(57)【要約】【課題】計測信号に対するインパルス応答の決定が単純化される方法を提供すること。【解決手段】スペースインパルス応答（１）の少なくとも一部が、少なくとも二つのサブ帯域に分割され、低減された部分的インパルス応答（３ａ、３ｂ）が、かくして形成された該部分的インパルス応答の少なくとも一つのために決定されていることを特徴とし、低減のために、部分的インパルス応答の少なくとも一部分がゼロに等しく設定され、ルームインプレッションおよび／またはサウンドインプレッションを提供する音声信号が、スペースインパルス応答と同じ方法において分割され、同数のサブ帯域に分割され、かくして形成された個々の部分的信号が、対応するサブ帯域の該低減された部分的なインパルス応答を用いて畳み込みされることを特徴とする。【選択図】図１０
2007011305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部屋の一位置のために決定されたスペースインパルス応答を使用した音声信号を用いた、該位置に現れるルームインプレッションおよび／またはサウンドインプレッションのシミュレーションのための方法であって、
該スペースインパルス応答の少なくとも一部が、少なくとも二つのサブ帯域に分割され、低減された部分的インパルス応答が、かくして形成された該部分的インパルス応答の少なくとも一つのために決定されており、ここで、該低減のために、該部分的インパルス応答の少なくとも一部分がゼロに等しく設定される、ことと、
該ルームインプレッションおよび／またはサウンドインプレッションを提供する該音声信号が、該スペースインパルス応答と同じ方法において、同数のサブ帯域に分割され、ここで、かくして形成された該個々の部分的信号が、対応するサブ帯域の該部分的なインパルス応答を用いて畳み込みされることと、を特徴とする、方法。
【請求項２】
前記部分的インパルス応答のセクションがゼロに等しく設定され、その値が閾値を下回ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記部分的インパルス応答の個々のセクションにとって、前記閾値が異なることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記部分的インパルス応答の低減のための基準が、前記個々のサブ帯域において異なることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記サブ帯域に分割することが、フィルタバンクにおいて、デジタル方法にて生じることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモノラル、ステレオ、または多チャンネル再生を用いた空間および／または音響効果のシミュレーションの方法に関し、それは、部屋における聞き取り位置（聴取位置）において生じる。
【背景技術】
【０００２】
そのような方法は、特許文献１（または、特許文献２、同じパテントファミリーに属する）において詳細に記載されており、その開示は、本記載における参照により、全面的に採り上げられる。空間における音声のイベントの、オリジナルに忠実なシミュレーションは、バイノーラル（ｂｉｎａｕｒａｌ）スペースインパルス応答を用いた恣意的な音声信号の畳み込み（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）によって生じ、部屋における特定の受容位置において計測される。「バイノーラルスペースインパルス応答」は、二つのインパルス応答を意味すると理解され、一つのインパルス応答は一つの耳に対応し、もう一つのインパルス応答はもう一つの耳に対応する。システム理論からの所見に従い、部屋は、人間の耳の受容特性とともに、線形をなす（ｌｉｎｅａｒ  ｃａｕｓａｌ）送信システムを形成し、それは、所定の時間範囲におけるスペースインパルス応答によって記述される。個々のスペースインパルス応答は、ほぼ、音響インパルスに応答するシステムであり、その時間の長さは、音声信号の上限周波数の２倍の期間である。バイノーラルスペースインパルス応答を用いた恣意的な音声プログラムの畳み込みは、電気音響的な再生に適した信号を生成し、それは非常にはっきりしているので、人間の両耳における正しい音の再生とともに、そのような聴取体験は、それがまるで、実際の空間における音声のイベントが生じた元々の場所において聴いた人と同一の経験をしたかのように、その人間に演出される。
【０００３】
マイクロフォンを用いて、その聴取位置にて採られた計測信号は、音源の場所にて発せられる。スペースインパルス応答は、その受信された信号から得られる。時間が音声信号範囲の上限周波数の二倍の期間と等しいインパルスが、計測信号として使用される場合、受信された信号は、スペースインパルス応答ｈ（ｔ）と等しい。この方法では、干渉距離が、小さいゆえに、より長い計測信号が、実際の実施において好まれ、そのスペースインパルス応答は、そこからの計算により決定される。
【０００４】
計測信号に対する応答は継続的な時間信号であり、その性質に従い、さらなる処理のためにデジタル化される。特許文献１に従い、スペースインパルス応答は、次いで、いくつかの時間セクションに分割される。個々のセクションにおけるスペースインパルス応答の値は、時間依存閾値と比較される。以下において、この閾値を超過するスペースインパルス応答のそれらの値のみが使用される。関連する閾値を下回るスペースインパルス応答の残りの部分は、ゼロと等しくセットされる。本方法はまた、希薄化（ｄｉｌｕｔｉｏｎ）と呼ばれる。すなわち、その結果が、希薄化されたインパルス応答だからである。
【０００５】
その閾値は、スペースインパルス応答の開始の領域において、最大量を有し、スペースインパルス応答の終わりに向かって、静まるような、時間依存の方法（または、正確に言えば、サンプリング値に対する推移インデックスｎに依存している）におけるスペースインパルス応答を意味する。このように、スペースインパルス応答の広範囲はゼロになる。しかしながら、これは、スペースインパルス応答を用いて畳み込みされる音声プログラムの聴取体験の役割をするわけではない。というのは、それらは、生理学的および音響心理学的な理由のために、いずれの場合も、人間が知覚しない時間範囲だからである。異なる方法において表現すると、スペースインパルス応答の、本当に必要とされているそれらの時間セクションのみが、リスナーが所定の空間（例えば、コンサートホール、オペラ、教会など）において経験するような、そのリスナーにおける同一のルームインプレッションおよびサウンドインプレッションを生成するために、希薄化によって抽出される。従って、その対応するスペース、および人間の耳に対するオリジナルに忠実なシミュレーションにとって、特有の性質として、必要とされるスペースインパルス応答のそれらの時間範囲のみが、音声信号の畳み込みのために使用される。
【０００６】
スペースインパルス応答の希薄化によって、ルームおよびサウンドインプレッションのシミュレーションの生成のためのスペースインパルス応答を用いた音声信号の畳み込みの間、要求された全体の計算は、例えば、残響時間、ダンピング（ｄａｍｐｅｎｉｎｇ）、反射などの特性なしに、同時に、強硬に低減され、それによって、そのようなシミュレートされた空間における音声の発生に対しての損失を被る。
【０００７】
計算変数の低減は、本方法を用いて可能であるが、全体の計算は、前の通り、考慮すべきである。これは、信号プロセッサ、デジタルフィルタ、中間記憶ユニットなどのハードウェアの大きさの寸法入れにおいて、考慮に入れなければならない。というのは、特に、多くの場合において、その要求は、リアルタイムおよび規定された待ち時間（出来る限り少ない）に従って、成就される必要があるためである。そこから結果として生じる高コストに付け加えて、そのような高品質なデータを記録し、纏め、計算をすることは、極めて複雑であり不経済である。
【０００８】
特許文献３は、リスニングルームにおいて、一つ以上の音源によって発せられた音声を処理する電気音響システムを開示する。その音声は、多数のマイクロフォンによって記録され、その信号は、マトリクス変換に従い、プロセッサにおいて処理され、その処理された信号は、リスニングルームの至る所に分布した多くのラウドスピーカに提供される。この方法の目的は、ステージ上における任意の音源の位置、および、リスニングルームにおける任意のリスナーの位置を得ることである。変形マトリクスの要素は、キルヒホッフ積分におけるグリーン関数に従い、選択され、それぞれのマイクロフォンとラウドスピーカとの間の距離が考慮され、正確なラウドスピーカの間隔もそうである。
【特許文献１】米国特許第５，５４４，２４９号明細書
【特許文献２】欧州特許第０，６４１，１４３号明細書
【特許文献３】米国特許第５，１４２，５８６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のシステムは、スペースインパルス応答の原理では作動せず、単一のマイクロフォン信号からラウドスピーカの信号を処理することは、高品質のデータのために、極めて複雑であり不経済である。ここで検討している本発明は、目的として、これらの問題を解決すること、および、計測信号に対するインパルス応答の決定が単純化される方法を提供することを定め、また、音声信号を用いた畳み込みの全体の計算が、それによって、シミュレートされた部屋および／またはサウンドインプレッションの質を下げずに、相当な程度低減され得ることも、目的として定める。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの目的は、冒頭部において述べられたタイプの方法を用い、スペースインパルス応答の少なくとも一部が、少なくとも二つのサブ帯域に分割され、低減された部分的インパルス応答が、かくして形成された部分的インパルス応答の少なくとも一つのために決定されており、そのような低減のために、部分的インパルス応答の少なくとも一部分がゼロに等しく設定される。また、空間および／または音響効果を提供する音声信号が、スペースインパルス応答と同じ方法において分割され、サブ帯域と同じ数に分割され、かくして形成された個々の部分的信号が、対応するサブ帯域の低減された部分的なインパルス応答または、部分的なインパルス応答を用いて畳み込みされる。
【００１１】
スペースインパルス応答の少なくとも一部を、個々のサブ帯域およびその後のサブサンプリングに分割することによって、そのスペースインパルス応答における高周波数の急速な落ち込みを処理し得る。全体の計算は、より効率的に実行される。というのも、ここで、大部分、低周波数がコード化される範囲が、必要なサンプリングレートのみを用いて計算されるからである。
【００１２】
スペースインパルス応答の少なくとも一部は、完全なスペースインパルス応答の第１の部分を用いて、非分割音声信号を畳み込みすることが可能であることを意味し、それに対して、完全なスペースインパルス応答の第２の部分は、本発明に従って処理される。そのような畳み込みされた音声信号は、本発明に従った手順の結果としての信号に追加され、かくして、計算プロセスのために生じる待ち時間を補償することが可能である。本実施形態は後に詳細に記載される。
【００１３】
本発明は、さらに以下の手段を提供する。
【００１４】
（項目１）  
部屋の一位置のために決定されたスペースインパルス応答を使用した音声信号を用いた、該位置に現れるルームインプレッションおよび／またはサウンドインプレッションのシミュレーションのための方法であって、
該スペースインパルス応答の少なくとも一部が、少なくとも二つのサブ帯域に分割され、低減された部分的インパルス応答が、かくして形成された該部分的インパルス応答の少なくとも一つのために決定されており、ここで、該低減のために、該部分的インパルス応答の少なくとも一部分がゼロに等しく設定される、ことと、
該ルームインプレッションおよび／またはサウンドインプレッションを提供する該音声信号が、該スペースインパルス応答と同じ方法において、同数のサブ帯域に分割され、ここで、かくして形成された該個々の部分的信号が、対応するサブ帯域の該部分的なインパルス応答を用いて畳み込みされることと、を特徴とする、方法。
【００１５】
（項目２）  
上記部分的インパルス応答のセクションがゼロに等しく設定され、その値が閾値を下回ることを特徴とする、項目１に記載の方法。
【００１６】
（項目３）  
上記部分的インパルス応答の個々のセクションにとって、上記閾値が異なることを特徴とする、項目２に記載の方法。
【００１７】
（項目４）  
上記部分的インパルス応答の低減のための基準が、上記個々のサブ帯域において異なることを特徴とする、項目１から３のいずれか一項に記載の方法。
【００１８】
（項目５）  
上記サブ帯域に分割することが、フィルタバンクにおいて、デジタル方法にて生じることを特徴とする、項目１から４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、上記問題が解決され得、計測信号に対するインパルス応答の決定が単純化される方法が提供され得、音声信号を用いた畳み込みの全体の計算が、シミュレートされた部屋および／またはサウンドインプレッションの質を下げずに、相当な程度低減され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、図面を用いて、以下でさらに詳細に説明される。
【００２１】
図１は、スペースインパルス応答のエネルギー対時間を示す。希薄化されたスペースインパルス応答を決定するために、特許文献１の方法に従い、閾値が使用され、この閾値を下回るスペースインパルス応答の全ての値はゼロに等しく設定される。さらなる応用のためには、斜線部分の時間範囲は、大部分、コード化されなければならない。同じように、２乗が事実上、エネルギー密度に比例する大きさの閾値を指示することができる。しかしながら、これは、本発明の本質の役割を担うわけではなく、さらに理解を促すわけでもない。エネルギー値は、信号の大きさとは対照に、常に正であるがゆえに、エネルギーの表示は、以下の陳述の理解を容易にする。
【００２２】
図２は、スペースインパルス応答において得られた周波数の時間依存を示す。スペースインパルス応答の始めにおいて、全ての周波数が表示され（さらなる時間進行においてであるが（後に））、高周波数は、終わりに向かって静まり、大部分において、低周波数が保持される。この理由は、低周波数が好適に反射されるのに対して、高周波数は、壁、椅子、カーペット、窪みなどによって強硬にダンピングされるという事実にある。これは、スペースインパルス応答の沈下における低周波数に対して、エネルギーのシフトを導く。高周波数のダンピングは、迅速に、低音優勢の音声パターンを導く。
【００２３】
ここで、図２の二つの時間範囲（斜線で示され、図１からのものと対応する）が、コード化を受け、次いで、右側の二つの範囲（低音優勢音声パターン）にとって、過度の大きな計算が不必要に実行されるが、実際には、低周波数のみが考慮された。しかしながら、畳み込みアルゴリズムが、低周波数のみか、または同時に高周波数も存在するかどうかを考慮しないゆえに、これは、不必要な計算という結果になる。
【００２４】
スペースインパルス応答は、その性質に従い、継続的な時間信号ｗ（ｔ）であり、さらなる処理のためにデジタル化され、ｗ（ｔ）から、時間分離の表示は、ｗ（ｎ）になる。すなわち、ｎは、それによって、サンプリング値の時間インデックスであり、それは、ｔ＝ｎτの時間にリンクされ、τは、サンプリング値の期間である。
【００２５】
図５ａに概略的に示されるように、スペースインパルス応答は、ここで、本発明に従い、少なくとも二つのサブ帯域に分割される。これは、好ましくは、デジタルフィルタバンクにおいて生じる。フィルタバンクは、平行した高帯域通過フィルタおよび低帯域通過フィルタの配置であり、分離した信号を様々なサブ帯域範囲（「分析フィルタバンク」とも呼ばれる）に分割するために使用される。図５ａから見られるように、個々のサブ帯域の信号はダウンサンプリングされる。これは、信号が、少なくとも２倍の周波数帯域を用いてサンプリングされることを意味する。これは、ナイキスト・シャノン（Ｎｙｑｕｉｓｔ−Ｓｈａｎｎｏｎ）のサンプリング理論によって要求される基準に対応する。それは、継続的な信号が、音声信号において生じる最大周波数ｆｓの２倍よりも高くなければならない周波数においてサンプリングされなければならないことを述べている。これが下限周波数および上限周波数を有する個々の帯域である場合、サンプリング周波数が、信号帯域幅の２倍よりも広くなければならないということは、非常に一般的な方法において、妥当である。サンプリングが、上述のサンプリング定理に従って生じる場合、コード化された信号は、再び、完全に再構築され得る。
【００２６】
個々のサブ帯域信号のダウンサンプリングの次に、個々の部分的インパルス応答の別個の希薄化または低減が生じる。「希薄化」または「低減」は、部分的インパルス応答の少なくとも所定の範囲がゼロに等しく設定されていることを意味するものと理解される。部分的インパルス応答の値がゼロに等しく設定されている基準は異なり得る。一方で、それらは、利用可能な計算能力に依存し、他方で、それらは、空間および音響のシミュレーションの所望される質に依存する。
【００２７】
サブ帯域に特有のスペースインパルス応答の希薄化または低減は、次いで、例えば、冒頭にて記載された、特許文献１に開示された方法の原理に従い、生じ得る。部分的インパルス応答は、ここで、エネルギーの閾値と比較され（またはその大きさに等しいもの）、それは、時間依存であり得、その閾値を下回る全ての値がゼロに等しく設定されているように変化される。記載された実施形態の例を明らかにするために、一つを二つのサブ帯域に分割することが、参照のために提供され、図３および図４が検討される。図３の左側は、閾値とともに、ローパス信号のエネルギー推移、およびその閾値に従ってコード化された範囲（斜線部）を示し、右側は、その閾値とともに、ハイパス信号のエネルギー推移、およびその閾値に従ってコード化された範囲を示す。個々のサブ帯域に使用される閾値基準は、互いに異なり得、および独立し得る。他の部分的インパルス応答が変化しない畳み込みに使用されるのに対して、一つの周波数帯域のみに低減された部分的インパルス応答を生成することは、考えられ得る。
【００２８】
特定された閾値は、利用可能な計算応答の関数として、所定のスペースのインパルス応答の特定の周波数推移に適合され得る。考慮する場合、実施形態の例において、図４の周波数の表示における状況は、図３に対応し、サブ帯域に特有の閾値の選択によって、コード化された範囲は、図２との比較において、明らかに少なくなり、また、計算費用は低減するということは、理解され得る。本発明のインプリメンテーションは、それゆえ、特許文献１に開示された方法が、個々のサブ帯域の信号に適用されるという事実を実質的に含む。本発明の内実は、サブ帯域に分割し、互いに別個である、部分的インパルス応答の低減を含む。
【００２９】
サブ帯域特有のスペースインパルス応答は、当然、個々の時間セクションに分割され得、異なる閾値は、個々の時間セクションに対応付けされる。閾値の継続的な時間依存関数とインパルス応答とを比較することもまた、考えられ得る。所望される音声信号を用いた畳み込みにとって、その閾値を超過する部分的インパルス応答のそれらの時間セクションのみが使用される。残りはゼロに等しく設定される。このように、それぞれのサブ帯域にとって、希薄化または低減された部分的インパルス応答が生成される。示された実施形態の例におけるように、高周波数に対しては希薄化されたインパルス応答、および低周波数に対しては低減されたインパルス応答を得る。これらの部分的インパルス応答は、空間および音響効果のシミュレーションの別の基礎を構成する。
【００３０】
このように、部分的インパルス応答の低減にとって、エネルギーの大きさの閾値が決定され、それは、少なくとも、その決定された部分的インパルス応答の長さのセクションに及ぶ。すなわち、その閾値との比較によって、低減された部分的インパルス応答が生成され、その決定された部分的インパルス応答の長さのセクション内にて、その決定された部分的インパルス応答のそれらの部分のみを有し、瞬間の大きさまたはエネルギーは、その閾値より上にある。ところが、その決定された部分的インパルス応答のそれらの部分にとって、その瞬時の大きさまたはエネルギーはその閾値より下にあり、低減された部分的インパルス応答はゼロに等しく設定される。
【００３１】
さらに、または独立に、部分的なインパルス応答の所定の範囲がゼロに等しく設定されるのに従い、他の基準もまた考えられ得る。例えば、部分的なインパルス応答は、所定の時間期間を超えて、自動的にゼロに等しく設定され得、または、限界周波数を下回る周波数のみを有する部分的インパルス応答のそれらの範囲は、ゼロに等しく設定され得る。そのスペースインパルス応答はまた、他のセクションが変更されるのに対して、セクションがゼロに等しく設定される考えに従って、モデル化または統合され得る。しかしながら、計算コストの低減に対して、少なくとも部分的インパルス応答の一セクションがゼロに等しく設定される必要がある。
【００３２】
低減された部分的インパルス応答を達成するために、使用されるハードウェアに従ったインプリメンテーションは、コンパレータを使用して生じ、それは、閾値と、部分的インパルス応答の瞬時の値とを比較する。全体の計算がまた考慮される場合、低減された部分的インパルス応答の残りの端数（ｆｒａｃｔｉｏｎ）のサンプリング値は、係数カウンタにおいて決定され得る。得られた分子の値は、許容可能な計算によって決定された限界値を用いて、理論値コンパレータにおいて比較される。その限界がまだ超過されていない場合、スペースインパルス応答の追加的な端数はコード化され得、または、その閾値が下方に設定され得る。
【００３３】
以下の記載は、任意の音声信号が、インパルス応答または部分的インパルス応答を用いた畳み込みによる、空間および音響効果を提供し得ることに関する。図５ｂまたは図６に示されるように、空間／音響効果を提供する入力信号は、フィルタバンクを使用して、いくつかのサブ帯域へと分割される。これらのサブ帯域の数および限界周波数は、個々の部分的インパルス応答の決定のために使用されるものに対応する。その後のダウンサンプリングによって（サンプリング周波数の基準は上述と同じである）、計算が再び実行される。それぞれの個々のサブ帯域の畳み込みは、次いで、ダウンサンプリングとアップサンプリングとの間において生じる。
【００３４】
図６に示される、ダウンサンプリングとアップサンプリングとの間のフリースペースは、通常、サブ帯域信号のより小さい帯域幅のために、サブ帯域の分割が無いよりも、比較的良く機能する所定のアルゴリズム（コード化）が実行される位置を表す。本発明の場合において、これは、個々の部分的インパルス応答を用いた分割された音声信号の畳み込みである（図５ｂ）。それぞれの個々のサブ帯域信号は、対応する部分的インパルス応答を用いて畳み込みされる。その畳み込みに必要な個々の周波数範囲の部分的インパルス応答は、上記されたように、および、図５ａにおいて示されたように、既に決定されている。部屋の所定の位置において、所定の部屋のスペースインパルス応答の係数の決定は、一度に生じなければならない。従って、その係数は、好ましくは、畳み込みフィルタに格納されたフィルタ係数として、この空間効果を提供する、あらゆる任意の音声信号にとって利用可能である。
【００３５】
アップサンプリングの後（全体の信号の上限周波数の２倍（ナイキスト定理）に従った、サイクル周波数における増加）、個々のサブ帯域を完全な帯域に統合することが生じ、空間および／または音響効果を提供された信号が形成される。その後の個々のサブ帯域を全体の（全部の）信号に統合することにおいて、完全な合同が保証されなければならない。
【００３６】
ここで、ｗ（ｎ）は入力信号を表し、
【００３７】
【数１】
2007011305.tif 000003
は出力信号である。分析フィルタバンクのローパスは、Ｈ０で示され、ハイパスはＨ１で示される。ｙ０（ｎ）はローパスを用いてフィルタされたサブ帯域信号を表し、ｙ１（ｎ）はハイパスを用いてフィルタされたサブ帯域信号を表す。対応するダウンサンプルされた信号は、ｖ０（ｎ）およびｖ１（ｎ）である。図６の右側において、信号ｕ０（ｎ）またはｕ１（ｎ）は、アップサンプリングの後に形成される。ローパスＦ０およびハイパスＦ１は、統合フィルタバンクの一部である。フリースペースが図６においてブリッジされる場合、次いで、図６は、それに続く状況は成就される場合、完全な再構成を有するフィルタバンクを表す。出力信号
【００３８】
【数２】
2007011305.tif 000004
は、次いで、入力信号ｗ（ｎ）と等しくなる。すなわち、情報は失われない。この状況は、刊行物である、Ｇｉｌｂｅｒｔ  Ｓｔｒａｎｇ／Ｔｒｕｏｎｇ  Ｎｇｕｙｅｎ，  Ｗａｖｅｌｅｔｓ  ａｎｄ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｂａｋｎｓ，  Ｗｅｌｌｅｓｌｅｙ，  Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，  １９９６において与えられている。エイリアシング成分を消すために、Ｚ変換を行った後に、
Ｆ０（ｚ）＊Ｈ０（−ｚ）＋Ｆ１（ｚ）Ｈ１（−ｚ）＝０
が要求され、ダウンサンプリングおよびアップサンプリングのために、ひずみなしの再構成のために、
Ｆ０（ｚ）＊Ｈ０（ｚ）＋Ｆ１（ｚ）Ｈ１（ｚ）＝２ｚ−１
が必要とされる。
【００３９】
前述のＺ変換は、デジタル信号プロセスにおいて使用される共通の方法であり、別個の時間信号を、周波数ドメインにおける複雑な信号に変換する（時間連続性の信号のためのフーリエ変換に類似）。
【００４０】
当然、アナログの方法（例えば、アナログフィルタバンクおよびコンパレータを使用して）において、本発明に従った方法を管理することもまた、考えられ得る。しかしながら、それによって生成されるコストの結果、これは、好適度の低い実行を表す。
【００４１】
示された実施形態の例において、スペースインパルス応答または音声信号は、二つのサブ帯域に分割されるが、任意数のサブ帯域数が、考えられ得る。特定の空間に対しての周波数分配の時間依存に依存して、個々のサブ帯域の数、ならびに、上限および下限周波数は、最適化によって変更され得、可能な限り単純な計算を用いて、空間／音響効果の、オリジナルに忠実なシミュレーションを達成する。
【００４２】
サブ帯域の拡張を要求する計算コスト、および、個々のサブ帯域に続く合同は、本発明の方法の効率への考慮において含まれなければならない。具体的には、これは、スペースインパルス応答が所定の長さを有する場合のみ、サブ帯域分割のコスト、およびサブ帯域に続く統合が実質的に効果を生むことを意味する。低周波数のみが生じる範囲がより長いほど、本発明の効果が、要求された計算において、より効率的である。
【００４３】
計算コストに付け加えて、待ち時間の問題もまた、考慮されなければならない。経験則として、さらに多くのサブ帯域が使用されると、信号がフィルタバンクを通過するのに、より長い時間がかかる。待ち時間を低減するために、完全な帯域インパルス応答が二つの領域に分割され得る。分割点は、フィルタバンクによって生じる待ち時間によって規定される。音声信号は、次いで、フィルタバンクおよびコンボルバに供給され、この完全な帯域インパルス応答部分を有する信号のみを、その分割点にまで畳み込みする。出力信号は、次いで、完全な帯域コンボルバ、およびフィルタバンクの出力信号の単なる合計である。
【００４４】
本発明のこの実施形態は図１０において示され、スペースインパルス応答の一部分のみが本発明に従って分割される。第１のステップにおいて、スペースインパルス応答ｈ（η）１は、二つの領域に分割される。（それに関してηは、サンプル値のための時間インデックスであり、ｔ＝ητの時間にリンクされ、τは、サンプリング周波数の期間である。）第１の部分２は、開始から、分割点に拡張され、第２の部分は、分割点からスペースインパルス応答１の終わりまで延びる。分割点は、フィルタバンクによって生じる待ち時間に対応し、例示された例において、合計２ミリ秒である。２ミリ秒（右部分）よりも長い時間に対応するηを用いたスペースインパルス応答１の部分３は、本発明に従ったフィルタバンク４を使用して、二つのサブ帯域に分割され、二つの部分的インパルス応答３ａ、３ｂという結果になり、さらなる処理において、低減（希薄化）される。
【００４５】
ルームおよび／またはサウンドインプレッションを提供する音声信号５は、フィルタバンク６およびコンボルバ８に供給される。コンボルバ８は、スペースインパルス応答１の部分２のみを用いて、音声信号５を畳み込みする。フィルタバンクは、本発明に従い、音声信号をサブ帯域に分割する。コンボルバ９ａは、低減された部分的インパルス応答３ａを用いて、第１の部分的音声信号を畳み込みし、コンボルバ９ｂは、低減された部分的インパルス応答３ｂを用いて、第２の音声信号を畳み込みする。明確さのために、部分的インパルス応答を低減するステップ、ならびに、ダウンサンプリングおよびアップサンプリングするステップは、図１０には示されていない（この目的には、５ａ、５ｂおよび６）。
【００４６】
最後に、結果として得られた二つの信号が追加され、ルームおよび／またはサウンドインプレッションを提供する、所望された音声信号１０を形成する。本方法により、フィルタバンク６および７によって生じた遅延が補償され得る。もちろん、一部の追加的な計算能力は、スペースインパルス応答の部分２を用いて、音声信号５を畳み込みするために考慮されなければならないが、計算能力の実質的な省力は、インパルス応答のメイン部分をサブ帯域に分割し、本発明に従い、これらのサブ帯域内にて、部分的インパルス応答を処理することで、達成される。
【００４７】
時間インデックスはまた、それぞれの係数に格納されるゆえ、二つの範囲の間のゼロ値は計算される必要がない。従って、計算の間、畳み込みされる信号の格納ユニットは、完全なインパルス応答の長さにおいて存在する必要がある（サブ帯域または完全な帯域のどちらが含まれていようと、同じことである）。すなわち、掛け算および足し算の数は低減されるが、それは、ゼロに等しく設定されていない係数の実際の程度でである。
【００４８】
一般に、本発明は全ての畳み込み計算を含むと言い得（つまり、フィルタ係数を有する信号のフィルタリング）、情報の省略による本質的な質の損失に関連する計算を実行するための労力におけるゲインが考慮される。畳み込みされるインパルス応答の時間／周波数の動作によって、質の損失が所定の閾値を用いて、当然予測されるべきである程度に関して、あらかじめ述べることは可能である。知覚可能な質の損失を生じない、または滅多に生じないスペースインパルス応答のそれらの部分のみが、省略されるゆえ、個々の場合において、どのくらい多くの情報が省略され得、どのくらい多くの計算労力が省力され得たかに関して、畳み込みされるインパルス応答の関連する時間／周波数の動作に依存する。
【００４９】
最後に、一部の他の変形は、部分的なインパルス応答の希薄化において使用され、閾値の時間依存がどのように現れ得るのかに関して、提示されるべきである。図１および図３とは対照に、図７ａおよび図７ｂ、図８ａおよび図８ｂ、ならびに図９ａおよび図９ｂは、大きさの表示において、インパルス応答ｈ（η）を示す。しかしながら、これはその役割をするのではなく、というのも、エネルギーとの関係は、大きさの２乗に対応するからである。
【００５０】
図７ａおよび７ｂが示すように、決定された部分的インパルス応答の信号端数の重要な選択は、シミュレーションにとって最も重要であるが、決定され固定した閾値Ａを下回る、その決定された部分的インパルス応答の全ての端数はゼロに等しく設定され得、その結果、これらは、後の畳み込みプロセスに関しては考慮しないままである。これに対して、その閾値または対応するサンプリング値を超過する信号値は、変化しない大きさを有する低減された部分的インパルス応答に含まれる。
【００５１】
最後に、図８ａおよび図８ｂが示すように、重要な選択はまた、いわゆる、隠し現象（ｃｏｎｃｅａｌｉｎｇ  ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ）に従った基準を用いて可能である。従って、いずれにせよ、聞き取りにおいて知覚可能ではない決定された部分的インパルス応答からのこれらの端数が考慮される必要はない。利用可能な情報に従い、隠された端数は、後に生じる畳み込みから取り除かれる。隠す前および隠した後の範囲を弁別する。それらは、図８ａにおいて描かれたように、レベル限界を下回る信号は、メイン信号と比較して、もはや知覚可能ではない時間期間である。
【００５２】
図９ａおよび図９ｂは、どのくれいの閾値が徐々に現象され、従って、シミュレーションのためのどのくらいの信号端数が取り除かれているのかを示す。
【００５３】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【００５４】
本発明は、部屋内の聞き取り位置のために決定されたスペースインパルス応答を使用した音声信号を用いた、該位置に現れるルームインプレッションおよび／またはサウンドインプレッションのシミュレーションのための方法に関する。
【００５５】
本方法は、該スペースインパルス応答の少なくとも一部が、少なくとも二つのサブ帯域に分割され、低減された部分的インパルス応答が、かくして形成された該部分的インパルス応答の少なくとも一つのために決定されていることを特徴とし、低減のために、該部分的インパルス応答の少なくとも一部分がゼロに等しく設定され、該ルームインプレッションおよび／またはサウンドインプレッションを提供する該音声信号が、該スペースインパルス応答と同じ方法において分割され、同数のサブ帯域に分割され、かくして形成された該個々の部分的信号が、対応するサブ帯域の該低減された部分的なインパルス応答を用いて畳み込みされることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】例示的なスペースインパルス応答の時間依存エネルギー分配、およびその閾値基準に従ってコード化された時間範囲。
【図２】コード化された時間範囲を用いて、図１のスペースインパルス応答の時間依存エネルギー周波数分配。
【図３】個々にコード化された時間範囲を用いた二つのサブ帯域のエネルギー推移。
【図４】本発明の方法に従ってコード化された時間範囲を用いたスペースインパルス応答の時間依存周波数分配。
【図５ａ】二つのサブ帯域を用いた変形における、低減された部分的インパルス応答の決定のための略ブロック図。
【図５ｂ】音声信号を用いた畳み込みのために、図５ａにおいて決定された部分的インパルス応答の使用。
【図６】サブ帯域分割または統合のためのフィルタバンク。
【図７】閾値の型および時間依存の変形を示す。
【図８】閾値の型および時間依存の変形を示す。
【図９】閾値の型および時間依存の変形を示す。
【図１０】待ち時間補償の目的のための、本発明の一実施形態の略図。
【符号の説明】
【００５７】
１  スペースインパルス応答
３ａ、３ｂ  部分的インパルス応答
４、６、７  フィルタバンク
５  音声信号
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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