FI116990B - Menetelmä ja järjestelmä akustisen virtuaaliympäristön käsittelemiseksi - Google Patents

Description

Menetelmä ja järjestelmä akustisen virtuaaliympäristön käsitteli Förfarande och system för att behandla en akustisk virtualmiljö 5 Keksintö koskee menetelmää ja järjestelmää, joilla voidaan luoda k notekoinen kuulovaikutelma, joka vastaa tiettyä tilaa. Erityisesti keki laisen kuulovaikutelman välittämistä järjestelmässä, jossa käyttäjälle toa siirretään, käsitellään ja/tai kompressoidaan digitaalisessa muodo 10 Akustisella virtuaaliympäristöllä tarkoitetaan kuulovaikutelmaa, jo] köisesti toistetun äänen kuuntelija voi kuvitella olevansa tietyssä til täinen keino akustisen virtuaaliympäristön luomiseksi on jälkikaiun ration) lisääminen, jolloin kuuntelijalle syntyy vaikutelma todellista : lasta. Monimutkaiset akustiset virtuaaliympäristöt pyrkivät usein in 15 todellista tilaa, jolloin puhutaan kyseisen tilan auralisoinnista. Tätä lostettu esimerkiksi artikkelissa M. Kleiner, B.-I. Dalenbäck, P. Sve zation - An Overview”, 1993, J. Audio Eng. Soc., Voi. 41, No. 11, p] ralisointi on luontevasti yhdistettävissä visuaalisen virtuaaliympäri! jolloin sopivilla näyttölaitteilla ja kaiuttimilla tai kuulokkeilla varusti 20 tarkastella haluamaansa todellista tai kuvitteellista tilaa ja jopa ”liik tilassa, jolloin hänen saamansa näkö- ja kuulovaikutelma on erilaine ; minkä kyseisen ympäristön pisteen hän valitsee tarkastelupisteekseen * * · « · * ♦ .···, Akustisen virtuaaliympäristön luominen jakaantuu kolmeen osateki

• I

25 äänilähteen mallintaminen, tilan mallintaminen ja kuuntelijan mallii oleva keksintö liittyy erityisesti tilan mallintamiseen, jossa pyritään ] * * \ “ siitä, miten ääni etenee, heijastuu ja vaimenee kyseisessä tilassa, ja v *·' * käsitys sähköisessä muodossa kuuntelijan käyttöön. Tunnettuja ir akustiikan mallintamiseksi ovat säteiden seuranta (ns. ray-tracing * # :J · 30 menetelmä (image source method). Edellisessä äänilähteen muodo :***: taan kolmiulotteiseksi kimpuksi oleellisesti suoraviivaisesti eteneviä 2 van heijastuspinnan taakse sijoitetaan yksi kuvalähde, jonka suoraan n tarkastelupisteestä on sama kuin heijastuksen kautta mitattu etäisyy äänilähteen ja tarkastelupisteen välillä. Lisäksi kuvalähteestä tuleva kastelupisteeseen samasta suunnasta kuin todellinen, heijastunut ään 5 telma saadaan laskemalla kuvalähteiden tuottamat äänet yhteen.

Tekniikan tason mukaiset menetelmät ovat laskennallisesti hyvin rask taan, että virtuaaliympäristö välitetään käyttäjälle esimerkiksi yleisra tai tietoverkon kautta, käyttäjän vastaanottimen tulisi jatkuvasti jäljii 10 meniä tuhansia äänisäteitä tai laskea yhteen tuhansien kuvalähteiden Lisäksi laskennan perusteet muuttuvat aina, kun käyttäjä päättää 1 telupisteen sijaintia. Nykyisillä laitteilla ja tekniikan tason mukaisill; reaaliaikainen auralisoidun ääniympäristön välittäminen on käytännö mahdotonta.

15

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on esittää menetelmä ja järjestein tinen virtuaaliympäristö voidaan välittää käyttäjälle kohtuullisella maila.

20 Keksinnön tavoitteet saavutetaan jakamalla mallinnettava ympärisl muodostetaan parametrisoidut heijastus- ja/tai absorptio- sekä transr käsittelemällä tiedonsiirrossa pääasiassa mallien parametreja.

• · « • ♦ ♦ 9 9 9

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä tod< 9 9 9 ;; 25 mään kohdistuvan itsenäisen patenttivaatimuksen tunnusmerkkiosassa • t· • 999 9 ··’* Keksintö kohdistuu myös jäijestelmään, jolle on tunnusomaista se, • · · jäijestelmään kohdistuvan itsenäisen patenttivaatimuksen tunnusmerk • · · 30 Keksinnön mukaisesti tilan akustisia ominaisuuksia voidaan mallintaa 9 9 9 ^

··· * periaate on sinänsä tunnettu pintojen visuaalisesta mallintamisesta. I

3 seinen pinta kuvataan suodattimella, joka toteuttaa mainitun siirtofun rätteenä käytetään äänilähteestä tulevaa ääntä, siirtofunktion antam ääntä sen kohdattua kyseisen pinnan. Tilan akustinen malli koostuu dattimia, joista kukin esittää jotakin tiettyä tilassa olevaa pintaa.

5

Jos pinnan akustisia ominaisuuksia kuvaavan suodattimen rakenne ja parametrisoitu siirtofunktio tunnetaan, tietyn erityisen pinnan kuvaa että ilmaistaan kyseistä pintaa luonnehtivat siirtofunktion parametrit, joka on tarkoitettu virtuaaliympäristön välittämiseksi tietovirtana, o 10 ja/tai toistolaite, jonka muistiin on tallennettu jäijestelmän käyttäm siirtofunktiotyyppi tai -tyypit. Laite saa syöttötietonaan toimivan tiett kiksi vastaanottamalla sen radio- tai televisiovastaanottimen avulla, tietoverkosta, kuten Intemet-verkosta, tai lukemalla sen paikallisesti j nusvälineestä. Toiminnan alussa laite saa tietovirran mukana ne pi 15 käytetään luotavassa virtuaaliympäristössä olevien pintojen mallintarr tietojen ja tallenettujen suodatin- ja siirtofimktiotyyppien avulla laite pankin, joka vastaa luotavan virtuaaliympäristön akustisia ominaisui nan aikana laite saa tietovirran mukana äänen, joka sen pitää toistaa 1 loin se syöttää äänen muodostamaansa suodatinpankkiin ja saa tuloks 20 äänen, jota kuuntelevalle käyttäjälle syntyy mielikuva halutusta virtue tä.

, Tarvittavan tiedonsiirron määrää voidaan edelleen vähentää muodos

Iff *···% laisista standardipinnoista koostuva tietokanta, joka on tallennettu Y.',' 25 toistolaitteen muistiin. Tietokanta sisältää parametrit, joilla voidaan k nan määrittelemät standardipinnat. Jos luotava virtuaaliympäristö koo • · ·» ···· dardipinnoista, laitteelle tarvitsee toimittaa tietovirran mukana vain h • ‘ dardipintojen tunnukset tietokannassa, jolloin niitä vastaavat siirtofui * metrit voidaan lukea tietokannasta eikä niitä tarvitse erikseen välittä 30 toistolaitteelle. Tietokanta voi sisältää tietoja myös sellaisista moniin datatyypeistä ja/tai siirtofunktioista, jotka eivät ole samanlaisia kuin 4 kuva 1 esittää mallinnettavaa akustista ympäristöä, kuva 2 esittää parametrisoitua suodatinta, kuva 3 a esittää parametrisoiduista suodattimista muodostettua suod; kuva 3b esittää muunnelmaa kuvan 3a järjestelystä, 5 kuva 4 esittää järjestelmää keksinnön soveltamiseksi, kuva 5a esittää tarkemmin erästä kuvan 4 osaa ja kuva 5b esittää tarkemmin erästä kuvan 5a osaa.

Kuvissa käytetään toisiaan vastaavista osista samoja viitenumerolta.

10

Kuvassa 1 on esitetty eräs akustinen ympäristö, jossa on äänilähde 1 pintoja 101 ja 102 sekä tarkastelupiste 103. Lisäksi akustiseen ympä häiriöäänilähde 104. Äänilähteistä tarkastelupisteeseen eteneviä ääi nuolilla. Ääni 105 etenee suoraan äänilähteestä 100 tarkastelupistees 15 106 heijastuu seinästä 101 ja ääni 107 heijastuu ikkunasta 102. Ääni äänilähteen 104 synnyttämä ääni, joka tulee tarkastelupisteeseen 10: läpi. Kaikki äänet etenevät heijastumishetkiä ja ikkunalasin läpäisyl ottamatta ilmassa, joka täyttää tarkasteltavan akustisen ympäristön.

20 Akustisen tilan mallintamisen kannalta kaikki kuvassa esitetyt äänet 1< tavoin. Suoraan etenevään ääneen 105 vaikuttavat viive, joka johtuu tarkastelupisteen välisestä etäisyydestä ja äänen nopeudesta ilmassa, j; . tama vaimennus. Seinästä heijastuvaan ääneen 106 vaikuttavat viivee mennuksen lisäksi äänen vaimentuminen ja mahdollinen vaihesiirtyn 25 esteeseen. Samat tekijät vaikuttavat ikkunasta heijastuvaan ääneen 10 *·*; seinämateriaali ja ikkunalasi ovat akustisesti erilaisia, ääni heijastuu sen vaihe siirtyy näissä heijastuksissa eri tavalla. Häiriöäänilähteestä t : ’ kulkee ikkunalasin läpi, jolloin sen havaittavuuteen tarkastelupi steei : viiveen ja ilman vaimennuksen lisäksi ikkunalasin transmissio-omim 30 101 voidaan olettaa tässä esimerkissä niin hyvin ääntä eristäväksi, että teen 104 synnyttämä ääni ei etene seinän läpi tarkastelupisteeseen.

5 "«-Ιγγ’-ττ 1+2Λ2 *=] jolloin mielivaltaisen siirtofunktion välittämiseksi parametrimuodossa sen Z-muunnoksen kuvauksessa käytetyt kertoimet [b0 bi ai b2 a2...].

5

Digitaalista signaalien prosessointia hyödyntävässä järjestelmässä su olla esimerkiksi jokin sinänsä tunnettu IIR-suodatin (Infinite Impulse FIR-suodatin (Finite Impulse Response). Keksinnön kannalta on m< suodatin 200 voidaan määritellä parametrisoiduksi suodattimeksi. E 10 siirtofunktion määrittelyä yksinkertaisempi vaihtoehto on määritellä, messa 200 herätesignaali kerrotaan tietyllä joukolla halutun pinnan kuvaavia kertoimia, jolloin suodattimen parametreja ovat esimerkiksi jastus- ja/tai absorptiokerroin, signaalin vaimennuskerroin läpäisevä signaalin viive ja signaalin vaihesiirtymä. Parametrisoitu suodatin voi 15 tyypiltään samanlaisen siirtofunktion, mutta siirtofunktion eri osi< osuudet näkyvät vasteessa eri tavoin riippuen siitä, mitkä parametril on annettu. Jos pelkillä kertoimilla määritetyn suodattimen 200 on ta erittäin hyvin ääntä heijastavaa pintaa ja syöte X(t) on tietty äänisigi melle annetaan parametreiksi heijastuskerroin, joka on lähellä ykkösti t ^ 20 kerroin, joka on lähellä nollaa. Suodattimen siirtofunktion paramel taajuusriippuvia, koska korkeat ja matalat äänet heijastuvat ja absoi eri tavalla.

* 1 ..!! Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti mallinnettavan tilan : *·- 25 solmuiksi (engl. node) ja kaikista merkittävistä solmuista muodosteta :V tinmalli, jossa suodattimen siirtofunktio kuvaa heijastunutta, absorbc päissyttä ääntä eri suhteissa riippuen suodattimelle annetuista parame 1 esittämä mallinnettava tila voidaan kuvata yksinkertaisella mallilla, 4 6 rametrit r (heijastuskerroin), a (absorptiokerroin) ja t (läpäisykerroin ten, että suodattimen 301 antama vaste kuvaa jonkin kuvassa 2 esittä nan heijastamaa ääntä, suodattimen 302 antama vaste kuvaa seinäsi ääntä ja suodattimen 303 antama vaste kuvaa ikkunalasista heijastun 5 esimerkiksi oletetaan, että seinä on hyvin absorboivaa materiaalia ja vin heijastavaa materiaalia, kuvan suoritusmuodossa seinän heijastu lähellä nollaa ja ikkunalasin heijastuskerroin r3 vastaavasti lähellä ykl voidaan todeta, että tietyn pinnan absorptiokerroin ja heijastuskerro vaisia toisistaan; mitä pienempi absorptio, sitä suurempi heijastus 10 (matemaattisesti riippuvuus on muotoa r = Jl-a). Suodattimien a lasketaan yhteen summaimessa 304.

Kun halutaan mallintaa kuvan 3a suodatinpankilla kuvassa 1 esitetl 108, asetetaan suodattimien 301 ja 302 absorptiokertoimet ai ja a2 15 loin häiriöäänelle ei muodostu lainkaan heijastunutta komponenttia. 303 asetetaan läpäisykertoimeksi t3 arvo, jolla saadaan suodatin 303 kunalasin läpi edennyttä ääntä.

Kuvassa 3 a on esitetty myös viive-elementti 305, jolla muodostetaan < 20 telupisteeseen edenneiden äänikomponenttien keskinäiset aikaerot. Si ääni saavuttaa tarkastelupisteen nopeimmin, mitä kuvaa sen viivästi taan viive-elementin ensimmäisessä asteessa 305a. Seinän kautta heij; ^ viivästetään viive-elementin kahdessa ensimmäisessä asteessa 305a ji r t nan kautta heijastunutta ääntä viivästetään viive-elementin kaikissa 25 305b ja 305c. Koska kuvassa 1 äänen kulkema matka on lähes sama * » ’··; nan kautta, voidaan päätellä, että viive-elimessä 305 eri asteet edustaa viiveitä: kolmas aste 305c ei voi viivästää ääntä enää kovin paljon li ; v toisena suoritusmuotona voidaan ajatella kuvan 3b mukaista ratkaisi v * v elimen asteet ovat kaikki saman kokoisia mutta ulosotto viive-elem 30 timiin voi tapahtua eri kohdista sen mukaan, kuinka suuri viive kulloir 7 vastaanottavan laitteen käyttäjä hankkii käyttöönsä. Tyypillinen tallen tava sovellus voisi olla konsertti, jossa äänilähteenä on virtuaalisista i koostuva orkesteri ja tilana on sähköisesti mallinnettu kuvitteellinen konserttisali, jolloin vastaanottavan laitteen käyttäjä voi laitteistolh 5 millaiselta esitys kuullostaa eri kohdissa salia. Jos tällainen virtuaa audiovisuaalinen, siihen kuuluu myös tietokonegrafiikalla toteutet osuus. Keksintö ei edellytä, että lähettävä laite ja vastaanottava laite i ta, vaan käyttäjä voi luoda tietyn akustisen virtuaaliympäristön yhdes käyttää samaa laitetta luomuksensa tarkastelemiseen.

10

Kuvan 4 esittämässä suoritusmuodossa lähettävän laitteen käyttäjä mi visuaalisen ympäristön, kuten konserttisalin, tietokonegrafiikan työka videoanimaation, kuten virtuaalisen orkesterin soittajat ja instrumen työkaluilla 404. Lisäksi hän syöttää muodostamansa ympäristön { 15 akustiset ominaisuudet kuten heijastuskertoimet r, absorptiokertoime kertoimet t tai yleisemmin sanottuna pintoja kuvaavat siirtofunktiot, 405. Virtuaalisten instrumenttien äänet ladataan tietokannasta 406. ] muokkaa käyttäjän antamat tiedot bittivirroiksi lohkoissa 407, 408, yhdistää bittivirrat yhdeksi tietovirraksi multiplekserissä 411. Tietovi 20 jossakin muodossa vastaanottavalle laitteelle 402, jossa demultipleks' tietovirrasta staattista ympäristöä edustavan kuvaosuuden lohkoon 4 puvan kuvaosuuden eli animaation lohkoon 414, ajasta riippuvan ääne : ja pintoja kuvaavat kertoimet lohkoon 416. Kuvaosuudet yhdist .*·*. ohjainlohkossa 417 ja ohjataan näyttöön 418. Äänilähteen lähettämää s·*, 25 signaali ohjataan lohkosta 415 suodatinpankkiin 419, jonka suoda * **j funktioiden parametreiksi on asetettu lohkosta 416 saadut, pintojen ”·* kuvaavat kertoimet. Suodatinpankin 419 antama, erilaisia heijastuk: * · •m * nuksia käsittävä ääni ohjataan kuulokkeisiin 420.

9 9 ' 9 9 * 9 30 Kuvissa 5a ja 5b on esitetty tarkemmin eräs vastaanottavan lait! järjestely, jolla voidaan toteuttaa akustinen virtuaaliympäristö keksini 8 503 ja toisaalta summainten ja vahvistimen 504 välityksellä summair yhdessä kaikuhaarojen 506, 507, 508 ja 509 sekä summannen 510 e 511, 512, 513 ja 514 kanssa muodostaa sinänsä tunnetun kytkennän signaaliin voidaan muodostaa jälkikaikua. Suodattimet 501, 502 ja 5C 5 tunnettuja suuntasuodattimia, joilla otetaan huomioon kuuntelijan ku erilaisuus eri suunnissa esimerkiksi HRTF-mallin mukaisesti Transfer Function). Suodattimet 501, 502 ja 503 sisältävät edullisin ITD-viiveet (Interaural Time Difference), joilla kuvataan eri suunnis nikomponenttien keskinäistä aikaeroa.

10

Suodattimissa 501, 502 ja 503 kukin signaalikomponentti jaetaan oiki paan kanavaan tai useampikanavaisessa järjestelmässä yleisesti N: Kaikki tiettyyn kanavaan liittyvät signaalit kootaan summaimessa . johdetaan summaimeen 517 tai 518, jossa kunkin kanavan signaali 15 siihen kuuluva jälkikaiku. Linjat 519 ja 520 johtavat kaiuttimille tai Kuvassa 5a suodattimien 302 ja 303 ja suodattimien 502 ja 503 väli koittavat, että keksintö ei rajoita sitä, montako suodatinta vastaanotin tinpankissa on. Suodattimia voi olla jopa useita satoja tai tuhansia ri netun akustisen virtuaaliympäristön monimutkaisuudesta.

20

Kuva 5b esittää tarkemmin erästä mahdollisuutta sellaisen parametri timen 301 toteuttamiseksi, joka kuvaa heijastavaa pintaa. Kuvassa 51 ; **: koostuu kolmesta peräkkäisestä suodatinasteesta 530, 531 ja 532, jo nen aste 530 kuvaa etenemisvaimennusta väliaineessa (yleensä ilmasi f ·*· 25 531 kuvaa heijastavassa materiaalissa tapahtuvaa absorptiota ja kolm * taa huomioon äänilähteen suuntaavuuden. Ensimmäisessä asteessa 5: !”* taa huomioon sekä äänen kulkema matka väliaineessa äänilähteestä h \ ’ nan kautta tarkastelupisteeseen että väliaineen ominaisuudet, kuten • * *·* paine ja lämpötila. Matkan laskemiseksi ensimmäinen aste 530 saa lä 30 teelta tiedon äänilähteen sijainnista mallinnettavan tilan koordinaat taanottavalta laitteelta tiedon sen pisteen koordinaateista, jonka käytti 9 lähteestä eri suuntiin mallinnettavassa tilassa ja missä suunnassa su mallintama heijastava pinta sijaitsee.

Edellä on tarkasteltu yleisesti sitä, miten akustisen virtuaaliympäristö 5 siä voidaan käsitellä ja siirtää laitteesta toiseen käyttämällä parametrej tarkastellaan keksinnön soveltamista erääseen erityiseen tiedonsiirtor timedialla tarkoitetaan audiovisuaalisten kohteiden toisiinsa tahdistet käyttäjälle. Interaktiivisten multimediaesitysten on arveltu tulevan t laajamittaiseen käyttöön esimerkiksi viihde- ja telekonferenssimuotc 10 tasosta tunnetaan joukko standardeja, jotka määrittelevät eri tapoja jelmien välittämiseksi sähköisessä muodossa. Tässä patenttihakemu lään erityisesti ns. MPEG-standardeja (Motion Picture Experts Group sesti tämän patenttihakemuksen jättöhetkellä valmisteilla oleva MPI tähtää siihen, että välitettävä multimediaesitys voi sisältää todellisia 15 objekteja, jotka yhdessä muodostavat tietyn audiovisuaalisen ympärisl MPEG-4-standardin mukainen tietovirta koostuu multipleksatuista au ta objekteista, jotka voivat sisältää ajallisesti jatkuvan osuuden (kuten tu ääni) sekä parametreja (kuten äänilähteen sijainti mallinnettavass 20 jektit voidaan määritellä hierarkkisiksi, jolloin hierarkian alimmalla t primitiiviset objektit. Objektien lisäksi MPEG-4-standardin mukaiset ohjelmaan kuuluu ns. näkymän kuvaus (scene description), joka si , objektien keskinäisiin suhteisiin ja ohjelman yleisten puitteiden jäjje tyvää tietoa, joka on edullisinta koodata ja dekoodata erillään varsinai: '·*·" 25 ta. Näkymän kuvausta nimitetään myös BIFS-osuudeksi (Binary Foi description). Keksinnön mukainen akustisen virtuaaliympäristön vi i edullista toteuttaa siten, että osa siihen liittyvistä tiedoista välitetäi Γ v dessa ja osa käyttämällä MPEG-4-standardin määrittelemää strukturo :Y tä (SAOL/SASL; Structured Audio Orchestra Language / Structure< 30 Language).

10 SFFloat diffuseSound

Kentässä välitettävä arvo on kerroin, joka määrittää pinnasta tapaht heijastuksen diffuusiivisuuden. Kertoimen arvo on välillä nollasta yhti 5 MFFloat refluncSound

Kentässä välitetään yksi tai useampia parametreja, jotka määrittävät joka mallintaa akustista heijastusta kyseisestä pinnasta. Jos käytetään kerroinmallia, tämän kentän tilalla voidaan välittää selvyyden vuoksi metty refcoeftSound-niminen kenttä, jossa välitettävä parametri or 10 sama kuin edellä mainittu heijastuskerroin r, tai joukko kertoimia, jois heijastusta tietyllä ennalta määrätyllä taajuuskaistalla. Mikäli käytei kaisempaa siirtofunktiota, kyseessä on joukko parametreja, jotka mä; funktion esimerkiksi samalla tavalla kuin edellä kaavan (1) yhteydessä 15 MFFloat transfimcSound

Kentässä välitetään yksi tai useampia parametreja, jotka määrittävät joka mallintaa akustista läpäisyä kyseisen pinnan läpi edelliseen para tavalla tavalla (kerroin tai taajuuskaistakohtaiset kertoimet, jolloin k selvyyden vuoksi olla transcoeffSound; tai siirtofunktiota määrittävät ] 20 SFInt MateriallDSound

Kentässä välitetään tunniste, joka identifioi tietyn standardimateriaal . ·*: ta, jonka käyttämistä on kuvattu edellä. Jos pinta, jota tämä kenttä «ti , - * * standardimateriaalia, kentässä välitettävän parametrin arvo voi olla esi VV, 25 muu sovittu arvo.

9 9 ·» VV* Edellä mainitut parametrit liittyvät aina tiettyyn pintaan. Koska tilan • * :e ’ lintamisen kannalta on edullista antaa myös tiettyjä koko tilaa koskev V ' tunnettuun BIFS-osuuteen voidaan lisätä Akustisen Näkymän solmu ( 30 node), joka on muodoltaan luettelo parametreja ja joka voisi sisältää kiksi seuraavien parametrien välittämiseksi: 11 MFFloat reverbtime

Kentässä välitetään parametri tai joukko parametreja jälkikaiunta-aj seksi.

5 SFBool useairabs

Kyllä/ei-tyyppinen kenttä, joka kertoo, onko akustisen virtuaaliymp nuksessa käytettävä ibnan aiheuttamaa vaimennusta vai ei.

SFBool usematerial 10 Kyllä/ei-tyyppinen kenttä, joka kertoo, onko akustisen virtuaaliymp nuksessa käytettävä BIFS-osuudessa annettuja pintojen ominaisuuksia Jälkikaiunta-aikaa ilmaiseva MFFloat reverbtime -kenttä voidaan merkiksi seuraavasti: Jos tässä kentässä annetaan vain yksi arvo, se 15 taajuuksilla käytettävää jälkikaiunta-aikaa. Jos arvoja on 2n kappale! arvot (1. ja 2. arvo, 3. ja 4. arvo jne.) muodostavat parin, jossa ensi ilmaisee taajuuskaistan ja toinen arvo ilmaisee jälkikaiunta-ajan kys< kaistalla.

20 MPEG-4-standardin luonnoksista tunnetaan äänen käsittelyä yle

ListeningPoint-solmu, joka kuvaa kuuntelijan sijaintia mallinnetti . Keksintöä sovellettaessa tähän solmuun voidaan lisätä seuraavat kentä * · *

;;; ’ SFInt spatializelD

• · ·; * 25 Tässä kentässä ilmoitettava parametri ilmaisee tunnisteen, jolla ident • sovellus- tai käyttäjäkohtainen, kuuntelupisteeseen liitettävä funktio, : ’·* malli.

• ♦ · ♦ · « SFInt dirsoundrender

30 Tässä kentässä välitettävä arvo ilmaisee, minkätasoista äänen käsittel siihen ääneen, joka tulee suoraan äänilähteestä kuuntelupisteeseen IL

12 SFInt reflsoundrender Tässä kentässä välitetään vastaava tason valintaa kuvaava paramel mainitussa kentässä, mutta koskien heijastusten kautta tulevaa ääntä.

5 Vielä eräs piirre, joka voidaan ottaa huomioon välitettäessä akustista ristöä MPEG-4-standardin mukaisessa tietovirrassa keksinnön mukais skaalattavuus. Kaikki vastaanottavat laitteet eivät välttämättä pysty lähettävän laitteen muodostamaa akustista virtuaaliympäristöä kokoi koska siinä voi olla niin monta määriteltyä pintaa, että vastaanottava 10 muodostamaan yhtä montaa suodatinta tai että mallin käsittely vi laitteessa tulee laskennallisesti liian raskaaksi. Pintoja kuvaavat para tämän huomioonottamiseksi järjestää siten, että akustiikan kannalta n pinnat ovat vastaanottavan laitteen erotettavissa (pinnat on esimerk luettelossa, jossa pinnat ovat akustisen merkittävyyden mukaisessa j 15 jolloin kapasiteetiltaan rajoitettu vastaanottava laite voi käsitellä meri tyksessä niin montaa pintaa kuin se pystyy.

Edellä esitetyt kenttien ja parametrien nimitykset ovat luonnollisesti λ omaisia eikä niitä ole tarkoitettu keksinnön kannalta rajoittaviksi.

* » « · • · · • 1 · f 9» • 4 · • m h • · • · • · · « ¥

Claims (11)

1. Menetelmä akustisen virtuaaliympäristön sähköiseksi käsitteler vässä laitteessa (401) ja vastaanottavassa laitteessa (402), joka aku 5 liympäristö käsittää pintoja (101,102), tunnettu siitä, että siinä - kuvataan akustisen virtuaaliympäristön käsittämiä pintoja (101, 10Ί (200, 301, 302, 303), joiden vaikutus akustiseen signaaliin riippuu i sista parametreista ja - välitetään suodatinkohtaiset parametrit lähettävästä laitteesta (401) \ 10 laitteeseen (402).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ett datinkohtaiset parametrit ovat pintojen (101, 102) akustisia heijasi ja/tai transmissio-ominaisuuksia kuvaavia kertoimia. 15

3. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att nämnda parametrar är faktorer [b0 bj ai b2 a2...] i en kvotnotation av en Z-filtrens (200, 301, 302, 303) överföringsfunktion m Σν- i+Zj^z k=l 5 4. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att det inne vilka - den sändande anordningen (401) bildar en specifik akustisk virtue de i denna ingäende ytoma (101, 102) beskrivs med filtren (200,301 kas effekt pa den akustiska signalen beror pa de filterrelaterade paran 10. den sändande anordningen (401) förmedlar tili den mottagande ane data om nämnda filterrelaterade parametrar, och - för att rekonstruera den akustiska virtuella miljön bildar den mol ningen en filterbank (419), innefattande filter (200, 301, 302, 303), den akustiska signalen beror pä filterrelaterade parametrar, och bild 15 de parametrar pä basis av data som förmedlas av den sändande anord

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ett datinkohtaiset parametrit ovat suodattimien (200, 301, 302, 303) si muunnoksen osamääräesityksen M Y(z) 20 Η(ζ) = ψ- = ^-„- X\z) 1 , V -k ι+Σ^ζ ::: ι« · • · » » 9 • · .···. kertoimia [b0 bi ai b2 a2...]. • · 1 • 9Ψ Ψ M«« • · • Ψ

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, < · vaiheet, joissa - lähettävä laite (401) muodostaa tietyn akustisen virtuaaliympäristö : tamiä pintoja (101, 102) kuvataan suodattimilla (200, 301, 302, 303] suodatinkohtaiset parametrit lähettävän laitteen (401) välittämien tiet la.

5. Förfarande enligt patentkrav 4, kännetecknat av att den sända en (401) förmedlar tili den mottagande anordningen (402) data betri filterrelaterade parametrar som en del av ett dataflöde enligt MPEG-4 »1« 9 9 ’··;* 6. Förfarande enligt patentkrav 5, kännetecknat av att den sända · t 20 en (401) förmedlar tili den mottagande anordningen (402) data betri ί *' filterrelaterade parametrar som en del av en BIFS-del som ingär i ett : MPEG-4 standard, vilken BIFS-del innehäller specifika fält som Iän medling av akustiska parametrar. » · * · · • * ·

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5 (401) välittää vastaanottavalle laitteelle (402) tiedot mainituista suod parametreista osana MPEG-4-standardin mukaista tietovirtaa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että (401) välittää vastaanottavalle laitteelle (402) tiedot mainituista suod 10 parametreista osana MPEG-4-standardin mukaiseen tietovirtaan sis osuutta, joka sisältää tietyt akustisten parametrien välitykseen soveltui

7. Förfarande enligt patentkrav 4, kännetecknat av att ·*· OC iXf· rlän r«lro 1 o UnoL-riifar 303), vilka beskriver en given andra mängd ytor, vilken andra mäng dergrupp av nämnda första mängd, varvid antalet ytor som ingär i d den beror pä den mottagande anordningens (402) kapacitet.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että - akustisen virtuaaliympäristön kuvaamiseksi lähettävä laite (401) la 15 simmäisen joukon pintoja (101, 102) joukolla suodattimia (200, 301, den vaikutus akustiseen signaaliin riippuu suodatinkohtaisista paramei - lähettävä laite (401) välittää vastaanottavalle laitteelle (402) tiedot s sista parametreista koskien kaikkia suodattimia (200, 301, 302, 303), j ty akustisen virtuaaliympäristön kuvaamiseksi, ja 20. rekonstruoidakseen akustisen virtuaaliympäristön vastaanottava lai dostaa suodatinpankin (419), joka käsittää joukon suodattimia (200,' jotka kuvaavat tietyn toisen joukon pintoja, joka toinen joukko on m : \i maisen joukon aito alijoukko, jolloin toiseen joukkoon kuuluvien pini s"*: ra riippuu vastaanottavan laitteen (402) kapasiteetista. 25 * ^ *

8. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att nämnda 5 parametrar är kännetecken för standardytor i en databas som bes standardytor och som lagrats i minnet av den mottagande anordning databas innehäller parametrar med vilka man kan beskriva standard; nieras av databasen, varvid de önskade standardytomas känneteckei vereras tili den mottagande anordningen (402), varvid motsvarandi 10 deras överföringsfunktioner kan läsas i databasen.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, etti I"* datinkohtaiset parametrit ovat standardipintojen tunnuksia tietynlais * * * pinnoista koostuvassa tietokannassa, joka on tallennettu vastaano (402) muistiin, joka tietokanta sisältää parametrit, joilla voidaan kuvi 30 määrittelemät standardipinnat, jolloin vastaanottavalle laitteelle (4C : haluttujen standardipintojen tunnukset tietokannassa, jolloin niitä v; ottaa huomioon sekä äänen kulkema matka väliaineessa äänilähtet pinnan kautta tarkastelupisteeseen että väliaineen ominaisuudet, kut us, paine ja lämpötila. 5 10. Järjestelmä akustisen virtuaaliympäristön käsittelemiseksi, joka ristö koostuu pinnoista (101, 102), ja joka järjestelmä käsittää läh (401) ja vastaanottavan laitteen (402) ja välineet sähköisen tiedonsii: seksi lähettävän laitteen (401) ja vastaanottavan laitteen (402) välillä että järjestelmä käsittää 10. välineet parametrisoiduista suodattimista (200, 301, 302, 303) koos pankin muodostamiseksi akustisen virtuaaliympäristön käsittämien 102) mallintamista varten ja - välineet parametrisoituja suodattimia (200, 301, 302, 303) kuvaav välittämiseksi lähettävästä laitteesta (401) vastaanottavaan laitteeseer

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen jäqestelmä, tunnettu siitä, lähettävässä laitteessa (401) multipleksointivälineet (411) parametri! timien (200, 301, 302, 303) ominaisuuksia kuvaavien parametri MPEG-4-standardin mukaiseen tietovirtaan ja vastaanottavassa laitt 20 multipleksointivälineet (412) parametrisoitujen suodattimien (200, ominaisuuksia kuvaavien parametrien ottamiseksi selville MPEG-4- . ,·, kaisesta tietovirrasta. * · · * * · #·» 9 m I.\* Patentkrav • · « ♦ 25 1. Förfarande för att elektriskt bearbeta en akustisk virtuell milj< anordning (401) och i en mottagande anordning (402), vilken aki :T: miljö innefattar ytor (101, 102), kännetecknat av att i det - beskrivs ytor (101, 102) som ingär i den akustiska virtuella miljön : ;\ 301, 302, 303), vilkas effekt pa den akustiska signalen beror pä filt 30 rametrar och • « «1« 1 1 «... 4, A A _

9. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att ätminstom av tre successiva filtersteg (530, 531, 532), varvid det första steget utbredningsdämpningen i ett medium, det andra steget (531) besk som sker i det reflekterande materialet och det tredje steget (532) be; 15 direktivitet, varvid man i det första steget (530) kan beakta säväl stra färdas i mediet fran en ljudkälla via den reflekterande ytan tili en ke mediets egenskaper, sä som luftens fuktighet, tryck och temperatur.

10. System för att bearbeta en akustisk virtuell miljö, vilken virtu av ytor (101, 102), och vilket system innefattar en sändande anordni . 20 mottagande anordning (402) och organ för att utföra en elektrisk • · · β·"β mellan den sändande anordningen (401) och den mottagande ano lii' kännetecknat av att systemet innefattar '"f - organ för att bilda en filterbank som bestar av parametriserade : »** ·;·Σ 302, 303) för att simulera ytor (101, 102) som ingär i en akustisk vin i ** 25 - organ för att förmedla parametrarna som beskriver de parametriser 5 301, 302, 303) frän den sändande anordningen (401) tili den mottag; en (402). • · « i

« • · · «.* 11. System enligt patentkrav 10, kännetecknat av att det innefa m λ