JP2000505627A

JP2000505627A - 音声再生アレイプロセッサシステム

Info

Publication number: JP2000505627A
Application number: JP09530899A
Authority: JP
Inventors: フランシステイラー，ステファン
Original assignee: テイラーグループオブカンパニーズインク
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 2000-05-09
Also published as: EP0885545A1; AU5179896A; WO1997032449A1

Abstract

(57)【要約】３次元音声現象の２次元音声再生面への動的適応マッピングのための方法および装置。この面は、離散的アドレス指定可能出力位置である音声ピクセルからなる。実際のまたは合成の記録されたオーディオ素材が、離散的音源に分解され、離散的音源が、音声ピクセルにマッピングされる。このマッピングは、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムによって生成段階中に発生する。ＣＡＤシステムは、最も複雑な計算集中機能を自動化することにより、複雑な音響設計の実現において音声デザイナを導く。マッピング機能は、リアルタイムの人間との相互作用を一体化するように拡張することができ、最終的に、参加的インタラクティブ仮想音声環境を作成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】音声再生アレイプロセッサシステム発明の背景１．発明の分野本発明は、一般に、マルチチャネルオーディオ生成、編集およびプレイバックシステムに関する。２．関連技術の説明光源のように、音源は、スペクトル特性を有する。最近の研究では、観察可能な基本波および高調波の優位にもかかわらず、多くの音響波形の非周期的性質を明らかにしている。実世界での音源のスペクトル特性は、特に境界による減衰および反射を考慮した場合、経時的に変化することが示されている。しかし、現在の音声再生システムは、本来、動的なエンティティである音源の特徴づけにおいて不十分であることがわかっている。ディジタルオーディオ技術の継続的発展により、音声再生方法においてブレークスルーが起こることが当たり前のように思われる。しかし、実際には、記録／プレイバック連鎖を制御せずに、オーディオエンタテインメントに真の技術革新をもたらすことは、不可能である。これは、非常に重要である。なぜなら、オーディオ装置の設計における本当に困難な課題が、音声ステージの深さを作ることではなく、オブジェクトおよび事象の横方向および縦方向の位置のリアルかつ正確な保持であることが、ハイエンドのオーディオ製品顧客の仲間うちにおいて周知であるからだ。記録で認知された深さを分解するには、再生連鎖の位相応答に慎重な注意を向けることが役立つかもしれない。再生の「ディスタンスバック(distance back) 」様相は、記録された材料内で、しばしばマイクロ秒ほど短い、非常に微妙なタイミング関係の保持を必要とする。設計課題として、これは、ＸＹ平面位置および「丸天井」の雰囲気を伝える非常に複雑で微妙な手がかりを含ませるほど困難ではない。実世界音波事象の真の雰囲気の「感じ」の正確な再現は、大量の情報、すなわち、リプレイされた場合に「生」の錯覚をもたらす電子的に符号化された手がかり情報の忠実な伝達を必要とする。記録された事象の正確な間隔および大きさを伝える微妙な詳細の保持も重要である。チャネル再生システムにおいて、これは非常に困難である。生成側では、ＸＹ平面位置の錯覚、ならびに均等な大きさおよび空間が、独創的であるがしばしば手の込んだ生成技術によって投影される。たとえば、サラウンドサウンド技術の継続的開発では、これらの方法を拡張し、向上させる。さらに、これらの技術は、初期のより原始的な技術から受け継いでいる問題を改善しようと試みている。いずれにしても、それらの努力は、多数の開催場所（venue）のプレイバックシステムには良好な音波設計の基本的要素さえない点において、非常に無駄である。発明の要約上記引用における制限を克服し、本明細書を読み、理解すると明らかとなる他の制限を克服するために、本発明は、３次元音声現象の、離散的アドレス指定可能出力位置である音声ピクセルからなる２次元音声再生面への動的適応マッピングのための方法および装置を開示する。本発明において、実際のまたは合成の記録されたオーディオ素材が、離散的音源に分解され、離散的音源が、音声ピクセルにマッピングされる。このマッピングは、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムによって生成段階中に発生する。ＣＡＤシステムは、最も複雑な計算集中機能を自動化することにより、複雑な音響設計の実現において音声デザイナを導く。このシステムの目的は、利用性の高い標準を維持しながら、熟練のオーディオエンジニアのための最大の適応性およびパワーをもたらすことである。より進んだ実現例において、本発明は、リアルタイムの人間との相互作用を一体化するようにマッピング機能を拡張することができ、最終的に、参加型のインタラクティブ仮想音声環境を作成する。図面の簡単な説明ここで、全体を通して同じ参照番号が対応する部分を示す図面を参照する。図１は、本発明の基本構成要素を示すブロック図である。図２は、本発明におけるコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムの機能をさらに説明するデータフロー図である。図３は、プレイバックが静的モードで発生する音声再生面およびそのエレクトロニクスの構成要素を示すブロック図である。図４は、プレイバックが応答入力により静的モードで発生する音声再生面およびそのエレクトロニクスの構成要素を示すブロック図である。図５は、プレイバックが応答入力およびリアルタイムオーディオにより動的モードで発生する音声再生面およびそのエレクトロニクスの構成要素を示すブロック図である。図６は、複数の音声再生面の構成要素および相互接続を示すブロック図である。図７は、グローバルディジタル信号処理を用いた静的音声ピクセルの構成要素を示すブロック図である。図８は、ローカルディジタル信号処理を用いた動的音声ピクセルの構成要素を示すブロック図である。図９は、音声ピクセルのためのサテライトネットワークの構成要素を示すブロック図である。図１０は、アナログ信号処理を備えたサテライト音声ピクセルの構成要素を示すブロック図である。図１１は、アナログ信号処理を備えたサテライト音声ピクセルの構成要素を示すブロック図である。図１２は、ディジタル処理を利用し、ＭＩＤＩインタフェースを有するサテライト音声ピクセルの構成要素を示すブロック図である。図１３は、ディジタル処理を利用し、他のサテライト音声ピクセルへのアナログ出力を有するサテライト音声ピクセルの構成要素を示すブロック図である。図１４は、ディジタル処理を利用し、他のサテライト音声ピクセルへのディジタル出力を有するサテライト音声ピクセルの構成要素を示すブロック図である。図１５Ａ〜１５Ｄは、本発明の教示にしたがって構成された音声バブルの様々な斜視図を示すブロック図である。図１６Ａおよび図１６Ｂは、音声バブルの左パネルおよび右パネルを示す。図１７は、音声バブルの後方パネルを示す。図１８は、音声バブルのトップパネルを示す。図１９は、音声バブルの動作を制御するために使用される電子構成要素のブロック図である。好ましい実施形態の詳細な説明以下の好ましい実施形態の説明において、本件の一部を形成し、本発明を実施してもよい特定の実施形態が例示によって示されている添付の図面を参照する。他の実施形態を用いてもよく、本発明の範囲から逸脱することなく構造的変化がなされてもよいことが理解されるべきである。概要図１は、本発明の基本構成要素を示すブロック図である。本発明は、ビデオアリーナおよびテーマパークなどの特殊な開催場所のエンターテイメント市場から、コンサートホール、劇場、およびビデオゲームなどのより一般的な市場にわたるいくつかの市場において適用されることを意図する。本発明において、３次元音声現象を再生するために、音声ピクセル１２と呼ばれる音声再生要素を備えた２次元平面１０が使用される。ビジュアルイメージングシステムにおけるピクセルのように、音声ピクセル１２は共に、「音声イメージ」または「音波タペストリ」を生じる。各音声ピクセル１２は、離散的アドレス指定可能出力位置を含み、オーディオ素材が、音声ピクセル１２にマッピングされる複数の離散的音声データストリームに分解される。音声ピクセルを制御するデータストリームは、音響プレイバック環境のモデル化を通じて音声デザイナを導くコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システム１４を用いて作成される。ＣＡＤシステム１４は、プレイバックの目的で、プレイバックする開催場所の実際の音響環境をモデル化した仮想音響環境（ＶＡＥ）を作成し、モデル化された環境内の伝播音響エネルギーの捕捉または作成を自動化し、この捕捉された音響エネルギーをディジタルデータストリームに変換するために、音声デザイナによって使用される。ＣＡＤシステム１４により、音声デザイナは、実世界雰囲気をシミュレーションし、音声の空間認識の基礎となる現実の事象を再作成することができる。時間特性およびスペクトル特性を含む、ＶＡＥに関連する物理的条件は、ＣＡＤシステム１４によってモデル化することができる。オーディオ素材は、芸術家がキャンバス上で筆をなでるように、ＣＡＤシステム１４内の音声再生面１０のディジタル表示上に「ペイント」される。本発明の別の見方は、離散的時間ディジタル音声ステージとしてであり、音声デザイナが、ステージ監督の役割を担い、ステージ上の領域にオブジェクトを配置し、オブジェクトの相互作用を編成する。さらに、ＣＡＤシステム１４は、多数の音声オブジェクトの相互作用を再作成し、その結果、実世界の音波波形の相互作用という副次的性質を再生することができる。その後、音声オブジェクトは、ＶＡＥを通じて伝播され、音声生成エンティティのための位置変化を表わすことができる。ＶＡＥ内の音声オブジェクトの位置および動きが特定されると、オーディオ素材がコンパイルされ、ハードディスクドライブまたは光学ディスクなどの高密度記憶装置１６内に記憶される。オーディオ素材は、典型的には、音声ピクセル１２にマッピングされるか、または割り当てられる離散的データストリームを含む。ＣＡＤシステム１４は、現実の環境における実世界の音声事象の同じ特性で、音声ピクセル１２のためのディジタルデータストリームを作成する。プレイバック中、ＣＡＤシステム１４によって作成されたデータストリームが、記憶装置１６から検索され、処理され、音声ピクセル１２に伝送されて、３次元音声現象を再生する。各音声ピクセル１２は、データストリームの制御中、音声エネルギーを再生する全範囲オーディオトランスデューサを含む。オーディオ素材のプレイバックは、静的モードまたは動的モードで行うことができる。静的モードにおいて、オーディオ素材を含むデータストリームは、一旦完成すると、変更されない点で「静的」である。オペレータは、単に、プレイバックシステム１８を起動させ、多分、付随するビデオプログラムと同期して、オーディオ素材が音声再生面１０を通じてリプレイされる。音声オブジェクトは、面１０内の異なったピクセル１２をシーケンシャルにアドレス指定するデータストリームによって、プレイバック中に空間および位置を通って動くことができる。動的モードにおいて、本発明は、静的モードの実現をリアルタイム相互作用を含むように拡張するので、参加型の音声環境を作成する。コンピュータ支援設計システム図２は、本発明におけるコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システム１４の機能をさらに説明するデータフロー図である。音声デザイナは、最初に、ＶＡＥのグラフィック表示を作成する。これは、視聴者の遠近に関連する情報を含む、ＶＡＥを示す寸法、特性およびパラメータを特定することにより、先行技術のＣＡＤシステムと同様に行われる。これらの値は、反射および吸収などの様々な音響特性のライブラリから値を選択するか、または、「リスニングルーム」、「劇場」、「コンサートホール」、もしくは他の典型的な音響環境などのＶＡＥのライブラリから環境を選択することによって、特定してもよい。さらに、これらの値は、経験的に、たとえば、時間および周波数にわたって同様の空間の周波数応答をサンプリングすることによって得てもよい。ＶＡＥのために特定された値は、ＣＡＤシステム１４によって行われる、音声再生面１０内の音声ピクセルの制御のために使用されるデータストリームを算出する計算の基礎となる。本発明のＣＡＤシステム１４は、オペレーティングシステムおよびユーザインタフェース２０、アプリケーションモジュール２２〜３８、およびシステムディスクマネージメントモジュール４０を含む。オペレーティングシステムおよびユーザインタフェース２０は、ユーザ入力、ＳＭＰＴＥ時間コード、およびＭＩＤＩデータを含む、様々なタイプのデータを受け取る。オペレーティングシステムおよびユーザインタフェース２０はまた、オペレータと相互作用し、様々な情報をスクリーン上に表示する。最初に、オペレータは、ＶＡＥおよびプレイバックシステムを示す様々なパラメータを特定する。モデルパラメータは、ＶＡＥの特性を識別し、シーン寸法および特徴に関する詳細な情報によって増やされる。アレイ特徴は、特定のプレイバックシステムの構成を特定する。開催場所の特徴は、プレイバックする開催場所の特性を示すために与えられる。アプリケーションモジュール２２は、ＶＡＥモデルを変形するためにオペレータにより使用される。好ましい実施形態において、ＶＡＥモデルは、多数の方法で、たとえば、分析的または経験的に構成することができる。ＶＡＥモデルは、以前に記憶または標準化されたＶＡＥモデルの参照用テーブルからの標準化されたパラメータを含んでもよい。参照用テーブルは、空間および材料の音響性質のレファレンスを多数、含んでもよい。アプリケーションモジュール２４は、ＣＡＤシステム１４に入力されたＭＩＤＩデータを管理するためにオペレータによって使用される。典型的には、アプリケーションモジュール２４は、ＶＡＥ内で使用するためのＭＩＤＩベースの位置データおよびＭＩＤＩベースの効果を発生する。ＶＡＥモデルは、シーン寸法およびシーン特徴などのパラメータを音響モデルに変換するためにアプリケーションモジュール２６によって使用される。アプリケーションモジュール２４は、オペレータのためにこの音響モデルのビジュアル表示を行うことができる。アプリケーションモジュール２８は、音声ピクセルアレイの特徴および開催場所の特徴のためのパラメータを受け取り、開催場所の音響およびアレイジオメトリ／寸法を表わすデータを発生する。アレイジオメトリ／寸法は、平面または円形面であり得る開催場所の表面の構成を示すので、音響エネルギーを音声ピクセル１２に正確にマッピングすることができる。さらに、このジオメトリ／寸法は、開催場所における視聴者の遠近を示す。開催場所の音響は、開催場所における様々な材料の周波数応答を表わしてもよい。オペレータが満足するようにＶＡＥがモデル化されると、音声オブジェクトをＶＡＥ内に配置し、操作することができる。アプリケーションモジュール３０は、音声オブジェクトを管理するための一般的な機能を行う。たとえば、新しい音声オブジェクトを作成する場合、アプリケーションモジュール３０は、オブジェクトの特徴、オブジェクトの動き、オブジェクトの位置および持続期間を表わすデータを受け取る。アプリケーションモジュール３２は、ＶＡＥにおけるすべてのアクティビティのための時間ベースを管理する。たとえば、ＶＡＥにおける音声オブジェクトのすべての動きおよび作用が、時間ラインレファレンスによって識別される。アプリケーションモジュール３２はまた、ＳＭＰＴＥ時間コードを受け取り、音声オブジェクトを外部事象に対して同期させる。アプリケーションモジュール３２は、同期させ、ＶＡＥ内でアクティビティを参照する際に、他のモジュールによって使用される仮想時間の増分を発生させる。アプリケーションモジュール３４は、音響モデルを、音声ピクセルを駆動するのに必要なＤＳＰ係数およびプログラミングに変換する。これらのＤＳＰ係数およびプログラミングは、フィルタ係数、第２オーダ効果、および遅延係数を含む。アプリケーションモジュール３４は、この機能を行うために開催場所の音響およびジオメトリ／寸法を使用する。アプリケーションモジュール３６は、アプリケーションモジュール３０からの位置データ、アプリケーションモジュール３２からの仮想時間増分、およびアプリケーションモジュール２４からのＭＩＤＩベースの位置データを用いて、ＶＡＥにおける音声オブジェクトの位置を管理する。アプリケーションモジュール３６は、遅延係数を変形するのに使用されるオブジェクト仮想位置データを生成する。アプリケーションモジュール３８は、ＶＡＥの雰囲気において音声オブジェクトを配置するために使用される。すなわち、アプリケーションモジュール３８は、仮想時間増分によって示される時間ラインレファレンスにしたがって、音声オブジェクトを音声ピクセル１２に対してマッピングする。アプリケーションモジュール３８は、これらの機能を行うために、フィルタ係数、遅延係数、第２オーダ効果、仮想タイミング増分、オブジェクト仮想位置、音声オブジェクト、およびアレイ寸法を受け取る。アプリケーションモジュール３８は、このデータを変換して、音声ピクセルのためのＰＣＭデータを作成し、ＰＣＭデータは、システムディスクマネージャ４０による後の検索のために離散的データストリームとして記憶される。システムディスクマネージャ４０はまた、アプリケーションモジュール３８による操作のために記憶装置から音声オブジェクトを検索する。音声再生面図３は、プレイバックが静的モードで発生する音声再生面１０およびそのエレクトロニクスの構成要素を示すブロック図である。静的モードにおいて、ＣＡＤシステム１４によって割り当てられたエネルギー消散プロファイルおよびオブジェクト位置パラメータが固定されており、リアルタイム条件の変化に応答しない。静的モードは、本発明の骨子実施形態を提供しており、基本システム問題を解決し、他の実施形態のためのしっかりした基礎を提供し、非常に精巧な音声再生を作成することに焦点が絞られている。音声再生面１０は、複数のアドレス指定可能な音声ピクセル１２を有し、典型的には、Ｌ個の列およびＫ個の行に配列されたオーディオトランスデューサを含む。ピクセル１２は、バス４２を介してディジタルオーディオおよび制御信号ドライバ４４に接続されている。時間コード発生器４６は、ドライバ４４およびディジタルオーディオ記憶装置４８に接続されている。ディジタルオーディオ記憶装置４８は、ＣＤ−ＲＯＭまたはハードディスクなどのデータストリームを記憶させるための市販装置であってもよい。データストリームは、ディジタルオーディオ記憶装置４８から読み出され、ドライバ４４に出力され、ピクセル１２の動作を制御する。ドライバ４４が、ＡＦＳ／ＥＢＵフォーマットでディジタルオーディオ信号をピクセル１２に伝送し、ＲＳ４８５フォーマットで制御信号をピクセル１２に伝送することが好ましい。時間コード発生器４６は、基準クロックをドライバ１６および記憶装置１８の両方に与え、ピクセル１２へのデータストリームの伝送を同期させる。ピクセル１２は、制御信号にしたがって、ディジタルオーディオ信号を復号かつ増幅する。本質的には、音声ピクセル１２は、一体型ディジタルアナログ変換器を備えた、分配されたアクティブスピーカアレイを提供する。音声再生面１０は、変形可能であることが好ましい。したがって、音声ピクセル１２を２次元または３次元構成に配列することができる。いくつかのハイエンドビデオ開催場所において、スクリーンの曲率に対応するように、面１０を２７０度以上の弧を描くように曲げてもよい。テーマパークなどの他の適用において、面１０を球状に曲げてもよい。一方、いくつかの設置では、平坦な平面形状の面１０を必要とするだけでもよい。ポイントは、プレイバックアーキテクチャが広範囲の要求に対応できるほど適応性があることである。音声再生面１０を構成する音声ピクセル１２の数も、フレキシブルである。イメージングシステムのように、エネルギー生成要素の数が多いほど、再構成された「イメージ」の解像度が高い。本発明において、いくつかの適用例では少数のピクセル１２しか必要とせず、他の適用例では多数のピクセル１２を必要としてもよい。典型的には、音声ピクセルの数は、物理的制限の関数ではなく、コストおよび空間を考慮した関数である。さらに進んだ「仮想現実感」システムにおいて、音声再生における完全なリアリズムのために３６０度の球で参加者を取り囲む音声再生面に何千もの音声ピクセル１２を組み入れることが考えられる。図４は、プレイバックが応答入力により静的モードで発生する音声再生面１０およびそのエレクトロニクスの構成要素を示すブロック図である。たとえば、本発明の一実施形態では、制御パッドもしくはジョイスティック、赤外線センサ、超音波センサ、または他の技術上周知の装置であり得るリモートセンサ５０から入力を加える。これらのリモートセンサからの入力５０は、５２で受け取られ、５４で処理されて、データ記憶装置５６からどのデータストリームを検索するかを決定するための選択／イネーブル信号を与える。ディジタル記憶装置５６から検索されたデータストリームは、記憶装置４８から検索されたデータストリームと組み合わされるか、このデータストリームによって制御されるかまたは変形される。図５は、プレイバックが応答入力およびリアルタイムオーディオにより動的モードで発生する音声再生面およびそのエレクトロニクスの構成要素を示すブロック図である。たとえば、本発明の一実施形態では、１以上のマイクロフォンからディジタル化されたリアルタイムオーディオ５０を加える。これらのリアルタイム入力５０、およびリモートセンサからの入力５０は、６０で受け取られ、６２で処理されて、データ記憶装置５６からどのデータストリームを検索するかを決定するための選択／イネーブル信号を与える。さらに、プロセッサ６２は、リアルタイムディジタルオーディオデータストリームのローカルＤＳＰ制御データおよびＰチャネルを発生することができる。ディジタル記憶装置４８および記憶装置５６から検索されたデータストリームは、リアルタイムオーディオデータストリームと組み合わせることができる。図６は、複数の音声再生面の構成要素および相互接続を示すブロック図である。マスタプロセッサ６４は、複数のプレイバックシステムと相互接続され、プレイバックシステム間の相互接続を制御する。マスタプロセッサ６４は、音声ピクセル１２の特定のアレイを制御するローカルプロセッサ６６に接続されている。各ローカルプロセッサ６６は、順に、ディジタルオーディオおよび制御信号ドライバ４４、ならびにディジタルオーディオ記憶装置４８に接続されている。図７は、グローバルディジタル信号処理を用いた静的音声ピクセル１２の構成要素を示すブロック図である。音声ピクセル１２は、受信部６８においてディジタルオーディオデータを受け取り、受信部７０において制御信号を受け取る。ディジタルオーディオ受信部６８は、ディジタルオーディオ信号を処理し、パルスコード変調（ＰＣＭ）ディジタルオーディオおよびタイミングデータに変換する。制御データ受信部７０は、イネーブルおよび同期データからなる制御信号を処理し、イネーブルおよび同期信号をＤ／Ａ変換器７２に伝送する。Ｄ／Ａ変換器7２は、モノラルアナログオーディオ信号を増幅器およびローパスフィルタ（ＬＰＦ）７４に伝送し、音声ピクセル１２のトランスデューサ７６を駆動する。図８は、ローカルディジタル信号処理を用いた動的音声ピクセル１２の構成要素を示すブロック図である。本実施形態において、ローカルＤＳＰ７８は、ディジタルオーディオデータおよび制御信号を処理する。ＤＳＰ７８は、ディジタルオーディオ信号および制御データを、ＰＣＭディジタルオーディオおよびタイミングデータ、同期データ、ならびにイネーブルデータに変換し、Ｄ／Ａ変換器７２に伝送する。図９は、音声ピクセル１２のためのサテライトネットワークの構成要素を示すブロック図である。本実施形態において、「マスタ」音声ピクセル１２に伝送されたディジタルオーディオおよび制御信号は、同時に「サテライト（satellite ）」音声ピクセル１２に与えられる。サテライト音声ピクセル１２は、マスタ音声ピクセル１２に伝送されたデータストリームを変更または処理する構成要素８０を含む。サテライト音声ピクセル１２は、ゲイン、遅延などの特性を変更してもよく、データストリームのフィルタ処理を行ってもよい。図１０は、アナログ信号処理を備えたサテライト音声ピクセル１２の構成要素を示すブロック図である。本実施形態において、サテライト音声ピクセル１２は、受信部８２においてマスタ音声ピクセルからのアナログオーディオ信号を受け取る。アナログオーディオ信号は、遅延および音量制御回路８４によって変形される。遅延および制御回路８４は、手動調整または受信部８６により受け取られたＭＩＤＩコマンドによって制御される。遅延および音量制御回路８４の出力は、トランスデューサ７６を駆動する前に、７４で増幅かつフィルタ処理される。図１１は、アナログ信号処理を備えたサテライト音声ピクセル１２の構成要素を示すブロック図である。本実施形態において、ローカルＤＳＰ７８は、マスタ音声ピクセルに伝送されたディジタルオーディオデータおよび制御信号を処理する。ＤＳＰ７８は、ディジタルオーディオ信号および制御データを、ＰＣＭディジタルオーディオおよびタイミングデータ、同期データ、ならびにイネーブルデータに変換し、Ｄ／Ａ変換器７２、増幅器およびローパスフィルタ７４、ならびにトランスデューサ７６に伝送する。図１２は、ディジタル処理を利用し、ＭＩＤＩインタフェースを有するサテライト音声ピクセル１２の構成要素を示すブロック図である。本実施形態において、遅延および音量制御回路８４を制御するために、ＭＩＤＩ受信部８６によって受け取られたＭＩＤＩコマンドが使用される。図１３は、ディジタル処理を利用し、他のサテライト音声ピクセル１２へのアナログ出力を有するサテライト音声ピクセル１２の構成要素を示すブロック図である。本実施形態において、ローカルＤＳＰ７８は、マスタ音声ピクセル１２に伝送されたディジタルオーディオデータおよび制御信号を処理する。制御信号は、サテライトデータ、フィルタ処理データ、およびタイミングデータを含む。ＤＳＰ７８は、ディジタルオーディオ信号および制御データを、ＰＣＭディジタルオーディオおよびタイミングデータ、同期データ、ならびにイネーブルデータに変換し、Ｄ／Ａ変換器７２に伝送する。Ｄ／Ａ変換器７２の出力は、増幅器およびローパスフィルタ７４ならびにトランスデューサ７６を駆動するために使用され、アナログドライバ８８を介して他のサテライト音声ピクセル１２と共有される。図１４は、ディジタル処理を利用し、他のサテライト音声ピクセル１２へのディジタル出力を有するサテライト音声ピクセル１２の構成要素を示すブロック図である。本実施形態において、ローカルＤＳＰ７８は、フィルタ処理されたＰＣＭディジタルオーディオおよびタイミングデータを、ＡＥＳ／ＥＢＵフォーマッタ９０およびＲＳ４８５ドライバ９２、ならびにＤ／Ａ変換器７２に出力する。音声バブル図１５Ａ〜１５Ｄは、本発明の教示にしたがって構成された音声バブル（音声密閉空間、sound bubble）９４または音声テントの様々な斜視図を示すブロック図である。音声バブル９４の壁は、本発明の音声再生面１０によって形成される。一般に、面１０は、様々な数の音声ピクセル１２を組み入れた組織を含む。さらに、エンクロージャは、ビデオ画像を発生させる際に使用されるモニタ９６を含んでもよい。音声バブル９４は、主に、ビデオゲーム機の向上を意図したものである。別の実施形態では、音声バブル９４を、ヘルメットもしくはバイザ、または他の同様の個人向け装置に組み入れる。図１６Ａおよび図１６Ｂは、柔らかいスピーカ構成を含み得る音声バブル９４の左パネル９８および右パネル１００を示す。左パネル９６は、スーパーツィータ１０２およびサブウーファ１０４を含む。スーパーツィータ１０２とサブウーファ１０４との間には、アレイ要素または音声ピクセル１０６〜１１０（１Ｌ、２Ｌおよび３Ｌとも表記する）がある。右パネル１００も、スーパーツィータ１１２およびサブウーファ１１４ならびにアレイ要素または音声ピクセル１１６〜１２０（１Ｒ、２Ｒおよび３Ｒとも表記する）を含む。図１７は、音声バブル９４の後方パネル１２２を示す。後方パネル１２２は、スーパーツィータ１２６と、サブウーファ１２８と、二つのフレキシブル電気接続パネル１３０および１３２との間に配置された一つのアレイ要素または音声ピクセル１２４（１Ｒとも表記する）を有する。図１８は、音声バブル９４のトップパネル１３４を示す。トップパネル１３４は、トップパネル１３４のそれぞれの側の二つのフレキシブル接続パネル１３８および１４０の間に配置された一つのアレイ要素またはスタンドピクセル（stan d pixel）１３６を有する。フレキシブル接続パネル１３８および１４０は、それぞれ端部に配置されたフロントフラップ１４２および１４４を有する。図１９は、音声バブル９４の動作を制御するために使用される電気的構成要素のブロック図である。入力は、典型的には、たとえばＣＤ−ＲＯＭまたはカートリッジゲームから受け取ったディジタルオーディオ入力を含む。ディジタルオーディオは、ディジタル受信部１４６に送られ、ディジタル受信部１４６は、ディジタルオーディオ入力を処理し、左データ、右データ、およびワードクロック／ビットクロックに変換する。ディジタル受信部１４６によって処理された全データは、伸張処理およびオーバサンプリング装置１４８に送られる。伸張処理およびオーバサンプリング装置１４８は、左データ、右データ、およびワードクロック／ビットクロックを処理し、８ビットディジタル信号に変換する。８ビットディジタル信号は、ルーチング装置１５０に送られる。ルーティング装置１５０は、８ビットディジタル信号をフィルタバンク１５２へルーティング処理をする。フィルタバンク１５２は、アレイ要素のための８個の信号、スーパーツィータのための４個の超高音信号（supersonic signals）、およびサブウーファのための３個の超重低音信号（subsonic signals）を発生する。アレイ要素のための８個の信号は、増幅器および音量制御アレイ１５４に送られる。増幅器および音量制御アレイ１５４は、ユーザ音量制御入力も受け取る。増幅器および音量制御アレイ１５４は、アレイ要素または音声ピクセル１２のための信号を生じる。スーパーツィータのための４個の超高音信号およびサブウーファのための３個の超重低音信号は、スーパーツィータおよびサブウーファ増幅器および音声制御アレイ１５６に送られる。スーパーツィータおよびサブウーファ増幅器および音声制御アレイ１５６は、ユーザ音量制御入力も受け取る。スーパーツィータおよびサブウーファ増幅器および音量制御アレイ１５６は、ユーザ音量制御入力、超高音信号、および超重低音信号を混合し、得られた信号をスーパーツィータおよびサブウーファに送る。結論ここで、本発明の好ましい実施形態の説明を結論づける。好ましい実施形態の先の説明は、例示および説明のために提示された。余すところがないこと、または本発明を開示された厳密な形式に限定することは意図されていない。上記の教示に鑑み、多くの変形および変更が可能である。本発明の範囲は、この詳細な説明ではなく、添付の請求の範囲によって限定されることが意図されている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年３月２日（１９９８．３．２）【補正内容】請求の範囲１．音声再生システムであって、（ａ）複数のデータストリームを記憶させるためのデータ記憶装置（４８）を含み、各データストリームが、音響エネルギー源の１以上の要素を含んでおり、前記音声再生システムは、（ｂ）列および行に配列された複数の音声ピクセル（１２）からなる変形可能２次元音声再生面（１０）を含み、前記音声ピクセル（１２）が、音響エネルギーを発生するためのアドレス指定可能トランスデューサを含み、前記音声再生面（１０）が変形可能であるので、前記音声ピクセル（１２）を２次元または３次元構成に配列することができ、前記音声再生システムはさらに、（ｃ）前記面（１０）および前記データ記憶装置（４８）に接続され、前記データ記憶装置（４８）から前記データストリームを検索し、前記検索されたデータストリームの各々を特定の音声ピクセル（１２）に伝送するためのオーディオプレイバック装置（４４）を含み、前記音声ピクセル（１２）が、前記データストリームによって同期され、連結され、空間を通って放射・移動する前記音響エネルギー源の時間ラインを再生することを特徴とする音声再生システム。２．オーディオ素材を前記複数のデータストリームに分解するための手段（１４）と、前記データストリームを前記データ記憶装置（４８）に記憶させるための手段とをさらに含む請求項１に記載の音声再生システム。３．音響プレイバック環境のモデルを作成し、前記音響プレイバック環境内の伝播音響エネルギーのモデルを作成するための手段と、前記伝播音響エネルギーのモデルを前記複数のデータストリームに変換するための手段とをさらに含む請求項２に記載の音声再生システム。４．前記音声ピクセル（１２）が各々、前記データストリームの制御中に音声を発生する全範囲オーディオトランスデューサを含む請求項１に記載の音声再生システム。５．前記オーディオプレイバック装置（４４）がさらに、外部刺激に応答して前記データストリームを変形するための動的モード手段を含む請求項１に記載の音声再生システム。６．オブジェクトの移動を追跡するリモートセンサ（５０）から入力を受け取るための手段（５２）をさらに含む請求項５に記載の音声再生システム。７．前記リモートセンサ（５０）からの前記入力に応答して前記データストリームを変形するための手段をさらに含む請求項６に記載の音声再生システム。８．オーディオ入力（５８）を受け取り、前記オーディオ入力に応答して前記データストリームを変形するための手段（６０）をさらに含む請求項１に記載の音声再生システム。９．前記音声ピクセル（１２）のうちの一つに接続された複数のサテライト音声ピクセル（１２）をさらに含む請求項１に記載の音声再生システム。１０．各サテライト音声ピクセル（１２）がさらに、前記接続された音声ピクセル（１２）のための前記データストリームを受け取って処理し、前記接続された音声ピクセルの音声発生特性を変更するための手段（８０）を含む請求項９に記載の音声再生システム。１１．前記変更された音声発生特性が、ゲイン、遅延、および周波数からなるグループから選択される請求項１０に記載の音声再生システム。１２．多数の音声再生面（１０）を互いに相互接続するための手段をさらに含む請求項１に記載の音声再生システム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．音声再生システムであって、（ａ）データ記憶手段が取り付けられたコンピュータを含み、前記コンピュータが、オーディオ素材を複数の離散的音声データストリームに分解するための手段と、前記音声データストリームを前記データ記憶手段に記憶させるための手段とを含み、前記音声再生システムはさらに、（ｂ）前記データ記憶手段に接続された、複数の音響エネルギー発生要素を備えたオーディオプレイバックシステムを含み、音声を発生する要素はそれぞれ、離散的アドレス指定可能な出力位置を持ち、前記オーディオプレイバックシステムがさらに、前記データ記憶手段から前記音声データストリームを検索するための手段と、前記検索された音声データストリームに応答して前記音響エネルギー発生要素を制御するための手段とを含む音声再生システム。２．前記コンピュータがさらに、音響プレイバック環境のモデルを作成するための手段と、前記音響プレイバック環境内の伝播音響エネルギーのモデルを作成するための手段と、前記伝播音響エネルギーのモデルを前記音声データストリームに変換するための手段とを含む請求項１に記載の発明。３．前記音響エネルギー発生要素が各々、前記音声データストリームの制御中に音声を発生する全範囲オーディオトランスデューサを含む請求項１に記載の発明。４．前記オーディオプレイバックシステムがさらに、外部刺激に応答して前記音声データストリームを変形するための動的モード手段を含む請求項１に記載の発明。５．音声再生システムであって、（ａ）複数の音声ピクセルからなる変形可能２次元音声再生面を含み、前記音声ピクセルが、音響エネルギーを発生するためのアドレス指定可能トランスデューサを含み、前記音声再生システムはさらに、（ｂ）前記面に接続された、複数のデータストリームを記憶させるための記憶装置を含み、各データストリームが、音響エネルギー源の１以上の要素を含み、前記音声再生システムはさらに、（ｃ）前記面および前記記憶装置に接続され、前記記憶装置から少なくとも一つのデータストリームを検索し、前記データストリームを特定の音声ピクセルに伝送するための処理手段を含み、前記音声ピクセルが、前記データストリームによって同期され、連結され、空間を通って放射・移動する前記音響エネルギー源の時間ラインを再生する音声再生システム。６．前記音声ピクセルがトランスデューサである請求項５に記載の発明。７．オブジェクトの移動を追跡するリモートセンサから入力を受け取るための手段をさらに含む請求項５に記載の発明。８．前記リモートセンサからの前記入力に応答して前記データストリームを変形するための手段をさらに含む請求項７に記載の発明。９．オーディオ入力を受け取り、前記オーディオ入力に応答して前記データストリームを変形するための手段をさらに含む請求項５に記載の発明。１０．前記音声ピクセルのうちの一つに接続された複数のサテライト音声ピクセルをさらに含む請求項５に記載の発明。１１．各サテライト音声ピクセルがさらに、前記接続された音声ピクセルのための前記データストリームを受け取って処理し、前記接続された音声ピクセルの音声発生特性を変更するための手段を含む請求項５に記載の発明。１２．前記変更された音声発生特性が、ゲイン、遅延、および周波数からなるグループから選択される請求項１１に記載の発明。１３．多数の音声再生面を互いに相互接続するための手段をさらに含む請求項５に記載の発明。１４．音声設計システムであって、モニタおよびモニタに接続されたデータ記憶装置を備えたコンピュータを含み、前記コンピュータが、３次元空間の音響性質をモデル化するための手段と、前記３次元空間における伝播音響エネルギー源の音響特性をモデル化するための手段と、前記モデル化された音響性質および前記モデル化された音響特性を複数のデータストリームに変換するための手段とを含み、前記データストリームの各々が、トランスデューサアレイ内の複数のトランスデューサのうちの一つを制御する音声設計システム。１５．前記３次元空間が、前記コンピュータに接続された前記モニタ上に表示されたグラフィカルオブジェクトとして表わされる請求項１４に記載の発明。１６．前記音響エネルギー源が、前記コンピュータに接続された前記モニタ上に表示されたグラフィカルオブジェクトとして表わされる請求項１５に記載の発明。１７．ビデオゲームシステムであって、（ａ）エンクロージャとして構成された変形可能２次元音声再生面を含む音声バブルを含み、前記面が複数の音声ピクセルからなり、前記音声ピクセルが音響エネルギーを発生するためのアドレス指定可能トランスデューサを含み、前記ビデオゲームシステムはさらに、（ｂ）前記音声バブル、モニタ、およびデータ記憶手段に接続された、ビデオゲームプログラムの制御中にオペレータと相互作用するためのコンピュータを含み、前記相互作用手段が、前記データ記憶手段から少なくとも一つのデータストリームを検索するための手段と、前記データストリームを前記音声バブル内の特定の音声ピクセルに伝送するための手段と、前記オペレータからの前記入力に応答して前記データストリームを変形するための手段とを含み、前記音声ピクセルが、前記データストリームによって同期され、連結されて、前記ビデオゲーム内に表わされている音響エネルギー源を再生するビデオゲームシステム。