技術における予測可能なレイテンシを必要としない、測定センサ及び制御ネットワークにおいて通常採用されるＰＴＰ（ネットワーク測定及び制御システム用高精度クロック同期プロトコル）時間同期プロトコルのバージョンの動作を示す。換言すれば、遅延が特徴化されない通信経路すなわち特徴化されない遅延を有する通信経路を採用することができる。適切なハードウェアを使用して、マイクロ秒以下の範囲のタイミング精度が、ローカルエリアネットワークを通じて達成されることができる。本実施形態の適用では、こうした期間にわたって、音は１ｍｍ未満進むことになり、音響源の正確な探索が可能になることが留意されるべきである。
【００６３】
ＰＴＰシステムは、この実施形態では、音響受信機によって使用される同じ通信経路を使用して結合されるが、別個の経路を使用することも可能である、マスタークロック５３８及び複数のスレーブクロック２３８を利用する。他の実施形態では、マスタークロックは、中央コントローラ及び音響受信機から離れていてもよく、又は、音響受信機のうちの１つの受信機内に位置してもよい。図４ａでは、マスタークロックとスレーブクロックとの間のタイミングオフセット（ＴＯ）、並びに、通信経路、たとえば、ＬＡＮにわたる各方向の伝播遅延（ＴＰ）が存在する。マスタークロックは、マスタークロックからの、推定された伝送時間（ｅｓｔＴＳ１）を含むｓｙｎｃメッセージを送信する。第２のｆｏｌｌｏｗ−ｕｐメッセージは、ＰＴＰシステムの実施態様の詳細に応じて後で送出されてもよく、マスタークロックに関連するＰＴＰハードウェア（図５の５３６）によってタイムスタンプが付与された第１のｓｙｎｃメッセージの正確な伝送時間（ＴＳ１）を含む。推定された伝送時間と実際の伝送時間は、たとえば、使用されるイーサネット媒体に関する衝突遅延及び／又は競合遅延、並びに、特に、ソフトウェアスタックの遅延の変動のために、異なるであろう。
【００６４】
スレーブクロックに関連する受信機内のＰＴＰハードウェア２３６は、音響受信機のローカルクロック又はスレーブクロックを使用して、ｓｙｎｃメッセージの到着時間（ＴＳ２）を判定する。ｆｏｌｌｏｗ−ｕｐメッセージが受信されると、Ｍ２Ｓ遅延は、時間オフセット（ＴＯ）と伝播遅延（ＴＰ）の両方を含む、ＥｘｐＡｖｅ（ＴＳ２−ＴＳ１）として判定することができる。スレーブクロックは、その後、マスタークロックへ戻る方向にｄｅｌａｙ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを発行する。ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ（ＴＳ３）の伝送時間は、受信機ＰＴＰハードウェアによって指示される(note)。ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージは、到着時間（ＴＳ４）を指示するマスタークロックＰＴＰハードウェアによって受信される。ｄｅｌａｙ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージは、ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージの到着時間（ＴＳ４）で、マスタークロックからスレーブクロックへ送出される。ｄｅｌａｙ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージが、スレーブクロックによって受信されると、時間オフセット（ＴＯ）と伝播遅延（ＴＰ）の両方を同様に含む、ＥｘｐＡｖｅ（ＴＳ４−ＴＳ３）として、Ｓ２Ｍ遅延が判定される。スレーブクロックは、ここで、クロック間のオフセット（ＴＯ）とメッセージ伝播時間の問題を同時に解くのに使用される４つのタイムスタンプを有する。マスターからのクロックのオフセット（ＴＯ）を知って、スレーブを、適切になるように、速くするか、又は、遅くすることができる。
【００６５】
これらのステップを一定間隔で実施することによって、スレーブクロックは、マスター時間に追従する。これらのステップの変形が、当業者に知られており、たとえば、ＰＴＰの或る実施形態では、スレーブは、ｓｙｎｃメッセージを受信した後に、ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送出しない−スレーブは、あまり頻繁にｄｅｌａｙ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送出せず、また、ランダムに選択された時間にｄｅｌａｙ＿ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送出する。
【００６６】
図４ｂは、ＰＴＰハードウェア及びソフトウェアの、図２の受信機との相互作用を示す。ＰＴＰハードウェア２３６は、ＰＴＰクロック４３８、並びに、通常、サーボとして実施されるレート及びオフセット調整機能ブロック４３７を含む。ＰＴＰハードウェア２３６は、イーサネットＬＡＮ  ＰＨＹ（物理）層２３４、通常、１００Ｂａｓｅ＿Ｔエンコーダと、プロセッサ２３２内で通常実施される、対応するＭＡＣ（媒体アクセス制御）層との間を通過するパケットをスヌーピングする（盗聴する）。ＰＨＹ層とＭＡＣ層との間のインタフェース２３３は、通常、定義済みインタフェース、たとえば、ＭＩＩ（媒体独立インタフェース）又はＧＭＩＩ（ギガビットＭＩＩ）である。ＰＴＰハードウェア２３６は、ＰＴＰパケットを認識し、ローカルＰＴＰクロック４３８を使用してＰＴＰパケットにタイムスタンプを付与する。これは、ソフトウェアスタックの高いレベル（すなわち、ＭＡＣ以上）に関連するソフトウェアジッタを回避する。そのため、上述した同期メッセージの到着時間／出発時間は、正確に判定される。このタイミング情報は、マイクロプロセッサに送られて、マイクロプロセッサ内で実施されるＰＴＰソフトウェアと相互作用し、サーボ４３７を使用して、クロック操作する(steer)のに使用される。
【００６７】
代替の実施形態では、たとえば、ハードウェアタイムスタンプ付与を使用するが、図４ａに関して述べたものと異なる同期メッセージのシーケンスを使用した、異なる時間同期技法を使用することができる。別の代替の形態では、ＰＴＰハードウェアは、異なるレベル、たとえば、ＭＡＣ層、又は、おそらくさらに高いレベルの通信プロトコルスタックにインタフェースしてもよい。一部の実施形態では、対応するハードウェアは、ＬＡＮ又は他の通信回線上で直接スヌーピングしてもよく、さらに、たとえば、その関連する受信機へ／からアドレス指定されるパケットを認識する。他の実施形態で使用することができる他の時間同期プロトコルは、ネットワーク時間プロトコル（ＮＴＰ）を含む。
【００６８】
図１のシステムで使用するのに適した中央コントローラの略図が、図５に示される。中央コントローラ５２５は、イーサネットＬＡＮインタフェース等の通信経路インタフェース５３４、ＰＴＰ時間同期チップ等の時間同期インタフェース５３６、プロセッサ５３２とローカルメモリ５４０、及び、音響源のロケーションを表示するためか、又は、この情報を使用するために他の機器にインタフェースするためのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）等の出力５４２を備える。以下に述べる別の実施形態では、音響源のロケーションが判定されると、音響受信機を使用して、音響源に対する相対位置に応じた時間でロケーションがサンプリングされ、したがって、強化された音響信号が提供されることができる。
【００６９】
音響受信機のシステム用のマスタークロック５３８も示されており、説明の単純化のために、マスタークロック５３８は、中央コントローラの一部として実施されるものとして示されるが、システムの他の部品から離れていてもよく、又は、音響受信機のうちの１つの受信機内に位置してもよい。同様に、説明の単純化のために、時間同期機能（５３６）を有する中央コントローラが、示されるが、音響源を探索するのに使用されるのが、音響受信機における音響信号到着時間の時間オフセット又は時間差であるため、時間同期機能（５３６）は、本実施形態については必要ではない。
【００７０】
通信経路インタフェース５３４は、イーサネットＬＡＮ等の特徴化されない遅延５２０を有する通信経路に結合する。時間同期インタフェース５３６は、図２及び図４ｂに述べるＰＴＰハードウェア２３６に似ている。音響受信機２０５及びコントローラ５２５のローカルクロック４３８は、図４ａに関して述べたＰＴＰプロトコルを使用してＰＴＰマスタークロック５３８に同期する。
【００７１】
図５の中央コントローラの動作方法は、図６を参照して述べられる。方法（６００）は、タイムスタンプを付与された音響サンプルを複数の音響受信機から受信する(６０５)。これらは、通信経路又はネットワーク５２０から通信経路インタフェース５３４を介して受信される。先に説明したように、これは、通常、イーサネットＬＡＮ等の遅延が特徴化されないネットワークである。方法（６００）は、音響受信機からの十分なサンプルが受信されたかどうかを判定する（６１０）。先に説明したように、音響源のロケーション及びタイミングが未知であるとき、３つの異なる既知のロケーションからの最小のサンプルが必要とされる。
【００７２】
方法（６００）は、その後、それぞれのタイムスタンプを付与した音響サンプルに従って、音響源と、音響受信機のそれぞれとの間の対応する音響信号の相対到着時間又は時間オフセットを判定する（６１５）。音響源と音響受信機との間の飛行時間は、音が、信号源から受信機まで（音速で）移動する時間であり、図１において、線１１５の長さで示される。音響源のロケーション及び音が放出された時間が未知であるため、種々の音響受信機に至る実際の飛行時間もまた未知である。しかし、到着時間差又は時間オフセットが判定され、各音響受信機と音響源との間の範囲又は距離を計算するのに使用することができる。
【００７３】
図７ａ〜図７ｃは、３つの異なる音響受信機によって受信される音又は音響パターンの到着時間差又はタイミングオフセットを示す。音響パターンは、第１の音響受信機（図７ａ）に比べて、第２の音響受信機（図７ｂ）及び第３の音響受信機（図７ｃ）において遅れて受信されることが見てわかる。そのため、第１の音響受信機は、他の２つの音響受信機より音源に近いに違いない。それぞれの音響受信機における、これらの音響パターンの受信間の相対タイミングを判定する（６１５）とともに、音響受信機の実際のロケーション（又は、少なくとも相対的なロケーション）を知ることによって、この情報を使用して、これらの音響受信機のそれぞれと音響源との間の距離を判定することができる。
【００７４】
共通音響特徴又は信号の到着時間差は、当業者によって理解されるであろう相互相関を使用して判定することができる。代替の方法、たとえば、パターンマッチング及びピークマッチングを使用することもできる。図８ａ〜図８ｃは、音響源から異なる距離の２つの異なる音響受信機において受信されることによって、時間的に変位した同じ音響信号を示す。図８ａは、各音響受信機で完璧に受信された、音響源によって放出された元の信号（ｓｉｎ（ｘ）／ｘ）を示すが、受信された各コピー（Ｘ及びＹ）は、時間的に変位する。図８ｂは、白色ガウス雑音（Ｘｎ及びＹｎ）を付加した、これらの受信された信号を示す。図８ｃは、２つの音響受信機の間の時間オフセット（ｄＴ）を判定するための相互相関を示す。相互相関は、最も近いサンプルに対する時間オフセット又は相対時間差（ｄＴ）を与える。サンプリング期間の何分の１かまで時間オフセットを抽出するために、より精巧で且つ正確な方法を使用することができる。たとえば、音声の場合、通常、５ｋＨｚより低いため、１００マイクロ秒のサンプル期間を使用することができる。
【００７５】
図９ａ〜図９ｄは、種々の音響受信機間の到着時間差又は時間オフセット（ｄＴ）の判定に続いて、音響受信機と音響源との相対距離を得ることができる一方法をグラフで示す。
【００７６】
図９ａは、線９０７ａｄ上の音響受信機９０５ａ及び９０５ｄによって受信される音響源についての考えられるロケーションに対応する双曲線９０６ａｄを示す。当業者によって理解されるように、双曲線は、方程式ｒａ−ｒｄ＝ｄＴ＊Ｖｓによって表すことができ、双曲線上の任意の地点と２つの音響受信機との差（ｒａ−ｒｄ）は、２つの音響受信機が、それぞれの音響信号を受信した時間差（ｄＴ）に音速（Ｖｓ）を乗じた値に常に等しい。そのため、２つの受信機によって受信される音響源の考えられるロケーションを表す双曲線は、対応する音響信号が各受信機によって受信される時間差（ｄＴ）によって定義することができる。
【００７７】
音響受信機の対９０５をより大きな系内で定義することによって、こうした各対に対応する双曲線を、図９ｂに示すように定義することができる。双曲線は、共通音響源９１０のロケーションで、また、図に示すように他の場所で交わるであろう。そのため、双曲線全てを含む一意の交差地点を定義するには、少なくとも３つの音響受信機が必要とされる。当業者によって理解されるように、このグラフ表現は、通常、双曲線の連立方程式（simultaneous hyperbola equation）を使用するとともに、図９ｃにグラフで示すように、標準的な計算技法を使用して、各音響受信機について音響源に対する任意の距離ｒの問題を解くことにより実施されるであろう。
【００７８】
各音響受信機からの音源に対する距離又は範囲が判定されると、音響受信機に対する音響源のロケーションは、図９ｄの交わる円でグラフ的に示すように、また、当業者によって理解されるように、たとえば、三角測量を使用して判定することができる。各円は、それぞれの音響受信機と音響源との間の範囲を表す。音響源９１０のロケーションは、各音響受信機９０５の範囲９０８の交わりである。ここでも、当業者によって理解されるように、これは、通常、ルートファインディングソリューション(root finding solution：根源発見ソリューション)、ニュートン−ラプソン法(Newton-Raphson method)、並びに数学者及びコンピュータ科学者に知られている多くの他の方法等の既知の計算技法を使用して、方程式系を解くことによって実行されるであろう。
【００７９】
図６の方法（６００）に戻ると、共通音響特徴の識別及び音響受信機２０５の各対について時間オフセット（ｄＴ）を判定することは、それぞれの受信機からの受信されたサンプルのタイムスタンプ及び受信されたサンプルに適用される相互相関関数を使用して（図８ｃ）得られる（６１５）。その後、各音響受信機と音響源との距離は、上述した連立双曲線方程式を使用して判定することができる（６２０）。最後に、音響受信機に対する音響源のロケーションは、図９ｄの交わる円に相当する連立方程式を使用して判定することができる（６２５）。音響受信機のロケーションを知って、その後、音響源の実際のロケーションを判定することができる（６３０）。
【００８０】
中央コントローラ５２５は、音響受信機からタイムスタンプを付与されたサンプルを連続して受信するように構成されてもよく、又は、中央コントローラ５２５は、一定の期間又は継続時間内にタイムスタンプを付与されたサンプルを送信するように音響受信機に指令してもよい。
【００８１】
中央コントローラは、たとえば、ネットワークパケットヘッダに埋め込まれた対応するネットワークアドレスを使用して、異なる音響受信機からのサンプルを区別するように構成されることができる。別法として、音響受信機システム識別子を使用することができる。さらなる代替形態では、各音響受信機と中央コントローラとの間に、別個の通信経路を使用することができる。
【００８２】
図１の全体のシステム１００の動作方法は、図１０に示される。これは、音響源から受信される信号（複数可）を探索し、強化するために、図１及び図１１に関して以下で述べる別の実施形態と有用に組み合わされてもよい。図１０の方法（１０００）のステップは、図３及び図６にそれぞれ示す、別個の音響受信機２０５及び中央コントローラ５２５の方法（３００）及び（６００）のステップに対応する。各音響受信機２０５は、音響源から音響信号を受信する（１００５）。受信された音響信号は、サンプリングされ、サンプルは、デジタル化され（１０１０）、その後、デジタル化された音響サンプルは、音響受信機が全て同期する先のシステム時間を使用して、タイムスタンプが付与される（１０１５）。種々の音響受信機２０５からのタイムスタンプを付与されたサンプルは、その後、特徴化されない遅延を有する通信経路を通じて中央コントローラ５２５へ送出される（１０２０）。これらのステップは、ステップ（３０５）、（３１５）、（３２０）、及び（３２５）にそれぞれ対応し、図３に関して先により詳細に説明されている。送出されたサンプルは、その後、中央コントローラ５２５で受信される（１０２５）。中央コントローラは、共通音響特徴を識別し、異なる音響受信機におけるこれらの特徴の受信時間の間の時間オフセットを判定する（１０３０）。その後、音響受信機２０５と音響源との距離を判定することができる（１０３５）。その後、中央コントローラは、音響受信機に対する音響源のロケーションを計算し（１０４０）、これから、音響源の実際のロケーションを判定することができる（１０４５）。中央コントローラのステップは、図６のステップ（６０５）、（６１５）、（６２０）、（６２５）、及び（６３０）にそれぞれ対応し、この図に関して以下でより詳細に説明される。
【００８３】
音響源のロケーションが判定されると、音速、各音響受信機についての音響信号の時間遅延、時間オフセット、又は到着時間を使用して、ロケーションから各音響受信機までの距離を判定することができる。その後、受信されたサンプルは、それぞれの時間オフセットを使用して、サンプルをコヒーレントに加算するために再処理されることができる。その後、音響源、たとえば、射撃からの強化された音響信号を得ることができる。これは、再び、図８ａ〜図８ｃ、さらに、図８ｄを参照することによって示される。図８ｄは、図８ｃに示す相互相関から得られる時間オフセットを使用して時間的に整列した図８ｂの２つの波形（Ｘｎ及びＹｎ）を示す。２つの時間的に整列した信号は、平均されたが（Ｚ）、結合する他の方法を使用することができる。平均された音響信号（Ｚ）に対する雑音レベルは、２つの別個の信号の結合した雑音（図８ｂに示す）と比較して半分になったことが図８ｄから見てわかる。３つ以上の音響受信機からの信号に関するさらなる平均は、雑音をさらに低減し、強化された信号の信号対雑音比を増加させるであろう。
【００８４】
別の実施形態による音響源から信号を受信するシステムは、図１０と図１に関して示される。音響受信機１０５のアレイは、共通時間又はシステム時間に関する、それぞれの音響受信機サンプリング時間で音響源１１０から音響信号をサンプリングするのに使用される。これらのサンプリング時間は、通常、中央コントローラ１２５によって判定され、中央コントローラ１２５は、通信経路又はネットワーク１２０を使用して、音響受信機にそれ相応に指令する。サンプルは、コヒーレントに加算されるか、又は、結合されるために、中央コントローラに戻される。各音響受信機についてのそれぞれの音響サンプリング時間は、それぞれの受信機から音響源までの距離に依存する。そのため、各音響受信機において、同じ音響信号又は特徴がサンプリングされる。その後、これらのサンプリングされた信号は、加算されて、大きな信号パワー及び／又は低い信号対雑音比を有する強化された信号を生成することができる。
【００８５】
音響受信機は、全て、同じシステム時間に同期するため、コントローラは、受信機間の相対時間オフセットのリストを維持し、それぞれの各受信機サンプリング時間又は受信されたサンプルを相応してシフトする必要はない。これは、たとえば、中央コントローラについてのより緩い仕様及び／又はより安価なプロセッサを相殺する(trade against)可能性のある、かなりの処理パワーを節約する。
図１１は、実施形態に従って図１のシステムを動作させる方法を示す。方法（１１００）は、音響源のロケーションを判定する（１１０５）ことを含む。音響源のロケーションは、前の実施形態に従って、又は、他の或るメカニズム、たとえば、手作業の判定を使用して、判定することができる。
【００８６】
その後、中央コントローラ１２５は、既知のロケーションを有する各音響受信機と音響源との相対距離を判定する（１１１０）。その後、中央コントローラ１２５は、システム時間に関して、各音響受信機についてそれぞれの音響受信機サンプリング時間を判定する（１１１５）。これは、前に判定された相対距離及び音速に基づく。その後、音響源１１０からの音響信号は、音響受信機１０５のアレイによってコヒーレントにサンプリングされることができる。音響受信機は、全て、時間的に同期するため、コントローラは、種々の音響受信機オフセットを考慮するためのさらなる計算を実施する必要はない。その後、中央コントローラ１２５は、それぞれの受信機時間でサンプリングするように、音響受信機に指令する（１１２０）。これは、たとえば、特定のシステム時間から始まる所与の継続時間の間、サンプリングするための、オン−オフ指令であってもよく、又は、一定のシステム時間マーカから所与の時間オフセットで周期的に（たとえば、１００マイクロ秒ごとに）サンプリングすることであってもよい。後者の場合、サンプルの複数のグループ又はセット、すなわち、グループのシステム時間マーカから、それぞれの音響受信機サンプリング時間だけオフセットした、各音響受信機から１つずつのグループ又はセットが、生成されるであろう。
【００８７】
音響受信機１０５は、それぞれの音響受信機サンプリング時間又はオフセットを受信し（１１２５）、これらのオフセットで音響源信号をサンプリングする（１１３０）。オフセット又はそれぞれの受信機時間は、全て、システム時間に従って判定される。これは、たとえば、上述したＰＴＰシステムを使用して、中央コントローラ内のマスタークロックに同期したローカルクロックを使用して実施されてもよい。その後、各音響受信機からのサンプルは、通信経路又はネットワークを通じて中央コントローラ１２５に転送される（１１３５）。
【００８８】
通信経路は、たとえば、イーサネットＬＡＮ等の遅延が特徴化されない通信経路であってもよく、又は、別法として、既知の長さのアナログ同軸ケーブル等の遅延が特徴化される通信経路であってもよい。音響受信機サンプルは、上述したように、タイムスタンプを付与されてもよいが、サンプルが、既知のタイミングオフセットで既に取得されてしまっていると、中央コントローラが判定し、且つ、指令するため、これは、必要ではない。
【００８９】
その後、中央コントローラ１２５は、種々の音響受信機からサンプルを受信する（１１４０）。これらのサンプルは、音響源とそれぞれの音響受信機との距離に応じたタイミングオフセットで取得されたため、サンプルが、音響源から放出される同じ音響現象又は音であるように、既に実際上時間的に整列しているであろう。その後、音響サンプルは結合されて、音響源からの強化された音響信号を得ることができる（１１４５）。この強化された信号は、各サンプルに関する雑音が無相関であるため、高い信号パワー及び／又は低い信号対雑音比を有する場合がある。サンプルを結合することは、サンプルを加算すること、又は、サンプルを平均することを含むだけであってもよい。サンプルを結合するより精巧な方法、たとえば、それぞれの信号対雑音比に応じてたとえば或るサンプルを他のサンプルより重く重み付けすることも考えられる。
【００９０】
方法は、再び図７ａ〜図７ｃを参照することによって、示すことができ、図７ａ〜図７ｃは、３つの異なった所に位置する音響受信機における音響信号の相対到着時間を示す。適切なサンプリング時間遅延又は時間オフセットを設定することによって、音響信号のこれら３つの「コピー」を、別々にサンプリングすることができ、冗長性及び／又は多様性並びに強化された信号受信を提供する。
【００９１】
図２に関して述べた音響受信機は、本実施形態で使用するのに適する。本実施形態に従って音響受信機２０５を動作させる方法は、図１２に示される。各音響受信機２０５は、中央コントローラから、それぞれの音響受信機サンプリング時間又はオフセットを受信する（１２０５）。これは、音響受信機の全てによって使用されるシステム時間に従って判定される。それぞれの各音響受信機についての音響受信機サンプリング時間は、受信機と、受信機がサンプリングする音響源との距離に依存する。それぞれの音響受信機サンプリング時間は、適用に関する経過及び関係する距離に応じて、単一（システム）時間であってもよく、又は、一定（システム）時間マーカに関するオフセット、たとえば、１０マイクロ秒程度のオフセットを有する状態で１００マイクロ秒ごとであってもよい。
【００９２】
その後、各音響受信機は、それぞれの音響受信機サンプリング時間（複数可）で受信された音響信号をサンプリングする（１２１０）。サンプルは、所定の継続時間、たとえば、５０マイクロ秒についてのものである。その後、音響受信機２０５は、通信経路を通じて中央コントローラにサンプルを送出する（１２１５）。一定のサンプリングが起こる場合、方法（１２００）は、サンプリングステップ（１２１０）に戻る。
【００９３】
各サンプルの時間が、中央コントローラによって前もって判定されるため、サンプルは、タイムスタンプを付与される必要はない。しかし、サンプルは、システム設計に応じてシステム動作を容易にするために、たとえば、それぞれのサンプルのグループから適切なサンプルを容易に識別するために、タイムスタンプを付与されてもよい。
【００９４】
図５に関して述べた中央コントローラ５２５は、本実施形態で使用するのに適する。本実施形態に従って中央コントローラ５２５を動作させる方法は、図１３に示される。中央コントローラ５２５によって実施される方法（１３００）は、音響源のロケーションを判定する（１３０５）。これは、先に述べた音響源探索の実施形態によって達成されてもよい。別法として、音響源のロケーションは、手作業で判定されるか、又は、近似され、たとえば、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）によって、中央コントローラに入力されてもよい。たとえば、聴衆の中の話者の音声を強化することが望まれる講堂に関係する用途では、話者のロケーションは、座席ロケーション、講堂の平面図によって、又は、上述した探索の実施形態を使用して判定されてもよい。別法として、講堂内の限られた数の話者の位置は、たとえば、聴衆の構成員が、そこから質問することができる、座席の列の端に規定することができる。これらのロケーションのうちの１つのロケーションにおいて人の音声を検出することは、そのロケーションの判定に対するスイッチをトリガーするために使用されるであろう。
【００９５】
たとえば、講堂内の種々のロケーションにある音響受信機のロケーション、及び、音響源のロケーションを知って、その後、中央コントローラの方法（１３００）は、各音響受信機と音響源との相対距離を判定する（１３１０）。その後、各音響受信機についての、一定システム時間マーカ又は周期的システム時間マーカからのそれぞれの音響受信機サンプリング時間又はオフセットは、これらの相対距離及び音速を使用して判定される（１３１５）。その後、方法（１３００）は、たとえば、ネットワーク５２０及び適切にアドレス指定されるパケット又はメッセージを使用して、各音響受信機２０５にそれぞれの音響受信機サンプリング時間又はオフセットを知らせる（１３２０）。
【００９６】
それぞれの音響受信機サンプリング時間又はオフセットは、音響受信機によっても使用されるシステム時間を使用して判定される。一実施形態では、上述したＰＴＰシステムは、音響受信機上のローカルクロックをマスタークロックに同期させるのに使用される。
【００９７】
音響受信機がサンプリングした後、それぞれの受信機時間でサンプリングされた音響サンプルは、中央コントローラによって音響受信機から受信される（１３２５）。その後、サンプルは、全て同じグループからのものであると仮定して、結合されて、強化された音響信号を生成することができる（１３３０）。同じグループ又はセットは、同じ音響特徴、又は、それぞれの音響受信機サンプリング時間若しくはオフセットの同じグループを指す。一部の実施形態では、音響受信機は、システム時間マーカに対して(compared with)それぞれのオフセット時間で音響源を繰り返しサンプリングしてもよく、サンプルの各グループは、システム時間マーカを基準にする(refer to)。
【００９８】
代替の実施形態では、中央コントローラ５２５は、判定されたそれぞれの音響受信機サンプリング時間を使用して、音響受信機から受信された、一定のタイムスタンプを付与されたサンプルが、結合のために選択されてもよい。この実施形態では、音響受信機は、特定のサンプリング時間又はオフセットでサンプリングするように指令されるのではなく、代わりに、連続して、サンプルをサンプリングし、タイムスタンプを付与するように指令される。これらのタイムスタンプを付与されたサンプルは、中央コントローラに送出され、中央コントローラは、各受信機について先に判定されたそれぞれの音響受信機サンプリング時間又はオフセットに対応する、タイムスタンプを付与されたサンプルのみを選択する。その後、異なる音響受信機からの適切に選択されたサンプル、たとえば、上述したシステム時間マーカに関連するサンプリング時間の、各グループから１つずつのサンプルは、コヒーレントに結合されることができる。この実施形態は、先に述べた音響源探索の実施形態について使用される音響受信機と比較して、音響受信機においてさらなる機能を全く必要としない。しかし、上述した実施形態と比較して、中央コントローラにおいて、さらなる処理能力が必要とされる場合がある。
【００９９】
図１４は、別の実施形態を示し、音響受信機のロケーションは、音響源についての既知のロケーション及び既知の音響放出時間、並びに、音響受信機の少なくとも２つの既知のロケーションに基づいて判定される。新しい音響受信機ロケーションを発見するために、２つの既知の音響受信機ロケーション（Ｘ１，Ｙ１）及び（Ｘ２，Ｙ２）が必要とされる。音響源放出時間（Ｔｅ）を知ることは、受信機における放出の受信時間（Ｔ３）を判定することによって、既知の音響受信機又はマイクロフォンから音源までの半径（Ｒ３）又は距離を与える。Ｒ１＝（Ｔｅ−Ｔ３）／Ｖｓであり、ここで、Ｖｓ＝音速である。これを使用して、最初の２つの既知のロケーションの音響受信機に対する（次の）未知のロケーションの音響受信機の相対位置（Ｘ３，Ｙ３）を提供することができる。このロケーションを判定するために、種々の数学的方法、たとえば、上述した、交わる双曲線（図９ａ〜図９ｃ）及び交わる円（図９ｄ）の連立方程式が、当業者に利用可能であろう。同様に、任意の３地点が、平面を判定するため、その後の全ての音響受信機は、上記平面内のＸ座標について見出すことができ、Ｙ地点は、最初の３地点、すなわち、最初の２つの既知の音響受信機ロケーションと、その後の最初に判定されたロケーションを通る平面に対する高さ（又は、深さ）である。
【０１００】
より詳細に図１４の方法を参照すると、音源及び２つ以上の音響受信機ロケーションは、たとえば、手作業で判定されることができる（１４０５）。音源は、所定の音又は波形を所定の時間に放出する（１４１０）。「判定されるべき」又は未知のロケーションの音響受信機と、２つの既知のロケーションの音響受信機との相対距離は、その後、音の受信と受信の間の相対時間オフセットを使用して判定することができる（１４１５）。これは、図８に関して上述した相互相関法、及び、図９ｄに関して上述した双曲線方程式法を使用して達成することができる。そのため、３つの音響受信機と音源との相対距離を判定することができる（１４２０）。その後、これらの範囲は、図９に示す交わる円の方法を使用して第３の音響受信機を探索する（１４２５）のに使用されることができ、この時、音源及び音響受信機のうちの２つの受信機の実際のロケーションが既知である。その後、未知のロケーションの音響受信機のそれぞれについて、方法が繰り返される（１４３０のＮ）。
【０１０１】
この方法は、図１０の探索の実施形態及び／又は図１１の音響信号強化方法で使用する前に、図１のシステム１００を較正するのに使用することができる。使用される音源は、図１５で示すブザー又はスピーカ等の適切な音源を使用した、既知のロケーションの音響受信機のうちの１つであることができる。この図は、図２で既に示されており、類似の構成部品を有するが、ブザー１５７０が追加されている音響受信機を示す。図１０の探索の実施形態及び／又は図１１の音響信号強化の実施形態は、種々の用途について使用することができる。たとえば、これらの実施形態は、音響受信機アレイの近傍内において、射撃音を探索し、強化するのに使用することができる。別の例では、たとえば、スピーカシステムを通じて再生するために話者を探索し且つ話者の音声を強化するように、音響受信機アレイが、講堂内で採用されてもよい。これらの実施形態は、たとえば、フットボールの位置、或いは、認められていない移動又は存在を示す他の音を探索するために、セキュリティ用途で使用されてもよい。システムは、たとえば、監視目的のために、マイクロフォンアレイの近傍内で音声を増幅するのに使用されてもよい。
【０１０２】
上述した装置及び方法は、たとえば、ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−ＲＯＭ、読み取り専用メモリ等のプログラム式メモリ（ファームウェア）等のキャリア媒体上、或いは、光信号キャリア又は電気信号キャリア等のデータキャリア上に、プロセッサ制御コードとして具体化されてもよいことを、当業者は認識するであろう。多くの用途について、本発明の実施形態は、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、又はＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）上で実施されるであろう。そのため、コードは、従来のプログラムコード又はマイクロコード、或いは、たとえば、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡをセットアップするか、又は、制御するコードを含んでもよい。コードはまた、再プログラム可能なロジックゲートアレイ等の再構成可能な装置を動的に構成するコードを含んでもよい。同様に、コードは、Ｖｅｒｉｌｏｇ（商標）又はＶＨＤＬ（超高速集積回路用ハードウェア記述言語）等のハードウェア記述言語用のコードを含んでもよい。当業者が理解するように、コードは、互いに通信する複数の結合した構成部品間で配信されてもよい。適切である場合、実施形態は、フィールド（再）プログラム可能なアナログアレイ又はアナログハードウェアを構成するための同様なデバイス上で実行されるコードを使用して、実施されてもよい。
【０１０３】
種々の実施形態及び種々の実施形態に関して述べた特定の特徴は、全体的に上記教示に従って、他の実施形態又はその特に述べる特徴と自由に組み合わせることができることも、当業者は理解するであろう。添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、述べた特定の例に対して種々の変更及び修正を行うことができることも、当業者は認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】一実施形態による音響受信機のシステムを示す図である。
【図２】一実施形態による音響受信機を示す図である。
【図３】一実施形態による音響受信機で音響源をサンプリングする方法を示す図である。
【図４ａ】ＩＥＥＥ１５８８プロトコルに従ってクロックを同期させる方法を示す図である。
【図４ｂ】ＩＥＥＥ１５８８ハードウェア及び音響受信機又は中央コントローラのソフトウェアインタフェースを示す図である。
【図５】一実施形態による中央プロセッサを示す図である。
【図６】複数の音響受信機から受信されたタイムスタンプを付与されたサンプルから音響源のロケーションを判定する方法を示す図である。
【図７ａ】図１の音響受信機のうちの３つから受信された音響サンプルを示す図である。
【図７ｂ】図１の音響受信機のうちの３つから受信された音響サンプルを示す図である。
【図７ｃ】図１の音響受信機のうちの３つから受信された音響サンプルを示す図である。
【図８ａ】２つの時間的に変位した音響信号の、オフセット判定及び結合を示す図である。
【図８ｂ】２つの時間的に変位した音響信号の、オフセット判定及び結合を示す図である。
【図８ｃ】２つの時間的に変位した音響信号の、オフセット判定及び結合を示す図である。
【図８ｄ】２つの時間的に変位した音響信号の、オフセット判定及び結合を示す図である。
【図９ａ】２つの音響受信機からの音響源の考えられる相対距離を示す双曲線を示すグラフである。
【図９ｂ】３つの音響受信機についての考えられる相対的なロケーション又は相対距離の双曲線を示す図である。
【図９ｃ】図９ｂの双曲線の交わりを使用して各音響受信機に対する相対距離を判定することを示すグラフである。
【図９ｄ】図９ｃの音響受信機に対して音響源のロケーションを判定するために、範囲円を交わらせる方法を示すグラフである。
【図１０】一実施形態による、音響源のロケーションを判定する方法を示す図である。
【図１１】音響源からの音響信号を強化する方法を示す図である。
【図１２】一実施形態による、音響受信機でサンプリングする方法を示す図である。
【図１３】一実施形態による、中央コントローラで受信されたサンプルを使用した、音響源からの音響信号を強化する方法を示す図である。
【図１４】一実施形態による、音響受信機のロケーションを判定する方法を示す図である。
【図１５】一実施形態による、音響受信機を示す図である。
【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５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【外国語明細書】
1. Title of Invention
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2. Detailed Description of Invention
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3. Brief Description of Drawings
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1. Claims
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1. Abstract
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2. Representative drawing
Fig. １０
ＦＩＧ.１
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ＦＩＧ.２
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ＦＩＧ.３
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ＦＩＧ.４ａ
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ＦＩＧ.４ｂ
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ＦＩＧ.５
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ＦＩＧ.６
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ＦＩＧ.７ａ
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ＦＩＧ.７ｂ
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ＦＩＧ.７ｃ
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ＦＩＧ.８ａ
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ＦＩＧ.８ｂ
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ＦＩＧ.８ｃ
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ＦＩＧ.８ｄ
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ＦＩＧ.９ａ
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ＦＩＧ.９ｂ
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ＦＩＧ.９ｃ
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ＦＩＧ.９ｄ
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ＦＩＧ.１０
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ＦＩＧ.１１
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ＦＩＧ.１２
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ＦＩＧ.１３
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ＦＩＧ.１４
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ＦＩＧ.１５
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