JP6905824B2 - 非常に多数のリスナのための音響再生 - Google Patents

Description

本開示は、音響再生システム及び方法に関する。

聴力障害をもつ人は、多くの場合、例えば、プログラム材料の対話を理解できないので、テレビプログラムまたは映画の楽しさを損なう。これらの障害は、補聴器を必要とする程度に十分大きい場合があるし、それほど深刻でない可能性があり、老齢に伴う、単なる軽い聴力損傷または聴力損失を引き起こす場合もある。聴力損失の理由に関係なく、他者との共有時間の楽しさに劇的に影響が及ぼされ得る。音量アップは、同じエリアに居る他者を不快にさせる場合がある。何人かの個人は、部屋内の他者よりも静かな傾聴体験を好む場合がある。一人の個人のための音量ダウンは、映画を見ているほかの人に受け入れられない場合がある。それ故に、非常に多数のリスナのための個別の音響再生が所望される。

音響再生システムは、カスタマイズされた音声信号から、音場位置制御信号によって決まる位置に、音響的に隔離された音場を生成するように構成されたスピーカ配置と、リスナの位置を示す傾聴位置信号及びリスナのアイデンティティを示すリスナ識別信号を提供するように構成されたリスナ評価ブロックと、を含む。システムは、さらに、傾聴位置信号、リスナ識別信号及び音声信号を受信して処理するように構成された音声制御ブロックを含む。音声制御ブロックは、さらに、傾聴位置信号によって決まる音場の位置を、音場の位置がリスナの位置となるように音場位置制御信号を通じて制御し、リスナのアイデンティティによって決まる音声設定に従い音声信号を処理してカスタマイズされた音声信号を提供するように構成される。

音響再生方法は、カスタマイズされた音声信号から、音場位置制御信号によって決まる位置に、音響的に隔離された音場を生成することと、リスナの位置を示す傾聴位置信号及びリスナのアイデンティティを示すリスナ識別信号を提供することと、ならびに傾聴位置信号、リスナ識別信号及び音声信号を処理することと、を含む。方法は、さらに、傾聴位置信号によって決まる音場の位置を、音場の位置がリスナの位置となるように音場位置制御信号を通じて制御することと、及びリスナのアイデンティティによって決まる音声設定に従い音声信号を処理してカスタマイズされた音声信号を提供することと、を含む。

他のシステム、方法、特徴及び利点が、以下の図面及び詳細な説明の調査から当業者に明らかであるまたは明らかとなる。すべてのそのような追加のシステム、方法、特徴及び利点が、この記述内に含まれ、以下の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
カスタマイズされた音声信号から、音場位置制御信号によって決まる位置に、音響的に隔離された音場を生成するように構成されたスピーカ配置と、
リスナの位置を示す傾聴位置信号及び前記リスナのアイデンティティを示すリスナ識別信号を提供するように構成されたリスナ評価ブロックと、
前記傾聴位置信号、前記リスナ識別信号及び音声信号を受信して処理するように構成された音声制御ブロックと、を備えており、前記音声制御ブロックが、さらに、前記傾聴位置信号によって決まる前記音場の位置を、当該音場の位置が前記リスナの位置となるように前記音場位置制御信号を通じて制御し、前記リスナの前記アイデンティティによって決まる音声設定に従い前記音声信号を処理して前記カスタマイズされた音声信号を提供するように構成された、音響再生システム。
（項目２）
前記音声設定に従う前記音声信号の処理が、前記音声信号のスペクトル成分間のバランスの調節、前記音声信号の音量の調節及び前記音声信号のダイナミックの調節の少なくとも一つを含む、上記項目に記載のシステム。
（項目３）
前記リスナの前記位置に配置されたマイクロフォン配置をさらに備えており、
前記スピーカ配置が、さらに、前記リスナの前記位置を含むエリアをスイーピングする音波ビームを生成するように構成されており、
前記リスナ評価ブロックが、無線または有線で前記マイクロフォン配置と接続されており、
前記マイクロフォン配置が、前記リスナの前記位置をスイーピングするときに前記音波ビームを拾って、対応するマイクロフォン信号を提供するように構成されており、かつ
前記リスナ評価ブロックが、さらに、前記マイクロフォン信号及び対応するビーム位置を評価して、前記傾聴位置信号を提供するように構成された、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目４）
前記マイクロフォン配置が、さらに、具体的なリスナの前記アイデンティティに対応するマイクロフォン識別信号を提供し、かつ
前記リスナ評価ブロックが、さらに、前記マイクロフォン識別信号から前記具体的なリスナを識別して、前記対応するリスナ識別信号を生成するように構成された、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目５）
非常に多数のリスナのアイデンティティ及び対応する音声設定を示すデータを保存するように構成されたメモリをさらに備えており、前記音声制御ブロックが、さらに、前記リスナ識別信号に基づいて、前記音声信号を処理するための前記対応する音声設定を選択するように構成された、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目６）
既知のリスナが識別されない場合に用いられる初期設定音声セットアップ及び初期設定音響ゾーンをさらに備えた、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目７）
前記音声制御ブロックに接続されており、前記リスナの前記位置を含むエリアを向くカメラをさらに備えており、前記音声制御ブロックが、前記カメラを通じて前記リスナのジェスチャを認識し、前記認識されたジェスチャに従い、前記音声信号の処理及び前記音響ゾーンの設定の少なくとも一つを制御するように構成された、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目８）
非常に多数のマイクロフォンを有するマイクロフォン配列をさらに備えており、
前記マイクロフォン配列が、前記リスナの前記位置からの音響を拾って、対応するマイクロフォン信号を提供するように構成されており、かつ
前記リスナ評価ブロックが前記マイクロフォン配列に接続されており、前記リスナ評価ブロックが、前記マイクロフォン信号を評価して、前記傾聴位置の方向を評価するように構成された、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目９）
カスタマイズされた音声信号から、音場位置制御信号によって決まる位置に、音響的に隔離された音場を生成することと、
リスナの位置を示す傾聴位置信号及び前記リスナのアイデンティティを示すリスナ識別信号を提供することと、
前記傾聴位置信号、前記リスナ識別信号及び音声信号を処理することと、
前記傾聴位置信号によって決まる前記音場の位置を、当該音場の位置が前記リスナの位置となるように前記音場位置制御信号を通じて制御することと、及び
前記リスナの前記アイデンティティによって決まる音声設定に従い前記音声信号を処理して前記カスタマイズされた音声信号を提供することと、を含む、音響再生方法。
（項目１０）
前記音声設定に従う前記音声信号の処理が、前記音声信号のスペクトル成分間のバランスの調節、前記音声信号の音量の調節及び前記音声信号のダイナミックの調節の少なくとも一つを含む、上記項目に記載の方法。
（項目１１）
前記リスナの前記位置に配置されたマイクロフォン配置をさらに備えており、
前記リスナの前記位置を含むエリアをスイーピングする音波ビームを生成することと、
前記リスナの前記位置をスイーピングするときに前記音波ビームを拾って、対応するマイクロフォン信号を提供することと、及び
前記マイクロフォン信号及び対応するビーム位置を評価して、前記傾聴位置信号を提供することと、をさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１２）
前記マイクロフォン信号とともに、具体的なリスナの前記アイデンティティに対応するマイクロフォン識別信号を提供することと、
前記マイクロフォン識別信号から前記具体的なリスナを識別し、前記対応するリスナ識別信号を生成することと、をさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１３）
非常に多数のリスナのアイデンティティ及び対応する音声設定を示すデータを保存することと、及び
前記リスナ識別信号に基づいて、前記音声信号を処理するための前記対応する音声設定を選択することと、をさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１４）
前記リスナの前記位置からの音響を拾って、対応するマイクロフォン信号を提供することと、及び
前記マイクロフォン信号を評価して、前記傾聴位置の方向を評価することと、をさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１５）
前記リスナの前記位置を含むエリアを向くカメラを用いて前記リスナのジェスチャを認識することと、及び
前記認識されたジェスチャに従い、前記音声信号の処理及び前記音響の設定の少なくとも一つを制御することと、をさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（摘要）
音響再生は、カスタマイズされた音声信号から、音場位置制御信号によって決まる位置に、音響的に隔離された音場を生成することと、リスナの位置を示す傾聴位置信号及びリスナのアイデンティティを示すリスナ識別信号を提供することと、ならびに傾聴位置信号、リスナ識別信号及び音声信号を処理することと、を含む。音響再生は、さらに、傾聴位置信号によって決まる音場の位置を、音場の位置がリスナの位置となるように音場位置制御信号を通じて制御することと、及びリスナのアイデンティティによって決まる音声設定に従い音声信号を処理してカスタマイズされた音声信号を提供することと、を含む。

システム及び方法は、以下の図面及び記述を参照してより良く理解することができる。図面内の構成要素は、必ずしも原寸に比例していなく、むしろ、本発明の原理を例証するように強調されている。また、図面において、同様の参照数字は、異なる図面全体を通じて、対応する部分を指定する。

四つの傾聴位置、及びこれらの位置に位置付けられたリスナに個別の音響再生を提供する音響再生システムをもつ例示の傾聴環境を例証する概略図である。 部屋内の所望の位置に二次元音響場を作り出すための、三つの高次スピーカアセンブリに基づく例示のサウンドバーを例証する概略上面図である。 図２に示すサウンドバーを例証する概略側面図である。 二つの傾聴位置、及びこれらの位置に位置付けられたリスナに個別の音響再生を提供する音響再生システムをもつ別の例示の傾聴環境を例証する概略図である。 マトリックス化のために重み行列を用いる例示のモードビームフォーマを例証するシグナルフロー線図である。 マトリックス化のために多重入出力ブロックを用いる例示のモードビームフォーマを例証するシグナルフロー線図である。 ジェスチャ評価及び選択的な傾聴位置評価のための例示の光学検出器を例証する概略図である。 非常に多数のリスナのための個別の音響再生を提供する例示の音響再生方法を例証するダイアグラムである。 図１に示す例示の傾聴環境の改良を例証する概略図である。 例示の遠距離場マイクロフォンシステムを例証する概略図である。

図１を参照するように、例示の音響再生システム１００は、個々にカスタマイズされたオーディオビーム形成器を使用して、例えば、四つの傾聴位置１０１〜１０４に位置付けられた個々のリスナのためのラウドネスを調節する、例えば、均等化調節、音量調節、ダイナミックレンジ圧縮調節などといった一つ以上の個別の音響制御機能を実行する。それらの調節は、以下において音声設定とも称され、将来の参照のために「記憶される」。この記憶によりシステムは、次回、例えば、部屋内において同じリスナを位置付けし、自動的に、個々に調節された音声のみを彼または彼女へ送信する彼または彼女のカスタムな音場、例えば、音響ゾーンを、彼または彼女に関与させることができる。これは、ヘッドホンまたはイヤホンを使用せずに達成される。図１に示す例示のシステムは、四つの傾聴位置１０１〜１０４における個々のラウドネス調節が可能であり、カスタマイズされた音声信号１０６から、三つの音響的に隔離された音場、例えば、スピーカ配置１０５から傾聴位置１０１、１０３及び１０４に導かれる音波ビームであり得る、傾聴位置１０１、１０３及び１０４それぞれにおける音響ゾーン１０７、１０８及び１０９、ならびに少なくとも傾聴位置１０２を含む全体的音響ゾーン１１０を生成するスピーカ配置１０５を含む。音響ゾーン１０１〜１０４の位置は、音響ゾーン位置制御信号１１１を手段として操縦することができる。

音響再生システム１００は、特定の機能を実行するための、ハードウェア、ソフトウェアまたはそれらの組み合わせであっても良いさまざまなブロックを含むことができる。例えば、専用の音響調節をもつ、リスナごとに一つのリスナ評価ブロック１１２、１１３または１１４が、専用の音響調節をもつ各リスナの位置を示す傾聴位置信号、及び専用の音響調節に関して指定された各リスナを識別するリスナ識別信号を含む無線信号１１５を提供する。音響再生システム１００は、例えば、部屋内において特定のリスナが着席した所を決定可能な情報を必要とする。これは、部屋の片側から他の側にスイ―プする音、及びスイ―プがそこを通り過ぎるときを特定するための、個々のリスナに近接するマイクロフォンを使用して行うことができる。そのようなマイクロフォンは、無線または有線で他のシステム構成要素と接続され、例えば、リスナのその周辺に配置された有線のスタンドアロンのマイクロフォン（図１に図示せず）、または無線Ｗｉ−Ｆｉ若しくはブルートゥース（登録商標）接続を用いてスマートフォンに組み込まれたマイクロフォンであっても良い。１６ｋＨｚ超の周波数をもつ聞き取れない音などの特定の音は、分離して導かれる音波ビーム１１６を使用して部屋をスイ―プするので、少なくとも一つのマイクロフォンが、その時点で特定のリスナが位置することができるマイクロフォンの位置において最大音量が得られたときを検出する。明確に認識可能かつ割当可能なマイクロフォンを所有する限りは、何人かのリスナを同時に位置付けることができる。図１に示す例示の音響再生システムにおいて、内蔵マイクロフォンからの信号を評価し、リスナ識別を実行し、そして無線接続を確立することができるソフトウェアアプリケーション（ａｐｐｓ）と接続された内蔵マイクロフォンをもつスマートフォンによって、リスナ評価ブロック１１２、１１３または１１４が提供される。別のオプションでは、内蔵マイクロフォンをもつリモートコントロールが、リスナ識別を提供し、個々の音響ゾーンにおける音声の個々の調節の制御を提供することができる。

しかしながら、屋内位置決めシステム（ＩＰＳ）などの任意の他の位置決めシステムも利用することができる。屋内位置決めシステムは、電波、磁場、音響信号またはモバイルデバイスによって収集される他の知覚情報を使用して、建物内部の物体または人を位置付けるシステムである。例示の技法は、カメラベースの検出、ブルートゥース（登録商標）ロケーションサービス、またはグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）ロケーションサービスを含む。屋内位置決めシステムは、近隣のアンカーノード（すなわち、既知の位置にあるノード、例えば、ＷｉＦｉアクセスポイント）までの距離測定、磁気位置決めまたは推測航法を含む種々の技術を使用することができる。それらは、モバイルデバイス及びタグを能動的に位置付けるか、または、知覚すべきデバイスに関する周辺位置若しくは環境状況を提供する。屋内位置決めシステムは、光学、無線通信、さらには音響技術を含む、すなわち、物理的多様性に対処し、誤差補正を可能にするための、他のシステムからの情報を追加的に処理するさまざまな技術を使用することができる。

リスナ評価ブロック１１２、１１３または１１４によって位置付けられると、次に、リスナは、音声設定を特定の好みに設定することができる。この設定は、手動制御でもできるし、音響再生システム１００のためのリモートコントロールを用いてもできるし、またはスマートフォン、タブレット若しくはコンピュータにおけるアプリケーションを用いて行うこともできる。リスナは、着席したエリアに及ぶように音波ビームの幅を設定することもできる。次に、設定を、音響再生システム１００によって「記憶する」、及びユーザの名前または何らかの他のタイプの識別に関連付けることができる。図１に示す音響再生システムにおいて例示の音声制御ブロック１１７は、無線信号１１５、特に、そこに包含される傾聴位置信号及びリスナ識別信号、ならびに音源１１９からの音声信号１１８を受信して処理するように設計される。次に、音声制御ブロック１１７は、傾聴位置信号によって決まる音場の位置を、音場の位置がリスナの位置となるように音場位置制御信号１１１を通じて制御し、対応するリスナのアイデンティティによって各々が決まる調節された音声設定に従い音声信号１１８を処理して、カスタマイズされた音声信号１０６を提供することができる。しかしながら、リスナ（複数可）の追跡及び音波ビーム（複数可）の再配置の代わりに、例えば、固定された傾聴位置に関連する一つ以上の固定された音波ビームを用いることもできる。リスナのアイデンティティは、傾聴位置に対応し得、それから導き出すことができる、または任意の他の適切な方法で決定することができる。

個々の音声設定に従う音声信号１１８の処理は、制御可能なイコライザ１２０を用いた音声信号のスペクトル成分間のバランスの調節、制御可能な音量制御１２１を用いた音声信号の音量の調節、及び制御可能なダイナミックレンジコンプレッサ１２２を用いた音声信号１１８のダイナミックの調節の少なくとも一つを含むことができる。均等化は、電子信号内の周波数成分間のバランスを調節する処理である。しかしながら、「均等化」（ＥＱ）という用語は、多くの場合、正確に均等化されない正味応答を結果生じる、実践上の理由または美的な理由のための周波数応答の調節を結果として含む。音響レベルを所定のレベルに調節するための音量制御（ＶＯＬ）が使用される。ダイナミックレンジ圧縮（ＤＲＣ）または単純な圧縮は、音声信号のダイナミックレンジを縮小または圧縮することによって大きな音響の音量を減少する及び／または静かな音響を増幅する信号処理工程である。例えば、音声圧縮は、静かな音響は影響を受けないままにして、特定の閾値を超えた大きな音響を減少することができる。カスタマイズされた音声信号１０６、つまり、適宜に処理された各々の音声信号１１８が、ビーム形成器（ＢＦ）プロセッサ１２３に供給され、これが立ち代わって、ビーム形成された信号１２４をスピーカ配置１０５に供給して、音響ゾーン１０７〜１１０のためのビーム、及び音場１１６であるスイーピングビームを生成する。

例示の音声制御ブロック１１７は、さらに、メモリ（Ｍ）１２６、無線送受信機（ＷＴ）１２７及びビームスイ―プ音声発振器（ＢＳ）１２８に接続された制御ブロック（ＣＵ）１２５を含むことができる。メモリ１２６は、非常に多数のリスナのアイデンティティ及び対応する音声設定、選択的に、例えば、ビーム位置、ビーム幅などのビーム設定を示すデータを保存する。制御ブロック１２５は、リスナ識別信号に基づいて、音声信号１１８を処理するための対応する音声設定をメモリ１２６から選択し、傾聴位置信号に基づいて、対応する音波ビームの方向を操縦する。傾聴位置信号及びリスナ識別信号は、無線送受信機１２７によって無線信号１１５から生成される。ビームスイ―プ音声発振器１２８は、スイーピングビーム１１６に使用される信号をビーム形成器プロセッサ１２３に提供し、これも制御ブロック１２５によって制御される。

音声制御ブロック１１７は、さらに、カメラ１３０に接続された映像プロセッサ（ＶＰ）１２９を含むことができ、これは、カメラ１３０に関連するリスナのジェスチャを認識し、認識されたジェスチャに従い、音声信号１１８の処理、それぞれの音響ゾーンの設定、例えば、対応する音波ビームの形状または幅の設定の少なくとも一つを制御できる。カメラ１３０は、リスナの位置を含み得るエリア、すなわち、傾聴位置１０１〜１０４に向けられる。この相互作用によって、リスナは、ジェスチャを使用して音波ビームを拡大若しくは縮小、及び／または音波ビームを左若しくは右に移動させることができ、かつ／または個々のゾーンにおけるリスナの移動を動的に追跡することができる。特定の音波ビームの選択によって、ユーザは、その音波ビームの音響設定パラメータを調節できる。この相互作用によって、また、より経験の多いリスナが、システムに詳しくない別の経験の少ないリスナのために音波ビーム及び関連する音響設定を設定することもできる。さらに、リスナは、彼または彼女の「音波ビーム」範囲内の音量を増大して他の周辺雑音を相殺する、または彼若しくは彼女の「音波ビーム」の音量を減少して、彼または彼女の隣に座っている誰かと会話する、スマートフォンにおいて音声メールを聴くことなどができる。

例示の音響再生システムは、部屋１３１内に配置することができる。特定のリスナが部屋１３１を離れる場合には、システムは、対応する専用の音波ビーム（例えば、音波ビーム１０７〜１０９のうちの一つ）を無効にし、（例えば、音波ビーム１１０によって提供される）通常の音場を、このリスナのビーム形成器エリアに差し替え、これにより特定の席を占有した次のリスナは、部屋１３１の残りの部分の至るところにおいて聴かれる音を聴くことができる。通常の音場は、所望の音響ゾーンがないときにも使用できる。特定のリスナが部屋１３１に再入室するときに、対応する専用の音波ビームを再び有効にすることができる。リスナは、プログラムを楽しみながら設定パラメータを調節し、それらのパラメータを放棄する、または新規の個人的な初期設定としてそれを記録するオプションを有する。リスナの設定情報は、システムによって保存され、例えば、リスナのユーザ名またはカメラを用いる場合には顔認識データによって識別することができる。例えば、次回、このリスナは、スピーカ配置１０５に付随するスクリーン１３２上で映画を見るときに、彼または彼女の設定を選択し、彼または彼女の現在の着座位置をここで指し示すと直ぐに、関連するカスタマイズされた音波ビームを再保存することができる。システムは、例えば、侵入防止システム（ＩＰＳ）及びスマートフォン近接を通じて、彼／彼女が部屋１３１に入るときにリスナを識別し、カスタマイズされた設定を自動的にロードすることができる。

既に述べたように、音場は、ビーム形成器、例えば、音波ビーム１０７〜１１０及び１１６を手段として生成することができる。ビーム形成器または空間フィルタリングは、指向性信号伝送または受信のために、スピーカまたはマイクロフォン配列に使用される信号処理技法である。これは、特定の角度における信号が建設的干渉を経験し、一方で、他の信号が相殺的干渉を経験するように、位相配列において要素を組み合わせることによって達成される。全指向性受信／伝送と比較したこの改善は、要素の指向性として知られている。

音場は、高次アンビソニックスと呼ばれる技法を用いた音場表現を使用しても実現できる。アンビソニックスは、水平面に加えて、リスナの上方及び下方の音源に及ぶことができる完全球状サラウンド音響技法である。これは他のマルチチャンネルサラウンドフォーマットとは異なり、その伝送チャンネルは、スピーカ信号を搬送しない。代わりに、後にリスナのスピーカセットアップにデコードされる、音場のスピーカ非依存性の表示を包含する。これは、再生に使用されるスピーカのレイアウト及び数に関する相当な柔軟性をリスナに与える。アンビソニックスは、高さ及び深さのための種々の追加のチャンネルを追加した、ミッド／サイド（Ｍ／Ｓ）ステレオの三次元拡張として理解することができる。一次アンビソニックスに関しては、結果生じた信号セットは、Ｂフォーマットと呼ばれる。一次アンビソニックスの空間分解能は、極めて低い。これは実際には、わずかにぼやけたソースとなり、比較的小さな使用可能な傾聴エリア（スイートスポットまたはスイートエリアとも称される）にもなる。

分解能は、増大でき、より選択的な指向性構成要素の群をＢフォーマットに追加することによって拡大された所望の音場（音響ゾーンとも称される）であっても良い。二次アンビソニックスに関しては、これらは、もはや従来のマイクロフォン極性パターンに対応しないが、例えば、四つ葉のクローバのような形状である。その結果、結果生じた信号セットは、二次、三次または集合的に、高次アンビソニックス（ＨＯＡ）と呼ばれる。しかしながら、ＨＯＡ技法の共通アプリケーションは、二次元（２Ｄ）及び三次元（３Ｄ）音場が処理されるか否かに応じて、音場が測定（エンコード／コード）または再生（デコード）されるかにかかわらず、具体的な空間的構成を必要とする。すなわち、２Ｄ音場の処理は円筒形状を必要とし、３Ｄ音場の処理は球状を必要とし、その各々は、可能な限り低い特定の次数を実現するのに必須のセンサの数を維持するために、マイクロフォンまたはスピーカの規則的または準規則的な分配をもつ。

図２及び図３は、ここでは、例えば、（本明細書において高次サウンドバーと称される）水平線形配列で配置された三つの（適切な場合には、二つのみの）接近して間隙を介した操縦可能な（高次）スピーカアセンブリ２０１、２０２、２０３を含む音響再生システム２００を例証する。全指向性の指向特性、ダイポール指向特性及び／または任意の高次極性応答をもつスピーカアセンブリは、本明細書において高次スピーカとも称される。各高次スピーカ２０１、２０２、２０３は、以下にさらに概説するような、調節可能な、制御可能なまたは操縦可能な指向特性（極性応答）を有する。各高次スピーカ２０１、２０２、２０３は、低次スピーカ（例えば、全指向性スピーカ）の水平円形配列を含むことができる。例えば、円形配列は、その各々が、例えば、四つの低次スピーカ２１１〜２１４、２２１〜２２４、２３１〜２３４（例えば、共通スピーカ、故に、スピーカとも称される）を含むことができ、この実施例では、四つの低次スピーカ２１１〜２１４、２２１〜２２４、２３１〜２３４は、その各々が、放射面における四つの垂直方向のうちの一つに導かれる。高次スピーカ２０１、２０２、２０３の配列は、選択的なベースプレート２０４上に配置され、上部に（例えば、薄型テレビセットを置くための）選択的な上部プレート３０１を有することができる。あるいは、四つの低次スピーカの代わりに、高次スピーカアセンブリごとに、アンビソニックス技術を使用して一次の二次元高次スピーカを作り出すために、三つのみの低次スピーカを用いることができる。

アンビソニックス技術の代わりに、多重入出力技術の代替的な使用によって、二つのみの低次スピーカでもってさえ、一次の二次元高次スピーカを作り出すことができる。他のオプションは、アンビソニックス技術を使用し、多重入出力技術を使用して球体に規則的に分配された四つの低次スピーカを用いた、（例えば、合計で五つのプラトニック体を第一に代表する４面体の四つの面の中央に取り付けられた）球体に規則的に分配された四つの低次スピーカを用いた三次元高次スピーカの作製を含む。さらに、高次スピーカアセンブリは、直線以外、例えば、互いから対数的に変化した距離における任意の曲線上に、または部屋内における完全に任意の三次元配置においても配置することができる。

四つの低次スピーカ２１１〜２１４、２２１〜２２４、２３１〜２３４は、実質的に同じサイズであっても良いし、周囲前面、ならびに中空の円筒体及び端部のクロージャを有するエンクロージャを有することができる。円筒体及び端部のクロージャは、空気に不浸透性の材料から作ることができる。円筒体は、その内部に開口を含むことができる。開口は、低次スピーカ２１１〜２１４、２２１〜２２４、２３１〜２３４の周囲前面に対応するサイズ及び形状であっても良いし、中央軸を有することができる。開口の中央軸は、一つの放射面内に収容され、隣接する軸間の角度は、同一であっても良い。低次スピーカ２１１〜２１４、２２１〜２２４及び２３１〜２３４は、開口に配置し、円筒体に密閉して固定することができる。しかしながら、そのような放射面、例えば、前述の放射面の上方及び／または下方の一つ以上の追加の面に、二つ以上の追加のスピーカを配置することができる。選択的に、低次スピーカ２１１〜２１４、２２１〜２２４、２３１〜２３４は、その各々が、特定の高次スピーカアセンブリの低次スピーカ間の任意の音響相互作用を減少、さらには防止するために、分離された、音響的に閉鎖されたボリューム２１５〜２１８、２２５〜２２８、２３５〜２３８において動作することができる。さらに、低次スピーカ２１１〜２１４、２２１〜２２４、２３１〜２３４は、その各々が、くぼみ、穴部、凹所などに配置することができる。追加的にまたは代替的に、これらに限定されないが、例えば、角状のもの、逆角状のもの、音響レンズなどの導波構造を、低次スピーカ２１１〜２１４、２２１〜２２４、２３１〜２３４の前に配置することができる。

制御ブロック２４０は、例えば、三つのアンビソニックス信号２４４、２４５、２４６を受信し、操縦情報２４７に従いアンビソニックス信号２４４、２４５、２４６を処理して、操縦情報によって決まる少なくとも一つの位置に少なくとも一つの音響場が生成されるように、アンビソニックス信号２４４、２４５、２４６に基づいて高次スピーカ２０１、２０２、２０３を駆動及び操縦する。制御ブロック２４０は、低次スピーカ２１１〜２１４、２２１〜２２４、２３１〜２３４を駆動するビームフォーマブロック２４１、２４２、２４３を備える。ビームフォーマブロックの実施例は、さらに後述する。

図４は、家庭用娯楽において仮想音源を実現するための、（本明細書において水平高次サウンドバーまたは単に高次サウンドバーとも称される）高次スピーカの水平線形配列の使用方法の可能性を描写する。例えば、そのような線形配列は、例えば、ホームシネマにおいて一般に使用されるレイアウトのフロントチャンネル、５．１サラウンド音響を再生するために、テレビ（ＴＶ）セットの下に配置することができる。５．１音響システムのフロントチャンネルは、フロント左（Ｌｆ）チャンネル、フロント右（Ｒｆ）チャンネル及びセンター（Ｃ）チャンネルを含む。水平高次サウンドバーの代わりの、ＴＶセットの真下の単一高次スピーカの配置は、ＣチャンネルがＴＶセットの前面に導かれ、Ｌｆ及びＲｆチャンネルがその側面に導かれ、これによりＬｆ及びＲｆチャンネルは、ＴＶセットの前に（スイートスポットまたはスイートエリアにおいて）座っているリスナに直接に転送されないが、側壁を通じて間接的にのみ転送される。このことは、多数の未知のパラメータに応じて決まる、故に、制御が困難であり得る転送経路を構成することを意味する。それ故に、再生される少なくとも二つのチャンネルをもつマルチチャンネルシステムでは、水平線に配置された（少なくとも）二つの高次スピーカをもつ高次サウンドバーによって、フロントチャンネル、例えば、Ｌｆ及びＲｆチャンネルから、スイートエリア、すなわち、リスナが居るはずのエリアに直接に転送することができる。

さらに、センターチャンネル、例えば、Ｃチャンネルを、二つの高次スピーカを手段としてスイートエリアに再生することができる。あるいは、二つの高次スピーカの間に配置された第三の高次スピーカを使用して、Ｌｆ及びＲｆチャンネルならびにＣチャンネルを別々に、スイートエリアに導くことができる。三つの高次スピーカが、その各々のチャンネルが分離ブロックによって再生されるので、スイートエリアにおけるリスナの空間的音響印象をさらに改善することができる。さらに、高次サウンドバーに各々の追加の高次スピーカを追加して、より広がった音響印象を実現し、例えば、効果チャンネルなどのさらなるチャンネルを、高次サウンドバーの後側、本実施例ではＴＶセットの後側、例えば、効果チャンネルによって提供される音響が広がるところの後壁から放射状に広げることができる。

低次スピーカが一直線に配置された共通のサウンドバーとは対照的に、高次サウンドバーは、リビングルームなどの共通の傾聴環境において、空間的方向にほぼ非依存性の指向特性を、高次サウンドバーを用いて達成できるような、例えば、側面及び後部における指向性音源の位置付けに関するより多くのオプションを提供する。例えば、７０ｃｍの距離にわたって一直線において均等に分配された１４個の低次スピーカを有する共通のサイドバーは、正面方向から最大±９０°（度）のエリア内にしか仮想音源を生成することができないが、一方で、高次サウンドバーによって、±１８０°のエリア内に仮想音源を生成できる。

図４は、三つの高次スピーカ４１０、４１１、４２２を含む高次サウンドバーをもつ例示のセットアップを例証する。一つ以上の音声信号４０２を受信し、図２に示す制御ブロック２４０などの制御ブロックを含む音声制御ブロック４０１が、標的部屋４１３、例えば、共通のリビングルーム内の三つの高次スピーカ４１０、４１１、４２２を駆動する。その結果、スイートスポット４１４におけるマイクロフォン配列によって示される傾聴位置（スイートスポット、スイートエリア）において、少なくとも一つの所望の仮想源の音場を生成することができる。標的部屋４１３内において、さらなる高次スピーカ、例えば、左サラウンド（Ｌｓ）チャンネルのための高次スピーカ４２４、低周波数効果（Ｓｕｂ）チャンネルのための低次サブウーファ４２３、及び右サラウンド（Ｒｓ）チャンネルのための高次スピーカ４１２が配置される。標的部屋４１３は、不平衡の構成において、左壁に窓４１７及びフレンチドア４１８、ならびに右壁にドア４１９を含むので、音響的に非常に不向きである。さらに、ソファ４２１が右壁に配置され、標的部屋４１３のおおよそ中央まで延在し、テーブル４２０がソファ４２１の前に配置される。

テレビセット４１６が、前壁（例えば、高次サウンドバーの上方）及びソファ４２１の視界の一直線に配置される。フロント左（Ｌｆ）チャンネル高次スピーカ４１０及びフロント右（Ｒｆ）チャンネル高次スピーカ４１１が、テレビセット４１６の左隅及び右隅の下に配置され、センター（Ｃ）高次スピーカ４２２が、テレビセット４１６の中央の下に配置される。低周波数効果（Ｓｕｂ）チャンネルスピーカ４２３が、前壁と右壁との間の隅に配置される。左サラウンド（Ｌｓ）チャンネル高次スピーカ４２４及び右サラウンド（Ｒｓ）チャンネル高次スピーカ４１２を含む後壁におけるスピーカ配置は、フロント左（Ｌｆ）チャンネルスピーカ４１０、フロント右（Ｒｓ）チャンネルスピーカ４１１及び低周波数効果（Ｓｕｂ）チャンネルスピーカ４２３を含む、前壁におけるスピーカ配置と同じ中心線は共有しない。例示のスイートエリア４１４は、前方にテーブル４２０及びテレビセット４１６があるソファ４２１に位置できる。見てわかるように、図４に示すスピーカセットアップは、円筒または球状ベースの構成に基づかず、規則的分配を全く用いていない。図４に示す例示のセットアップでは、スイートエリア４１４及び４２５は、サウンドバーから直接音波ビームを受信し、それらのスイートエリア４１４及び４２５におけるプリセットの個々の音響印象を可能にすることができる。

スイートエリアの後方かつ後壁の前、またはサウンドバーの水平面の上方のどこか（図示せず）に、例えば、サラウンドチャンネルＬｓ及びＲｓに関する、さらなる（高次）スピーカを使用する場合には、サラウンド印象をさらに向上することができる。さらに、（低次）スピーカの数を顕著に減少できることが見出された。例えば、スイートエリアを囲む四次の五つの仮想源を用いて、音場を、スイートエリアを囲む４５個の低次スピーカ、または図４に示す例示の環境において全部で１２個の低次スピーカから構築された、三つの高次スピーカをもつ高次サウンドバーを用いて達成される音場に類似するように近似することができ、この音場は、同等の寸法の二つのサウンドバーにおける一直線の１４個の低次スピーカをもつ共通のサウンドバーよりも良い空間的音響印象を示すことができる。

サウンドバーの高次スピーカ（及び、他の高次スピーカ）の各々において、（例えば、図２及び図３のビームフォーマ２４１、２４２、２４３として適用可能な）図５または図６に描写するようなビームフォーマブロック５００または６００を用いることができる。図５に示すビーム形成器ブロック５００は、入力信号ｘ（ｎ）またはアンビソニックス信号Ｙ^σ _ｎ，ｍ（θ，φ）とも称されるＮ（アンビソニックス）入力信号５０２によって決まる、Ｑスピーカ５０１をもつスピーカアセンブリ（または、ツイータ、中間周波数レンジスピーカ及び／またはウーファなどの非常に多数のスピーカをその各々がもつスピーカのＱ群）を制御する。ここで、二次元Ｎについては、Ｎ_２Ｄ＝（２Ｍ＋１）、三次元については、Ｎ_３Ｄ＝（Ｍ＋１）^２である。ビーム形成器ブロック５００は、さらに、モード重み付けサブブロック５０３、動的波動場操作サブブロック５０５、正規化サブブロック５０９、及びマトリックス化サブブロック５０７を含むことができる。モード重み付けサブブロック５０３には、所望のビームパターン、すなわち、Ｎ球面調和関数Ｙ^σ _ｎ，ｍ（θ，φ）に基づく放射パターンψ_Ｄｅｓ（θ，φ）を提供するための、モード重み付け係数、すなわち、モード重み付けサブブロック５０３におけるフィルタ係数Ｃ_０（ω）、Ｃ_１（ω）〜Ｃ_Ｎ（ω）で重み付けされた入力信号５０２［ｘ（ｎ）］が供給され、これは、Ｃ^σ _ｎ，ｍＹ^σ _ｎ，ｍ（θ，φ）とも称される、Ｎで重み付けされたアンビソニックス信号５０４を送る。重み付けされたアンビソニックス信号５０４は、例えば、所望のビームパターンψ_Ｄｅｓ（θ，φ）を所望の位置θ_Ｄｅｓψ_Ｄｅｓに回転させるために、Ｎ×１重み付け係数を使用して、動的波動場操作サブブロック５０５によって変換される。故に、Ｃ^σ _ｎ，ｍＹ^σ _ｎ，ｍ（θ，φ）（θ_Ｄｅｓ，ψ_Ｄｅｓ）とも称される、Ｎで修正（例えば、回転、焦点合わせ及び／またはズーム）され、重み付けされたアンビソニックス信号５０６が、動的波動場操作サブブロック５０５によって出力される。

Ｎで修正され、重み付けされたアンビソニックス信号５０６は、次に、正規化サブブロック５０９に入力され、正規化サブブロック５０９は、例えば、所与の白色雑音利得（ＷＮＧ）閾値がアンダーカットされることを防止する、再生デバイス高次スピーカ（ＨＯＬ）の感受性を考慮するための、正規化された放射状の等化フィルタＷ^σ _ｎ，ｍ（ω）を含む。次に、正規化サブブロック５０９の出力信号５１０［Ｗ^σ _ｎ，ｍ（ω）Ｃ^σ _ｎ，ｍＹ^σ _ｎ，ｍ（θ_Ｄｅｓ，ψ_Ｄｅｓ）］は、例えば、Ｑ低次スピーカが規則的方式において高次スピーカの本体に配置される場合には、Ｙ^＋＝１／ＱＹ^Ｔに簡約する疑似逆Ｙ^＋＝（Ｙ^ＴＹ）^−１Ｙ^Ｔによって、図５に示すＮ×Ｑ重み行列を使用してマトリックス化サブブロック５０７によってＱスピーカ信号５０８［ｙ_１（ｎ）〜ｙ_Ｑ（ｎ）］に変換される。あるいは、Ｑスピーカ信号５０８は、Ｎで正規化、修正及び重み付けされたアンビソニックス信号５１０から、図６に示すようなＮ×Ｑフィルタマトリックスを使用して多重入出力サブブロック６０１によって生成することができる。図５及び図６に示すシステムを用いて、高次アンビソニックスなどの音場表現を使用して、二次元または三次元音声を実現することができる。

単純なアンビソニックスパンナー（または、デコーダ）の実施例は、入力信号、例えば、音源信号Ｓ、ならびに二つのパラメータ、水平角θ及び仰角φをとる。それは、対応するアンビソニックス信号Ｗ（Ｙ^＋１ _０，０（θ，φ））、Ｘ（Ｙ^＋１ _１，１（θ，φ））、Ｙ（^−１ _１，１（θ，φ））及びＺ（Ｙ^＋１ _１，０（θ，φ））に関する種々の利得を用いて、アンビソニックス成分にわたって信号を分配することによって、所望の角度に音源を位置付ける。
Ｗ＝Ｓ・１／√２
Ｘ＝Ｓ・ｃｏｓθ・ｃｏｓφ
Ｙ＝Ｓ・ｓｉｎθ・ｃｏｓφ、及び
Ｚ＝Ｓ・ｓｉｎφ
全指向性なので、Ｗチャンネルは、傾聴角度にかかわらず常に同じ信号を送る。他のチャンネルと大体同じ平均エネルギーを有することができるように、Ｗは、ｗ、すなわち、約３ｄＢによって減衰される（正確には、２の平方根によって割られる）。Ｘ、Ｙ、Ｚという項は、８の字形の極性パターンを生成することができる。角度θ及びφ（ｘ、ｙ、ｚ）における所望の重み付け値をとり、対応するアンビソニックス信号（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に伴う結果を乗算すると、出力の和は、結局、重み付け値ｘ、ｙ及びｚの計算に利用され、ｗによって重み付けされたＷ成分に対処し得るエネルギー含量を有する、方位角θ及び仰角φによって与えられるここでの所望の方向を指し示す８の字形放射パターンとなる。Ｂフォーマット成分は、組み合わされて、任意の一次極性パターン（全指向性、カーディオイド、ハイパーカーディオイド、８の字形またはそれらの間の何らかの形）に対処し、任意の三次元方向を指し示すことができる仮想放射パターンを導き出すことができる。種々のパラメータをもついくつかのそのようなビームパターンは、合致するステレオのペアまたはサラウンド配列を作り出すために、同時に導き出すことができる。図５及び図６に示すもののようなビームフォーマブロックを含む、図２〜図４に関連する前述のもののような高次スピーカまたはスピーカアセンブリによって、基本関数、すなわち、球面調和関数を重ね合わせることによって任意の所望の指向特性を近似することができる。

マトリックス化ブロック６０１は、放射パターンが可能な限り厳密に所望の球面調和関数に近似するような高次スピーカの出力信号の調節を提供する多重入出力システムとして実装することができる。いくつかの高次スピーカを利用する部屋内の特定の位置またはエリアに所望の音場を生成するために、それは、用いられる個々の高次スピーカのモード重みＣ^σ _ｎ，ｍのみに適応する、すなわち、波動領域において直接に適応を実行する適応プロセスに十分であり得る。音場（波動場）領域におけるこの適応の故に、そのようなプロセスは、波動領域適応フィルタリング（ＷＤＡＦ）と呼ばれる。ＷＤＡＦは、これも既知の周波数領域適応フィルタリング（ＦＤＡＦ）の既知の効率的な時空間的一般化である。音場の数学的基礎の結合を通じて、ＷＤＡＦは、高度に相互相関された広帯域入力信号を用いる大規模な多重入出力システムにも適切となる。波動領域適応フィルタリングでは、高次スピーカの指向特性は、スイートエリア（複数可）における個々の音波ビームの重ね合わせが所望の音場に近似するように、適応的に決定される。

サウンドバーによって再生される音響を、高次サウンドバー、ことによると他の（高次）スピーカを含むスピーカセットアップのスイートエリアの具体的な部屋条件及び具体的な要件に調節するまたは（単独でまたは永続的に）適応させるために、音場を測定及び定量化する必要がある。これは、三次元、または多くの場合では十分であり得る、より少ないマイクロフォンを必要とする二次元における音場を決定するための、例えば、高次アンビソニックスシステムを形成する、複数のマイクロフォンの配列（マイクロフォン配列）及び所与の音場をデコード可能な信号処理ブロックを手段として成し遂げることができる。二次元音場の測定のために、最大Ｍ次の音場を測定するのにＳ≧２Ｍ＋１であるＳ個のマイクロフォンが必要となる。対照的に、三次元音場では、Ｓ≧（２Ｍ＋１）^２のマイクロフォンが必要となる。さらに、多くの場合では、円形線にマイクロフォンを（均等に）配置することが十分である。マイクロフォンは、固定された若しくは開いた球状または円筒において配置され、必要に応じて、アンビソニックスデコーダと接続して動作することができる。代替的な実施例では、スイートスポット４１４におけるマイクロフォン配列は、高次スピーカ（図示せず）のうちの一つに組み込むことができる。スイートスポット４１４におけるマイクロフォン配列に類似するマイクロフォン配列を、スイートスポット４２５に配置しても良い。スイートスポット４１４及び４２５における複数のマイクロフォンまたはマイクロフォン配列は、スイートスポット４１４及び４２５にリスナを位置付けるのに使用することができる。

図１に示すカメラ１３０などのカメラは、リスナのジェスチャを認識するだけでなく、リスナの位置を検出し、高次スピーカの方向を操縦することによって音響ゾーンを再配置するように機能することもできる。例示の光学検出器を図７に示す。示すように、レンズ７０２を備えたカメラ７０１を、レンズ７０２が半球体７０３の曲面の左右対称の表面を向くように、水平面における３６０°ビュー７０４を提供できる左右対称の半球体７０３の上方（または、下方）の適当な距離に配置することができる。例えば、そのような検出器が、例えば、部屋の天井に取り付けられるときには、リスナの位置は、部屋内のどこの地点であっても良い。あるいは、左右対称の半球体７０３を除くことができるように、これも水平面における３６０°ビューを提供するいわゆる魚眼レンズを（レンズ７０２として）使用することができる。

図８は、カスタマイズされた音声信号から、音場位置制御信号によって決まる位置に、音響的に隔離された音場を生成する（手順８０１）例示の音響再生方法を描写する。リスナの位置を示す傾聴位置信号及びリスナのアイデンティティを示すリスナ識別信号を提供する（手順８０２）。傾聴位置信号、リスナ識別信号及び音声信号を処理して、カスタマイズされた音声信号を提供し（手順８０３）、傾聴位置信号によって決まる音場の位置を、音場の位置がリスナの位置となるように音場位置制御信号を通じて制御し（手順８０４）、そしてリスナのアイデンティティによって決まる音声設定に従い音声信号を処理してカスタマイズされた音声信号を提供する（手順８０５）。

前述の技法は、個々にカスタマイズされたオーディオビーム形成器を使用して、例えば、個々のリスナについての特定の周波数のラウドネスを調節する（基本）音響設定機能を実行する。それらの調節は、将来の参照のために「記憶される」。この記憶によりシステムは、個人が着席した次回、部屋内のその人物を位置付け、調節された音声を送信するカスタマイズされた「音波ビーム」を、そのリスナのみに自動的に関与させることができる。これらはすべて、ヘッドホンまたはイヤホンを使用せずに達成することができる。

（例えば、高次サウンドバーの形成において）例えば、多彩な指向性を各々が有する高次スピーカの配列を使用することによって、家庭用オーディオシステムが一般的に据え付けられるリビングルームなどの反射的な現場でさえも任意の音場を近似することができる。この近似は、高次スピーカの使用の故に、反射的な表面が全く存在しない方向のみに音響を発する、または所望の包囲する音場を近似するのに特定の反射がプラスに寄与することが判明した場合にはそれを意図的に利用する、多彩な指向性を作り出すことができるので可能である。故に、標的部屋内の所望の位置（例えば、リビングルームにおけるカウチにおける特定の区域）における所望の音場の近似は、ジャストインタイムまたはスペクトル領域においてだけでなく、いわゆる波動領域においても動作できる、例えば、多重ＦＸＬＭＳでフィルタリングされた入力である最小二乗平均（多重ＦＸＬＭＳ）アルゴリズムによって与えられる、適応多重入出力（ＭＩＭＯ）システムなどの適応的方法を使用して達成することができる。

波動領域適応フィルタ（ＷＤＡＦ）の利用は、所望の音場の近似において非常に良い結果の見込みがあるので、特に興味深い。ＷＤＡＦは、録音デバイスが特定の要件を満たす場合に使用することができる。例えば、音場を録音すべき所望の次数に応じて、そしてそれに応じて選ぶべきそれぞれの再生された最小数のマイクロフォンを有する、表面に規則的にまたは準規則的に分配されたマイクロフォンを備えた円形（２Ｄに関する）または球状マイクロフォン配列（３Ｄ）を使用して、音場を録音することができる。しかしながら、例えば、ビーム形成器フィルタがＭＩＭＯシステムを使用して計算される場合には、録音デバイスにおける高い柔軟性をもたらす、種々の形状及びマイクロフォン分配を有する任意のマイクロフォン配列を使用して、同様に音場を測定することができる。録音デバイスは、完全な新規の音響システムの主ブロックに組み込むことができる。故に、これは、既に言及した録音タスクだけでなく、例えば、音量、タイトルの切り替えなどを言葉で制御する音響システムの音声制御の有効化などの、他の必要とされる目的にも使用することができる。さらに、マイクロフォン配列が付随する主ブロックは、スタンドアロンのデバイスとして、例えば、ビデオカメラが同様に主ブロックに組み込まれる場合にのみ可能な、デバイスと相対的なリスナの位置に従い音響を調節する能力をもつテレビ会議ハブまたは携帯用音楽デバイスとしても使用できる。

調節可能な、制御可能なまたは操縦可能な指向特性をもつスピーカ配置は、一つ、二つまたはそれ以上のスピーカアセンブリに配置することができる少なくとも二つの同一のまたは類似するスピーカを含む、例えば、一つのスピーカアセンブリが二つのスピーカを備えるまたは二つ以上のスピーカアセンブリ各々が一つのスピーカを備える。スピーカアセンブリは、例えば、部屋内においてディスプレイ（複数可）の周囲のどこにでも分配することができる。高次スピーカの配列を活用して、通常のスピーカと比較してより少ないデバイスを使用して、同じ品質の音場を作り出すことができる。高次スピーカの配列を使用して、実際の、例えば、反射的な環境においても任意の音場を作り出すことができる。

図９を参照するように、図１に示すシステムを、カメラ１３０の代わりに（または、それに追加して）、例えば、スピーカ配置１０５に位置し、音響到来方向（ＤＯＡ）を検出できるマイクロフォン配列９０１を使用するように変更することができる。スピーカ配置１０５は、非常に多数の指向性マイクロフォンを有し、かつ／または（マイクロフォン）ビーム形成器の機能性を含むことができる。スマートフォン１１２、１１３または１１４が、マイクロフォン配列９０１によって拾われる非可聴音９０２、９０３及び９０４を送信できるスピーカを有することができる。マイクロフォン配列９０１は、遠距離場マイクロフォンシステムの一部であっても良く、図１に示す無線送受信機１２７の代用になるＤＯＡ処理ブロック９０５と接続し、音が発生する方向を識別する。音は、さらに、特定のスマートフォンに関連するリスナを識別可能な情報を含むことができる。例えば、異なる周波数の音は、異なるリスナに関連し得る。スマートフォンの代わりに、それに従い適応されたリモートコントロールブロックを同様に使用することができる。さらに、音は、関連するリスナの具体的な音響設定についての情報、または対応する音響設定を変更するための命令も含むことができる。音声認識ブロック９０６と連結する場合には、マイクロフォン配列９０１によって、リスナが傾聴位置のいずれかで話している場合に、個々のリスナまたは傾聴位置を検出することができる。その結果、ユーザの名前などの種々のキーワードを利用する場合には、個々に調節された音声を部屋１３１内の任意の音響ゾーンにおいて利用できる。音声認識は、さらに、対応する音響設定を変更するために利用できる。

図１０を参照するように、図９に示すシステムに適用可能な例示の遠距離場マイクロフォンシステムでは、所望の音源１００７からの音響は、一つのスピーカまたは複数のスピーカを通じて放射状に広がり、部屋を通って移動し、対応する室内インパルス応答（ＲＩＲ）１００１でフィルタリングされ、対応する信号が遠距離場マイクロフォンシステムのＭマイクロフォン１０１１によって拾われる前に、結局は雑音によって悪影響を受けることがある。図１０に示す遠距離場マイクロフォンシステムは、さらに、アコースティックエコーキャンセレーション（ＡＥＣ）ブロック１００２、それに続く固定ビームフォーマ（ＦＢ）ブロック１００３、それに続くビーム操縦ブロック１００４、それに続く適応ブロッキングフィルタ（ＡＢＦ）ブロック１００５、それに続く適応干渉キャンセラブロック１００６、及びそれに続く適応ポストフィルタブロック１０１０を含む。図１０から見てわかるように、Ｎ音源信号は、ＲＩＲ（ｈ_１〜ｈ_Ｍ）によってフィルタリングされ、結局は、雑音によってオーバーレイされ、ＡＥＣブロック１００２への入力として供給される。固定ＤＳビームフォーマブロック１００３の出力信号は、ｉ＝１、２〜Ｂである、ビーム操縦（ＢＳ）ブロック１００４への入力ｂｉ（ｎ）として供給される。固定ビームフォーマブロック１００３からの各信号は、異なる室内方向から得られ、異なるＳＮＲレベルを有することができる。

ＢＳブロック１００４は、肯定的なビームとして参照される最大／最高電流ＳＮＲ値をもつ、室内方向を指し示す固定ビームフォーマブロック１００３の信号を示す出力信号ｂ（ｎ）、及び否定的なビームとして参照される最小／最低ＳＮＲ値をもつ固定ビームフォーマブロック１００３の電流信号を示す信号ｂ_ｎ（ｎ）を送る。これらの二つの信号ｂ（ｎ）及びｂ_ｎ（ｎ）に基づいて、適応ブロッキングフィルタ（ＡＢＦ）ブロック１００５は、理想的には電流雑音信号を専ら包含し、もはや有用でない信号部分を包含する出力信号ｅ（ｎ）を計算する。「適応ブロッキングフィルタ」との表現は、否定的なビームの信号ｂ_ｎ（ｎ）になおも包含される有用な信号部分を適応的方法においてブロックするその目的に由来する。出力信号ｅ（ｎ）は、選択的に、遅延（Ｄ）線１００８によって、肯定的なビームｂ（ｎ−γ）を示す遅延信号と共に、構造的観点から減算ブロック１００９も含んでＡＩＣブロック１００６に入る。これらの二つの入力信号ｅ（ｎ）及びｂ（ｎ−γ）に基づいて、ＡＩＣブロック１００６は、一方では、次に続く適応ポストフィルタ（ＰＦ）ブロック１０１０への入力信号の役目を果たし、他方では、ＡＩＣブロック１００６にフィードバックされ、その結果、ＡＩＣブロック１００６も用いる、適応プロセスについてのエラー信号としての役目も果たす出力信号を生成する。この適応プロセスの目的は、遅延した、肯定的なビーム信号から減算された場合に、そこからの主に高調波雑音信号を減少する信号を生成することにある。さらに、ＡＩＣブロック１００６は、減算ブロック１００９の出力信号から主に統計的な雑音成分を除去し、最終的に総計出力信号ｙ（ｎ）を生成するように設計された適応ＰＦブロック１０１０のための時間依存性のフィルタ係数も生成する。

実施形態の記述は、例証及び記述を目的として提示した。前述に照らして実施形態に適切な改良及び変形を実行できる。記述したアセンブリ、システム及び方法は、事実上例示であり、追加の要素またはステップを含む、かつ要素またはステップを除外することができる。本出願に使用されるような、単数形において列挙され、単語「ａ」または「ａｎ」から発生する要素またはステップは、そのような排除が述べられていない限り、前述の要素またはステップの複数形を排除しないと理解すべきである。さらに、本開示の「ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ」または「ｏｎｅ ｅｘａｍｐｌｅ」との言及は、列挙された特徴も組み込む追加の実施形態の存在を排除するように解釈されることは意図しない。「ｆｉｒｓｔ」、「ｓｅｃｏｎｄ」及び「ｔｈｉｒｄ」などの用語は、単なるラベルとして使用され、それらの対象の数的要件または特定の位置秩序を課すことは意図しない。シグナルフロー線図は、例えば、ハードウェア、ソフトウェアまたはそれらの組み合わせとしての、具現化のタイプによって決まる方法を実施するシステム、方法またはソフトウェアを記述することができる。ブロックは、ハードウェア、ソフトウェアまたはそれらの組み合わせとして実施することができる。

Claims (13)

1. 音響再生システムであって、前記音響再生システムは、
   カスタマイズされた音声信号から、音場位置制御信号によって決まる位置に、音響的に隔離された音場を生成するように構成されたスピーカ配置と、
   リスナの位置を示す傾聴位置信号及び前記リスナのアイデンティティを示すリスナ識別信号を提供するように構成されたリスナ評価ブロックと、
   前記傾聴位置信号、前記リスナ識別信号及び音声信号を受信して処理するように構成された音声制御ブロックであって、前記音声制御ブロックが、さらに、前記傾聴位置信号によって決まる前記音場の位置を、当該音場の前記位置が前記リスナの前記位置となるように前記音場位置制御信号を通じて制御し、前記リスナの前記アイデンティティによって決まる音声設定に従い前記音声信号を処理して前記カスタマイズされた音声信号を提供するように構成されている、音声制御ブロックと、
   前記リスナの前記位置に配置されたマイクロフォン配置と
   を備えており、
   前記スピーカ配置が、さらに、前記リスナの前記位置を含むエリアをスイーピングする音波ビームを生成するように構成されており、
   前記リスナ評価ブロックが、無線または有線で前記マイクロフォン配置と接続されており、
   前記マイクロフォン配置が、前記リスナの前記位置をスイーピングするときに前記音波ビームを拾って、対応するマイクロフォン信号を提供するように構成されており、かつ
   前記リスナ評価ブロックが、さらに、前記マイクロフォン信号及び対応するビーム位置を評価して、前記傾聴位置信号を提供するように構成されている、音響再生システム。
2. 前記音声設定に従う前記音声信号の処理が、前記音声信号のスペクトル成分間のバランスの調節、前記音声信号の音量の調節及び前記音声信号のダイナミックの調節のうちの少なくとも一つを含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記マイクロフォン配置が、さらに、特定のリスナの前記アイデンティティに対応するマイクロフォン識別信号を提供し、かつ
   前記リスナ評価ブロックが、さらに、前記マイクロフォン識別信号から前記特定のリスナを識別して、前記対応するリスナ識別信号を生成するように構成されている、請求項１または２に記載のシステム。
4. 複数のリスナのアイデンティティ及び対応する音声設定を示すデータを保存するように構成されたメモリをさらに備えており、前記音声制御ブロックが、さらに、前記リスナ識別信号に基づいて、前記音声信号を処理するための前記対応する音声設定を選択するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシステム。
5. 既知のリスナが識別されない場合に用いられる初期設定音声セットアップ及び初期設定音響ゾーンをさらに備えている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム。
6. 前記音声制御ブロックに接続されており、前記リスナの前記位置を含むエリアを向くカメラをさらに備えており、前記音声制御ブロックが、前記カメラを通じて前記リスナのジェスチャを認識し、前記認識されたジェスチャに従い、前記音声信号の処理及び前記音場の設定のうちの少なくとも一つを制御するように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
7. 複数のマイクロフォンを有するマイクロフォン配列をさらに備えており、
   前記マイクロフォン配列が、前記リスナの前記位置からの音響を拾って、対応するマイクロフォン信号を提供するように構成されており、かつ
   前記リスナ評価ブロックが前記マイクロフォン配列に接続されており、前記リスナ評価ブロックが、前記マイクロフォン信号を評価して、前記リスナの前記位置の方向を評価するように構成されている、請求項１または２に記載のシステム。
8. カスタマイズされた音声信号から、音場位置制御信号によって決まる位置に、音響的に隔離された音場を生成することと、
   リスナの位置を示す傾聴位置信号及び前記リスナのアイデンティティを示すリスナ識別信号を提供することと、
   前記傾聴位置信号、前記リスナ識別信号及び音声信号を処理することと、
   前記傾聴位置信号によって決まる前記音場の位置を、当該音場の前記位置が前記リスナの前記位置となるように前記音場位置制御信号を通じて制御することと、
   前記リスナの前記アイデンティティによって決まる音声設定に従い前記音声信号を処理して前記カスタマイズされた音声信号を提供することと、
   前記リスナの前記位置を含むエリアをスイーピングする音波ビームを生成することと、
   前記リスナの前記位置をスイーピングするときに前記音波ビームを拾って、対応するマイクロフォン信号を提供することと、
   前記マイクロフォン信号及び対応するビーム位置を評価して、前記傾聴位置信号を提供することと
   を含む、音響再生方法。
9. 前記音声設定に従う前記音声信号の処理が、前記音声信号のスペクトル成分間のバランスの調節、前記音声信号の音量の調節及び前記音声信号のダイナミックの調節のうちの少なくとも一つを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記マイクロフォン信号とともに、特定のリスナの前記アイデンティティに対応するマイクロフォン識別信号を提供することと、
    前記マイクロフォン識別信号から前記特定のリスナを識別し、前記対応するリスナ識別信号を生成することと
    をさらに含む、請求項８または９に記載の方法。
11. 複数のリスナのアイデンティティ及び対応する音声設定を示すデータを保存することと、
    前記リスナ識別信号に基づいて、前記音声信号を処理するための前記対応する音声設定を選択することと
    をさらに含む、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記リスナの前記位置からの音響を拾って、対応するマイクロフォン信号を提供することと、
    前記マイクロフォン信号を評価して、前記リスナの前記位置の方向を評価することと
    をさらに含む、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記リスナの前記位置を含むエリアを向くカメラを用いて前記リスナのジェスチャを認識することと、
    前記認識されたジェスチャに従い、前記音声信号の処理及び前記音場の設定のうちの少なくとも一つを制御することと
    をさらに含む、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の方法。

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