(57)【要約】  一部の開示される方法は、マルチバンド低音マネジメントを伴う。一部のそのような例は、低音マネジメントの目的で複数のハイパス及びローパスフィルタ周波数を適用することを含み得る。一部の開示される方法は、少なくとも一部の低周波信号を、パニング可能なオーディオオブジェクトとして取り扱う。一部の開示される方法は、低周波と高周波とを別々にパニングすることを含む。ハイパスレンダリングに続いて、パワーオーディットが、サブウーファー又は他の低周波対応スピーカによって再生されるべき低周波不足分ファクタを決定し得る。
2022502872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のオーディオオブジェクトを有するオーディオデータを受信し、前記オーディオオブジェクトは、オーディオデータ及び関連付けられたメタデータを含み、前記メタデータはオーディオオブジェクト位置データを含み、
再生環境内の１つ以上の再生スピーカを指し示すインジケーションと、前記再生環境内の前記１つ以上の再生スピーカの位置を指し示すインジケーションと、を有する再生スピーカレイアウトデータを受信し、前記再生スピーカレイアウトデータは、前記再生環境の１つ以上の低周波対応（ＬＦＣ）再生スピーカに対応するＬＦＣスピーカ位置データと、前記再生環境の１つ以上のメイン再生スピーカに対応するメインスピーカ位置データとを含み、
前記関連付けられたメタデータ及び前記再生スピーカレイアウトデータに少なくとも部分的に基づいて、前記複数のオーディオオブジェクトを複数のスピーカフィード信号へとレンダリングし、各スピーカフィード信号が、再生環境内の１つ以上の再生スピーカに対応し、
前記複数のスピーカフィード信号のうちの少なくとも一部にハイパスフィルタを適用して、ハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を生成し、
複数のオーディオオブジェクトの各々の前記オーディオデータにローパスフィルタを適用して、低周波（ＬＦ）オーディオオブジェクトを生成し、
前記ＬＦＣスピーカ位置データに少なくとも部分的に基づいて前記ＬＦオーディオオブジェクトをパニングして、ＬＦＣスピーカフィード信号を生成し、
前記ＬＦＣスピーカフィード信号を前記再生環境の１つ以上のＬＦＣスピーカに出力し、且つ
前記ハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を前記再生環境の１つ以上のメイン再生スピーカに提供する、
ことを有するオーディオ処理方法。
【請求項２】
前記複数のオーディオオブジェクトの各々の前記オーディオデータへの前記ローパスフィルタの適用の前に又は該適用の一部として、前記複数のオーディオオブジェクトのうちの１つ以上の前記オーディオデータを間引く、ことを更に有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記オーディオオブジェクトの前記オーディオデータの信号レベルを決定し、該信号レベルを閾信号レベルと比較し、そして、前記オーディオデータの前記信号レベルが前記閾信号レベル以上であるオーディオオブジェクトのみに１つ以上の前記ローパスフィルタを適用する、ことを更に有する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
利得及びハイパスフィルタ特性に少なくとも部分的に基づいてパワー不足分を計算し、
前記パワー不足分に少なくとも部分的に基づいて前記ローパスフィルタを決定する、
ことを更に有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のスピーカフィード信号のうちの少なくとも一部にハイパスフィルタを適用することは、２つ以上の異なるハイパスフィルタを適用することを有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記複数のスピーカフィード信号のうちの少なくとも一部にハイパスフィルタを適用することは、第１の複数の前記スピーカフィード信号に第１のハイパスフィルタを適用して、第１のハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を生成することと、第２の複数の前記スピーカフィード信号に第２のハイパスフィルタを適用して、第２のハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を生成することとを含み、前記第１のハイパスフィルタは、前記第２のハイパスフィルタよりも低い周波数レンジを通過させるように構成される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
当該方法は更に、第１組のメイン再生スピーカに関する第１の再生スピーカ性能情報を受信し、且つ第２組のメイン再生スピーカに関する第２の再生スピーカ性能情報を受信する、ことを有し、
前記第１のハイパスフィルタは、前記第１の再生スピーカ性能情報に対応し、
前記第２のハイパスフィルタは、前記第２の再生スピーカ性能情報に対応し、
前記ハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を前記１つ以上のメイン再生スピーカに提供することは、前記第１のハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を前記第１組のメイン再生スピーカに提供し、且つ前記第２のハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を前記第２組のメイン再生スピーカに提供することを有する、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記メタデータは、前記複数のオーディオオブジェクトのうちの特定のオーディオオブジェクトに対応するスピーカフィード信号にハイパスフィルタを適用すべきかを指し示すインジケーションを含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記ＬＦオーディオオブジェクトを生成することは、２つ以上の異なるフィルタを適用することを有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＬＦオーディオオブジェクトを生成することは、
前記複数のオーディオオブジェクトのうちの少なくとも一部に、第１の周波数レンジを通過させるように構成されたローパスフィルタを適用して、第１のＬＦオーディオオブジェクトを生成し、且つ
前記第１のＬＦオーディオオブジェクトに、ミッドＬＦ周波数レンジである第２の周波数レンジを通過させるように構成されたハイパスフィルタを適用して、第２のＬＦオーディオオブジェクトを生成する、
ことを有し、
前記ＬＦＣスピーカ位置データに少なくとも部分的に基づいて前記ＬＦオーディオオブジェクトをパニングしてＬＦＣスピーカフィード信号を生成することは、
前記第１のＬＦオーディオオブジェクトをパニングすることによって、第１のＬＦＣスピーカフィード信号を生成し、且つ
前記第２のＬＦオーディオオブジェクトをパニングすることによって、第２のＬＦＣスピーカフィード信号を生成する、
ことを有する、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＬＦオーディオオブジェクトを生成することは、
第１の複数の前記オーディオオブジェクトに、第１の周波数レンジを通過させるように構成されたローパスフィルタを適用して、第１のＬＦオーディオオブジェクトを生成し、且つ
第２の複数の前記オーディオオブジェクトに、ミッドＬＦ周波数レンジである第２の周波数レンジを通過させるように構成されたバンドパスフィルタを適用して、第２のＬＦオーディオオブジェクトを生成する、
ことを有し、
前記ＬＦＣスピーカ位置データに少なくとも部分的に基づいて前記ＬＦオーディオオブジェクトをパニングしてＬＦＣスピーカフィード信号を生成することは、
前記第１のＬＦオーディオオブジェクトをパニングすることによって、第１のＬＦＣスピーカフィード信号を生成し、且つ
前記第２のＬＦオーディオオブジェクトをパニングすることによって、第２のＬＦＣスピーカフィード信号を生成する、
ことを有する、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＬＦＣスピーカ位置データを受信することは、前記第２の周波数レンジ内のオーディオデータを再生することができる複数の非サブウーファー再生スピーカの各々の位置を指し示す非サブウーファー位置データを受信することを有し、前記第２のＬＦＣスピーカフィード信号を生成することは、前記非サブウーファー位置データに少なくとも部分的に基づいて、前記第２のＬＦオーディオオブジェクトのうちの少なくとも一部をパニングして、非サブウーファースピーカフィード信号を生成することを有し、当該方法は更に、前記非サブウーファースピーカフィード信号を、前記再生環境の前記複数の非サブウーファー再生スピーカのうちの１つ以上に提供することを有する、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＬＦＣスピーカ位置データを受信することは、前記第２の周波数レンジ内のオーディオデータを再生することができる複数のミッドサブウーファー再生スピーカの各々の位置を指し示すミッドサブウーファー位置データを受信することを有し、前記第２のＬＦＣスピーカフィード信号を生成することは、前記ミッドサブウーファー位置データに少なくとも部分的に基づいて、前記第２のＬＦオーディオオブジェクトのうちの少なくとも一部をパニングして、ミッドサブウーファースピーカフィード信号を生成することを有し、当該方法は更に、前記ミッドサブウーファースピーカフィード信号を、前記再生環境の前記複数のミッドサブウーファー再生スピーカのうちの１つ以上に提供することを有する、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記再生スピーカレイアウトデータは、前記再生環境内の再生スピーカの１つ以上のグループの位置のインジケーションを含む、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成された制御システム及びインタフェースシステムを有する装置。
【請求項１６】
ソフトウェアを格納した１つ以上の非一時的な媒体であって、前記ソフトウェアは、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の方法を実行するように１つ以上のデバイスを制御するための命令を含む、非一時的な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２０１８年１０月１６日に出願された米国仮特許出願第６２／７４６，４６８号に対する優先権の利益を主張するものであり、その全体をここに援用する。
【０００２】
この開示は、オーディオデータの処理及び再生に関する。特に、この開示は、オーディオデータの低音（bass）マネジメントに関する。
【背景技術】
【０００３】
低音マネジメントは、オーディオプログラムの最低周波数部を効率的に再生するためにオーディオシステムにおいて使用されている方法である。メインスピーカの設計又は位置では、十分な、効率的な、又は均一な低周波音再生をサポートできないことがある。そのような場合、広帯域信号が２つ以上の周波数帯域に分割され、低周波数が、過度の歪みなしに低周波オーディオを再生することができるスピーカに向けられ得る。
【発明の概要】
【０００４】
以下に限られないが低音マネジメント方法を含む様々なオーディオ処理方法がここに開示される。一部のそのような方法は、複数のオーディオオブジェクトを含み得るものであるオーディオデータを受信することを含み得る。オーディオオブジェクトは、オーディオデータ及び関連付けられたメタデータを含み得る。メタデータはオーディオオブジェクト位置データを含み得る。一部の方法は、再生環境内の１つ以上の再生スピーカを指し示すインジケーションと、再生環境内の１つ以上の再生スピーカの位置を指し示すインジケーションと、を含み得る再生スピーカレイアウトデータを受信することを含み得る。再生スピーカレイアウトデータは、一部の例において、再生環境の１つ以上の低周波対応（ＬＦＣ）再生スピーカに対応するＬＦＣスピーカ位置データと、再生環境の１つ以上のメイン再生スピーカに対応するメインスピーカ位置データとを含み得る。一部の例において、再生スピーカレイアウトデータは、再生環境内の再生スピーカの１つ以上のグループの位置のインジケーションを含んでもよい。
【０００５】
一部のこのような方法は、関連付けられたメタデータ及び再生スピーカレイアウトデータに少なくとも部分的に基づいて、複数のオーディオオブジェクトを複数のスピーカフィード信号へとレンダリングすることを含み得る。各スピーカフィード信号が、再生環境内の１つ以上の再生スピーカに対応し得る。一部のこのような方法は、複数のスピーカフィード信号のうちの少なくとも一部にハイパスフィルタを適用して、ハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を生成し、且つ複数のオーディオオブジェクトの各々のオーディオデータにローパスフィルタを適用して、低周波（ＬＦ）オーディオオブジェクトを生成することを含み得る。一部の方法は、ＬＦＣスピーカ位置データに少なくとも部分的に基づいてＬＦオーディオオブジェクトをパニングして、ＬＦＣスピーカフィード信号を生成することを含み得る。一部のこのような方法は、ＬＦＣスピーカフィード信号を再生環境の１つ以上のＬＦＣスピーカに出力し、且つハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を再生環境の１つ以上のメイン再生スピーカに提供することを含み得る。
【０００６】
一部の実装によれば、方法は、複数のオーディオオブジェクトの各々のオーディオデータへのローパスフィルタの適用の前に又は該適用の一部として、複数のオーディオオブジェクトのうちの１つ以上のオーディオデータを間引くことを含み得る。一部の方法は、オーディオオブジェクトのオーディオデータの信号レベルを決定し、該信号レベルを閾信号レベルと比較し、そして、オーディオデータの信号レベルが閾信号レベル以上であるオーディオオブジェクトのみに１つ以上のローパスフィルタを適用することを含み得る。一部の方法は、利得及びハイパスフィルタ特性に少なくとも部分的に基づいてパワー不足分を計算し、且つパワー不足分に少なくとも部分的に基づいてローパスフィルタを決定することを含み得る。
【０００７】
一部の例において、複数のスピーカフィード信号のうちの少なくとも一部にハイパスフィルタを適用することは、２つ以上の異なるハイパスフィルタを適用することを含み得る。一部の実装によれば、複数のスピーカフィード信号のうちの少なくとも一部にハイパスフィルタを適用することは、第１の複数のスピーカフィード信号に第１のハイパスフィルタを適用して、第１のハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を生成することと、第２の複数のスピーカフィード信号に第２のハイパスフィルタを適用して、第２のハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を生成することとを含み得る。第１のハイパスフィルタは、一部の例において、第２のハイパスフィルタよりも低い周波数レンジを通過させるように構成され得る。
【０００８】
一部の方法は、第１組のメイン再生スピーカに関する第１の再生スピーカ性能情報を受信し、且つ第２組のメイン再生スピーカに関する第２の再生スピーカ性能情報を受信することを含み得る。一部のそのような例において、第１のハイパスフィルタは、第１の再生スピーカ性能情報に対応することができ、第２のハイパスフィルタは、第２の再生スピーカ性能情報に対応することができる。ハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を１つ以上のメイン再生スピーカに提供することは、第１のハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を第１組のメイン再生スピーカに提供し、且つ第２のハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を第２組のメイン再生スピーカに提供することを含み得る。
【０００９】
一部の実装において、メタデータは、複数のオーディオオブジェクトのうちの特定のオーディオオブジェクトに対応するスピーカフィード信号にハイパスフィルタを適用すべきかを指し示すインジケーションを含み得る。一部の例によれば、ＬＦオーディオオブジェクトを生成することは、２つ以上の異なるフィルタを適用することを含み得る。
【００１０】
一部の例において、ＬＦオーディオオブジェクトを生成することは、複数のオーディオオブジェクトのうちの少なくとも一部にローパスフィルタを適用して第１のＬＦオーディオオブジェクトを生成することを含み得る。このローパスフィルタは、第１の周波数レンジを通過させるように構成され得る。一部のこのような方法は、第１のＬＦオーディオオブジェクトにハイパスフィルタを適用して第２のＬＦオーディオオブジェクトを生成することを含み得る。このハイパスフィルタは、ミッドＬＦ周波数レンジである第２の周波数レンジを通過させるように構成され得る。ＬＦＣスピーカ位置データに少なくとも部分的に基づいてＬＦオーディオオブジェクトをパニングしてＬＦＣスピーカフィード信号を生成することは、第１のＬＦオーディオオブジェクトをパニングすることによって、第１のＬＦＣスピーカフィード信号を生成し、且つ第２のＬＦオーディオオブジェクトをパニングすることによって、第２のＬＦＣスピーカフィード信号を生成することを含み得る。
【００１１】
一部の例によれば、ＬＦオーディオオブジェクトを生成することは、第１の複数のオーディオオブジェクトにローパスフィルタを適用して第１のＬＦオーディオオブジェクトを生成することを含み得る。このローパスフィルタは、第１の周波数レンジを通過させるように構成され得る。一部のこのような方法は、第２の複数のオーディオオブジェクトにバンドパスフィルタを適用して第２のＬＦオーディオオブジェクトを生成することを含み得る。このバンドパスフィルタは、ミッドＬＦ周波数レンジである第２の周波数レンジを通過させるように構成され得る。ＬＦＣスピーカ位置データに少なくとも部分的に基づいてＬＦオーディオオブジェクトをパニングしてＬＦＣスピーカフィード信号を生成することは、第１のＬＦオーディオオブジェクトをパニングすることによって、第１のＬＦＣスピーカフィード信号を生成し、且つ第２のＬＦオーディオオブジェクトをパニングすることによって、第２のＬＦＣスピーカフィード信号を生成することを含み得る。
【００１２】
一部の例において、ＬＦＣスピーカ位置データを受信することは、第２の周波数レンジ内のオーディオデータを再生することができる複数の非サブウーファー再生スピーカの各々の位置を指し示す非サブウーファー位置データを受信することを含み得る。第２のＬＦＣスピーカフィード信号を生成することは、非サブウーファー位置データに少なくとも部分的に基づいて、第２のＬＦオーディオオブジェクトのうちの少なくとも一部をパニングして、非サブウーファースピーカフィード信号を生成することを含み得る。一部のこのような方法はまた、非サブウーファースピーカフィード信号を、再生環境の複数の非サブウーファー再生スピーカのうちの１つ以上に提供することを含み得る。
【００１３】
一部の実装によれば、ＬＦＣスピーカ位置データを受信することは、第２の周波数レンジ内のオーディオデータを再生することができる複数のミッドサブウーファー再生スピーカの各々の位置を指し示すミッドサブウーファー位置データを受信することを含み得る。一部のこのような実装において、第２のＬＦＣスピーカフィード信号を生成することは、ミッドサブウーファー位置データに少なくとも部分的に基づいて、第２のＬＦオーディオオブジェクトのうちの少なくとも一部をパニングして、ミッドサブウーファースピーカフィード信号を生成することを含み得る。一部のこのような方法はまた、ミッドサブウーファースピーカフィード信号を、再生環境の複数のミッドサブウーファー再生スピーカのうちの１つ以上に提供することを含み得る。
【００１４】
ここに記載される方法の一部又は全ては、１つ以上の非一時的な媒体に格納された命令（例えば、ソフトウェア）に従って、１つ以上のデバイスによって実行され得る。そのような非一時的な媒体は、例えばここに記載されるものなどのメモリデバイスを含むことができ、以下に限られないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）デバイス、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）デバイスなどを含む。従って、この開示にて説明される事項の様々な発明態様は、ソフトウェアを格納した非一時的な媒体にて実装されることができる。ソフトウェアは、例えば、オーディオデータを処理するように少なくとも１つのデバイスを制御するための命令を含み得る。ソフトウェアは例えば、ここに開示されるものなどの制御システムの１つ以上のコンポーネントによって実行可能であるとし得る。ソフトウェアは、例えば、ここに開示される方法のうちの１つ以上を実行するための命令を含み得る。
【００１５】
本開示の少なくとも一部の態様は、装置によって実装され得る。例えば、１つ以上のデバイスが、少なくとも部分的に、ここに開示される方法を実行するように構成され得る。一部の実装において、装置は、インタフェースシステム及び制御システムを含み得る。インタフェースシステムは、１つ以上のネットワークインタフェース、制御システムとメモリシステムとの間の１つ以上のインタフェース、制御システムと別のデバイスとの間の１つ以上のインタフェース、及び／又は１つ以上の外部デバイスインタフェースを含み得る。制御システムは、汎用のシングルチップ若しくはマルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートのゲート若しくはトランジスタロジック、又はディスクリートのハードウェアコンポーネント、のうちの少なくとも１つを含み得る。従って、一部の実装において、制御システムは、１つ以上のプロセッサと、該１つ以上のプロセッサに動作可能に結合された１つ以上の非一時な記憶媒体とを含み得る。制御システムは、ここに開示される方法の一部又は全てを実行するように構成され得る。
【００１６】
この明細書に記載される事項の１つ以上の実装の詳細が、添付の図面及び以下の説明にて記述される。他の特徴、態様、及び利点が、明細書、図面、及び特許請求の範囲から明らかになる。なお、以下の図の相対的な寸法は、縮尺通りに描かれていないことがある。様々な図における似通った参照番号及び名称は、概して、同様の要素を指し示す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ドルビーサラウンド５．１構成を持つ再生環境の一例を示している。
【図２】ドルビーサラウンド７．１構成を持つ再生環境の一例を示している。
【図３】ハマサキ２２．２サラウンドサウンド構成を持つ再生環境の一例を示している。
【図４Ａ】仮想再生環境における様々な高さにあるスピーカゾーンを描写するグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）の一例を示している。
【図４Ｂ】他の再生環境の一例を示している。
【図５Ａ】ここに開示される方法の少なくとも一部を実行するように構成され得る装置のコンポーネントの例を示すブロック図である。
【図５Ｂ】スピーカ周波数レンジの幾つかの例を示している。
【図６】一例に従った低音マネジメント方法のブロックを示すフロー図である。
【図７】開示される一例に従った低音マネジメント方法のブロックを示している。
【図８】開示される一例に従った代わりの低音マネジメント方法のブロックを示している。
【図９】開示される一例に従った他の低音マネジメント方法のブロックを示している。
【図１０】開示される他の低音マネジメント方法を例示する機能ブロック図である。
【図１１】均一低音実装の一例を示す機能ブロック図である。
【図１２】開示される１つの低音マネジメント方法に従った間引きの一例を提供する機能ブロック図である。
【００１８】
様々な図における似通った参照番号及び名称は同様の要素を指し示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下の記載は、この開示の一部の発明態様を説明する目的のための特定の実装、及びそれら発明態様が実装され得る状況の例に向けられる。しかしながら、ここでの教示は、様々な異なるやり方で適用されることができる。また、記載される実施形態は、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなどで実装され得る。例えば、本出願の態様は、少なくとも部分的に、装置、２つ以上のデバイスを含むシステム、方法、コンピュータプログラムプロダクトなどにて具現化され得る。従って、本出願の態様は、ハードウェア実施形態、ソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、及び／又はソフトウェア態様とハードウェア態様との双方を組み合わせた実施形態の形態をとり得る。そのような実施形態は、ここでは、“回路”、“モジュール”又は“エンジン”として参照されることもある。本出願の一部の態様は、コンピュータ読み取り可能プログラムコードを具現化した１つ以上の非一時的な媒体に具体化されたコンピュータプログラムプロダクトの形態をとり得る。そのような非一時的な媒体は、例えば、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、ポータブルなコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光ストレージ装置、磁気ストレージ装置、又は以上の好適な組み合わせを含み得る。従って、この開示の教示は、図示され及び／又はここに記載される実装に限定されることは意図されず、代わりに、広範な適用可能性を有する。
【００２０】
図１は、ドルビーサラウンド５．１構成を持つ再生環境の一例を示している。ドルビーサラウンド５．１は、１９９０年代に開発されたが、この構成は、シネマサウンドシステム環境において依然として広く展開されている。プロジェクタ１０５が、例えばシネマ用のビデオ映像をスクリーン１５０上に投影するように構成され得る。オーディオ再生データが、ビデオ映像と同期されて、サウンドプロセッサ１１０によって処理され得る。出力増幅器（パワーアンプ）１１５が、再生環境１００のスピーカにスピーカフィード信号を提供し得る。
【００２１】
ドルビーサラウンド５．１構成は、左サラウンドアレイ１２０、右サラウンドアレイ１２５を含み、これらの各々が、単一のチャンネルによって集団駆動される。ドルビーサラウンド５．１構成はまた、左スクリーンチャンネル１３０、中央スクリーンチャンネル１３５及び右スクリーンチャンネル１４０用の別々のチャンネルを含む。低周波エフェクト（low-frequency  effects；ＬＦＥ）のために、サブウーファー１４５用の別個のチャンネルが設けられる。
【００２２】
２０１０年に、ドルビーは、ドルビーサラウンド７．１を発表することによってデジタルシネマサウンドに対するエンハンスメントをもたらした。図２は、ドルビーサラウンド７．１構成を持つ再生環境の一例を示している。デジタルプロジェクタ２０５が、デジタルビデオデータを受信し、ビデオ映像をスクリーン１５０上に投影するように構成され得る。オーディオ再生データが、サウンドプロセッサ２１０によって処理され得る。パワーアンプ２１５が、再生環境２００のスピーカにスピーカフィード信号を提供し得る。
【００２３】
ドルビーサラウンド７．１構成は、左側方サラウンドアレイ２２０及び右側方サラウンドアレイ２２５を含み、これらの各々が、単一のチャンネルによって駆動され得る。ドルビーサラウンド５．１のように、ドルビーサラウンド７．１構成は、左スクリーンチャンネル２３０、中央スクリーンチャンネル２３５、右スクリーンチャンネル２４０、及びサブウーファー２４５用の別々のチャンネルを含む。しかしながら、ドルビーサラウンド７．１は、ドルビーサラウンド５．１の左右のサラウンドチャンネルを４つのゾーンに分割することによって、サラウンドチャンネルの数を増加させており、すなわち、左側方サラウンドアレイ２２０及び右側方サラウンドアレイ２２５に加えて、左後方サラウンドスピーカ２２４及び右後方サラウンドスピーカ２２６用の別個のチャンネルが含められている。再生環境２００内のサラウンドゾーンの数を増加させることは、音の局在化を大幅に向上させることができる。
【００２４】
よりいっそう没入できる環境を作り出そうと、一部の再生環境は、増加した数のチャンネルによって駆動される増加した数のスピーカで構成されることがある。また、一部の再生環境は、様々な高さに展開されたスピーカを含むことがあり、それらのうち一部が、再生環境の座席区域の上にあることがある。
【００２５】
図３は、ハマサキ２２．２サラウンドサウンド構成を持つ再生環境の一例を示している。ハマサキ２２．２は、超高精細テレビジョンのサラウンドサウンドコンポーネントとして日本のＮＨＫ放送技術研究所で開発された。ハマサキ２２．２は、３層に配置されたスピーカを駆動するために使用され得るものである２４個のスピーカチャンネルを設けている。再生環境３００の上部スピーカ層３１０は、９チャンネルによって駆動され得る。中間スピーカ層３２０は、１０チャンネルによって駆動され得る。下部スピーカ層３３０は、うち２つがサブウーファー３４５ａ及び３４５ｂ用である５チャンネルによって駆動され得る。
【００２６】
従って、最新トレンドは、より多くのスピーカ及びより多くのチャンネルを含むだけでなく、異なる高さにもスピーカを含むことである。チャンネル数が増加し、スピーカレイアウトが２Ｄアレイから３Ｄアレイに移行するにつれて、音の位置決め及びレンダリングの作業がますます困難になる。
【００２７】
例えば仮想再生環境４０４などの仮想再生環境を参照してここで使用されるとき、用語“スピーカゾーン”は、概して、実際の再生環境の再生スピーカと一対一の対応関係を持つ又は持たない論理構成を指す。例えば、“スピーカゾーン位置”は、シネマ再生環境の特定の再生スピーカ位置に対応してもよいし、対応しなくてもよい。その代わりに、用語“スピーカゾーン位置”は、概して、仮想再生環境のゾーンを指し得る。一部の実装において、仮想再生環境のスピーカゾーンは、例えば、一組の２チャンネルステレオヘッドフォンのセットを使用してリアルタイムで仮想サラウンドサウンド環境を作り出すものであるドルビーヘッドフォン（登録商標）（モバイルサラウンド（登録商標）と呼ばれることもある）などの仮想化技術の使用によって、仮想スピーカに対応し得る。ＧＵＩ４００においては、第１の高さの７つのスピーカゾーン４０２ａと、第２の高さの２つのスピーカゾーン４０２ｂが存在し、仮想再生環境４０４内に合計９つのスピーカゾーンをなしている。この例では、スピーカゾーン１−３が、仮想再生環境４０４の前方領域４０５にある。前方領域４０５は、例えば、スクリーン１５０が置かれるシネマ再生環境の領域や、テレビジョンスクリーンが置かれる家庭の領域などに対応し得る。
【００２８】
ここでは、スピーカゾーン４が、概して、仮想再生環境４０４の左領域４１０内のスピーカに対応し、スピーカゾーン５が右領域４１５内のスピーカに対応する。スピーカゾーン６が仮想再生環境４０４の左後方領域４１２に対応し、スピーカゾーン７が右後方領域４１４に対応する。スピーカゾーン８が上方領域４２０ａ内のスピーカに対応し、スピーカゾーン９が、例えば図５Ｄ及び５Ｅに示される仮想天井５２０のエリアなどの仮想天井領域とし得るものである上方領域４２０ｂ内のスピーカに対応する。従って、より詳細に後述するように、図４Ａに示されるスピーカゾーン１−９の位置は、実際の再生環境の再生スピーカの位置に対応してもよいし、対応しなくてもよい。また、他の実装は、より多数又は少数のスピーカゾーン及び／又は高さを含み得る。
【００２９】
ここに記載される様々な実装では、例えばＧＵＩ４００などのユーザインタフェースが、オーサリングツール及び／又はレンダリングツールの一部として使用され得る。一部の実装において、オーサリングツール及び／又はレンダリングツールは、１つ以上の非一時的な媒体に格納されたソフトウェアによって実装され得る。オーサリングツール及び／又はレンダリングツールは、例えば図２１を参照して後述するロジックシステム及び他のデバイスなどの、ハードウェア、ファームウェアなどによって（少なくとも部分的に）実装されてもよい。一部のオーサリング実装において、関連するオーサリングツールが、関連するオーディオデータのメタデータを作成するために使用され得る。メタデータは、例えば、三次元空間におけるオーディオオブジェクトの位置及び／又は軌道を示すデータや、スピーカゾーン制約データなどを含み得る。メタデータは、実際の再生環境の特定のスピーカレイアウトに関してではなく、仮想再生環境４０４のスピーカゾーン４０２に関して作成されてもよい。レンダリングツールが、オーディオデータ及び関連付けられたメタデータを受信し、再生環境のためのオーディオ利得及びスピーカフィード信号を計算し得る。そのようなオーディオ利得及びスピーカフィード信号は、再生環境内の位置Ｐから音が聞こえてくるという知覚を生み出すことができるものである振幅パニングプロセスに従って計算され得る。例えば、スピーカフィード信号が、再生環境の再生スピーカ１乃至Ｎに、次式：
ｘｉ（ｔ）＝ｇｉｘ（ｔ），  ｉ＝１，…，Ｎ    （式１）
に従って提供され得る。
【００３０】
式１において、ｘｉ（ｔ）は、スピーカｉに与えられるスピーカフィード信号を表し、ｇｉは、対応するチャンネルの利得係数を表し、ｘ（ｔ）はオーディオ信号を表し、ｔは時間を表す。利得係数は、例えば、V.Pulkki，“Compensating  Displacement  of  Amplitude-Panned  Virtual  Sources”（Audio  Engineering  Society  (AES)  International  Conference  on  Virtual,  Synthetic  and  Entertainment  Audio）の第２節、第３−４頁に記載されている振幅パニング方法に従って決定されることができ、この文献をここに援用する。一部の実装では、利得は周波数依存であるとし得る。一部の実装では、ｘ（ｔ）をｘ（ｔ−Δｔ）で置き換えることによって、時間遅延が導入され得る。
【００３１】
一部のレンダリング実装において、スピーカゾーン４０２を参照して作成されたオーディオ再生データが、ドルビーサラウンド５．１構成、ドルビーサラウンド７．１構成、ハマサキ２２．２構成、又は他の構成とし得る広範囲の再生環境のスピーカ位置にマッピングされ得る。例えば、図２を参照するに、レンダリングツールは、スピーカゾーン４及び５のオーディオ再生データを、ドルビーサラウンド７．１構成を持つ再生環境の左側方サラウンドアレイ２２０及び右側方サラウンドアレイ２２５にマッピングし得る。スピーカゾーン１、２及び３用のオーディオ再生データが、それぞれ、左スクリーンチャンネル２３０、右スクリーンチャンネル２４０及び中央スクリーンチャンネル２３５にマッピングされ得る。スピーカゾーン６及び７用のオーディオ再生データが、左後方サラウンドスピーカ２２４及び右後方サラウンドスピーカ２２６にマッピングされ得る。
【００３２】
図４Ｂは、他の再生環境の一例を示している。一部の実装において、レンダリングツールは、スピーカゾーン１、２及び３用のオーディオ再生データを、再生環境４５０の対応するスクリーンスピーカ４５５にマッピングし得る。レンダリングツールは、スピーカゾーン４及び５用のオーディオ再生データを、左側方サラウンドアレイ４６０及び右側方サラウンドアレイ４６５にマッピングするとともに、スピーカゾーン８及び９用のオーディオ再生データを、左頭上スピーカ４７０ａ及び右頭上スピーカ４７０ｂにマッピングし得る。スピーカゾーン６及び７用のオーディオ再生データは、左後方サラウンドスピーカ４８０ａ及び右後方サラウンドスピーカ４８０ｂにマッピングされ得る。しかしながら、代わりの実装において、再生環境４５０の少なくとも一部のスピーカは、図４Ｂに示すようにはグループ化されなくてもよい。それに代えて、一部のそのような実装は、個々の側方スピーカ、天井スピーカ、サラウンドスピーカ及び／又はサブウーファーにオーディオ再生データをパニングすることを含み得る。一部のそのような実装によれば、少なくとも一部のオーディオオブジェクトに対応する低周波オーディオ信号が、例えば図４Ｂに示されるサラウンドスピーカなどの、個々のサブウーファー位置に及び／又は他の低周波対応スピーカの位置にパニングされ得る。
【００３３】
一部のオーサリング実装において、オーディオオブジェクトに関するメタデータを作成するためにオーサリングツールが使用され得る。ここで使用されるとき、用語“オーディオオブジェクト”は、例えば単旋律のオーディオデータなどのオーディオデータのストリームと、関連付けられたするメタデータとを指し得る。メタデータは典型的に、オーディオオブジェクトの二次元（２Ｄ）若しくは三次元（３Ｄ）位置、レンダリング制約、及びコンテンツタイプ（例えば、せりふ、エフェクト音など）を指し示す。実装に依存して、メタデータは、例えば幅データ、利得データ、軌道データなどの他のタイプのデータを含み得る。一部のオーディオオブジェクトが静止している一方で、他が移動してもよい。オーディオオブジェクトの細部が、とりわけ所与の時点における三次元空間内でのオーディオオブジェクトの位置を指し示し得るものである関連付けられたメタデータに従って加えられ又はレンダリングされ得る。オーディオオブジェクトが再生環境内でモニタされたり再生されたりするとき、オーディオオブジェクトは、例えばドルビー５．１及びドルビー７．１などの従来のチャンネルベースのシステムでの場合のように、所定の物理チャンネルに出力されるのではなく、再生環境内に存在する再生スピーカを使用して位置のメタデータに従ってレンダリングされ得る。
【００３４】
図５Ａは、ここに開示される方法の少なくとも一部を実行するように構成され得る装置のコンポーネントの例を示すブロック図である。一部の例において、装置５は、パーソナルコンピュータ、デスクトップコンピュータ、又はオーディオ処理を提供するように構成された他のローカルデバイスである、又はそれを含むとし得る。一部の例において、装置５は、サーバである又はそれを含むとし得る。一部の例によれば、装置５は、ネットワークインタフェースを介してサーバと通信するように構成されたクライアント装置であってもよい。装置５のコンポーネントは、ハードウェアによって、非一時的な媒体に格納されたソフトウェアによって、ファームウェアによって、及び／又はそれらの組み合わせによって実装され得る。図５Ａ及びここに開示される他の図に示されるコンポーネントのタイプ及び数は、単に例として示されるに過ぎない。代わる実装は、より多数の、より少数の、及び／又は異なるコンポーネントを含み得る。
【００３５】
この例において、装置５は、インタフェースシステム１０及び制御システム１５を含んでいる。インタフェースシステム１０は、１つ以上のネットワークインタフェース、制御システム１５とメモリシステムとの間の１つ以上のインタフェース、及び／又は１つ以上の外部デバイスインタフェース（例えば、１つ以上のユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インタフェースなど）を含み得る。一部の実装において、インタフェースシステム１０は、ユーザインタフェースシステムを含み得る。ユーザインタフェースシステムは、ユーザからの入力を受け取るように構成され得る。一部の形態において、ユーザインタフェースシステムは、ユーザにフィードバックを提供するように構成されてもよい。例えば、ユーザインタフェースシステムは、対応するタッチ及び／又はジェスチャ検出システムを備えた１つ以上のディスプレイを含み得る。一部の例において、ユーザインタフェースシステムは、１つ以上のマイクロフォン及び／又はスピーカを含み得る。一部の例によれば、ユーザインタフェースシステムは、例えばモータ、バイブレータなどの、触覚フィードバックを提供する装置を含んでいてもよい。制御システム１５は、例えば、汎用のシングルチップ若しくはマルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は、他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートのゲート若しくはトランジスタロジック、及び／又はディスクリートのハードウェアコンポーネントを含み得る。
【００３６】
一部の例において、装置５は、単一デバイスにて実装され得る。しかしながら、一部の実装では、装置５は、２つ以上のデバイスにて実装されてもよい。一部のそのような実装において、制御システム１５の機能が、２つ以上のデバイスに含められてもよい。一部の例において、装置５は、他のデバイスのコンポーネントであってもよい。
【００３７】
一部の低音マネジメント方法によれば、一部又は全てのメインチャンネルからのある周波数閾値未満の低周波情報は、１つ以上の低周波対応（low-frequency-capable；ＬＦＣ）スピーカを通じて再生され得る。周波数閾値をここでは“クロスオーバー周波数”と称することがある。クロスオーバー周波数は、オーディオチャンネルを再生するのに使用される（１つ以上の）メインスピーカの能力によって決定され得る。一部のメインスピーカ（ここでは“非低周波対応”と称することがある）が、ＬＦ信号を、例えば１５０Ｈｚなどの相対的に高いクロスオーバー周波数を持つ１つ以上のＬＦＣスピーカにルーティングさせ得る。一部のメインスピーカ（ここでは“限られた低周波”と称することがある）が、ＬＦ信号を、例えば６０Ｈｚなどの相対的に低いクロスオーバー周波数を持つ１つ以上のＬＦＣスピーカにルーティングさせ得る。
【００３８】
図５Ｂは、スピーカ周波数レンジの幾つかの例を示している。図５Ｂに示すように、一部のＬＦＣスピーカは、人間の通常の聴覚範囲内の全ての周波数の再生に割り当てられるフルレンジスピーカとし得る。例えばサブウーファーなどの一部のＬＦＣスピーカは、周波数閾値未満のオーディオの再生に専用とされ得る。例えば、一部のサブウーファーは、例えば６０Ｈｚ又は８０Ｈｚなどの周波数よりも低いオーディオデータを再生することに専用とされ得る。他の例において、一部のサブウーファー（ここでは“ミッドサブウーファー”と称することがある）は、例えば、約６０Ｈｚと１５０Ｈｚとの間、８０Ｈｚと１６０Ｈｚとの間などの、相対的に高い周波数レンジ内のオーディオデータを再生することに専用とされてもよい。１つ以上のミッドサブウーファーを使用して、（１つ以上の）メインスピーカと（１つ以上の）サブウーファーとの間の周波数ハンドリング能力のギャップを埋めることができる。１つ以上のミッドサブウーファーを使用して、相対的に密な構成のメインスピーカと相対的に疎な構成のサブウーファーとの間の空間解像度のギャップを埋めることができる。例えば、図５Ｂに示すように、ミッドサブウーファーに関して示された周波数レンジは、サブウーファーのそれと“限られた低周波”タイプのメインスピーカのそれとの間の周波数レンジにわたる。しかしながら、“制限低周波対応”タイプのメインスピーカは、ミッドサブウーファーの周波数レンジを含む周波数レンジを再生することができる。
【００３９】
典型的に、サブウーファーの数は、メインチャンネルの数よりも遥かに少ない。結果として、低周波（ＬＦ）情報の空間的な手掛かりが弱められたり歪まされたりする。典型的な再生環境における低周波数において、この空間的歪みは、一般に、知覚的に受容可能であるか、感知不可能であることが見出される。何故なら、人間の聴覚システムは、特に音源位置特定に関して、音の周波数が低下するにつれて、空間キューを検出することがあまりできなくなるからである。
【００４０】
低音マネジメントを用いることには数多くの利点が存在する。（ＬＦオーディオコンポーネントを持たない）メインチャンネルを再生するのに使用される多数のスピーカは、より小さく、簡単に設置され、あまり煩わしくなく、且つ低コストであることができる。サブウーファー又は他のＬＦＣスピーカの使用が、低周波音のより良い制御も可能にする。ＬＦオーディオは、プログラムの残りの部分とは独立に処理されることができ、また、１つ以上のＬＦＣラウドスピーカは、場合によりメインスピーカとは独立に、低音再生に最適な位置に配置されることができる。例えば、リスニングエリア内の座席間での周波数応答のバラつきを最小限に抑えることができる。
【００４１】
クロスオーバー、電気回路又はデジタルオーディオアルゴリズムを使用して、オーディオ信号を、各々がある周波数帯域をカバーする２つ（又は、複数のクロスオーバーが組み合わされる場合には、それよりも多く）のオーディオ信号に分割することができる。クロスオーバーは典型的に、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタに並列に入力信号を与えることによって実装される。帯域境界、すなわち、クロスオーバー周波数は、クロスオーバー設計の１つのパラメータである。別々の周波数帯域への完全な分離は実際には可能でなく、それらの帯域間には幾らかの重なりがある。この重なりの量及び性質は、クロスオーバー設計の別の１つのパラメータである。低音マネジメントシステムのための一般的なクロスオーバー周波数は８０Ｈｚであるが、システムコンポーネント及び設計目標に基づいて、より低い周波数及びより高い周波数がしばしば使用される。
【００４２】
複数の音源をパニング及びミキシングすることによって、空間的なオーディオプログラムを作り出すことができる。上述のように、この文脈において個々の音源（例えば、声、トランペット、ヘリコプターなど）は、“オーディオオブジェクト”として参照され得る。従来のチャンネルベースのサラウンドオーディオプログラムでは、分配に先立って特定のチャンネル構成（例えば、５．１）用のチャンネル信号を作り出すために、パニング及びミキシング情報がオーディオオブジェクトに適用されている。
【００４３】
オブジェクトベースのオーディオプログラムでは、個々のオーディオオブジェクトが、各オブジェクトに関連付けられたパン及びミックス情報と一緒になって、オーディオシーンを定め得る。次いで、オブジェクトベースのプログラムが分配され、特定の宛先で、パン及びミックス情報、再生機器構成（ヘッドフォン、ステレオ、５．１、７．１など）、及び可能性として再生環境におけるエンドユーザ制御（例えば、好みのダイアログレベル）に基づいてレンダリングされ得る。
【００４４】
オブジェクトベースのプログラムは、低音マネジメントシステムの更なる制御を可能にすることができる。オーディオオブジェクトは、例えば、チャンネルベースのミックスの生成に先立って個別に処理され得る。
【００４５】
これまでに実装された低音マネジメントの方法は欠点を有している。１つの一般的な問題は、オーディオ信号カップリングとも呼ばれる低音ビルドアップが関与している。マルチチャンネルプログラム（チャンネルベースの分配、又はチャンネルへのレンダリング後のオブジェクトベースの分配）は、音への変換に先立つ複数のオーディオ信号の電気的（アナログ処理）又は数学的（デジタル処理）相互作用によって影響を受ける。一般的な低音マネジメントシステム（サブウーファーよりも多数のソースメインスピーカを有するシステム）は、必要により、複数の低周波オーディオ信号を組み合わせて再生用の（１つ以上の）サブウーファーオーディオ信号を生成する。単一のスピーカによる再生のためにチャンネル信号を組み合わせるとき、入力チャンネル同士が独立であると仮定することが多く、また、離間された複数のスピーカによって信号が再生された場合に生じることになる音響結合をモデル化するために、べき乗則（２ノルム）が適用される。チャンネルベースの低音マネジメントシステムは典型的に、複数の入力チャンネルから低周波信号を作り出すときにこの慣例に従っている。
【００４６】
しかしながら、オーディオ信号が独立しておらずに（換言すれば、オーディオ信号が完全に又は部分的にコヒーレントであって）足し合わされる場合（線形結合）、得られるレベルは、別々の離間されたスピーカ上で信号が再生された場合よりも高く（音量が大きく）なる。低音マネジメントの場合、離間されたメインスピーカ上で再生されるコヒーレント信号は、べき乗則の音響結合を持つ傾向がある一方で、（電気的又は数学的に）混合される低周波数は線形結合を持つことになる。これが、オーディオ信号の結合によって“低音ビルドアップ”をもたらし得る。
【００４７】
低音ビルドアップはまた、音響結合によっても引き起こされ得る。マルチスピーカサウンド再生システムは、再生環境の音響空間内の複数の音源の相互作用によって影響を受ける。複数の異なるスピーカによって再生されるインコヒーレントオーディオ信号についての累積応答は、よく、周波数に依存しないべき乗和（２ノルム）を用いて近似される。複数の異なるスピーカによって再生されるコヒーレントオーディオ信号についての累積応答はもっと複雑である。スピーカが広い間隔にされ、且つ無響場（大きくて残響のない部屋、又は屋外）にある場合、べき乗和近似がよく成り立つ。それ以外の場合（近い間隔にされたスピーカや、小さくて残響がある部屋などの場合）、２つ以上のスピーカからのコヒーレントな音波が重なり合って結合し、建設的干渉及び相殺的干渉が、音源の相対的な位置、音の周波数、及び音場内での位置に依存するようにして発生することになる。オーディオ信号の結合と同様に、音響的な建設的干渉（これは、低周波及び近い間隔のスピーカで、より多く発生する）は、べき乗和というよりも、音源の線形和（１ノルム）に近づく傾向にある。これが、室内での音響的“低音ビルドアップ”をもたらし得る。チャンネルベースの低音マネジメント方法は、この効果を補償する能力において限られている。典型的に、この効果は、低音マネジメントシステムによって無視されている。
【００４８】
低音マネジメントシステムは一般に、非常に低い周波数での空間情報（例えば、位置、幅及び／又は拡散）を効果的に見定めるために聴覚システムの限界を当てにしている。オーディオ周波数が高くなるにつれて、空間情報の損失がますます明らかになり、アーチファクトがより目立つもの且つ許容できないものとなる。
【００４９】
前述の問題に鑑み、様々な開示される実装を開発してきた。一部の開示される例は、マルチバンド低音マネジメント方法を提供し得る。一部のそのような例は、低音マネジメントの目的のために複数のハイパス及びローパスフィルタ周波数を適用することを含み得る。一部の実装はまた、ウーファー用、又はミッドＬＦレンジのオーディオを再生することができる非サブウーファースピーカ用に、１つ以上のバンドパスフィルタを適用して“ミッドサブウーファー”用のミッドＬＦスピーカフィード信号を提供することを含み得る。ミッドＬＦレンジ、又は複数のミッドＬＦレンジは、特定の実装に応じて変わり得る。一部の例において、バンドパスフィルタによって通されるミッドＬＦレンジは、約６０−１４０Ｈｚ、７０−１４０Ｈｚ、８０−１４０Ｈｚ、６０−１５０Ｈｚ、７０−１５０Ｈｚ、８０−１５０Ｈｚ、６０−１６０Ｈｚ、７０−１６０Ｈｚ、８０−１６０Ｈｚ、６０−１７０Ｈｚ、７０−１７０Ｈｚ、８０−１７０Ｈｚなどであり得る。メインスピーカの様々な能力（例えば、より低いパワーを取り扱う天井スピーカ  ｖｓ．  側方サラウンドにいっそう対応したスピーカ）、ターゲットサブウーファーの様々な能力（例えば、ＬＦＥチャンネル再生に使用あれるサブウーファー  ｖｓ.  サラウンドサブウーファー）、室内音響、及び他のシステム特性が、システム内の最適なフィルタ周波数に影響を及ぼし得る。一部の開示されるマルチバンド低音マネジメント方法は、例えば、再生環境内のスピーカの能力に対応する１つ以上のローパス、バンドパス及びハイパスフィルタを設けることによって、これらの能力及び特性の一部又は全てに対処することができる。
【００５０】
一部の例によれば、マルチバンド低音マネジメント方法は、複数の周波数帯域の各々に対して異なる低音マネジメントスピーカ構成を使用することを含み得る。例えば、各低音マネジメント周波数帯域について利用可能なターゲットスピーカの数が増加すると、信号の空間解像度が周波数と共に高くなり、それ故に、知覚される空間アーチファクトの導入を最小化し得る。
【００５１】
一部の実装は、複数の周波数帯域の各々に対して異なる低音マネジメント処理方法を使用することを含み得る。例えば、一部の方法は、低音マネジメントなしで発生することになる音響結合にいっそう良好に一致するように、各バンドにおけるレベル正規化に異なる指数（ｐノルム）を使用し得る。最低周波数では、音響結合が線形加算になる傾向があり、１．０又はそれに近い指数（１ノルム）が使用され得る。中低周波では、音響結合がべき乗加算になる傾向があり、２．０又はそれに近い指数（２ノルム）が使用され得る。代わりに、あるいは加えて、スピーカ利得が、最低周波数での均一なカバレッジのための最適化、及びより高い周波数での空間解像度の最適化のために選定され得る。
【００５２】
一部の実装において、信号レベルに基づいて動的に低音マネジメント帯域が有効化され得る。例えば、信号レベルが増すにつれて、使用される周波数帯域の数も増加し得る。
【００５３】
一部の例において、プログラムは、オーディオオブジェクト及びチャンネルの両方を含んでもよい。一部の例によれば、プログラムチャンネル及びオーディオオブジェクトに対して異なる低音マネジメント方法が使用され得る。例えば、従来のチャンネルベースの方法がチャンネルに適用される一方で、ここに開示されるオーディオオブジェクトベースの方法のうちの１つ以上がオーディオオブジェクトに適用され得る。
【００５４】
一部の開示される方法は、少なくとも一部のＬＦ信号を、パニング可能なオーディオオブジェクトとして取り扱い得る。上述のように、オーディオ周波数が高くなるにつれて、空間情報の損失がますます明らかになり、従来の低音マネジメント方法によって生じるアーチファクトがより目立つもの且つ許容できないものとなる。マルチバンド低音マネジメント方法は、そのようなアーチファクトを減らすことができる。特にはミッドＬＦ信号であるＬＦ信号をパニング可能なオブジェクトとして取り扱うことも、そのようなアーチファクトを抑制することができる。従って、マルチバンド低音マネジメント方法を、少なくとも一部のＬＦ信号をパニングすることを含む方法と組み合わせることが有利であり得る。しかしながら、一部の実装は、少なくとも一部のＬＦ信号をパニングすること又はマルチバンド低音マネジメント方法を含み得るが、低周波オブジェクトパンニング及びマルチバンド低音マネジメントの両方は含まない。
【００５５】
上述のように、フィルタリングがスピーカフィードに適用される従来の低音マネジメントのアプローチは、パニング原理がリスナー位置での音響べき乗和を仮定していることが多いので、最適にならないことが多い。逆に、複数のスピーカを同一サブウーファーに低音マネジメントすることは、電気的な振幅和を生み出し、電気的な低音ビルドアップにつながる。一部の開示される方法は、低周波と高周波とを別々にパニングすることによって、この潜在的な問題を回避する。ハイパスレンダリングに続いて、パワー‘オーディット’が、サブウーファー又は他の低周波対応（ＬＦＣ）スピーカによって再生されるべき低周波‘不足分（deficit）’を決定し得る。
【００５６】
従って、一部の開示される低音マネジメント方法は、低音マネジメントによって生じる低周波パワー不足分に基づいて、ミッドＬＦのためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）係数及び／又はバンドパスフィルタ係数を計算することを含み得る。様々な例について詳細に後述する。低周波パワー不足分に基づいてミッドＬＦのためのローパスフィルタ係数及び／又はバンドパスフィルタ係数を計算することを含む低音マネジメント方法は、低音ビルドアップを抑制することができる。このような方法は、具体的な実装に応じて、マルチバンド低音マネジメント方法及び／又は少なくとも一部のＬＦ信号をパニングすることと組み合わせて実装されてもよいし、そうでなくてもよい。しかしながら、低周波パワー不足分に基づくローパスフィルタ係数（及び／又は、ミッドＬＦ用のバンドパスフィルタ係数）の計算を含む方法を、ここに開示される他の低音マネジメント方法と組み合わせることが有利であり得る。
【００５７】
図６は、一例に従った低音マネジメント方法のブロックを示すフロー図である。方法６００は、例えば、１つ以上のプロセッサ及び１つ以上の非一時的なメモリデバイスを含む制御システム（例えば、制御システム１５など）によって実装され得る。他の開示される方法と同様に、必ずしも方法６００の全てのブロックが図６に示される順序で実行される必要はない。また、代わりの方法は、より多数又は少数のブロックを含み得る。
【００５８】
この例において、方法６００は、オーディオオブジェクトに対応するＬＦオーディオ信号をパニングすることを含む。オーディオオブジェクトに対応するオーディオ信号上で動作するフィルタリング、パニング、及び他の処理は、単純さのために、ここでは、オーディオオブジェクト上で動作するものとして言及されることがある。例えば、オーディオオブジェクトのオーディオデータにフィルタを適用する処理は、ここでは、オーディオオブジェクトにフィルタを適用するものとして記述されることがある。オーディオオブジェクトのオーディオデータをパニングする処理は、ここでは、オーディオオブジェクトをパニングするものとして記述されることがある。
【００５９】
この例によれば、ブロック６０５は、複数のオーディオオブジェクトを含むオーディオデータを受信することを含む。オーディオオブジェクトは、オーディオデータ（これは、単旋律のオーディオ信号とし得る）及び関連付けられたメタデータを含む。この例において、メタデータはオーディオオブジェクト位置データを含む。
【００６０】
ここでは、ブロック６１０は、再生環境内の１つ以上の再生スピーカを指し示すインジケーションと、再生環境内の１つ以上の再生スピーカの位置を指し示すインジケーションと、を含む再生スピーカレイアウトデータを受信することを含む。一部の例において、位置は、例えば、“中央”、“前方左”、“前方右”、“左サラウンド”、“右サラウンド”など、再生環境内の１つ以上の他の再生スピーカの位置に対して相対的なものとし得る。一部の例によれば、再生スピーカレイアウトデータは、図１−３又は４Ｂに示したもののような再生環境内の１つ以上の再生スピーカを指し示すインジケーションと、再生環境内のそれら１つ以上の再生スピーカの位置（例えば、相対位置など）を指し示すインジケーションとを含み得る。一部の実施態様によれば、再生スピーカレイアウトデータは、再生環境内の再生スピーカの１つ以上のグループの位置（これは相対位置とし得る）を指し示すインジケーションを含んでもよい。この例において、再生スピーカレイアウトデータは、再生環境の１つ以上の低周波対応（ＬＦＣ）再生スピーカに対応するＬＦＣスピーカ位置データを含む。
【００６１】
一部の例において、ＬＦＣ再生スピーカは、１つ以上のタイプのサブウーファーを含み得る。代わりに、あるいは加えて、ＬＦＣ再生スピーカを含み得る再生環境は、ＬＦオーディオデータの満足いく再生が可能な１つ以上のタイプのワイドレンジ及び／又はフルレンジのスピーカを含み得る。例えば、一部のそのようなＬＦＣ再生スピーカは、不快にさせ得るレベルの歪みなしでミッドＬＦオーディオデータ（例えば、８０−１５０Ｈｚのレンジ内のオーディオデータ）を再生することができながら、より高い周波数レンジ内のオーディオデータを再生することもできる。一部の例において、そのようなフルレンジＬＦＣ再生スピーカは、人間に可聴な周波数レンジの大部分又は全てを再生可能であり得る。一部のそのようなフルレンジＬＦＣ再生スピーカは、６０Ｈｚ以上、７０Ｈｚ以上、８０Ｈｚ以上、９０Ｈｚ以上、１００Ｈｚ以上などのオーディオデータを再生するのに適し得る。
【００６２】
従って、再生環境の一部のＬＦＣ再生スピーカは専用サブウーファーであることができ、また、再生環境の一部のＬＦＣ再生スピーカは、ＬＦオーディオデータ及び非ＬＦオーディオデータの両方を再生するのに使用されることができる。ＬＦＣ再生スピーカは、一部の例において、前方スピーカ、中央スピーカ、及び／又は、例えば壁面サラウンドスピーカ及び／又は後方サラウンドスピーカなどのサラウンドスピーカを含み得る。例えば、図４Ｂを参照するに、再生環境の一部のＬＦＣ再生スピーカ（例えば再生環境４５０の前方及び後方に示したサブウーファーなど）は専用サブウーファーとすることができ、また、再生環境の一部のＬＦＣ再生スピーカ（例えば再生環境４５０の側方及び後方に示したサラウンドスピーカなど）は、ＬＦオーディオデータ及び非ＬＦオーディオデータの両方を再生するのに使用されることができる。
【００６３】
この例において、再生スピーカレイアウトデータはまた、再生環境の１つ以上のメイン再生スピーカに対応するメインスピーカ位置データを含む。メイン再生スピーカは、ＬＦＣ再生スピーカと比較して相対的に小さいスピーカを含み得る。メイン再生スピーカは、具体的な実装に応じて、１００Ｈｚ以上、１２０Ｈｚ以上、１５０Ｈｚ以上、１８０Ｈｚ以上、２００Ｈｚ以上などのオーディオデータを再生するのに適し得る。メイン再生スピーカは、一部の例において、天井スピーカ及び／又は壁面スピーカを含み得る。再び図４Ｂを参照するに、一部の実装において、天井スピーカの大部分又は全て、及び側面スピーカの一部が、メイン再生スピーカであるとし得る。
【００６４】
図６に戻るに、この例において、ブロック６１５は、関連付けられたメタデータ及び再生スピーカレイアウトデータに少なくとも部分的に基づいて、複数のオーディオオブジェクトを複数のスピーカフィード信号へとレンダリングすることを含む。各スピーカフィード信号が、再生環境内の１つ以上の再生スピーカに対応する。
【００６５】
この例によれば、ブロック６２０は、複数のスピーカフィード信号のうちの少なくとも一部にハイパスフィルタを適用して、ハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を生成することを含む。一部の例において、ブロック６２０は、第１の複数のスピーカフィード信号に第１のハイパスフィルタを適用して、第１のハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を生成することと、第２の複数のスピーカフィード信号に第２のハイパスフィルタを適用して、第２のハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を生成することとを含み得る。第１のハイパスフィルタは、例えば、第２のハイパスフィルタよりも低い周波数レンジを通過させるように構成され得る。一部の例によれば、ブロック６２０は、２つ以上の異なるハイパスフィルタを適用して、２つ以上の異なる周波数レンジを持つハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を生成することを含み得る。一部の例について後述する。
【００６６】
ブロック６２０で適用される（１つ以上の）ハイパスフィルタは、再生環境内の再生スピーカの能力に対応し得る。方法６００の一部の実装は、再生環境内の１つ以上のタイプのメイン再生スピーカに関する再生スピーカ性能情報を受信することを含み得る。
【００６７】
一部のそのような実装は、第１組のメイン再生スピーカに関する第１の再生スピーカ性能情報を受信し、且つ第２組のメイン再生スピーカに関する第２の再生スピーカ性能情報を受信する、ことを含み得る。ブロック６２０で適用される第１のハイパスフィルタは、第１の再生スピーカ性能情報に対応することができ、ブロック６２０で適用される第２のハイパスフィルタは、第２の再生スピーカ性能情報に対応することができる。そのような実装は、第１のハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を第１組のメイン再生スピーカに提供し、且つ第２のハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を第２組のメイン再生スピーカに提供することを含み得る。
【００６８】
一部の例において、ブロック６２０で適用される（１つ以上の）ハイパスフィルタは、オーディオオブジェクトに関連付けられたメタデータに少なくとも部分的に基づき得る。メタデータは、例えば、ブロック６０５で受信される複数のオーディオオブジェクトのうちの特定のオーディオオブジェクトに対応するスピーカフィード信号にハイパスフィルタを適用すべきかを指し示すインジケーションを含み得る。
【００６９】
この例において、ブロック６２５は、複数のオーディオオブジェクトの各々にローパスフィルタを適用して、低周波（ＬＦ）オーディオオブジェクトを生成することを含む。上述のように、オーディオオブジェクトのオーディオデータ上で実行される動作は、ここでは、オーディオオブジェクト上で実行されるとして言及されることがある。従って、この例において、ブロック６２５は、複数のオーディオオブジェクトの各々のオーディオデータにローパスフィルタを適用することを含む。一部の例において、ブロック６２５は、２つ以上の異なるフィルタを適用することを含み得る。詳細に後述するように、ブロック６２５で適用されるフィルタは、ローパス、バンドパス、及び／又はハイパスフィルタを含んでもよい。
【００７０】
一部の実装は、閾レベル以上であるオーディオ信号に対してのみ低音マネジメント方法を適用することを含み得る。閾レベルは、一部の例において、再生環境の１つ以上のタイプのメイン再生スピーカの能力に従って変わり得る。一部のそのような例によれば、方法６００は、１つ以上のオーディオオブジェクトのオーディオデータの信号レベルを決定することを含み得る。そのような例は、信号レベルを閾信号レベルと比較することを含み得る。一部のそのような例は、オーディオデータの信号レベルが閾信号レベル以上であるオーディオオブジェクトのみに、１つ以上のローパスフィルタを適用することを含み得る。
【００７１】
図６に示す例において、ブロック６３０は、ＬＦＣスピーカ位置データに少なくとも部分的に基づいてＬＦオーディオオブジェクトをパニングして、ＬＦＣスピーカフィード信号を生成することを含む。ここでは、オプションのブロック６３５が、再生環境の１つ以上のＬＦＣスピーカにＬＦＣスピーカフィード信号を出力することを含んでいる。オプションのブロック６４０が、再生環境の１つ以上のメイン再生スピーカに、ハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号を提供することを含んでいる。
【００７２】
一部の実装において、ブロック６３０は、２つ以上のタイプのＬＦＣスピーカフィード信号を生成することを含んでもよい。例えば、ブロック６３０は、相異なる周波数レンジを持つＬＦＣスピーカフィード信号を生成することを含み得る。それら異なる周波数レンジは、再生環境の異なるＬＦＣスピーカの能力に対応し得る。
【００７３】
一部のそのような例によれば、ブロック６２５は、複数のオーディオオブジェクトのうちの少なくとも一部にローパスフィルタを適用して、第１のＬＦオーディオオブジェクトを生成することを含み得る。ローパスフィルタは、第１の周波数レンジを通過させるように構成され得る。第１の周波数レンジは、具体的な実装に従って変わり得る。一部の例において、ローパスフィルタは、６０Ｈｚ未満の周波数、８０Ｈｚ未満の周波数、１００Ｈｚ未満の周波数、１２０Ｈｚ未満の周波数、１５０Ｈｚ未満の周波数などを通過させるように構成され得る。
【００７４】
一部のそのような実装において、ブロック６２５は、第１のＬＦオーディオオブジェクトにハイパスフィルタを適用して、第２のＬＦオーディオオブジェクトを生成することを含み得る。ハイパスフィルタは、ミッドＬＦ周波数レンジである第２の周波数レンジを通過させるように構成され得る。例えば、ハイパスフィルタは、８０−１５０Ｈｚのレンジ、６０−１５０Ｈｚのレンジ、６０−１２０Ｈｚのレンジ、８０−１２０Ｈｚのレンジ、１００−１５０Ｈｚのレンジ、６０−１５０Ｈｚのレンジなどの周波数を通過させるように構成され得る。
【００７５】
代わりの実装において、ブロック６２５は、第２の複数のオーディオオブジェクトにバンドパスフィルタを適用して、第２のＬＦオーディオオブジェクトを生成することを含んでもよい。バンドパスフィルタは、ミッドＬＦ周波数レンジである第２の周波数レンジを通過させるように構成され得る。例えば、バンドパスフィルタは、８０−１５０Ｈｚのレンジ、６０−１５０Ｈｚのレンジ、６０−１２０Ｈｚのレンジ、８０−１２０Ｈｚのレンジ、１００−１５０Ｈｚのレンジ、６０−１５０Ｈｚのレンジなどの周波数を通過させるように構成され得る。
【００７６】
一部のそのような実装によれば、ブロック６３０は、第１のＬＦオーディオオブジェクトをパニングすることによって、第１のＬＦＣスピーカフィード信号を生成し、且つ第２のＬＦオーディオオブジェクトをパニングすることによって、第２のＬＦＣスピーカフィード信号を生成することを含み得る。第１及び第２のＬＦＣスピーカフィード信号は、再生環境の異なるタイプのＬＦＣスピーカに提供され得る。例えば、再び図４Ｂを参照するに、一部のＬＦＣ再生スピーカ（例えば再生環境４５０の前方及び後方に示したサブウーファーなど）は専用のサブウーファーとすることができ、また、一部のＬＦＣ再生スピーカ（例えば再生環境４５０の側方及び後方に示したサラウンドスピーカなど）は、ＬＦオーディオデータ及び非ＬＦオーディオデータの両方を再生するのに使用され得る非サブウーファースピーカであることができる。
【００７７】
一部のそのような例において、ブロック６１０でＬＦＣスピーカ位置データを受信することは、第２の周波数レンジ（ミッドＬＦレンジ）内のオーディオデータを再生することができる複数の非サブウーファー再生スピーカの各々の相対位置を指し示す非サブウーファー位置データを受信することを含み得る。一部のそのような実装によれば、ブロック６３０は、非サブウーファー位置データに少なくとも部分的に基づいて第２のＬＦオーディオオブジェクトのうちの少なくとも一部をパニングして、非サブウーファースピーカフィード信号を生成することによって、第２のＬＦＣスピーカフィード信号を生成することを含み得る。そのような実装はまた、ブロック６３５にて、非サブウーファースピーカフィード信号を、再生環境の複数の非サブウーファー再生スピーカのうちの１つ以上に提供することを含み得る。
【００７８】
代わりに、あるいは加えて、再生環境の専用サブウーファーのうちの一部が、再生環境の他の専用サブウーファーと比較して、より低いレンジ内のオーディオ信号を再生することができるとし得る。後者は、ここでは“ミッドサブウーファー”と称されることがある。
【００７９】
一部のそのような例において、ブロック６１０でＬＦＣスピーカ位置データを受信することは、第２の周波数レンジ内のオーディオデータを再生することができる複数のミッドサブウーファー再生スピーカの各々の相対位置を指し示すミッドサブウーファー位置データを受信することを含み得る。一部のそのような実装によれば、ブロック６３０は、ミッドサブウーファー位置データに少なくとも部分的に基づいて第２のＬＦオーディオオブジェクトのうちの少なくとも一部をパニングして、ミッドサブウーファースピーカフィード信号を生成することによって、第２のＬＦＣスピーカフィード信号を生成することを含み得る。そのような実装はまた、ブロック６３５にて、ミッドサブウーファースピーカフィード信号を、再生環境の前記複数のミッドサブウーファー再生スピーカのうちの１つ以上に提供することを含み得る。
【００８０】
図７は、開示される一例に従った低音マネジメント方法のブロックを示している。この例によれば、ブロック７０５にて、オーディオオブジェクトが受信される。方法７００はまた、再生スピーカレイアウトデータを受信すること、又は再生スピーカレイアウトデータをメモリから取り出すことを含む。この例において、再生スピーカレイアウトデータは、再生環境のＬＦＣ再生スピーカに対応するＬＦＣスピーカ位置データを含んでいる。一例がＬＦＣ再生スピーカレイアウト７３０ｂに示されており、これは、再生環境の前方にあるＬＦＣ再生スピーカと、再生環境の左後方にある別のＬＦＣ再生スピーカと、再生環境の右後方にある別のＬＦＣ再生スピーカとを指し示している。しかしながら、これに代わる例は、より多くのＬＦＣ再生スピーカ、より少ないＬＦＣ再生スピーカ、及び／又は異なる位置のＬＦＣ再生スピーカを含み得る。
【００８１】
この例において、再生スピーカレイアウトデータは、再生環境のメイン再生スピーカに対応するメインスピーカ位置データを含んでいる。一例がメイン再生スピーカレイアウト７３０ａに示されており、これは、再生環境の側面に沿った、天井の、及び前方の、メイン再生スピーカの位置を指し示している。しかしながら、これに代わる例は、より多くのメイン再生スピーカ、より少ないメイン再生スピーカ、及び／又は異なる位置のメイン再生スピーカを含み得る。例えば、一部の再生環境は、再生環境の前方にメイン再生スピーカを含まないことがある。
【００８２】
この実装では、受信されたオーディオオブジェクトに対応する入力オーディオ信号をローパスフィルタ（ブロック７１５）及びハイパスフィルタ（ブロック７１０）に並列に与えることによって、クロスオーバーフィルタが実装される。クロスオーバーフィルタは、例えば、図５Ａの制御システム１５などの制御システムによって実装され得る。この例において、クロスオーバー周波数は８０Ｈｚであるが、これに代わる低音マネジメント方法は、より低い又はより高い周波数を持つクロスオーバーフィルタを適用し得る。クロスオーバー周波数は、システムコンポーネント（例えば再生環境の再生スピーカの能力など）及び設計目標に従って選定され得る。
【００８３】
この実装によれば、ブロック７１０で生成されたハイパスフィルタリングされたオーディオオブジェクトは、ブロック７２０にて、オーディオオブジェクトに関連付けられたメタデータ及びメインスピーカ位置データに少なくとも部分的に基づいてスピーカフィード信号へとパニングされる。各スピーカフィード信号が、再生環境内の１つ以上のメイン再生スピーカに対応し得る。
【００８４】
この例において、ブロック７１５で生成されたＬＦオーディオオブジェクトは、ブロック７２５にて、オーディオオブジェクトに関連付けられたメタデータ及びＬＦＣスピーカ位置データに少なくとも部分的に基づいてスピーカフィード信号へとパニングされる。各スピーカフィード信号が、再生環境内の１つ以上のＬＦＣ再生スピーカに対応し得る。一部の例において、低音マネジメントされるオーディオオブジェクトは、式１３を参照して後述するように表現され得る。
【００８５】
２つ以上のＬＦＣ再生スピーカが利用可能である場合、低音マネジメントされるオーディオオブジェクトは、例えばデュアルバランス振幅パニングを使用して、ＬＦＣ再生スピーカジオメトリに従ってパニングされることができる。
【００８６】
図７に示す例において、オプションのブロック７３５は、ブロック７１５で生成されたＬＦオーディオオブジェクトに、それらＬＦオーディオオブジェクトがブロック７２５でスピーカフィード信号へとパニングされる前に、低周波不足分ファクタを適用することを含んでいる。低周波不足分ファクタは、ブロック７１０でハイパスフィルタを適用することによって生じる“パワー不足分”を少なくとも部分的に補償するために適用され得る。ハイパスフィルタリング及び／又はレンダリングの後に、パワー“オーディット”が、ＬＦＣ再生スピーカによって再生されるべき低周波不足分ファクタを決定し得る。低周波不足分ファクタは、ハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号のパワー及びブロック７１０で適用されるハイパスフィルタの形状に基づき得る。
【００８７】
しかしながら、これに代わる一部の例では、ＬＦオーディオオブジェクトを生成するのに使用されるフィルタのうちの１つ以上が、少なくとも部分的にパワー不足分に基づき得る。例えば、図６を参照するに、ブロック６２５で適用されるフィルタのうちの１つ以上が、パワー不足分に少なくとも部分的に基づき得る。一部のそのような例において、方法６００は、ブロック６２０で生成されたハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号に少なくとも部分的に基づいてパワー不足分を計算することを含み得る。一部のそのような例によれば、ブロック６２５で適用される１つ以上のローパスフィルタの特性が、パワー不足分に少なくとも部分的に基づいて決定され得る。パワー不足分は、ハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号のパワー、及びブロック６２０で適用される（１つ以上の）ハイパスフィルタの形状に少なくとも部分的に基づき得る。
【００８８】
スピーカｍ∈｛１．．．Ｍ｝に関するオブジェクトパニング利得をｇｍとする。ただし、Ｍはフルレンジスピーカの総数である。この例において、パニングされるオーディオオブジェクトは、先ず、伝達関数ＦＨ（ω；ωｍ）を持つフィルタを用いて、カットオフ周波数ωｍでハイパスされる。バターワースフィルタの例では、伝達関数の振幅応答は、
【数１】
2022502872.tif 000003
のように表され得る。
【００８９】
式２において、ｎはフィルタの極数を表す。一部の例において、ｎは４とし得る。しかしながら、代わりの実装では、ｎは４よりも大きくても小さくてもよい。全周波数レンジにわたるパワーの和を仮定すると、低音マネジメントされるフルレンジスピーカから受け取られるリスナー位置でのパワーｐ（ω）は、
【数２】
2022502872.tif 000004
のように表され得る。
【００９０】
従って、パワー不足分は以下のように表される：
【数３】
2022502872.tif 000005
のように表され得る。
【００９１】
従って、理想的なＬＦＣ再生スピーカによって再生されるスペクトルは、
【数４】
2022502872.tif 000006
のように表され得る。
【００９２】
式５において、ｃは理想的なサブウーファースペクトルを表す。この実装によれば、ハイパス経路のものと同じ形態のバターワースフィルタを用いて低周波フィルタリングが適用される。残念ながら、理想的なＬＦＣ再生スピーカスペクトルは、ローパスバターワースフィルタの線形結合（加重和）によって正確にマッチングされることができない。このことは、マッチング問題を明示的に、
【数５】
2022502872.tif 000007
と記述すると、よりよく理解される。
【００９３】
式６において、ｈｍは、計算されて適用される重みを表す。ローパス伝達関数振幅ＦＬ（ω；ωｍ）を持つバターワースフィルタを用いて低周波フィードを生成する場合、ローパス伝達関数振幅は
【数６】
2022502872.tif 000008
のように表され得る。
【００９４】
離散的な周波数ωｋ，ｋ∈｛１．．．Ｋ｝でスペクトルωをサンプリングし、重みｈｍに関する制約付き最小二乗解を求めることによって、最適な近似解を導出することができる。上で定義した変数から、以下のベクトル及び行列、すなわち、
【数７】
2022502872.tif 000009
を導出することができ、故に、Ｆｈ＝ｃである。式１０において、ｃは、ベクトル形態でのサブウーファースペクトルを表し、ｃ（ω１）  ｃ（ω２）．．．ｃ（ωＫ）は一組の離散周波数にて評価されるサブウーファースペクトルを表す。周波数の総数Ｋの選択は任意である。しかしながら、周波数ωｍ、ωｍ／２、及びωｍ／４でのサンプリングが許容可能な結果を生み出すことが経験的に分かっている。重みが負でないように制約すると、この最適化問題は
【数８】
2022502872.tif 000010
のように記述されることができる。
【００９５】
オブジェクトｉ∈｛１．．．Ｎ｝及び固有カットオフ周波数インデックスｊ＝｛１．．．Ｊ｝についての最適重みをｈｉｊとする。一部の実装において、低音マネジメントされるオーディオオブジェクトは
【数９】
2022502872.tif 000011
のように表され得る。
【００９６】
式１３において、＊は線形畳み込みを表し、ｆｊ（ｔ）はカットオフ周波数インデックスｊにおけるローパスフィルタのインパルス応答を表す。
【００９７】
最後の問題が、バターワースフィルタの位相応答で生じ、それは、４次フィルタのカットオフ周波数で１８０°である。遷移帯域が通過帯域と重なるフィルタの足し合わせは、２つのフィルタ応答が位相ずれであるときにディップを引き起こす。高いカットオフ周波数を持つフィルタを、それらのＤＣ群遅延が、最も低いカットオフ周波数を持つフィルタの群遅延と一致するように、遅延させることによって、フィルタが１８０°の位相ずれである点が、あまり影響を持たないところである阻止帯域内に押し込まれ得る。
【００９８】
図８は、開示される一例に従った代わりの低音マネジメント方法のブロックを示している。この例によれば、ブロック８０５にて、オーディオオブジェクトが受信される。方法８００はまた、再生環境のメイン再生スピーカに対応するメインスピーカ位置データを含んだ再生スピーカレイアウトデータを受信すること（又は、再生スピーカレイアウトデータをメモリから取り出すこと）を含む。一例がメイン再生スピーカレイアウト８３０ａに示されており、これは、再生環境の側面に沿った、天井の、及び前方の、メイン再生スピーカの位置を指し示している。しかしながら、これに代わる例は、より多くのメイン再生スピーカ、より少ないメイン再生スピーカ、及び／又は異なる位置のメイン再生スピーカを含み得る。例えば、一部の再生環境は、再生環境の前方にメイン再生スピーカを含まないことがある。
【００９９】
この例において、再生スピーカレイアウトデータは、再生環境のＬＦＣ再生スピーカに対応するＬＦＣスピーカ位置データも含んでいる。一例がＬＦＣ再生スピーカレイアウト８３０ｂに示されている。しかしながら、これに代わる例は、より多くのＬＦＣ再生スピーカ、より少ないＬＦＣ再生スピーカ、及び／又は異なる位置のＬＦＣ再生スピーカを含み得る。
【０１００】
この実装によれば、少なくとも一部のオーディオオブジェクトが、ハイパスフィルタリングの前にスピーカフィード信号へとパニングされる。ここでは、低音マネジメントされるオーディオオブジェクトは、ハイパスフィルタが適用される前に、ブロック８１０にてスピーカフィード信号へとパニングされる。ブロック８１０のパニング処理は、オーディオオブジェクトに関連付けられたメタデータ及びメインスピーカ位置データに少なくとも部分的に基づき得る。各スピーカフィード信号が、再生環境内の１つ以上のメイン再生スピーカに対応し得る。
【０１０１】
この実装では、ブロック８２０にて第１のハイパスフィルタが適用され、ブロック８２２にて第２のハイパスフィルタが適用される。他の実装は、３つ以上の異なるハイパスフィルタを適用することを含み得る。この例によれば、第１のハイパスフィルタは６０Ｈｚハイパスフィルタであり、第２のハイパスフィルタは１５０Ｈｚハイパスフィルタである。この例において、第１のハイパスフィルタは、再生環境の側方にある再生スピーカの能力に対応し、第２のハイパスフィルタは、再生環境の天井にある再生スピーカの能力に対応する。第１のハイパスフィルタ及び第２のハイパスフィルタは、例えば、格納された又は受信された再生スピーカ性能情報に少なくとも部分的に基づいて制御システムによって決定され得る。
【０１０２】
図８に示す例では、ブロック８１５でＬＦオーディオオブジェクトを生成するために使用される１つ以上のフィルタは、パワー不足分に少なくとも部分的に基づく。一部のそのような例において、方法８００は、ブロック８２０及び８２２で生成されたハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号に少なくとも部分的に基づいてパワー不足分を計算することを含み得る。パワー不足分は、ハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号のパワー、及びブロック８２０及び８２２で適用されるハイパスフィルタの形状に少なくとも部分的に基づき得る。
【０１０３】
この例において、ブロック８１５で生成されたＬＦオーディオオブジェクトは、ブロック８２５にて、オーディオオブジェクトに関連付けられたメタデータ及びＬＦＣスピーカ位置データに少なくとも部分的に基づいてスピーカフィード信号へとパニングされる。各スピーカフィード信号が、再生環境内の１つ以上のＬＦＣ再生スピーカに対応し得る。
【０１０４】
図９は、開示される一例に従った他の低音マネジメント方法のブロックを示している。この例によれば、ブロック９０５にて、オーディオオブジェクトが受信される。方法９００はまた、再生環境のメイン再生スピーカに対応するメインスピーカ位置データを含んだ再生スピーカレイアウトデータを受信すること（又は、再生スピーカレイアウトデータをメモリから取り出すこと）を含む。一例がメイン再生スピーカレイアウト９３０ａに示されており、これは、再生環境の側面に沿った、天井の、及び前方の、メイン再生スピーカの位置を指し示している。しかしながら、これに代わる例は、より多くのメイン再生スピーカ、より少ないメイン再生スピーカ、及び／又は異なる位置のメイン再生スピーカを含み得る。例えば、一部の再生環境は、再生環境の前方にメイン再生スピーカを含まないことがある。
【０１０５】
この例において、再生スピーカレイアウトデータは、再生環境のＬＦＣ再生スピーカに対応するＬＦＣスピーカ位置データも含んでいる。例がＬＦＣ再生スピーカレイアウト９３０ｂ及び９３０ｃに示されている。しかしながら、これに代わる例は、より多くのＬＦＣ再生スピーカ、より少ないＬＦＣ再生スピーカ、及び／又は異なる位置のＬＦＣ再生スピーカを含み得る。これらの例において、再生スピーカレイアウト９３０ｂ内の暗い丸は、約６０Ｈｚ以下のレンジ内のオーディオデータを再生することができるＬＦＣ再生スピーカの位置を指し示し、再生スピーカレイアウト９３０ｃ内の暗い丸は、約６０Ｈｚ−１５０Ｈｚのレンジ内のオーディオデータを再生することができるＬＦＣ再生スピーカの位置を指し示す。この例によれば、再生スピーカレイアウト９３０ｂは、専用サブウーファーの位置を指し示し、再生スピーカレイアウト９３０ｃは、ＬＦオーディオデータの満足いく再生が可能なワイドレンジ及び／又はフルレンジのスピーカの位置を指し示す。例えば、再生スピーカレイアウト９３０ｃに示されるＬＦＣ再生スピーカは、不快にさせ得るレベルの歪みなしでミッドＬＦオーディオデータ（例えば、８０−１５０Ｈｚのレンジ内のオーディオデータ）を再生することができながら、より高い周波数レンジ内のオーディオデータを再生することもでき得る。一部の例において、再生スピーカレイアウト９３０ｃに示されるＬＦＣ再生スピーカは、人間に可聴な周波数レンジの大部分又は全てを再生することができ得る。
【０１０６】
この実装によれば、低音マネジメントされるオーディオオブジェクトは、ハイパスフィルタが適用される前に、ブロック９１０にてスピーカフィード信号へとパニングされる。ブロック９１０のパニング処理は、オーディオオブジェクトに関連付けられたメタデータ及びメインスピーカ位置データに少なくとも部分的に基づき得る。各スピーカフィード信号が、再生環境内の１つ以上のメイン再生スピーカに対応し得る。
【０１０７】
この実装では、ブロック９２０にて第１のハイパスフィルタが適用され、ブロック９２２にて第２のハイパスフィルタが適用される。他の実装は、３つ以上の異なるハイパスフィルタを適用することを含み得る。この例によれば、第１のハイパスフィルタは６０Ｈｚハイパスフィルタであり、第２のハイパスフィルタは１５０Ｈｚハイパスフィルタである。この例において、第１のハイパスフィルタは、再生環境の側方にある再生スピーカの能力に対応し、第２のハイパスフィルタは、再生環境の天井にある再生スピーカの能力に対応する。第１のハイパスフィルタ及び第２のハイパスフィルタは、例えば、格納された又は受信された再生スピーカ性能情報に少なくとも部分的に基づいて制御システムによって決定され得る。
【０１０８】
図９に示す例では、ブロック９１５及び９３５でＬＦオーディオオブジェクトを生成するために使用される１つ以上のフィルタは、パワー不足分に少なくとも部分的に基づく。一部のそのような例において、方法９００は、ブロック９２０及び９２２で生成されたハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号に少なくとも部分的に基づいてパワー不足分を計算することを含み得る。パワー不足分は、ハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号のパワー、及びブロック９２０及び９２２で適用されるハイパスフィルタの形状に少なくとも部分的に基づき得る。
【０１０９】
この例において、ブロック９１５で生成されたＬＦオーディオオブジェクトは、ブロック９２５にて、オーディオオブジェクトに関連付けられたメタデータ及び再生スピーカレイアウト９３０ｂに対応するＬＦＣスピーカ位置データに少なくとも部分的に基づいてスピーカフィード信号へとパニングされる。この例によれば、ブロック９３５で生成されたミッドＬＦオーディオオブジェクトは、ブロック９４０にて、オーディオオブジェクトに関連付けられたメタデータ及び再生スピーカレイアウト９３０ｃに対応するＬＦＣスピーカ位置データに少なくとも部分的に基づいてスピーカフィード信号へとパニングされる。
【０１１０】
図１０は、開示される他の低音マネジメント方法を例示する機能ブロック図である。図１０に示すブロックのうち少なくとも一部は、一部の例において、例えば図５Ａに示した制御システム１５などの制御システムによって実装され得る。この例では、オーディオオブジェクトと低周波エフェクト（ＬＦＥ）オーディオ信号１０４５とを含むものであるオーディオデータのビットストリーム１００５が、ビットストリームパーサ１０１０によって受信される。この例によれば、ビットストリームパーサ１０１０は、受信したオーディオオブジェクトをパニング部１０１５及びローパスフィルタ１０３５に提供するように構成される。この例において、ビットストリームパーサ１０１０は、ＬＦＥオーディオ信号１０４５を加算ブロック１０４７に提供するように構成されている。
【０１１１】
この例によれば、パニング部１０１５によって出力されたスピーカフィード信号１０２０が、複数のハイパスフィルタ１０２５に提供される。ハイパスフィルタ１０２５の各々は、一部の実装において、再生環境１０６０のメイン再生スピーカの能力に対応し得る。
【０１１２】
この例によれば、フィルタ設計モジュール１０３０が、低音マネジメントから得られる計算されたパワー不足分に少なくとも部分的に基づいて、フィルタ１０３５の特性を決定するように構成される。この例において、フィルタ設計モジュール１０３０は、パニング部１０１５から受け取る利得情報と、ハイパスフィルタ１０２５から受け取るハイパスフィルタ周波数を含むハイパスフィルタ特性とに少なくとも部分的に基づいて、ローパスフィルタ１０３５の特性を決定するように構成される。一部の実装において、フィルタ１０３５はまた、例えばミッドＬＦオーディオ信号を通過させるように構成されたバンドパスフィルタなどの、バンドパスフィルタも含み得る。一部の例において、フィルタ１０３５はまた、例えばローパスフィルタリングされたオーディオ信号上で動作してミッドＬＦオーディオ信号を生成するように構成されたハイパスフィルタなどの、ハイパスフィルタも含み得る。一部のそのような実装によれば、フィルタ設計モジュール１０３０は、低音マネジメントから得られる計算されたパワー不足分に少なくとも部分的に基づいて、バンドパスフィルタ及び／又はハイパスフィルタの特性を決定するように構成され得る。
【０１１３】
この例によれば、フィルタ１０３５から出力されたＬＦオーディオオブジェクトがパニング部１０４０に提供され、パニング部１０４０がＬＦスピーカフィード信号１０４２を出力する。この実装では、加算ブロック１０４７が、ＬＦスピーカフィード信号１０４２とＬＦＥオーディオ信号１０４５とを足し合わせ、その結果（ＬＦ信号１０４９）を等化（イコライゼーション）ブロック１０５５に提供する。この例において、等化ブロック１０５５は、ＬＦ信号１０４９を等化するように構成され、また、１つ以上のタイプの利得、遅延などを適用するように構成され得る。この実装において、等化ブロック１０５５は、得られたＬＦスピーカフィード信号１０５７を再生環境１０６０のＬＦＣ再生スピーカに出力するように構成される。
【０１１４】
この例によれば、ハイパスフィルタ１０２５からのハイパスフィルタリングされたオーディオ信号１０２７が、等化ブロック１０５０に提供される。この例において、等化ブロック１０５０は、ハイパスフィルタリングされたオーディオ信号１０２７を等化するように構成され、また、１つ以上のタイプの利得、遅延などを適用するように構成され得る。ここでは、等化ブロック１０５０は、得られたハイパスフィルタリングされたスピーカフィード信号１０５２を、再生環境１０６０のメイン再生スピーカに出力する。
【０１１５】
これに代わる一部の実装は、ＬＦオーディオオブジェクトのパニングを含まなくてもよい。一部のそのような代わりの実装は、低音を全てのサブウーファーに対して均一にパニングすることを含み得る。そのような実装は、フィルタリングの前にオーディオオブジェクトの加算を行うことを可能にし、それにより、計算の複雑さが節減される。一部のそのような例において、低音マネジメントされる信号は、
【数１０】
2022502872.tif 000012
のように表され得る。
【０１１６】
式１４において、Ｎはオーディオオブジェクトの数を表し、Ｊはカットオフ周波数の数を表す。一部の実装において、得られたｙＢＭ（ｔ）が、リスニング位置で知覚される低音振幅を保存するレベルで、全てのＬＦＣ再生スピーカに又は全てのサブウーファーに等しく供給され得る。
【０１１７】
図１１は、均一低音実装の一例を示す機能ブロック図である。ブロック１１１５は、メインスピーカをターゲットとするパニング部（先の例でのハイのパニング部）を表しており、各メインスピーカ信号に独自に適用されるハイパスフィルタに続かれている。ブロック１１３０は、先の例の低周波パンニング及びフィルタリングの機能ブロックを置き換えるものである。パニングによる低音処理を、各固有のクロスオーバー周波数での単純な加算で置き換えることは、必要とされる計算を削減することとなり、低周波信号パンニングを計算する必要性を取り除くことに加えて、式を整理しなおして、Ｊ個のローパスフィルタのみがリアルタイムで走らされればよいようにすることができる。パニングされた低音の場合、ＪＮ個のフィルタが必要とされ、これは、リアルタイム実装では受け入れられないことがある。この例は、比較的低いクロスオーバー周波数を有した、ＬＦ空間精度をあまり必要としないシステムに最も適している。
【０１１８】
クロスオーバー周波数が約１５０Ｈｚを超えて高くなると、遠いサブウーファーに対してスピーカが低音マネジメントされるときに、見かけの音響像におけるかなりのシフトが発生し得る。この問題は間引き（デシメーション）に適する。何故なら、ＬＦＣ再生スピーカ周波数は一般に、サンプリング周波数と比較して非常に低いからである。狙いは、フィルタリング演算の計算コストを低減させて、相当なＣＰＵ負荷なしで各オーディオオブジェクトが独立に処理されることを可能にすることである。
【０１１９】
図１２は、開示される１つの低音マネジメント方法に従った間引きの一例を提供する機能ブロック図である。この例によれば、パニング及びハイパスブロック１２０５が、先ず、オーディオオブジェクト位置データ及びメインスピーカレイアウトデータに従って振幅パニングを適用し、次いで、グラフ１２１０に示されるように、アクティブチャンネルの各々に対してハイパスフィルタを適用する。一部の例において、ハイパスフィルタはバターワースフィルタとし得る。これは、式７及び８を参照して上述したハイパス経路と等価である。
【０１２０】
この例によれば、間引きブロック１２１５が、入力オーディオオブジェクトのオーディオ信号を間引くように構成される。この例では、間引きブロック１２１５は６４ｘ間引きブロックである。一部のそのような例において、間引きブロック１２１５は、予め計算されたハーフバンドフィルタを用いる６段の１／２デシメータとし得る。一部の例において、ハーフバンドフィルタは、８０ｄＢの阻止帯域除去を有し得る。他の例において、間引きブロック１２１５は、オーディオデータを異なる程度まで間引いてもよく、及び／又は異なるタイプのフィルタ及び関連処理を使用してもよい。
【０１２１】
ハーフバンドフィルタには、以下の性質を持つ：
１．  係数のおよそ半分がゼロである。
２．  非ゼロの係数は対称である（線形位相、半倍）。
３．  遷移帯域がサンプリング周波数の約１／４に対して対称であり、それが各間引き段の後にバンドの頂部に向かってエイリアシングを発生させる。この理由のため、一部の実装は、残留エイリアシングを除去するために、より長い最終フィルタを使用する。
【０１２２】
性質３に関して、サブウーファーフィードの場合、約３００Ｈｚよりも上にエイリアシングが存在することを許すことが受け入れられ得る。例えば、１５０Ｈｚの最大カットオフ周波数を規定する場合、サブウーファーフィードは３００Ｈｚ近くで少なくとも−２４ｄＢであり、故に、これらの周波数でのエイリアシングはフルレンジスピーカフィードによってマスクされることになると仮定するのが合理的である。
【０１２３】
４８ｋＨｚのサンプリング周波数では、最終段での実効サンプリング周波数は７５０Ｈｚであり、３７５Ｈｚのナイキスト周波数となる。従って、一部の実装において、３００Ｈｚを、エイリアシング成分を許容することができる最低周波数として規定することができる。
【０１２４】
この例によれば、ＬＰフィルタモジュール１２２０が、ＬＦオーディオデータを生成するためのフィルタを設計して適用するように構成される。この中の別の箇所で説明したように、ＬＦオーディオデータを生成するために適用されるフィルタは、一部の実装においてバンドパス及びハイパスフィルタも含むことができる。この実装では、ＬＰフィルタモジュール１２２０は、間引きブロック１２１５から受け取った間引かれたオーディオデータと、（グラフ１２２５に示されるような）低音パワー不足分とに少なくとも部分的に基づいてフィルタを設計するように構成される。ＬＰフィルタモジュール１２２０は、上述の方法のうちの１つ以上に従ってパワー不足分を決定するように構成され得る。
【０１２５】
例えば、バターワースハイパスフィルタの解析的な振幅スペクトルを、上の不足分の式（式５）と組み合わせて、ＬＦＣ再生スピーカフィードのスペクトルは、
【数１１】
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のように表され得る。
【０１２６】
フィルタｃ（ω）は、例えば、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタとして設計されることができ、また、６４ｘの間引き率で適用されることができる。
【０１２７】
この例において、ＬＰフィルタモジュール１２２０はまた、設計されたフィルタによって生成されたＬＦオーディオデータをパニングするように構成される。この例によれば、ＬＰフィルタモジュール１２２０によって生成されたＬＦスピーカフィード信号が、加算ブロック１２３０に提供される。加算ブロック１２３０によって生成された加算ＬＦスピーカフィード信号が、元の入力サンプルレートでＬＦスピーカフィード信号を出力するように構成された補間ブロック１２３５に提供される。得られたＬＦスピーカフィード信号１２３７が、再生環境のＬＦＣ再生スピーカ１２４０に提供され得る。
【０１２８】
この例では、パニング及びハイパスブロック１２０５によって生成されたハイパススピーカフィード信号が、加算ブロック１２５０に提供される。加算ブロック１２５０によって生成された加算ハイパススピーカフィード信号１２５５が、再生環境のメイン再生スピーカ１２６０に提供される。
【０１２９】
この開示に記載された実施形態に対する様々な変更が、当業者に容易に明らかとなり得る。ここで規定された一般原理は、この開示の精神又は範囲から逸脱することなく、他の実装に適用され得る。従って、特許請求の範囲は、ここに示された実装に限定されることは意図されず、この開示、ここに開示された原理及び新規な特徴と一貫した最も広い範囲に一致すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図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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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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