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公開番号2025021446
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2024119326
出願日2024-07-25
発明の名称音響スクランブルを介した空間インパルス応答の決定
出願人ハーマンインターナショナルインダストリーズインコーポレイテッド
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G10K 15/00 20060101AFI20250205BHJP(楽器;音響)
要約【課題】音響スクランブルを介した空間インパルス応答の決定の提供。
【解決手段】開示される実施形態は、音響スクランブルを介して空間インパルス応答を決定するための技術を含む。これらの技術は、周波数掃引信号を生成するためのコンピュータ実施方法を含み、方法は、単調増加する周波数を有する周波数掃引信号を生成することと、周波数掃引信号をN個の入力セグメントに分割することであって、N個の入力セグメントのそれぞれが、異なる周波数範囲を表す、分割することと、N個の不連続数のシーケンスを有する符号化キーを生成することであって、シーケンス内の各数が1回出現する、生成することと、符号化キーのN個の不連続数のシーケンスに基づいて、N個の入力セグメントのそれぞれを順番に選択することによって出力信号を生成することと、出力信号に基づいて、スピーカーにオーディオ空間でオーディオトーンを生成させることと、を含む。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
空間インパルス応答を測定するための信号を生成するコンピュータ実施方法であって、
単調増加する周波数を有する周波数掃引信号を生成することと、
前記周波数掃引信号をＮ個の入力セグメントに分割することであって、前記Ｎ個の入力セグメントのそれぞれが、異なる周波数範囲を表す、前記分割することと、
Ｎ個の不連続数のシーケンスを有する符号化キーを生成することであって、前記シーケンス内の各数が１回出現する、前記生成することと、
前記符号化キーの前記Ｎ個の不連続数のシーケンスに基づいて、前記Ｎ個の入力セグメントのそれぞれを順番に選択することによって出力信号を生成することと、
前記出力信号に基づいて、スピーカーにオーディオ空間でオーディオトーンを生成させることと、
を含む、前記方法。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記Ｎ個の入力セグメントの各入力セグメントが、前記Ｎ個の入力セグメントのうちの前記入力セグメントのそれぞれの第１の位置に関連付けられ、前記出力信号を生成することが、
前記Ｎ個の入力セグメントの再配置されたシーケンスを生成することであって、各入力セグメントが、前記再配置されたシーケンス内のそれぞれの第２の位置を有し、前記それぞれの第２の位置が、前記Ｎ個の不連続数のシーケンス内の前記それぞれの第１の位置に対応する数のそれぞれの位置に基づく、前記生成することを含み、
前記出力信号が、前記再配置されたシーケンスに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記出力信号が、前記Ｎ個の入力セグメントのうちの第１の入力セグメントに対応する第１の出力信号セグメントと、前記第１の出力信号セグメントに隣接する前記Ｎ個の入力セグメントのうちの第２の入力セグメントに対応する第２の出力信号セグメントとの間の境界において周波数に不連続性を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記出力信号が、前記出力信号の前のセグメントの周波数範囲よりも低い周波数範囲を有する少なくとも１つのセグメントを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
Ｎが、前記周波数掃引信号の長さ及び各入力セグメントの所定の長さに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記出力信号を生成することが、前記出力信号において、隣接する入力セグメントの各ペア間に所与の長さのサイレンス期間を含むことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記出力信号を生成することが、
前記Ｎ個の入力セグメントの各セグメントにおいて、前記セグメントの開始フェードイン部分を、期間にわたって増加する振幅を有するフェードイン部分に変換すること、または
前記Ｎ個の入力セグメントの各セグメントにおいて、前記セグメントの終端で終了する前記セグメントの部分を、期間にわたって減少する振幅を有するフェードアウト部分に変換すること、
の１つまたは複数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
マイクロフォンを使用して、前記オーディオ空間で発生する音波に基づいて音響データをキャプチャすることと、
前記音響データに基づいて入力信号を生成することと、
前記入力信号をＮ個の受信セグメントに分割することであって、前記Ｎ個の受信セグメントのそれぞれが、異なる周波数範囲を表す、前記分割することと、
前記符号化キーの前記Ｎ個の不連続数のシーケンスに基づいて、前記Ｎ個の受信セグメントの各受信セグメントを順番に選択することによって復号信号を生成することであって、前記復号信号が、単調増加する周波数を有する、前記生成することと、
前記復号信号に基づいて空間インパルス応答を決定することと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記受信セグメントの前記周波数範囲に基づく周波数範囲を有するバンドパスフィルタを用いて、各受信セグメントをフィルタリングすることをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記Ｎ個の受信セグメントの各受信セグメントのフェードイン部分及びフェードアウト部分を除去することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態の分野
本開示の実施形態は、一般に、オーディオ処理システムに関し、より詳細には、音響スクランブルを使用して空間インパルス応答を決定するための技術に関する。
続きを表示（約 6,200 文字）【背景技術】
【０００２】
オーディオシステムは、それらのオーディオシステムのリスナーが体験するオーディオ品質及び臨場感を向上させるために様々な技術を用いることが多い。このような技術の１つは、部屋、コンサートホール、車室などの特定の音響空間によって音波がどのように影響を受けるかを測定することを含む。このような技術は、音響空間内の表面からの音波の反射の結果として、ソース位置からの音波がどのように歪んでいるかを特徴付ける室内インパルス応答（ＲＩＲ）を計算することを含む。ＲＩＲは、所与の音響空間内の音源と受信機との間の時間領域の音響関係であり、マイクロフォンが経時的に受信する音波の強度を示す。オーディオシステムは、ＲＩＲを使用して、スピーカーの適切な位置を決定することや、エコーまたはオーディオ品質を低下させる他の音をキャンセルすることなどによって、オーディオ品質を向上させる。
【０００３】
オーディオシステムは、システム較正段階の間に音響空間のＲＩＲを測定することができる。音響空間のＲＩＲは、例えば、スピーカーを使用して正弦波掃引または他の周波数掃引などの刺激音を生成すること、ならびにマイクロフォンを使用して、音響空間を通って伝送及び反射された結果として生じる音波をキャプチャすることによって測定される。正弦波掃引は、指数正弦波掃引（ＥＳＳ）であってもよく、ＥＳＳでは、生成された音波の振幅が、正弦波に従って変化して、ある期間にわたって周波数が次第に増加する。正弦波掃引で生成される周波数は、２０Ｈｚなどの低周波数から２０ｋＨｚなどの高周波数まで変化し得る。この例示の範囲は、人間が聴くことができる周波数の範囲に対応する。音波は多くの方向に進み、各音波は、音響空間内の壁、家具、人、及び他の物体などの１つまたは複数の表面に衝突する。より典型的には、特定の方向に進む音波が物体に衝突すると、音波のある部分が吸収され、一方で音波のある部分が反射される。音波の反射部分は、音響空間を元の音波の方向とは異なる方向へ進む。反射部分は、別の物体に衝突することがあり、再び、音波のある部分が吸収され、音波のある部分が反射される。このプロセスは、音波の音響エネルギーが物体に衝突して完全に吸収され、音波のほとんどの部分が反射されないかまたは反射される部分がなくなるまで続く。ＲＩＲは、スピーカーから発する全ての音波の吸収及び反射の総合的な効果を表す。マイクロフォンは、音響空間内の特定の位置で反射された音波をキャプチャすることができ、キャプチャされた音波は、特定の位置のＲＩＲを決定するために使用され得る。
【０００４】
ＲＩＲを生成するための上記アプローチの１つの欠点は、周波数掃引を実行するときにスピーカーによって伝送される音が、人間に聴覚的に知覚可能であり、周波数掃引が聞こえる人間のリスナーを混乱させ、または苛立たせることがあることである。可聴周波数掃引は、救急車または他の緊急車両のサイレンと同様の甲高い音として知覚されることが多く、人間の聴覚系に不快感を与える。可聴周波数掃引は、また、周波数掃引音を発生させるスピーカーの近くにいるどの人間のリスナーも混乱させ、または注意散漫にさせることがある。一般に、マイクロフォンが周波数掃引音を検出可能にするのに十分な大きさの可聴ボリュームレベルが、伝送スピーカーで使用されるため、ボリュームレベルを下げることは、可聴周波数掃引を除去するのに実行可能な方法ではない。
【０００５】
上記で示すように、可聴周波数掃引を使用して室内インパルス応答を決定するための改善された技術が有用であろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の様々な実施形態は、周波数掃引信号を生成するためのコンピュータ実施方法を示す。本方法は、単調増加する周波数を有する周波数掃引信号を生成することを含む。本方法は、周波数掃引信号をＮ個の入力セグメントに分割することをさらに含み、Ｎ個の入力セグメントのそれぞれは、異なる周波数範囲を表す。本方法は、Ｎ個の不連続数のシーケンスを有する符号化キーを生成することをさらに含み、シーケンス内の各数は１回出現する。方法は、符号化キーのＮ個の不連続数のシーケンスに基づいて、Ｎ個の入力セグメントのそれぞれを順番に選択することによって出力信号を生成することをさらに含む。方法は、出力信号に基づいて、スピーカーにオーディオ空間でオーディオトーンを生成させることをさらに含む。
【０００７】
他の実施形態は、開示技術の１つまたは複数の態様を実施するシステム、及び開示技術の１つまたは複数の態様を実行するための命令を含む１つまたは複数のコンピュータ可読媒体を含むが、これらに限定されない。
【０００８】
先行技術と比較した開示技術の少なくとも１つの技術的利点は、開示技術を用いると、先行技術のテストオーディオ信号よりも人間のリスナーに混乱を与えないテストオーディオ信号を使用して室内インパルス応答が決定され得ることである。開示技術のテストオーディオ信号は、先行技術のテストオーディオ信号よりも人間のリスナーにとって快適でもある。開示技術のテストオーディオ信号は、また、音楽などの他の音とミキシングされて、テストオーディオ信号の混乱をさらに低減することができる。さらに、開示技術は、残響テールを維持することなく壁距離推定値を計算することと比較して正確な壁距離推定値が得られる距離範囲を改善する。これらの技術的利点は、先行技術のアプローチに対する１つまたは複数の技術的改善を表す。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
空間インパルス応答を測定するための信号を生成するコンピュータ実施方法であって、
単調増加する周波数を有する周波数掃引信号を生成することと、
前記周波数掃引信号をＮ個の入力セグメントに分割することであって、前記Ｎ個の入力セグメントのそれぞれが、異なる周波数範囲を表す、前記分割することと、
Ｎ個の不連続数のシーケンスを有する符号化キーを生成することであって、前記シーケンス内の各数が１回出現する、前記生成することと、
前記符号化キーの前記Ｎ個の不連続数のシーケンスに基づいて、前記Ｎ個の入力セグメントのそれぞれを順番に選択することによって出力信号を生成することと、
前記出力信号に基づいて、スピーカーにオーディオ空間でオーディオトーンを生成させることと、
を含む、前記方法。
（項目２）
前記Ｎ個の入力セグメントの各入力セグメントが、前記Ｎ個の入力セグメントのうちの前記入力セグメントのそれぞれの第１の位置に関連付けられ、前記出力信号を生成することが、
前記Ｎ個の入力セグメントの再配置されたシーケンスを生成することであって、各入力セグメントが、前記再配置されたシーケンス内のそれぞれの第２の位置を有し、前記それぞれの第２の位置が、前記Ｎ個の不連続数のシーケンス内の前記それぞれの第１の位置に対応する数のそれぞれの位置に基づく、前記生成することを含み、
前記出力信号が、前記再配置されたシーケンスに基づく、上記項目に記載の方法。
（項目３）
前記出力信号が、前記Ｎ個の入力セグメントのうちの第１の入力セグメントに対応する第１の出力信号セグメントと、前記第１の出力信号セグメントに隣接する前記Ｎ個の入力セグメントのうちの第２の入力セグメントに対応する第２の出力信号セグメントとの間の境界において周波数に不連続性を有する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目４）
前記出力信号が、前記出力信号の前のセグメントの周波数範囲よりも低い周波数範囲を有する少なくとも１つのセグメントを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目５）
Ｎが、前記周波数掃引信号の長さ及び各入力セグメントの所定の長さに基づく、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目６）
前記出力信号を生成することが、前記出力信号において、隣接する入力セグメントの各ペア間に所与の長さのサイレンス期間を含むことを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目７）
前記出力信号を生成することが、
前記Ｎ個の入力セグメントの各セグメントにおいて、前記セグメントの開始フェードイン部分を、期間にわたって増加する振幅を有するフェードイン部分に変換すること、または
前記Ｎ個の入力セグメントの各セグメントにおいて、前記セグメントの終端で終了する前記セグメントの部分を、期間にわたって減少する振幅を有するフェードアウト部分に変換すること、
の１つまたは複数を含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目８）
マイクロフォンを使用して、前記オーディオ空間で発生する音波に基づいて音響データをキャプチャすることと、
前記音響データに基づいて入力信号を生成することと、
前記入力信号をＮ個の受信セグメントに分割することであって、前記Ｎ個の受信セグメントのそれぞれが、異なる周波数範囲を表す、前記分割することと、
前記符号化キーの前記Ｎ個の不連続数のシーケンスに基づいて、前記Ｎ個の受信セグメントの各受信セグメントを順番に選択することによって復号信号を生成することであって、前記復号信号が、単調増加する周波数を有する、前記生成することと、
前記復号信号に基づいて空間インパルス応答を決定することと、
をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目９）
前記受信セグメントの前記周波数範囲に基づく周波数範囲を有するバンドパスフィルタを用いて、各受信セグメントをフィルタリングすることをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１０）
前記Ｎ個の受信セグメントの各受信セグメントのフェードイン部分及びフェードアウト部分を除去することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１１）
プログラム命令を記憶する１つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記プログラム命令が、１つまたは複数のプロセッサにより実行されると、前記１つまたは複数のプロセッサに、
単調増加する周波数を有する周波数掃引信号を生成するステップと、
前記周波数掃引信号をＮ個の入力セグメントに分割するステップであって、前記Ｎ個の入力セグメントのそれぞれが、異なる周波数範囲を表す、前記分割するステップと、
Ｎ個の不連続数のシーケンスを有する符号化キーを生成するステップであって、前記シーケンス内の各数が１回出現する、前記生成するステップと、
前記符号化キーの前記Ｎ個の不連続数のシーケンスに基づいて、前記Ｎ個の入力セグメントのそれぞれを順番に選択することによって出力信号を生成するステップと、
前記出力信号に基づいて、スピーカーにオーディオ空間でオーディオトーンを生成させるステップと、
を実行させる、前記１つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体。
（項目１２）
前記Ｎ個の入力セグメントの各入力セグメントが、前記Ｎ個の入力セグメントのうちの前記入力セグメントのそれぞれの第１の位置に関連付けられ、前記出力信号を生成するステップが、
前記Ｎ個の入力セグメントの再配置されたシーケンスを生成することであって、各入力セグメントが、前記再配置されたシーケンス内のそれぞれの第２の位置を有し、前記それぞれの第２の位置が、前記Ｎ個の不連続数のシーケンス内の前記それぞれの第１の位置に対応する数のそれぞれの位置に基づく、前記生成することを含み、
前記出力信号が、前記再配置されたシーケンスに基づく、上記項目のいずれかに記載の１つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体。
【０００９】
１つまたは複数の実施形態の列挙された特徴が上記に記載された方法が詳細に理解され得るように、上記で簡潔に要約された１つまたは複数の実施形態のより詳細な説明は、ある特定の実施形態を参照することによって行われてもよく、そのいくつかが添付図面に示されている。しかしながら、添付図面が典型的な実施形態のみを示しており、したがって、いかなる方法でもその範囲を限定するものと考えられるべきではなく、これは、開示の範囲が他の実施形態も包含するためである、ということに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
様々な実施形態の１つまたは複数の態様を実施するように構成されるコンピューティングシステムを示す。
様々な実施形態による、修正された周波数掃引信号を使用して室内インパルス応答を生成するコンピューティングシステムを示す。
様々な実施形態による、図１の掃引信号符号化器モジュールのブロック図である。
様々な実施形態による、図１の掃引信号復号器モジュールのブロック図である。
様々な実施形態による、入力セグメントに分割された周波数掃引信号を示す。
様々な実施形態による、再配置された入力セグメントのシーケンスを含む出力信号を示す。
様々な実施形態による、再配置された入力セグメントのシーケンスの波形図を示す。
様々な実施形態による、効果を有する再配置された入力セグメントのシーケンスの波形図を示す。
様々な実施形態による、入力セグメントに分割された周波数掃引信号のスペクトログラム表示を示す。
様々な実施形態による、再配置された入力セグメントを含む出力信号のスペクトログラム表示を示す。
様々な実施形態による、符号化キーに基づいて決定された復号順序で受信したセグメントを含む復号信号のスペクトログラム表示を示す。
様々な実施形態による、バンドパスフィルタを使用して、キャプチャされた音響データから生成されたフィルタリング済みセグメントのスペクトログラム表示を示す。
様々な実施形態による、符号化キーに基づいて決定された復号順序でフィルタリング済みセグメントを含む復号信号のスペクトログラム表示を示す。
様々な実施形態による、符号化キーに基づいて決定された順序でセグメントを有する修正された周波数掃引信号を生成するための方法ステップの流れ図である。
様々な実施形態による、修正された周波数掃引信号を復号し、復号信号に基づいて空間インパルス応答を決定するための方法ステップの流れ図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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