(57)【要約】  進化したサラウンド処理を有するマルチバンドオーディオ圧縮アルゴリズムを実装するオーディオ処理アーキテクチャーが説明される。例示的アーキテクチャーは、テレビ、ワイヤレススピーカーシステムおよびサウンドバーで見受けられるような廉価で、キャビネットにマウントされたステレオスピーカーの忠実性および知覚されるサウンドフィールドの広がりを改善する。本開示の例は、廉価で、キャビネットにマウントされたステレオスピーカーを、例えば、（ｉ）左／右／中央サウンドフィールドイメージに対して、深さおよび高さを追加する進化したサラウンドアルゴリズム、（ｉｉ）コンプレッサーオーバーシュートによって生じる知覚可されたアーチファクトを最小化するソフトクリップアルゴリズム、（ｉｉｉ）バンド間のよりよいアイソレーションを与えるための設定可能なクロスオーバーフィルタオーダー調節、（ｉｖ）オーバーシュートを減少させかつノイズブーストを最小化するコンプレッサー最大利得調節、および／または、（ｖ）高い環境ノイズ状況においてセンターイメージ（会話）の知覚を強調するためのセンター利得調節を与えることにより改良することができる。
2020510328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオオーディオを強調するシステムであって、当該システムは、
前記オーディオの和に対する差の比を制限するよう構成されたプロセッサと、
左オーディオ入力信号および右オーディオ入力信号の各々を、少なくとも２つの周波数帯域に分割するよう構成された少なくともひとつのクロスオーバーネットワークであって、前記クロスオーバーネットワークのフィルタオーダーおよび前記周波数を設定するように構成された、クロスオーバーネットワークと、
前記クロスオーバーネットワークによって作成された前記帯域の各々における前記入力信号に応答して、左出力信号および右出力信号を生成するように構成された少なくとも２つのコンプレッサーであって、設定可能なターゲットレベル、閾値越え圧縮比、閾値未満圧縮比、および最大利得を有する、少なくとも２つのコンプレッサーと、
複数次元で展開する知覚されたサウンドフィールドの量を設定するように構成された２チャネルサラウンドプロセッサと、
前記左オーディオ入力信号および前記右オーディオ入力信号を受信し、かつ、所望の周波数特性を成形するように構成された左イコライザーおよび右イコライザーと、
フルスケールの出力をわずかに超える左信号および右信号の知覚された歪みを制限するソフトクリッパーと
を備えるシステム。
【請求項２】
前記システムは、所望のサウンドリスニングモードを生成するように構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記クロスオーバーネットワークの前記フィルタオーダーは、４次のオーダーである、ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
ステレオオーディオ信号に、知覚された付加的な幅、深さおよび高さを生成するシステムであって、
差チャネル幅調節と、
差遅延利得調節によって調節された出力を有する差チャネルフィードバック遅延ループと、
前記幅調節および前記差遅延利得調節の前記出力を加算する加算器であって、前記加算器の出力は、ひとつのステレオチャネルと加算され、かつ、他のステレオチャネルと加算され、位相反転（１８０°の位相シフト）される、ところの加算器と、
和遅延利得調節によって最初に調節され、その後、前記左チャネルおよび前記右チャネルと結合される出力を有する和チャネルフィードバック遅延ループと、
を備えるシステム。
【請求項５】
前記システムは所望のサウンドリスニングモードを生成するように構成される、ことを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
ラウドスピーカーの低い周波数応答を強調するコンプレッサーアーキテクチャーであって、当該アーキテクチャーは、
所望の量の低音ブーストまたはカットに対する前記入力オーディオ周波数応答を成形するよう構成されたイコライザーと、
前記低い帯域を２つの帯域に分割するクロスオーバーネットワークであって、第１帯域は上側の低帯域であり、第２帯域は下側の低帯域である、ところのクロスオーバーネットワークと、
前記入力オーディオ信号の前記低周波数部分の前記エネルギーレベルに応答して、出力信号を生成するように構成された、前記第１帯域を処理するためのコンプレッサーと、
前記入力オーディオ信号の前記下側低周波数部分の前記エネルギーレベルに応答して、出力信号を生成するように構成された、前記第２帯域を処理するためのコンプレッサーと、
前記ラウドスピーカーによって再生不能な周波数を除去するように構成されたハイパスフィルターと、
前記第１および第２帯域を、前記オーディオ信号の中間および高帯域部分に再結合する加算器と、
前記ラウドスピーカーの歪み領域へ、短い信号エクスカーションを制限するためのソフトクリッパーと
を備えるアーキテクチャー。
【請求項７】
前記アーキテクチャーは、所望のサウンドリスニングモードを生成するよう構成される、請求項６に記載のアーキテクチャー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
クロスリファレンス
本願は、２０１７年１月４日に出願された“Three  Band  Compressor  with  Advanced  Surround  Processing”と題する米国仮特許出願第６２／４４２，１９５号の優先権主張を伴うものである。当該仮特許出願は、参考文献として本願に完全に組み込まれるものである。
【０００２】
本開示は、オーディオ受信および再生に関連し、特に、テレビおよびコンピュータなどのオーディオおよびビデオ画像受信および再生デバイスに典型的に組み込まれる廉価なスピーカーの忠実かつ認識されるサウンドフィールドの広がりを強調するためのシステムおよび技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
消費者は、典型的に、サウンドの品質に対してよりも、視覚的ディスプレイの品質の方により敏感である。最低のコストを維持するために、テレビおよびコンピュータなどのオーディオおよびビデオシステムのエレクトロニクス製造業者にとって、システム内に小さくかつ廉価なスピーカーを搭載するが通常である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらのスピーカーは典型的に、貧弱な忠実性および認識されるサウンドフィールドの小さい広がりを示す。付加的なスピーカーが、任意のプログラムのオーディオ部分を改善するために、オーディオおよびビデオ画像受信および再生システムに接続可能であるように、オーディオおよびビデオ画像受信および再生システムは通常構成されているので、これらの問題を克服することを追求する消費者は、典型的に、ハイエンドのスピーカーを購入するか付加する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、進化したサラウンド処理を有するマルチバンド（例えば、３つのバンド）のオーディオ圧縮アルゴリズムを実装するための技術および実装を説明する。したがって本開示の実施形態は、テレビ、ワイヤレススピーカーおよびサウンドバーに見られるような廉価で、キャビネットにマウントされたステレオスピーカーの忠実性かつ知覚されるサウンドフィールドの広がりを改善する。本開示の実施形態は、廉価で、キャビネットにマウントされたステレオスピーカーを、例えば、（ｉ）左／右／中央サウンドフィールドイメージに対して、深さおよび高さを追加する進化したサラウンドアルゴリズム、（ｉｉ）コンプレッサーオーバーシュートによって生じる知覚されたアーチファクトを最小化するソフトクリップアルゴリズム、（ｉｉｉ）バンド間のよりよいアイソレーションを与えるための設定可能なクロスオーバーフィルタオーダー調節、（ｉｖ）オーバーシュートを減少させかつノイズブーストを最小化するコンプレッサー最大利得調節、および／または、（ｖ）高い環境サウンド状況においてセンターイメージ（会話）の知覚を強調するためのセンター利得調節、を与えることにより改良することができる。
【０００６】
オーディオソース材料のタイプに応じて、これらのアーキテクチャーおよび／またはアルゴリズムの異なるコンフィギュレーションを有することが所望される。例えば、アクション映画を観ている間に、リスナーは、強いサラウンド効果に興味を持ちうる。したがって本開示の実施形態は、強調されたオーディオサラウンド効果を与えることができる。他の例として、音楽を聴いている間に、リスナーはサラウンド効果にはあまり興味がなく、高い忠実性、コンサートホール効果、または、低音の増加により興味を持ちうる。スポーツイベントのリスナーは、スタジアム環境の雰囲気を維持しようとしつつ、聴衆のノイズおよび公共向けシステムに対してクリアなアナウンサーの声に興味があり得る。本開示のアーキテクチャーおよびアルゴリズムの改良および設定可能性は、異なるタイプのサウンド材料およびリスナーの興味を容易にするべく、複数のマルチオーディオ強調モードの実装を与えることができる。
【０００７】
これら、および他のコンポーネント、ステップ、特徴、目的、利益、および利点は、以下の詳細な説明、添付図面、および特許請求の範囲のレビューから明確となる。
【０００８】
図面は例示的実施形態を示す。これらは、すべての実施形態を示すものではない。他の実施形態が付加または代替的に使用されてもよい。自明であるか、スペースの都合上または効果的な図示のために不要なものは省略されている。いくつかの実施形態は、付加的なコンポーネントまたはステップとともに、および／または、図示されたすべてのコンポーネントまたはステップ無しで実施可能である。図面内の同じ数字は同一のコンポーネントまたはステップを指す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本開示の例示的実施形態に従う、オーディオ信号処理アーキテクチャーおよび処理シーケンスのコンポーネントを示すブロック図である。
【図２】図２は、本開示に従うデュアル処理プロテクション（ＤＰＰ）の例示的実施形態のブロック図である。
【図３】図３は、本開示に従う単一コンプレッサーの例示的実施形態のブロック図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本開示に従う進化したサラウンド（ＡＳ）アーキテクチャーの例示的実施形態の図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本開示に従う例示的な遅延ループの図である。
【図５】図５は、本開示の実施形態に従う遅延ループコンフィギュレーションの例の図である。
【図６】図６は、本開示に従う静的イコライザー（ＥＱ）の例示的実施形態の図である。
【図７】図７は、低音強調音楽モードで構成された図１のマルチバンドコンプレッサーアーキテクチャーの例の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
例示的実施形態を説明する。付加的または代替的に他の実施形態が使用されてもよい。自明または不必要な詳細は、スペースおよび効果的な説明の都合上省略されうる。いくつかの実施形態は、付加的なコンポーネントまたはステップとともに、および／または、説明されるすべてのコンポーネントまたはステップによらず、および／または、コンポーネントの順序が変更されて実施可能である。
【００１１】
図１は、本開示の例示的実施形態に従うオーディオ信号処理アーキテクチャー１００および処理シーケンスのコンポーネントを示すブロック図である。アーキテクチャー１００は、デュアル処理プロテクション（ＤＰＰ）１０２、第１クロスオーバーネットワーク１０４（クロスオーバーネットワーク１で示す）、第１および第２コンプレッサー１０６，１０８（コンプレッサー１およびコンプレッサー２で示す）、第１加算ユニット１１０、およびイコライザー１１２を有する。図示するように、アーキテクチャー１００はまた、第２クロスオーバーネットワーク１１４（クロスオーバーネットワーク２で示す）、第３コンプレッサー１１６（コンプレッサー３）、ハイパスフィルター１１８（ＨＰＦ）、第２加算ユニット１２０、ソフトクリップユニット１２２、およびボリュームコントロールユニット１２４を有する。アーキテクチャー１００の代表的な入力１および出力２も示されている。単純化のために単一チャネルが示されているが、ブロック１０４、１０６、１０８、１１０、１１６、１１８、１２０、１２２および１２４は、左右のステレオチャネルの両方に対して複製される。この複製は、本出願人と同一の出願人であり、ここに参考文献として組み込む米国特許第８，３１５，４１１号、および、第９，３８０，３８５号に開示されている。ブロック１０２、１１２、１１４および１２６は、ステレオ入力／出力ブロックに含まれる。ブロック間のすべての接続は、ステレオに関連すべきである。
【００１２】
ボリュームコントロールが図１に示す位置にあるとき、ボリュームコントロール設定は、コンプレッサーにフィードバックする（点線で示す）ように構成可能である。各コンポーネントに対する例示的な設定可能パラメータは、以下で説明される（もちろん、他のコンポーネントのパラメータも本開示の範囲に含まれる）。
【００１３】
ＤＰＰ：（Ｌ−Ｒ／Ｌ＋Ｒ）比閾値および中央利得
クロスオーバーネットワーク１：クロスオーバー周波数、クロスオーバーオーダー、
コンプレッサー１：ターゲットレベル、ノイズゲート、アタック閾値、リリース閾値、最大コンプレッサー利得、閾値越え圧縮比および閾値未満圧縮比
コンプレッサー２：ターゲットレベル、ノイズゲート、アタック閾値、リリース閾値、最大コンプレッサー利得、閾値越え圧縮比、閾値未満圧縮比、およびカップリング調節（コンプレッサー１との）
進化したサラウンド：幅、和フィードバック遅延、和フィードバック遅延係数、和遅延利得、差フィードバック遅延、差フィードバック遅延係数、差遅延利得、差チャネルイコライザー（ＥＱ）パラメータ
イコライザー（ＥＱ）：センター周波数、７つのＥＱフィルタの各々に対するＱ及び利得
【００１４】
例示的実施形態において、好適コンフィギュレーションは、設定可能ＤＰＰ、クロスオーバーネットワーク、ダイナミックボリュームコントロール（ＤＶＣ）としてのコンプレッサー１およびコンプレッサー２に関連し、また、イコライザー（ＥＱ）、クロスオーバーネットワーク２、コンプレッサー３、およびコンプレッサーベースの低音強調用に構成されたＨＰＦを有する。クロスオーバーネットワークおよびダイナミックボリュームコントロール用のコンプレッサーとともに使用される適切なＥＱの例は、これに限定されないが、２０１４年３月１４日に出願された同一出願人の“Compressor  Based  Dynamic  Bass  Enhancement  with  EQ”と題する米国特許第９，３８０，３８５号に開示されており、ここに参考文献として組み込む。クロスオーバーネットワークおよびダイナミックボリュームコントロール用のコンプレッサーとともに使用される適切なＤＰＰの例は、これに限定されないが、２００９年１１月１６日に出願された同一出願人の“Dynamic  Volume  Control  and  Multi-Spatial  Processing  Protection”と題する米国特許第８，３１５，４１１号に記載されており、ここに参照文献として組み込む。本開示に記載される他のコンフィギュレーションは、コンサートホール効果用の進化したサラウンドを使用する。他のコンフィギュレーションはさらにＤＰＰターゲット和／差比を使用するが、スポーツリスニングモード効果を作成するために、ＤＰＰセンター利得および進化したサラウンドが使用される。また、他のコンフィギュレーションは改善された低音強調効果を作成するために、コンプレッサー２およびコンプレッサー３を一緒に使用する。
【００１５】
図２は、本開示に従うデュアル処理プロテクション（ＤＰＰ）アーキテクチャー２００の例示的実施形態のブロック図を示す。デュアル処理プロテクション（ＤＰＰ）は、より一般的なマルチ空間処理プロテクション（ＭＰＰ）のひとつの形式または実施形態であり、それは２つ以上のサウンドチャネル（例えば、ＬおよびＲチャネル）の処理に関連する。テレビ製造者は、しばしば２つのチャネルのテレビオーディオ出力経路内に仮想サラウンド（偽サラウンド）技術（例えば、ＳＲＳ  Ｔｒｕ−ｓｕｒｒｏｎｄ、スペーシャライザー等）を含める。この２チャネルテレビオーディオは、テレビの外部のスピーカーへ向かい、または、テレビ筐体内に設置されたスピーカーに向かう。これらの仮想サラウンド技術は、ステレオ放送内に存在する差チャネル（Ｌ−Ｒ）を操作し強調することによりサラウンドサウンドのイリュージョンを作成する。リスナーはしばしば、完全なセンターイメージ（Ｌ＋Ｒ）を知覚するだけでなく、広いサウンドステージ用に展開されるか、または、スピーカー位置以外のいずれかに配置されたポイントソースとして、差チャネル（Ｌ−Ｒ）を聴く。このタイプの空間的強調は、オーディオプログラムの製造中に実行される。これは、リスナーの注意を引くよう強調されるテレビ業界において特に真実である。オーディオプログラムは空間的強調の２つのカスケードステージを有するとき（例えば、製造ポイントにおいて、および、テレビのオーディオ処理で）、オーディオ品質の有意な劣化が存在しうる。処理済みオーディオは、Ｌ＋Ｒエネルギーに対して有意に大きいＬ−Ｒエネルギーを有する傾向がある。第２に、空間強調処理のカスケードステージは、Ｌ−Ｒエネルギーの量を一層増加させる傾向がある。最近の研究は、Ｌ−Ｒ強調量の超過は、リスナーの疲労の最大要因のひとつであることを示した。有意なボリューム増加が存在しうる。したがって、本開示のひとつの態様に従い、ＭＰＰシステムが与えられる。例示的実施形態において、ＭＰＰは、デュアル処理プロテクション（ＤＰＰ）であり、それは、テレビのステレオ強調技術より前の、テレビオーディオ信号受信および再生システムの一部である。ＭＰＰシステムは、偽サラウンド信号プロセッサと呼ばれ得る。例示的ＤＰＰシステムは、製造ポイントにおいて導入された差（Ｌ−Ｒ）強調（和（Ｌ＋Ｒ）に対して差（Ｌ−Ｒ）信号のエネルギーレベルを最小化するかまたは減少させる）を最小化するべく、オーディオ信号を処理する。これにより、テレビの空間強調技術は、リスナーが音響心理学的に好む方法で、オーディオ信号を処理することが可能である。テレビの空間強調オーディオ処理前のＤＰＰシステムのカスケードは、ダブル空間処理の耳障り効果を緩和する効果を有する。ひとつの実施形態において、ＤＰＰシステムは、完全にデジタルであり、ソフトウエア（Ｃ、アセンブリ言語等）またはデジタルハードウエア（ＨＤＬ記述）において経済的に実装可能である。ＤＰＰシステムはまたすべてアナログであるか、アナログとデジタルコンポーネントのハイブリッドであってもよいことがわかる。
【００１６】
ＤＰＰ２００は、閾値設定に基づいて、和に対する差の比（Ｌ−Ｒ／Ｌ＋Ｒ）を制限するよう機能する。センター利得を調節することにより、チャネルの和を増加しながら、サウンドフィールドは比例的にセンターイメージにつぶれ、典型的にプログラムの対話であるセンターイメージへリスナーの注意を引きつける。この機能の詳細な説明は、同一出願人の２００９年１１月１６日出願の“Dynamic  Volume  Control  and  Multi-Spatial  Processing  Protection”と題する米国特許第８，３１５，４１１号に開示されており、ここに参考文献として組み込む。
【００１７】
図２に示すＤＰＰシステム２００を参照し、左信号（Ｌ）および右信号（Ｒ）は、システム２００の入力２０２および２０４にそれぞれ印加される。ＬおよびＲ信号は、２つの信号加算器２０６、２０８によって表される数値に適応される。信号加算器２０６、２０８は、ＳＵＭ（Ｌ＋Ｒ）およびＤＩＦ（Ｌ−Ｒ）を与えるマトリクスを構成する。和（Ｌ＋Ｒ）経路において、信号は概して触れ合わない。ＳＵＭ信号は、必ずしも局所化される必要のないオーディオコンテンツをしばしば含む。しかし、代替的実施形態において、周波数輪郭成形が対話のようなオーディオコンテンツを強調するために実行されてよい。図示されるように、ＳＵＭ信号は、信号加算器２１２、２１４として図示されるメトリクスに与えられる前に、信号マルチプライア２１０においてセンター定数だけ乗算される。センター定数によって、センターイメージ（Ｌ＋Ｒ）のレベルは、調節可能となり、所望であれば、対話の明瞭さを補助することができる。Ｌ＋ＲおよびＬ−Ｒ信号を付加することは、出力２１６において左出力信号Ｌｏを与え、Ｌ＋ＲからＬ−Ｒを減算することは、出力２１８において右出力信号Ｒｏを与える。
【００１８】
図２の例示的実施形態において、ほとんどの処理はＤＩＦ（Ｌ−Ｒ）経路において生じる。Ｌ＋ＲおよびＬ−Ｒは、Ｌ＋Ｒに対するＬ−Ｒ信号のレベルを決定するべく比較される。比較の前に、これら２つのＳＵＭおよびＤＩＦ信号は、スピーカー周波数応答が低周波数を含まないように、それぞれのハイパスフィルター２２０および２２２を通過する。ＤＩＦ（Ｌ−Ｒ）信号はさらに、Ｌ−Ｒ信号の知覚可能なラウドネスレベルを補償するべく、人間の耳が最も敏感となる中間レンジの周波数を強調するべく、マルチバンドイコライザー２２４を通過する。イコライザー２２４により、異なるチャネルレベル検出は周波数依存となる。例えば、制限された低音応答を有する廉価なテレビスピーカーを処理する際に、低周波信号が最小化されてよい。高周波は、過渡的なオーディオイベントへの応答を制限するよう最小化されてもよい。典型的に、耳が最も敏感である中間範囲の周波数は、異なるレベル検出を支配するように均等化される。差および和信号のレベルが計算されると、ＤＩＦ／ＳＵＭ比が決定される。
【００１９】
これらの信号の各々は、その後、それぞれの信号レベル検出器２２８、２３０を通過する。ＲＭＳレベル検出器のような検出器が使用可能であるが、任意のタイプのレベル検出器（例えば、上記したようなもの）が使用可能である。また、処理は、効率を増加させるべく対数処理ブロック２３２、２３４を通じて処理することにより、対数ドメインで実行される。
【００２０】
ブロック２３２、２３４の出力は、信号加算器へ印加され、そこで処理済みのＳＵＭ信号が処理済みＤＩＦ信号から減算される。対数ドメインにおいてひとつの信号を他から減算することは、線形ドメインにおいて処理済みＤＩＦ信号に対する処理済みＳＵＭ信号の比である信号を与えることに等しい。Ｌ＋ＲおよびＬ−Ｒ信号レベルが計算されると、Ｌ−Ｒ信号レベルが、中間レンジ周波数を増加させるべくレベル検出の前で均等化されてよい場合、これら２つの信号レベルは比較器２３８によって予め設定された閾値２４０と比較される。２つの信号（（Ｌ−Ｒ）／（Ｌ＋Ｒ））間の比は、推奨されるＬ−Ｒ信号利得調節を決定するべく、比較器２３８によって閾値比と比較される。リミッターステージ２４２は、Ｌ−Ｒ信号に適用される利得の量および検出を制限するのに使用されうる。図示した実施形態は、０ｄＢに利得を制限してＬ−Ｒ信号の減衰のみを与えるが、他の実施形態において、Ｌ−Ｒ信号の増加が所望されてもよい。平均化ステージ２４４は比較的長い時間定数によって、リミッターステージ２４２の出力を平均化し、ＤＰＰシステムが短い過渡的オーディオイベントをトラックすることを防止する。線形ドメインブロック２４６によって線形ドメインへ逆変換した後、Ｌ−Ｒ信号のレベルは目標の比を達成するべく信号マルチプライア２４８によって対応して調節される。
【００２１】
図３は、コンプレッサーアーキテクチャー３００の例示的実施形態を示す（例えば、図１の実施形態に対する、コンプレッサー１、コンプレッサー２および／またはコンプレッサー３に対して使用可能であるように）。同様のコンプレッサーアーキテクチャーの詳細な説明は、同一出願人の米国特許第８，３１５，４１１号に記載されている。図３に示すように、アーキテクチャー３００は、２つの入力信号を受信し、入力３０２で左信号および入力３０４で右信号を受信する。例示的実施形態において、ＤＶＣシステムアーキテクチャーは、デジタル実装においてのみ可能なフレキシビリティおよび付加的修正を有する古典的コンプレッサー設計（ＴＨＡＴコーポレーション設計ノート１１８）のデジタル実装に基づいてよい。システム３００は、左信号Ｌおよび右信号ＲのＲＭＳ平均の和の信号表現を与えるためのＲＭＳレベル検出器３１０、対数変換ブロック３１２、および、信号平均ＡＶＧブロック３１４を有してよい。対数変換ブロック１１２は、ＲＭＳレベル検出器３１０の出力を線形ドメインから対数ドメインに変換する。システム３００は、その各々がシステムからの応答を要求する状態が存在するか否かの指示を与える多くの制御信号に応答する。システム３００は、ＤＶＣシステム３００の動作を実行するために構成されかつ配置されたホストプロセッサ（図示せず）も有してよい。図示した実施形態は、多くの制御信号に応答する。制御信号は、目標信号生成デバイス３１６によって与えられる目標レベル信号、アタック閾値信号デバイス３１８によって生成されるアタック閾値信号、リリース閾値（図示せず）、ゲート閾値信号デバイス３２０によって生成されるゲート閾値信号、アタック比閾値（図示せず）、リリース比閾値（図示せず）、比信号デバイス３２２によって生成される比信号、および、プログラム変更検出器（ＰＣＤ、図示せず）に応答するミュート保持デバイス３２４によって生成されるミュート保持信号を含む。デバイス（またはコンポーネント）３１６、３１８、３２０、３２２は、ユーザにアクセス可能な単純に調節可能なユーザ制御であってよい。デバイス３２４は、チャネルが変更されたときＴＶコントロールからの信号を受信するか、入力３０２、３０４の両方がミュートされたことを検出するミュート検出器（図示せず）からの信号を受信するように配置されてよい。ターゲット信号レベル３１６は、全スケール入力に対する、目標のボリュームであるレベルをｄＢで表す。アタック閾値３１８は、アタック時間がＮのファクタだけ削減される前に、ＲＥＦがＡＶＧを超えなければならないｄＢの数を表し、ここでＮは任意の数である。ひとつの例示的実施形態において、Ｎ＝１０である。リリース閾値信号は、好適には、リリース時間がファクタＭだけ削減される前に、ＲＥＦがＡＶＧより小さくなければならないｄＢ数を表し、ここで、Ｍは任意の数であり、ひとつの例示的実施形態においてＭ＝１０である。ゲート閾値３２０は、すべての左および右利得調節が凍結される前にＲＥＦがＡＶＧより小さくなる負のｄＢ数を表す。アタック比閾値は、ボリュームコントロールが入力信号の減衰を開始する前に、ＲＥＦが目標信号レベル３１６を超えることができる絶対値ｄＢを表す。リリース比閾値は、ボリュームコントロールが入力信号に対して利得を付加し始める前に、ＲＥＦがターゲット信号レベル３１６より小さくなることができる絶対値ｄＢを表す。比信号３２２は、所望の圧縮比によってＡＶＧ値を調節する。
【００２２】
ターゲットレベル信号３１６は、ＲＥＦ信号を信号平均化ＡＶＧブロック３１４、比較器３２８、および第２比較器３３０に与えるよう、信号加算器３２６によって対数変換ブロック３１２の出力から減算される。ＲＥＦ信号は、所望のリスニング閾値に対する入力信号のボリュームレベルを表す。ＡＶＧ信号はまた、瞬間的（アタック／リリース処理の前）の理想の利得推奨値と考えてもよい。信号平均ブロック３１４の出力はＡＶＧ信号であり、それは、ＲＥＦ信号の平均の関数である信号である。ＡＶＧ信号は、信号加算器３３２に適用され、そこでそれはアタック閾値信号３１８に付加される。同様にしてＡＶＧ信号は、リリース閾値と加算される。ＡＶＧ信号はまた、信号加算器３３４に適用され、そこでそれはゲート閾値信号３２０に付加される。信号加算器３３２の出力はアタック閾値比較器３２８に適用され、そこでそれはＲＥＦ信号と比較され、一方信号加算器の出力３３４はゲート閾値比較器３３０に適用され、そこでそれはＲＥＦ信号と比較される。ＡＶＧ信号はまた、信号マルチプライア３３６によって比信号３２２だけ乗算される。比較器３２８の出力は、アタック／リリース選択ブロック３３８へ適用され、それはミュート保持信号３２４のステータスに応じてかつ応答して、アタック（Ａｔｔ）信号またはリリース（Ｒｅｌ）信号のいずれかを信号平均ブロック３１４に与える。リリース閾値ＡＶＧ加算器（図示せず）の出力は、ＲＥＦ信号とも比較され、アタック／リリース選択ブロックへ適用される。比較器３３０は、信号平均ブロック３１４の保持入力へ出力を与える。最後に、信号マルチプライア３３６は、対数−線形信号コンバータ３４０へ出力を与え、それは信号マルチプライア３４２、３４４の各々に適用される出力を与える。それは、出力を、修正済みの左信号Ｌｏおよび右信号Ｒｏに与えるよう、対応する入力３０２、３０４において与えられる左信号および右信号をそれぞれスケーリングする。
【００２３】
図３を参照して、ＲＭＳレベル検出器３１０は、入力信号のサウンドレベルを検知する。ＲＭＡレベル検出器が示されているが、任意のタイプの信号レベルが使用可能であることに留意すべきである。例えば、ピーク検出器、平均検出器、知覚ベースレベル検出器（ＩＴＵラウドネス検出器１７７０または、ＣＢＳラウドネス検出器など）、またはその他の検出器がサウンドレベルを検知するのに使用可能である。これらのレベル検出器は、しばしば、動的かつ個別に調節される時間定数を有する。これらの時間定数を調節するひとつの方法は、時間定数が信号によって変化するように、入力信号のエンベロープまたは概形に基づくようにすることである。他の実施形態において、時間定数は固定される。データ処理の単純化のために、サウンドレベルは、図示する対数変換ブロック３１２を使って、対数ドメインに変換可能である。マルチバンドシステムにおいて、分割ＲＭＳ検出器が各バンドに対して使用可能である。信号平均ブロック３１４は、アタックおよびリリース時間に対して、ＲＥＦの平均を計算するように構成かつ配置されている。信号平均ブロック３１４の出力信号ＡＶＧは、印加されるべき利得値を作成するべく、マルチプレクサ３３６を通じて、所望の圧縮比だけ調節される。最後に、利得が、修正済み左信号Ｌｏおよび右信号Ｒｏを生成するよう、左信号Ｌおよび右信号Ｒへ適用するために、対数−線形コンバータ１４０によって線形ドメインに逆変換される。
【００２４】
ターゲットレベル信号３１６によって表されるターゲット出力レベルは、実際のサウンドレベルと所望のサウンドレベルとの間の差を決定するために、対数変換ブロック３１２の出力で、検出されたレベルから減算される。ターゲットレベル信号３１６に対する入力信号のレベルを表すこの差は、基準信号（ＲＥＦ）として知られる。ターゲットレベル信号は、所望のサウンドのレベルを制御するよう、単純ノブまたは他のプリセット設定のようなユーザ入力であってよい。この閾値は、固定されてよく、または、入力ダイナミックレンジに対する圧縮をより良く配置するべく、入力信号レベルの関数として変更可能であってよい。ＲＥＦ信号が得られると、それは、平均ブロック３１４、アタック閾値コンパレータ３２８、およびゲート閾値コンパレータ３３０への入力として与えられる。アタック閾値コンパレータ３２８の出力は、アタック／リリース選択ブロック３３８に印加され、それは次にプログラム変更検出器から信号（例えば、ミュート保持信号３２４）と受信する。
【００２５】
電流平均ＡＶＧへ付加された場合、ゲート閾値信号３２０は、ＲＥＦの最小値が、左および右利得調節３２４、３４４が凍結される前に調節可能であることを表す。ゲート閾値コンパレータ３３０は、瞬間的信号レベル（ＲＥＦ）信号を受信し、かつ、ＲＥＦによって表されたサウンドレベルが所与の上述した閾値未満に降下したか否かを判定する。もし瞬間的信号レベル（ＲＥＦ）がブロック３１４の出力に現れる平均化信号レベル（ＡＶＧ）より低いゲート閾値の量より大きければ、信号経路内の信号に印加される利得は、信号レベルが閾値を超えて上昇するまで一定のまま保持される。システム３００は、ノイズなどの非常に低レベルの入力信号に対して増加した利得を与えないようにすることを意図している。無限保持システムにおいて、利得は信号レベルが上昇するまで永遠に一定のままである。リーキー保持システムにおいて、利得は、ゆっくりしたペースで（リリース時間より非常に遅く）増加する。ひとつの実施形態において、ゲート保持閾値は調節可能であるが、他の実施形態においてゲート閾値３３４によって設定された閾値は固定される。類似する適当なコンプレッサーのアーキテクチャーの詳細な説明は、同一出願人の米国特許第８，３１５，４１１号に記載されており、その全部をここに参考文献として組み込む。
【００２６】
アーキテクチャー３００は好適に（必ずしもそうではないが）ＬおよびＲチャネルに適用される利得に対する調節可能な最大リミットを有する。最大利得を制限することにより、ユーザは、テレビプログラムがうるさいコマーシャルに移行するときのような、ソース材料が非常に静寂から非常にうるさいに移行する際に、コンプレッサーのオーバーシュートの効果を最小化することができる。付加的に、最大利得リミットにより、ユーザは、オーディオが静かであるときに生じるノイズブーストを最小化することができる。これは、高いノイズフロアーを有するアナログ入力ソースまたは古いプログラム材料に対して特に重要である。
【００２７】
例示的実施形態において、ＤＰＰ、クロスオーバー、ネットワーク１、コンプレッサー１およびコンプレッサー２コンポーネントは、米国特許第８，３１５，４１１号に説明されるものと類似のマルチ空間処理プロテクションによるボリュームコントロールとして構成可能である。適当なコンプレッサーブロック（またそのサブシステム）の例は、これに限定しないが、米国特許第８，３１５，４１１号に開示されるものを有する。
【００２８】
システムボリュームコントロール設定の関数としてコンプレッサーターゲットレベルを自動的に調節するための任意手段として、ボリュームコントロール設定がコンプレッサー１およびコンプレッサー２に与えられる（図１の点線で示す）。コンプレッサーが、閾値超えの高い圧縮（１０００：１の比）および閾値未満の圧縮（１：１比）が無い状態で、信号レベルリミッタとして構成される場合、このボリュームコントロールフィードバックは、変更可能である。ボリュームレベルが減少するに従い、フィードバックによりコンプレッサーターゲットレベルは増加可能となり、それは、最大の許容信号レベルが常にスピーカーターミナルにおいて可能であることを保証する。逆に、ボリュームレベルが増加するに従い、コンプレッサーターゲットは、最大許容信号がスピーカーターミナルで超えないことを保証するべく低下可能である。
【００２９】
進化したサラウンドアーキテクチャー／システム４００の例示的実施形態の図が図４Ａに示されている。図４Ｂは、遅延ループの詳細図を示す。アーキテクチャー４００は、左チャネル４０２、右チャネル４０４を有し、信号は矢印で示す方向に流れる。図４Ａに示すように、進化したサラウンドアーキテクチャー４００は、加算器（加算ユニット）４０６、４０８を有し、それぞれ左チャネル４０２、右チャネル４０４を受信する。加算器４０６は、ひとつの入力を反転するように構成され、その結果それは減算ユニットとして効果的に作用する。加算ユニット４０６、４０８は、出力として、差チャネル４０７および和チャネル４０９をそれぞれ生成する。差チャネル４０７内の差イコライザー（ＥＱ）４１０は好適には、中間周波数において集束し、それは、人間の耳が最も敏感であるものである。あるアプリケーションにおいて、それらをひとつで出力するか別個に出力することが所望され、その結果、それらは、空間化、展開、空間化への複数次元の付加を支配する。差チャネルはまた、幅および利得入力／値を効果的にするためのマルチプレクサ４１４、４１６および遅延ループ４１２も有する。加算器４１８もまた、幅調節済み差チャネルを差遅延利得調節済み差遅延出力と組み合わせるべく与えられる。加算チャネル４０９は、それらの信号が典型的に知覚された空間化に多くを付加しないとして、低周波信号をフィルタアウトためのＨＰＦフィルタ４２２を有してよい。ＨＰＦフィルタ４２２が好適に与えられるが、それは任意である。加算チャネル４０９はまた遅延利得を設定する（効果的にする）ための加算器４２６および遅延ループ４２４も含む。加算ユニット４２０、４２８もまた与えられる。
【００３０】
図４Ｂを参照して、遅延ループ４１２の例示的実施形態が示されている。遅延ループは、加算器４３０、遅延ユニット４３２、および、フィードバック遅延係数を設定または効果的にするためのマルチプレクサ４３４を有しうる。他のアーキテクチャーは、本開示の範囲内で遅延ループに使用されてよい。遅延ループアーキテクチャーは、Ｌ−Ｒ遅延ループおよびＬ＋Ｒ遅延ループとして繰り返される。進化したサラウンドパラメータである、幅、差遅延利得、和遅延利得、遅延（遅延ループ内）およびフィードバック遅延定数（遅延ループ内）のすべては、調節可能なパラメータに対応する。差遅延利得および和遅延利得をゼロ（すなわち、信号が通過しない）に設定することは、同一出願人による米国特許出願第１２／９４９，３９７号に開示されたものと類似の偽サラウンドの２チャネル処理アルゴリズムに類似するようにアルゴリズムを変換する。そのアルゴリズムは、典型的に、多くの消費者エレクトロニクスアプリケーションで使用されている。同一出願人による２０１０年１１月１８日出願の“Virtual  Surround  Signal  Processing”と題する米国特許出願第１２／９４９，３９７号が、ここに参考文献として組み込まれる。図４Ａおよび図４Ｂを参照して、幅パラメータは、従来実行されるように、サウンドフィールドの展開を調節する。遅延ループは、和および差信号の両方の近くおよび遠くの反射をモデル化するための手段の例を与える。
【００３１】
図５は、例示的実施形態の和および差遅延ループをどのように構成するかをより詳細に示す。図５の（１）は、例えば、４８ｋＨｚのサンプリングレートに基づいて２０ｍｓまたは３０ｍｓの間の遅延をどのように構成するかを示す。もちろん他のサンプリングレートも使用可能である。図５の（２）は、遅延ループインパルス応答での遅延およびフィードバック係数設定のインパクトを示す。遅延設定は、インパルス応答の非ゼロ値の間の時間ギャップを判定する。フィードバック遅延係数が、例えば、０以下でかつ−１より大きい値に制限される。フィードバック遅延係数の絶対値が大きいほど、インパルス応答の減少がより遅くなる。図５の（３）は、音響インパルス応答の早期反射および残響領域を画定する。遅延、フィードバック遅延係数および遅延利得の適切な選択によって、ユーザは、Ｌ＋ＲおよびＬ−Ｒのインパルス応答が、必要により、早期反射および後期反射（残響）領域においてエネルギーを配置するように個別に構成され得る。
【００３２】
このアーキテクチャーは、全信号が左および右チャネルに戻され結合される前に、反射／残響の和および差のスケーリングされた量を従来技術の処理と合計することを可能にする。従来技術のアルゴリズムは、水平方向の２つのステレオスピーカーに対して、知覚されたサウンドフィールドを展開することが得意である。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、従来技術への反射／残響モデルの追加は、深さ、高さ、および垂直方向へのサウンドフィールドに対する付加的な幅を加え、その結果知覚可能な３Ｄサウンド効果が生じる。デジタル遅延反射および残響モデルを通じて幅／深さ／高さ表現を与える際のトレードオフは、オーディオの明確性である。目的が廉価なスピーに対するより良い忠実性を与えることであれば、これは微妙に使用されるべきであり、目的がコンサートホール、劇場またはスポーツイベントの雰囲気を作ることであればこれはより強く使用されるべきである。劇場およびコンサートホールのインパルス応答をモデル化するような、より設定可能でかつ快適な効果（より多くの実装複雑性を有する）を生成するべく、より洗練された反射／残響モデリング技術が使用可能であることに注意すべきである。
【００３３】
図６は、静的イコライザー（ＥＱ）６００の例示的実施形態を示す。左チャネル６１０および右チャネル６２０は、それぞれ設定可能パラメータＥＱ６１２、６２２を有するように示されている。図示する実施形態において、７つの設定可能なパラメータＥＱの二次オーダー部分は、左チャネルおよび右チャネルの両方で構成されている。もちろん、異なるオーダーおよびセクション数の静的ＥＱの他の実施形態が、本開示の範囲内で使用されてもよい。また、動的ＥＱが加算または減算で使用されてもよい。
【００３４】
コンプレッサー３のひとつの好適実施形態は、ボリュームコントロールフィードバックに関連する。ボリュームコントロール設定は、自動的にコンプレッサーターゲットレベル（図３のレベル）を調節するための任意の手段として、システムボリュームコントロール設定の関数として、コンプレッサー３にフィードバック（図１の点線で示す）で与えられうる。例えば、このボリュームレベルフィードバックは、コンプレッサー３が低音強調コンフィギュレーションで構成されている場合に有用である。ボリュームレベルが減少するに従い、フィードバックによりコンプレッサーターゲットレベルは増加可能となり、その結果、最大低音レベルは常にスピーカーターミナルにおいて可能であることを保証する。逆に、ボリュームレベルが増加するに従い、コンプレッサーターゲットは、最大許容低音レベルがスピーカーターミナルで超えないことを保証するべく、低下されうる。実施形態は、低音強調ミュージックコンフィギュレーションにおいてより良いシステム低音レスポンスを与えるべく、コンプレッサー３に関連してコンプレッサー２を使用する。低音強調コンフィギュレーションにおけるクロスオーバーネットワーク２、コンプレッサー３およびＨＰＦの他の例示的実施形態の図が、同一出願人の米国特許第８，３１５，４１１号に詳細に記載されている。
【００３５】
ソフトクリッパーの好適実装は、平滑化式に従うハードリミッタである。適当な平滑化式は、これに限定しないが、Esqueda,  F.らによる論文、  23rd  European  Signal  Processing  Conference,  “Aliasing  reduction  in  soft-clipping  algorithms,”  EUSIPCO  2015  (Dec  22,  2015):  2014-2018に記載されるタイプを含み、このコピーはここに参考文献として組み込む。そのひとつの適当な式は、y  =  (3x/2)(1-x2/3)であり、ここで、ｙはクリッパー出力であり、好適には静的ソフトクリッピング実装で使用される。他の平滑化式および方法が使用されてもよく、例えば、理想的な帯域制限ランプ関数（ＢＬＡＭＰ）に基づく他の方法、または、ＰｏｌｙＢＬＡＭＰ式近似法等が使用されてもよい。ハードクリッパーは単独で、コンプレッサーオーバーシュート中にハーシュオーディオアーチファクトを生成することができる。真のリミッタは、コンピュータに集約されてよく、有意なプロセッサ帯域幅およびメモリを要求してよい。ソフトクリッパーは、フルスケールを超える短いオーディオエクスカーションの間に知覚されたオーディオアーチファクトを最小化する良好な妥協を表す。
【００３６】
この設定可能なマルチコンプレッサー（例えば、３つのコンプレッサー）システムは、異なるタイプのプログラム材料に対するリスナー体験を強調するために使用可能である。例えば、それは低音を強調したミュージックモードで構成されてよい。それは、反響および残響を強調したコンサートホールモードで構成されてよい。また、それは、スタジアム環境の雰囲気を維持しつつ、アナウンサーの声を強調したライブスポーツイベントモードで構成されてよい。他に、ＨｉＦｉ、ニュース、およびシアターモードなどの可能な多くの構成が存在する。
【００３７】
例示的実施形態は、上述しかつ図面で示した特徴およびコンポーネントに関連して、以下で説明される。
【００３８】
ミュージックモード：
低音強調されたミュージックモードの例が説明される。当該システムは、例えば、約２５０Ｈｚまでの範囲のローエンドの周波数応答を有する廉価なスピーカーセットを使用すると仮定する。このモードは、２つのコンプレッサー（コンプレッサー２およびコンプレッサー３）、および低音を強調するためのイコライザー（ＥＱ）を使用する。図７は、低音強調ミュージックモードで構成された図１のマルチバンドコンプレッサーアーキテクチャー１００の例を示す。低音強調されたミュージックコンフィギュレーションモードの例が以下で説明される。
【００３９】
ＤＰＰ：Ｌ−Ｒ／Ｌ＋Ｒ比を０ｄＢに制限する。
コンプレッサー１：中間および高帯域にレベルを制限するべく別個に構成される。本例において、それらは、例えば、２５０Ｈｚを超える信号である。高帯域（＞２５０Ｈｚ）閾値越え比（圧縮比）は、ターゲットレベルにおいて真の制限を与えるべく１０００：１に設定される。スピーカー出力を監視しつつ、イコライザー（ＥＱ）が構成され、かつ、最大許容信号を判定するべくテレビをフルボリュームにした状態で、ターゲットレベルが決定される。テレビのボリュームが減少するに従い、ターゲットレベルは、内部フィードバックを介して、比例的に増加する。言い換えれば、スピーカーターミナルにおいて与えられる前に、ボリュームコントロールによって減衰されるので、ボリュームコントロールが低下するに従い、高帯域コンプレッサーによって、より多くのエネルギーが通過可能となる。最大利得および閾値未満の比の設定（１．２：１）により、テレビボリュームコントロール設定に関連して、入力レベルが、より多くのエネルギーが許容されることを示すときに、ある中間および高帯域ブーストが発生可能となる。言い換えれば、スピーカーターミナルにおいて与えられる前に、それがボリュームコントロールによって減衰されるため、ボリュームコントロールが低下するに従い、高帯域コンプレッサーは、より多くの中間および高周波エネルギーをもたらす。
【００４０】
コンプレッサー２：ターゲットレベル設定に対して低帯域に、レベルを制限（またはブースト）するように構成される。この場合、低帯域は２５０Ｈｚ以下であってよい。クロスオーバーネットワーク１は２５０Ｈｚにおいて構成される。フィルタオーダーは、２つの帯域（＜２５０Ｈｚおよび＞２５０Ｈｚ）の分割を最適化するべく４次に設定される。ターゲットレベルは、この帯域に対して、ｄＢフルスケールでリミットを設定する。ボリュームコントロールがフルボリューム状態であり、かつ、イコライザー（ＥＱ）が任意の所望の静的ブーストが＜２５０Ｈｚとなるように構成された状態で、スピーカー出力をモニタリングしながら、ターゲットレベルが設定される。この方法でターゲットレベルを設定することにより、＜２５０Ｈｚの許容エネルギーの最大量が、フルボリュームでスピーカーに到達可能となる。より低いボリューム設定において、ボリュームコントロールフィードバックにより、より多くの低音信号が通過可能となる。このコンフィギュレーションにより、静的ブーストを低帯域に与えるべくイコライザー（ＥＱ）を使いながら、当該システムはできるだけ多くの低音信号を歪みなしで常に通過させることが可能となる。最大コンプレッサー利得は、小さい低音入力レベルにおいて付加的な動的ブーストの小さい量を許容するべく、低い値（２〜３ｄＢ）に設定されてよい。閾値越えおよび閾値未満のコンプレッサー比は、相対的に高く設定される（１６：１）。
【００４１】
進化したサラウンド：遅延、遅延フィードバック、および、明確性を犠牲にすることなく３Ｄサウンドの微細なフィーリングを与える早期反射によって支配される遅延利得コンフィギュレーションを有するサウンドフィールド展開（幅）の小さい量で、適度に構成される。
【００４２】
イコライザー（ＥＱ）：中間から高帯域でスピーカーの周波数応答を平坦化し、かつ、低帯域における応答をブーストするように構成される。これは、所望の量の低音ブーストを与えつつ、全体的に良好な音調バランスを作り出す。
【００４３】
コンプレッサー３：高、または、適度な出力レベルにおいてスピーカーによって通過不能である非常に低い周波数信号（＜＜２５０Ｈｚ）を制限するように構成される。このより低い帯域は、クロスオーバーネットワーク２で設定される。実施形態の以下の例は、それが１００Ｈｚに設定されている。ターゲットレベルは、もし入力信号レベルおよびボリュームコントロール設定が許せば、最大利得および閾値未満パラメータを通じて、これらの非常に低い周波数信号がまだ通過可能であり（制限されたレベルで）かつそれをブースト可能であるレベル（コンプレッサー２のターゲットレベル未満）に設定されてよい。ターゲットレベルは、最大許容信号を決定するべくスピーカー出力をモニターしながらテレビがフルボリュームであるときに設定されるが、その後、テレビボリュームが減少するに従い内部フィードバックを通じて比例的に増加する。言い換えれば、ボリュームコントロールが低下されるに従い、それは、スピーカーターミナルにおいて与えられる前にボリュームコントロールにより減衰されるため、低−低帯域コンプレッサーにより、より多くのエネルギーが通過可能となる。ＨＰＦは好適には、スピーカーによって完全には再生されない極端に低い周波数を除去するように構成される。
【００４４】
ソフトクリップ：フルスケールで０ｄＢを超える信号を制限するように構成される。
【００４５】
スピーカーの低帯域を２つの帯域に分割することにより、上述したコンフィギュレーションによって、典型的な周波数以下の周波数がスピーカーによって通過可能となる。従来技術において、ＨＰＦは、典型的に、オーディオ信号からより低い帯域周波数を除去するために使用される。この新規なコンプレッサーコンフィギュレーションにより、それらは、もし条件（低入力レベル、低ボリュームコントロール設定）が合えば、通過可能となる。これらのすべてのパラメータ設定は、特定のエンクロージャ内にマウントされたスピーカーの所与のセットに対して較正される。
【００４６】
コンサートホールモード：
コンサートホールモードは、以下のコンフィギュレーションによって、例示されるスピーカーに対して作成可能である。
【００４７】
ＤＰＰ：低音強調されたミュージックモードと同じ
コンプレッサー１：低音強調されたミュージックモードと同じ
コンプレッサー２：低音強調されたミュージックモードと同じ
進化したサラウンド：全体的なインパルスレスポンスが残響領域内によく拡張するように、Ｌ＋ＲチャネルおよびＬ−Ｒチャネルの両方に対して遅延時間および遅延フィードバック係数を増加させる。
イコライザー（ＥＱ）：低音強調されたミュージックモードと同じ
コンプレッサー３：低音強調されたミュージックモードと同じ
ソフトクリップ：低音強調されたミュージックモードと同じ
【００４８】
放送スポーツモード：
放送スポーツモードは、以下のコンフィギュレーションによって作成されうる。
【００４９】
ＤＰＰ：Ｌ−Ｒ／Ｌ＋Ｒ比を−６ｄＢに制限する。これは、環境音（群衆ノイズ、公共向けアナウンス）を減少させる。放送アナウンサーの声を強調するべくセンター利得を増加させる。これは、オーディオ信号の全体の帯域幅を犠牲にすることなく、知覚可能なよりクリアなアナウンサーの声を与える。従来技術は、声のレンジの外側の信号を減衰させながら声の周波数を通過させるバンドパスフィルタを実装していた。
【００５０】
コンプレッサー１：低音強調されたミュージックモードと同様に、フルボリュームで＞１００Ｈｚの周波数においてスピーカーをオーバードライブしないように、オーディオ出力を制限するように構成される。クロスオーバーネットワーク１は１００Ｈｚに構成される。
【００５１】
コンプレッサー２：閾値越え圧縮比および閾値未満圧縮比を１：１に設定することによりディスエーブルとなる。
【００５２】
進化したサラウンド：Ｌ−Ｒ遅延ループ（遅延および遅延フィードバック係数）を残響領域内にインパルスを生成するように構成する。遅延利得の和を０に設定することにより、Ｌ＋Ｒ遅延ループをディスエーブルにする。Ｌ−ＲチャネルがＤＰＰによって減少されるが、残留差信号上の残響はスタジアム群衆ノイズのエンベロープ感覚を維持する。Ｌ＋Ｒ遅延ループをディスエーブルにすることで、放送アナウンサーの声がクリアに保持される。
【００５３】
イコライザー（ＥＱ）：スピーカー周波数応答を補償しかつ低音ブーストを与えるよう構成される。
【００５４】
コンプレッサー３：ターゲットレベル設定に対して低い帯域にレベルを制限（またはブースト）することにより、スピーカーの低音応答を改善するように構成される。この場合、低帯域は２５０Ｈｚ以下であってよい。クロスオーバーネットワーク２は２５０Ｈｚで構成される。ターゲット周波数レベルは、ボリュームコントロールがフルボリュームで、かつ、ＥＱが所望のブースト＜２５０Ｈｚで完全に構成される状態に設定される。この方法でターゲットレベルを設定することにより、＜２５０Ｈｚの許容可能なエネルギーの最大量はフルボリュームでスピーカーターミナルに到達可能となる。より低いボリューム設定において、ボリュームコントロールフィードバックにより、より多くの低音信号が通過可能となる。このコンフィギュレーションにより、システムは、低帯域をブーストするべくＥＱを使用しながら、歪みなく、できるだけ多くの低音信号を常に通過させることが可能になる。ＨＰＦは、このコンフィギュレーションにおけるスピーカーによって再生不能な低周波数を除去するように構成される。
【００５５】
ソフトクリップ：０ｄＢ越えのフルスケールで信号を制限するように構成される。
【００５６】
ここで議論したコンポーネント、ステップ、特徴、目的、利益および利点は例示に過ぎない。それら、または、それに関連する議論のいずれもが、いかなる保護の範囲にも限定されない。多くの他の実施形態が考案可能である。これらは、より少ない、付加的、および／または、異なるコンポーネント、ステップ、特徴、目的、利益および／または利点を有する実施形態を含む。これらはまた、コンポーネントおよび／またはステップが異なるように配置され、および／または、異なる順序となる実施形態も含む。
【００５７】
例えば、低音強調ミュージックモードにおいて、コンプレッサー２およびコンプレッサー３の役割は、逆であってもよい。コンプレッサー２はより下側の低帯域を圧縮し、コンプレッサー３は上側の低帯域を圧縮してよい。付加的に、ＨＰＦが加算器の後ろに配置されてよい。ボリュームコントロールが、ボリュームコントロールフィードバックの必要性を除去するべくクロスオーバーネットワーク２の前に配置されてもよい。
【００５８】
他に言及されなければ、本願の明細書において上述され、以下の特許請求の範囲に含まれる周波数、比率、およびｄＢ値を含むすべての手段、値、比率、位置、大きさ、サイズ、および、他の仕様は、近似であるか、および／または、例として与えられ、必ずしも正確または不変のものではない。これら（記述された値）は、それらが関連し、かつ、当業者の技術常識である機能と一致する合理的な範囲を含むものである。
【００５９】
本開示において引用されたすべての文献、特許、公開特許出願、および、他の公開文書は、ここに参考文献として組み込むものである。
【００６０】
特許請求の範囲において記述される“ための手段”の句は、記述されたものおよびその均等物である対応する構造および材料を含むことを意図しており、そのように解釈されるべきである。同様に、特許請求の範囲において記述される“ための工程”の句は、記述されたものおよびその均等物である対応する動作を含むことを意図しかつそのように解釈されるべきである。特許請求の範囲にこれらの句が存在しないことは、請求項が、対応する構造、材料または動作、またはそれらの均等物に限定されないことを意図し、そのように解釈されるべきである。
【００６１】
保護の範囲は、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。その範囲は、特定の意味が定義された場合を除き、明細書および中間処理手続を考慮して解釈されるときに特許請求の範囲で使用された言語の通常の意味と一致する範囲で広く、すべての構造的および機能的均等物を包含するよう解釈されるべきである。
【００６２】
“第１”および“第２”などの用語は、ひとつの手段および動作を他から区別するためにのみ使用されてよく、必ずしもそれらの間の実際の関係および順序を要求または暗示するものではない。用語、明細書および特許請求の範囲で使用される場合、用語“から成る”、“有する”およびそれらの変化形は、排他的な意味ではなく、他のエレメントを含むことを意図している。同様に、“ａ”または“ａｎ”が付されたエレメントは、他に限定がなければ、同一タイプの付加的エレメントの存在を除外しない。
【００６３】
特許請求の範囲のいずれも、米国特許法第１０１条、第１０２条、または、第１０３条の要件を充足しない発明特定事項を含まず、そのように解釈されるべきである。その発明特定事項の意図しない権利範囲は放棄する。この段落に記載するものを除き、記述されまた図示されたものは、特許請求の範囲において記載されているか否かに関わらず、任意のコンポーネント、ステップ、特徴、目的、利益、利点、または、均等物のパブリックへの献呈を生じさせることを意図せず、またそのように解釈されるべきではない。
【００６４】
要約書は、技術的開示の特徴を読者が迅速に理解することを助けるために与えられている。それは、特許請求の範囲を解釈しまたは限定するために使用されるものではない。さらに、上述した詳細な説明のさまざまな特徴は、本開示をストリームライン化するべくさまざまな実施形態において一緒にグループ化されている。この開示方法は、クレームされた実施形態が、各請求項に直接記載されるよりもより多くの特徴を要求すると解釈されるべきではない。そうではなく、以下の特許請求の範囲は、発明特定事項が単一の開示された実施形態のすべての特徴より少ないものであることを表している。したがって、以下の特許請求の範囲は、各請求項が別々にクレームされた発明特定事項として自立しており、詳細な説明に組み込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６５】
【特許文献１】米国特許第８，３１５，４１１号明細書
【特許文献２】米国特許第９，３８０，３８５号明細書
【特許文献３】米国特許出願第１２／９４９，３９７号明細書
【非特許文献】
【００６６】
【非特許文献１】Esqueda,  F.らによる論文、  23rd  European  Signal  Processing  Conference,  “Aliasing  reduction  in  soft-clipping  algorithms,”  EUSIPCO  2015  (Dec  22,  2015):  2014-2018
【図１】
2020510328.tif 000003
【図２】
2020510328.tif 000004
【図３】
2020510328.tif 000005
【図４Ａ】
2020510328.tif 000006
【図４Ｂ】
2020510328.tif 000007
【図５】
2020510328.tif 000008
【図６】
2020510328.tif 000009
【図７】
2020510328.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月2日(2018.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオオーディオにおけるセンターイメージの知覚を強調し、複数のオーディオ強調モードに構成可能なシステムであって、当該システムは、
オーディオ差信号（Ｌ−Ｒ）を減衰させ、かつ、オーディオ和信号（Ｌ＋Ｒ）のセンター利得レベルを増加させることにより、前記オーディオの和に対する差の比（Ｌ−Ｒ）／（Ｌ＋Ｒ）を制限するよう構成されたデュアル処理プロテクション（ＤＰＰ）プロセッサと、
左オーディオ入力信号および右オーディオ入力信号の各々を、少なくとも２つの周波数帯域に分割するよう構成された少なくともひとつのクロスオーバーネットワークであって、前記クロスオーバーネットワークのフィルタオーダーおよび前記周波数を設定するように構成された、クロスオーバーネットワークと、
前記少なくともひとつのクロスオーバーネットワークによって作成された前記帯域の各々における前記入力信号に応答して、左出力信号および右出力信号を生成するように構成された少なくとも２つのコンプレッサーであって、前記システムの全体の知覚された音の大きさを制限するように構成された少なくとも２つのコンプレッサーと、
前記ＤＰＰプロセッサからの残りの差チャネルを使用することにより、複数次元で展開する知覚されたサウンドフィールドの量を設定するように構成された２チャネルサラウンドプロセッサと、
前記システムのスピーカー上で再生に晒されたときに、オーディオ材料の全体の帯域幅が有意に妥協されないように、前記左オーディオ入力信号および前記右オーディオ入力信号を受信し、かつ、周波数特性を成形するように構成された左イコライザーおよび右イコライザーと、
センター利得、少なくとも２つのコンプレッサーのダイナミクス、および、サラウンド処理の全体レベル増加に晒されたとき、フルスケールの出力をわずかに超える左信号および右信号の知覚された歪みを制限するように動作するソフトクリッパーと
を備えるシステム。
【請求項２】
前記システムは、所望のサウンドリスニングモードを生成するように構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記クロスオーバーネットワークの前記フィルタオーダーは、４次のオーダーである、ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
当該システムは、当該システムのシステムスピーカー低周波数応答によって画定される帯域内の低周波数オーディオエネルギーの量を制限するように構成され、当該システムのシステムボリュームコントロール設定によって動的に決定される制限閾値を有し、オーディオレベルが前記制限閾値を下回ったとき、前記オーディオレベルを動的にブーストするように構成された第３コンプレッサーをさらに備え、その結果当該システムが低音強調ミュージックリスニングモード用に構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
図１は、本開示の例示的実施形態に従うオーディオ信号処理アーキテクチャー１００および処理シーケンスのコンポーネントを示すブロック図である。アーキテクチャー１００は、デュアル処理プロテクション（ＤＰＰ）１０２、第１クロスオーバーネットワーク１０４（クロスオーバーネットワーク１で示す）、第１および第２コンプレッサー１０６，１０８（コンプレッサー１およびコンプレッサー２で示す）、第１加算ユニット１１０、進化したサラウンドブロック１１２、およびイコライザー１１４を有する。図示するように、アーキテクチャー１００はまた、第２クロスオーバーネットワーク１１６（クロスオーバーネットワーク２で示す）、第３コンプレッサー１１８（コンプレッサー３）、ハイパスフィルター１２０（ＨＰＦ）、第２加算ユニット１２２、ソフトクリップユニット１２４、およびボリュームコントロールユニット１２６を有する。アーキテクチャー１００の代表的な入力１および出力２も示されている。単純化のために、例えばブロック１０４、１０６、１０８、１１０、１１６、１１８、１２０、１２２および１２４によって、単一チャネルが示されている。ブロック間のすべての接続は、右および左のステレオチャネルを有するステレオに関連づけられるべきである。ブロック１０２、１１２、１１４および１２６は、ステレオ入力／出力ブロックに含まれる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図３は、コンプレッサーアーキテクチャー３００の例示的実施形態を示す（例えば、図１の実施形態に対する、コンプレッサー１、コンプレッサー２および／またはコンプレッサー３に対して使用可能であるように）。同様のコンプレッサーアーキテクチャーの詳細な説明は、同一出願人の米国特許第８，３１５，４１１号に記載されている。図３に示すように、アーキテクチャー３００は、２つの入力信号を受信し、入力３０２で左信号および入力３０４で右信号を受信する。例示的実施形態において、ＤＶＣシステムアーキテクチャーは、デジタル実装においてのみ可能なフレキシビリティおよび付加的修正を有する古典的コンプレッサー設計（ＴＨＡＴコーポレーション設計ノート１１８）のデジタル実装に基づいてよい。システム３００は、左信号Ｌおよび右信号ＲのＲＭＳ平均の和の信号表現を与えるためのＲＭＳレベル検出器３１０、対数変換ブロック３１２、および、信号平均ＡＶＧブロック３１４を有してよい。対数変換ブロック１１２は、ＲＭＳレベル検出器３１０の出力を線形ドメインから対数ドメインに変換する。システム３００は、その各々がシステムからの応答を要求する状態が存在するか否かの指示を与える多くの制御信号に応答する。システム３００は、ＤＶＣシステム３００の動作を実行するために構成されかつ配置されたホストプロセッサ（図示せず）も有してよい。図示した実施形態は、多くの制御信号に応答する。制御信号は、目標信号生成デバイス３１６によって与えられる目標レベル信号、アタック閾値信号デバイス３１８によって生成されるアタック閾値信号、リリース閾値（図示せず）、ゲート閾値信号デバイス３２０によって生成されるゲート閾値信号、アタック比閾値（図示せず）、リリース比閾値（図示せず）、比信号デバイス３２２によって生成される比信号、および、プログラム変更検出器（ＰＣＤ、図示せず）に応答するミュート保持デバイス３２４によって生成されるミュート保持信号を含む。デバイス（またはコンポーネント）３１６、３１８、３２０、３２２は、ユーザにアクセス可能な単純に調節可能なユーザ制御であってよい。デバイス３２４は、チャネルが変更されたときＴＶコントロールからの信号を受信するか、入力３０２、３０４の両方がミュートされたことを検出するミュート検出器（図示せず）からの信号を受信するように配置されてよい。ターゲット信号レベル３１６は、全スケール入力に対する、目標のボリュームであるレベルをｄＢで表す。アタック閾値３１８は、アタック時間がＮのファクタだけ削減される前に、ＲＥＦ（加算器３２６の出力）がＡＶＧを超えなければならないｄＢの数を表し、ここでＮは任意の数である。ひとつの例示的実施形態において、Ｎ＝１０である。リリース閾値信号は、好適には、リリース時間がファクタＭだけ削減される前に、ＲＥＦがＡＶＧより小さくなければならないｄＢ数を表し、ここで、Ｍは任意の数であり、ひとつの例示的実施形態においてＭ＝１０である。ゲート閾値３２０は、すべての左および右利得調節が凍結される前にＲＥＦがＡＶＧより小さくなる負のｄＢ数を表す。アタック比閾値は、ボリュームコントロールが入力信号の減衰を開始する前に、ＲＥＦが目標信号レベル３１６を超えることができる絶対値ｄＢを表す。リリース比閾値は、ボリュームコントロールが入力信号に対して利得を付加し始める前に、ＲＥＦがターゲット信号レベル３１６より小さくなることができる絶対値ｄＢを表す。比信号３２２は、所望の圧縮比によってＡＶＧ値を調節する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
ＤＰＰ：Ｌ−Ｒ／Ｌ＋Ｒ比を０ｄＢに制限する。
コンプレッサー１：中間および高帯域にレベルを制限するべく別個に構成される。本例において、それらは、例えば、２５０Ｈｚを超える信号である。高帯域（＞２５０Ｈｚ）閾値越え比（圧縮比）は、ターゲットレベルにおいて真の制限を与えるべく１０００：１に設定される。スピーカー出力を監視しつつ、イコライザー（ＥＱ）が構成され、かつ、最大許容信号を判定するべくテレビボリュームコントロールセット１２６をフルボリュームにした状態で、ターゲットレベルが決定される。テレビのボリュームが減少するに従い、ターゲットレベルは、内部フィードバックを介して、比例的に増加する。言い換えれば、スピーカーターミナルにおいて与えられる前に、ボリュームコントロールによって減衰されるので、ボリュームコントロールが低下するに従い、高帯域コンプレッサーによって、より多くのエネルギーが通過可能となる。最大利得および閾値未満の比の設定（１．２：１）により、テレビボリュームコントロール設定に関連して、入力レベルが、より多くのエネルギーが許容されることを示すときに、ある中間および高帯域ブーストが発生可能となる。言い換えれば、スピーカーターミナルにおいて与えられる前に、それがボリュームコントロールによって減衰されるため、ボリュームコントロールが低下するに従い、高帯域コンプレッサーは、より多くの中間および高周波エネルギーをもたらす。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
ＤＰＰ：Ｌ−Ｒ／Ｌ＋Ｒ比を−６ｄＢに制限する。これは、環境音（群衆ノイズ、公共向けアナウンス）を減少させる。放送アナウンサーの声を強調するべくセンター利得を増加させる（マルチプレクサ２１０を通じて）。これは、オーディオ信号の全体の帯域幅を犠牲にすることなく、知覚可能なよりクリアなアナウンサーの声を与える。従来技術は、声のレンジの外側の信号を減衰させながら声の周波数を通過させるバンドパスフィルタを実装していた。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
進化したサラウンド：Ｌ−Ｒ遅延ループ（遅延および遅延フィードバック係数）を残響領域内にインパルスを生成するように構成する。遅延利得の和を０に設定することにより、Ｌ＋Ｒ遅延ループがディスエーブルとされる。Ｌ−ＲチャネルがＤＰＰによって減少されるが、残留差信号上の残響はスタジアム群衆ノイズのエンベロープ感覚を維持する。Ｌ＋Ｒ遅延ループをディスエーブルにすることで、放送アナウンサーの声がクリアに保持される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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７】
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【国際調査報告】
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