JP2013507796A - 記録された音場の再構築 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】記録された音場を再構築するための機器(10)は、音場を測定して記録されたデータを取得するための検知装置(12)を含む。信号処理モジュール(14)は、検知装置(12)と通信し、(a)記録された音場のスパース性を推定すること、及び、(b)記録された音場を再構築することができるように平面波信号を取得すること、のうちの少なくとも1つのために記録されたデータを処理する。
【選択図】図1
Description
本出願は、本明細書にその内容が参照により完全に組み込まれる、2009年10月7日出願のオーストラリア特許仮出願第2009904871号の優先権を主張する。
y=Ψx
式中、Ψは基本関数の基準であり、xにおける係数はほとんどすべてヌルである。xにおけるS個の係数がヌル以外である場合、観察された現象がスパース領域ΨにおいてSスパースであると言う。
||A||1−2=||u||1
によって得られ、この場合、
であり、u[i]は、uのi番目の要素であり、A[i,j]は、Aのi番目の行及びj番目の列の要素である。
又は比率の対数
を計算することによって、xjと比較して成分xiの相対値を測定することができる。比率又はログ比が何らかの特定の閾値、すなわちθthを超える場合、xiは、xjと比較して優位な成分と考えられ得る。
は、畳込みを意味する数学的演算子である。この演算子は、時間信号のベクトルによる(一般の行列として表される)フィルタの行列の畳込みを表すために使用され得る。例えば、
は、x(t)の対応する時間信号のベクトルによるフィルタの行列M(t)の畳込みを表す。M(t)の各エントリはフィルタであり、M(t)の各列に沿って並ぶエントリは、時間信号x(t)のベクトルに含まれる時間信号に対応する。M(t)の各行に沿って並ぶフィルタは、出力信号のベクトルy(t)における異なる時間信号に対応する。具体例として、x(t)は、1組のマイクロフォン信号に対応し、一方、y(t)は、1組のHOA領域の時間信号に対応し得る。この場合、式
は、マイクロフォン信号がM(t)の各行によって得られる1組のフィルタでフィルタ処理され、次いで合計されて、y(t)でHOA領域成分信号のうちの1つに対応する時間信号を提供することを示す。
音場を測定して記録されたデータを取得するための検知装置と、
検知装置と通信し、
(a)記録された音場のスパース性を推定すること、及び
(b)記録された音場を再構築することができるように平面波信号及びその関連のソース方向を取得することのうちの少なくとも1つのために記録されたデータを処理する信号処理モジュールと
を含む。
時間領域技術及び周波数領域技術のうちの一方を使用して、スパース領域における記録されたデータを解析するステップと、
記録された音場を再構築することができるように、選択された技術から生成された平面波信号及びその関連のソース方向を取得するステップと
を含む。
を計算することによって、1組の平面波基準方向と関連したHOA方向ベクトル上に混合行列MICAを投影するステップを含み得る。式中、
は、平面波基準方向と関連した実数値(複素数値)のHOA方向行列の転置(エルミート共役)であり、
におけるハット演算子は、その行列がHOA次数Mに切り捨てられたことを示す。
を計算することによって、記録されたデータのスパース性Sを推定するステップを含み得る。式中、Nplwは、平面波基準方向の数である。
当該方法は、特異値分解をBHOAに適用して、行列分解
BHOA=USVT
を取得するステップを含み得る。
Ω=USreduced
によって得られる行列Ωを形成するステップを含み得る。
||YplwΓ−Ω||L2≦ε1の条件で、||Γ||L1−L2を最小にする問題である。
Yplwは、列が何らかの1組の解析平面波に対応する1組の方向についての球面調和関数の値である行列(高い球面調和次数に切り捨てられる)であり、
ε1は、負でない実数である。
式中、VTは、BHOAの行列分解から取得される。
式中、ΠL−1は、L−1時間フレームについての混合行列であり、
αは、0≦α≦1となるような忘却因子である。
Gplw−smooth=ΠLBHOA
を計算することによって、記録されたデータのスパース性を推定するステップを含み得る。式中、Nplwは、解析平面波基準方向の数である。
の条件で、||gplw−cs||1を最小にする問題である。
Tplw/micは、平面波とマイクロフォンとの間の伝達行列であり、
smicは、マイクロフォンアレイによって記録される信号の組であり、
ε1は、負でない実数である。
及び
の条件で、||gplw−cs||1を最小にする問題である。
Tplw/micは、平面波とマイクロフォンとの間の伝達行列であり、
smicは、マイクロフォンアレイによって記録される信号の組であり、
ε1は、負でない実数であり、
Tplw/HOAは、平面波とHOA領域フーリエ展開との間の伝達行列であり、
bHOAは、Tmic/HOAがマイクロフォンとHOA領域フーリエ展開との間の伝達行列である場合、bHOA=Tmic/HOAsmicによって得られる1組のHOA領域フーリエ係数であり、
ε2は、負でない実数である。
の条件で、||gplw−cs||1を最小にする問題である。
Tplw/micは、平面波とマイクロフォンとの間の伝達行列であり、
Tmic/HOAは、マイクロフォンとHOA領域フーリエ展開との間の伝達行列であり、
bHOAは、bHOA=Tmic/HOAsmicによって得られる1組のHOA領域フーリエ係数であり、
ε1は、負でない実数である。
及び
の条件で、||gplw−cs||1を最小にする問題である。
Tplw/micは、平面波とマイクロフォンとの間の伝達行列であり、
ε1は、負でない実数であり、
Tplw/HOAは、平面波とHOA領域フーリエ展開との間の伝達行列であり、
bHOAは、Tmic/HOAがマイクロフォンとHOA領域フーリエ展開との間の伝達行列である場合、bHOA=Tmic/HOAsmicによって得られる1組のHOA領域フーリエ係数であり、
ε2は、負でない実数である。
BHOA=[bHOA(t1),bHOA(t2),・・・,bHOA(tN)]
の条件で、||βplw−cs||1を最小にする問題である。
γ=BHOAbomniであり、
Tplw/HOAは、平面波とHOA領域フーリエ展開との間の伝達行列であり、
ε1は、負でない実数である。
及び
の条件で、||βplw−cs||1を最小にする問題である。
γ=BHOAbomniであり、
Tplw/HOAは、平面波とHOA領域フーリエ展開との間の伝達行列であり、
ε1は、負でない実数であり、
ε2は、負でない実数である。
を形成し、次いでβplw−csにおけるゼロ以外の成分に対応する列のみを保持することによって
を
に縮小するステップを含むことができ、式中、
は平面波基準についてのHOA方向行列であり、
におけるハット演算子は、その行列が何らかのHOA次数Mに切り捨てられたことを示す。
により計算するステップを含み得る。さらに、gplw−cs(t)が平面波基準に一致するように、ゼロの時間信号の行を挿入することによって、gplw−cs−reduced(t)を拡大して、gplw−cs(t)を取得するステップを含み得る。
の条件で、||Gplw||L1−L2を最小にする問題である。
Yplwは、列が何らかの組の解析平面波に対応する1組の方向についての球面調和関数の値である行列(高い球面調和次数に切り捨てられる)であり、
ε1は、負でない実数である。
式中、ΠL−1は、L−1時間フレームについての非混合行列を指し、
αは、0≦α≦1となるような忘却因子である。
BHOA=USVT
を取得するステップを含み得る。
Ω=USreduced
によって得られる行列Ωを形成するステップを含み得る。
の条件で、||Γ||L1−L2を最小にする問題である。
ε1及びYplwは、上記に定義した通りである。
式中、VTは、BHOAの行列分解から取得される。
式中、ΠL−1は、L−1時間フレームについての非混合行列であり、
αは、0≦α≦1となるような忘却因子である。
Gplw−smooth=ΠLBHOA
式中、Pphw/spkは、スピーカパニング行列(loudspeaker panning matrix)である。
を計算することによって、gplw−cs(t)をHOA領域に変換し直すステップを含み得る。式中、bHOA−highres(t)は、任意のHOA領域次数に展開することができるgplw−cs(t)の高分解能のHOA領域表現であり、
は、平面波基準のHOA方向行列であり、
におけるハット演算子は、その行列が何らかのHOA次数Mに切り捨てられたことを示す。方法は、HOAデコード技術を使用して、bHOA−highres(t)をgspk(t)にデコードするステップを含み得る。
この式中、Pplw/hph(t)は、1組の平面波方向に対応するフィルタの頭部インパルス応答行列である。
を計算することによって、1組の平面波基準方向と関連したHOA方向ベクトル上に混合行列MICAを投影するステップを含み得る。式中、
は、平面波基準と関連した実数値(複素数値)のHOA方向行列の転置(エルミート共役)であり、
におけるハット演算子は、その行列が何らかのHOA次数Mに切り捨てられたことを示す。
により推定するステップを含み得る。代わりに、当該方法は、周波数領域において動作して、smic(t)のFFTとしてsmicを計算することによってgplw−ica−reduced(t)を推定するステップを含み得る。
を計算することによって、1組の平面波基準方向と関連したHOA方向ベクトル上に混合行列MICAを投影するステップを含み得る。式中、
は、平面波基準と関連した実数値(複素数値)のHOA方向行列の転置(エルミート共役)であり、
におけるハット演算子は、その行列が何らかのHOA次数Mに切り捨てられたことを示す。
式中、Pplw/spkは、スピーカパニング行列である。
を計算することによって、gplw−ica(t)をHOA領域に変換し直すステップを含み得る。式中、bHOA−highres(t)は、任意のHOA領域次数に展開することができるgplw−ica(t)の高分解能のHOA領域表現であり、
は、平面波基準のHOA方向行列であり、
におけるハット演算子は、その行列が何らかのHOA次数Mに切り捨てられたことを示す。
式中、Pplw/hph(t)は、1組の平面波方向に対応するフィルタの頭部インパルス応答行列である。
は、球面調和領域とマイクロフォン信号との間の伝達行列であり、行列
は、以下の通り次数Mに切り捨てられる。
式中、
は、列が球面調和関数
の値である行列の転置であり、式中、(rl,θl,φl)はl番目のマイクロフォンについての極座標であり、
におけるハット演算子は、その行列が何らかの次数Mに切り捨てられたことを示し、
は、係数が
によって定義される対角行列であり、式中、Rは、マイクロフォンアレイの球体の半径であり、hm (2)は、第2の種類の次数mの球ハンケル関数であり、jmは、次数mの球ベッセル関数であり、j’’m及びh’m (2)はそれぞれjm及びhm (2)の派生物である。この場合もまた、
におけるハット演算子は、その行列が何らかの次数Mに切り捨てられたことを示す。
は、低次のM(M<M’’)に切り捨てられたことを除いて、Yplwと類似する。
Tplw/mic=Tsph/micYplw
式中、Tsph/micは、上記で定義された通りである。
ステップ2.2で、ステップ2.2.A及びステップ2.2.Bの利用可能な2つの異なるオプションがある。ステップ2.2.Aで、SPM14は、HOA領域においてICAを適用することによって、音場のスパース性を推定する。代わりに、ステップ2.2.Bで、SPM14は、圧縮サンプリング技術を使用して音場のスパース性を推定する。
を計算することによって取得され、式中、
は、定義済み行列
の転置である。
の通り計算する。式中、Nplwは、解析平面波基準方向の数である。
BHOA=[bHOA(t1),bHOA(t2),・・・,bHOA(tN)]
γ=BHOAbomni
の通り計算する。式中、bomniは、列ベクトルとして表されるbHOA(t)の全方向のHOA成分である。
の通り計算し、式中、Nplwは、解析平面波基準方向の数である。
及び
の条件で、||βplw−cs||1を最小にする問題である。
γ、ε1は上記で定義された通りであり、
Tplw/HOAは、定義済み行列のうちの1つであり、
ε2は、負でない実数である。
を形成し、次いでβplw−csにおけるゼロ以外の成分に対応する列のみを保持することによって、
を
に縮小する。式中、
は平面波基準のHOA方向行列であり、
におけるハット演算子は、その行列が何らかのHOA次数Mに切り捨てられたことを示す。
により計算する。さらに、ステップ3.B.1で、SPM14は、smic(t)のFFT、smic、及び/又はbHOA(t)のFFT、bHOAを計算する。
の条件で、||gplw−cs||1を最小にする問題である。
Tplw/micは、定義済み行列のうちの1つであり、
smicは、上記で定義された通りであり、
ε1は、負でない実数である。
及び
の条件で、||gplw−cs||1を最小にする問題である。
Tplw/mic、Tplw/HOAはそれぞれ、定義済み行列のうちの1つであり、
smic、bHOA、ε1は、上記で定義された通りであり、
ε2は、負でない実数である。
の条件で、||gplw−cs||1を最小にする問題である。
Tplw/mic、Tplw/HOAはそれぞれ、定義済み行列のうちの1つであり、
bHOA、及びε1は、上記で定義された通りである。
及び
の条件で、||gplw−cs||1を最小にする問題である。
Tplw/mic、Tplw/HOA、Tmic/HOAはそれぞれ、定義済み行列のうちの1つであり、
bHOA、ε1、及びε2は、上記で定義された通りである。
により計算する。
を計算することによって取得され、式中、
は、定義済み行列
の転置である。
を使用して、gplw−ica−reduced(t)を計算する。代わりに、ステップ3.C.2.A.4.Bで、SPM14は、マイクロフォン信号smic(t)及び行列Tplw/micを使用して、gplw−ica−reduced(t)を計算する。
における平面波方向ベクトルを削除することによって、行列
を縮小して、行列
を取得する。
gplw−ica−reduced=pinv(Tplw/mic−reduced)smic
の通り計算し、式中、Tplw/mic−reduced及びsmicは、上記で定義された通りである。
を計算することによって取得され、式中、
は、定義済み行列
の転置である。
の通り計算する。次いでSPM14は、時間が行列BHOAの行に沿って並び、様々なHOA次数が行列BHOAの列に沿って並ぶように、bHOA(t)における各信号をBHOAの行に沿って並ぶように設定することによって、HOA信号のベクトルbHOA(t)から、行列BHOAを計算する。より詳細には、SPM14は、所与の時間フレームLにわたってbHOA(t)をサンプリングして、時刻t1〜tNにおいて時間サンプルの集まりを取得する。したがって、SPM14は、各時刻で1組のHOA領域ベクトルbHOA(t1),bHOA(t2),・・・,bHOA(tN)を取得する。SPM14は、以下によって行列BHOAを形成する。
BHOA=[bHOA(t1),bHOA(t2),・・・,bHOA(tN)]
の条件で、||Gplw||L1−L2を最小にする問題である。
Yplwは、定義済み行列のうちの1つであり、
BHOAは、上記で定義した通りであり、
ε1は、負でない実数である。
式中、ΠL−1は、L−1時間フレームについての非混合行列を指し、αは、0≦α≦1となるような忘却因子であり、BHOAは、上記で定義された通りである。
式中、ΠL及びBHOAは、上記で定義された通りである。
BHOA=USVT
Ω=USreduced
の条件で、||Γ||L1−L2を最小にする問題である。
Yplwは、定義済み行列のうちの1つであり、
Ωは、上記で定義された通りであり、
ε1は、負でない実数である。
式中、VTは、上述したように、BHOAの行列分解から取得される。次いでSPM14は、重畳加算技術を使用して、Gplwから直接gplw−cs(t)を計算する。
式中、ΠL−1は、L−1時間フレームについての非混合行列を指し、αは、0≦α≦1となるような忘却因子であり、Γ及びΩは、上記で定義された通りである。
式中、ΠL及びBHOAは、上記で定義した通りである。
式中、
は、定義済み行列のうちの1つであり、
におけるハット演算子は、その行列が何らかのHOA次数Mに切り捨てられたことを示す。
式中、Nspkは、スピーカの数であり、
は、列が球面調和関数
の値である行列の転置であり、式中、(rk,θk,φk)はk番目のスピーカについての極座標であり、
におけるハット演算子は、その行列が何らかの次数Mに切り捨てられたことを示し、
bHOAは、HOA領域において表される再生信号である。
を使用して制御され得る。ε2がゼロであるとき、圧縮サンプリングの解は、標準HOAの解と同じである。SPM14は、音場の計算されたスパース性に従って、ε2の値を動的に設定することができる。
図24A〜図24Cを参照すると、このシミュレーションでは、2kHzの4つの音源が使用された。HOAの解が図24Aに示され、最初の音場が図24Bに示され、本開示の技術を使用した解が図24Cに示される。明確に、記載された方法は、標準のHOA方法よりよく機能する。
図25A〜図25Cを参照すると、このシミュレーションでは、16kHzの12の音源が使用された。上述したように、HOAの解が図25Aに示され、最初の音場が図25Bに示され、本開示の技術を使用した解が図25Cに示される。図25A〜図25Cの結果は、マイクロフォンアレイのシャノン−ナイキスト空間エイリアシング制限外で取得され、しかし音場の正確な再構築を依然として提供することを、当業者であれば理解されたい。
Claims (89)
- 記録された音場を再構築するための機器であって、
前記音場を測定して記録されたデータを取得するための検知装置と、
前記検知装置と通信し、
(a)前記記録された音場のスパース性を推定すること、及び
(b)前記記録された音場を再構築することができるように平面波信号及びその関連のソース方向を取得することのうちの少なくとも1つのために前記記録されたデータを処理する信号処理モジュールと、
を含む機器。 - 前記検知装置がマイクロフォンアレイを備える請求項1に記載の機器。
- 前記マイクロフォンアレイが、バフル付きアレイ及びオープン球状マイクロフォンアレイ、のうちの1つである請求項2に記載の機器。
- 前記信号処理モジュールが、前記記録されたデータの前記スパース性を推定するように構成された請求項1〜3のいずれか一項に記載の機器。
- 前記信号処理モジュールが、
前記記録された音場を解析して、前記音場における前記ソースを分離し、前記ソース方向を識別する1組の平面波信号を取得し、前記音場を再構築できるように構成された請求項1〜4のいずれか一項に記載の機器。 - 前記信号処理モジュールが、不要なアーチファクトを低減するために前記1組の平面波信号を変更するように構成された請求項5に記載の機器。
- 前記機器は、
前記再構築された音場を再生するための再生装置、を含む請求項1〜6のいずれか一項に記載の機器。 - 前記信号処理モジュールが、前記再構築された音場を再生するためにどの再生装置が使用されるかに基づいて前記記録されたデータを変更するように動作可能である請求項7に記載の機器。
- 記録された音場を再構築する方法であって、
時間領域技術及び周波数領域技術のうちの一方を使用して、スパース領域における記録されたデータを解析するステップと、
前記記録された音場を再構築することができるように、前記選択された技術から生成された平面波信号及びその関連のソース方向を取得するステップと、
を含む、当該方法。 - 前記方法は、
音響検知装置を使用して、1組の信号smic(t)の形で前記記録されたデータを取得するために、前記音場の音声の時間フレームを記録するステップ、を含む請求項9に記載の方法。 - 前記方法は、
前記記録された音場の前記スパース性を計算するために、HOA領域においてICAを適用することによって、前記記録された音場の前記スパース性を推定するステップ、を含む請求項9又は請求項10に記載の方法。 - 前記方法は、
前記HOA領域における前記記録された音場を解析してHOA領域の時間信号のベクトルbHOA(t)を取得し、信号処理技術を使用してbHOA(t)から混合行列MICAを計算するステップ、を含む請求項11に記載の方法。 - 前記方法は、
前記記録された音場の前記スパース性を計算するために圧縮検知又は凸最適化技術を使用して記録されたデータを解析することによって、前記記録された音場の前記スパース性を推定するステップ、
を含む請求項9又は請求項10に記載の方法。 - 前記方法は、
前記HOA領域における前記記録された音場を解析してHOA領域の時間信号のベクトルbHOA(t)を取得するステップと、
所与の時間フレームLにわたってHOA領域の時間信号の前記ベクトルをサンプリングして、時刻t1〜tNにおいて時間サンプルの集まりを取得して、
BHOA=[bHOA(t1),bHOA(t2),・・・,bHOA(tN)]
によって、行列BHOAとして表される各時刻における1組のHOA領域ベクトルbHOA(t1),bHOA(t2),・・・,bHOA(tN)を取得するステップと、
を含む請求項15に記載の方法。 - 前記方法は、
特異値分解をBHOAに適用して、行列分解
BHOA=USVT
を取得するステップ、
を含む請求項16に記載の方法。 - 前記方法は、
mがBHOAの行の数であるとして、Sの最初のm個の列のみを保持することによって行列Sreducedを形成し、Ω=USreducedという式で与えられる行列Ωを形成するステップ、
を含む請求項17に記載の方法。 - 前記方法は、
行列Γについて、以下の凸計画問題を解決するステップであって、
前記凸計画問題とは、
||YplwΓ−Ω||L2≦ε1という条件で、||Γ||L1−L2を最小にする問題であり、
上記の式中で、Yplwが、列が何らかの組の解析平面波に対応する前記1組の方向についての前記球面調和関数の前記値である前記行列(高い球面調和次数に切り捨てられる)であり、ε1が負でない実数である、当該解決するステップ、
を含む請求項17に記載の方法。 - 前記方法は、
Gplw=ΓVTを使用して、ΓからGplwを取得するステップであって、
上記の式中におけるVTは、BHOAの前記行列分解から取得される、当該ステップ、
を含む請求項19に記載の方法。 - 前記方法は、
ΠL=(1−α)ΠL−1+αΓpinv(Ω)
を計算することによって、L番目の時間フレームについて、非混合行列ΠLを取得するステップであって、上記の式中で、ΠL−1が、前記L−1時間フレームについての混合行列であり、αが、0≦α≦1となるような忘却因子である、当該ステップ、
を含む請求項20に記載の方法。 - 前記方法は、
Gplw−smooth=ΠLBHOA
を使用して、Gplw−smoothを取得するステップ、
を含む請求項21に記載の方法。 - 前記方法は、
標準の重畳加算技術を使用して、平面波時間サンプルの集まりGplw−smoothから平面波信号のベクトルgplw−cs(t)を取得するステップ、
を含む請求項22に記載の方法。 - 前記方法は、
標準の重畳加算技術を使用して平滑化することなく、平面波時間サンプルの集まりGplwからgplw−cs(t)を取得するステップ、
を含む請求項22に記載の方法。 - 前記方法は、
前記スパース領域における前記記録されたデータを解析するために周波数領域技術を使用することによって、前記記録された音場を再構築するステップと、
前記記録された音場を再構築することができるように前記周波数領域技術から前記平面波信号を取得するステップと、
を含む請求項9〜25のいずれか一項に記載の方法。 - 前記方法は、
FFTを使用して前記1組の信号smic(t)を前記周波数領域に変換してsmicを取得するステップ、
を含む請求項26に記載の方法。 - 前記方法は、
平面波解析を使用して前記周波数領域における前記記録された音場を解析して、平面波形振幅のベクトルgplw−csを生成するステップ、
を含む請求項27に記載の方法。 - 前記方法は、
平面波振幅の前記ベクトルgplw−csについて、以下の凸計画問題を解決することによって、前記記録された音場の前記平面波解析を行うステップであって、
前記凸計画問題とは、
及び
の条件で、||gplw−cs||1を最小にする問題であり、
上記の式中で、Tplw/micが、前記平面波と前記マイクロフォンとの間の伝達行列であり、smicが、前記マイクロフォンアレイによって記録される前記1組の信号であり、ε1が、負でない実数であり、Tmic/HOAが、前記平面波と前記HOA領域フーリエ展開との間の伝達行列であり、bHOAが、bHOA=Tmic/HOAsmicによって得られる1組のHOA領域フーリエ係数であり、ここでのTmic/HOAが前記マイクロフォンと前記HOA領域フーリエ展開との間の伝達行列であり、ε2が、負でない実数である、当該ステップ、
を含む請求項29に記載の方法。 - 前記方法は、
平面波振幅の前記ベクトルgplw−csについて、以下の凸計画問題を解決することによって、前記記録された音場の前記平面波解析を行うステップであって、
前記凸計画問題とは、
及び
の条件で、||gplw−cs||1を最小にする問題であり、
上記の式中で、Tplw/micが、平面波と前記マイクロフォンとの間の伝達行列であり、ε1が、負でない実数であり、Tmic/HOAが、前記平面波と前記HOA領域フーリエ展開との間の伝達行列であり、bHOAが、bHOA=Tmic/HOAsmicによって得られる1組のHOA領域フーリエ係数であり、ここでのTmic/HOAが前記マイクロフォンと前記HOA領域フーリエ展開との間の伝達行列であり、ε2が、負でない実数である、当該ステップ、
を含む請求項28に記載の方法。 - 前記方法は、
前記1組の解析平面波に対応する1組の方向の前記空間分割の解に基づいて、ε1を設定するステップと、
前記音場の前記計算されたスパース性に基づいてε2の前記値を設定するステップと、
を含む請求項32に記載の方法。 - 前記方法は、
逆FFTを使用してgplw−csを前記時間領域に変換し直して、gplw−cs(t)を取得するステップ、
を含む請求項28〜33のいずれか一項に記載の方法。 - 前記方法は、
時間領域技術を使用して前記スパース領域における記録されたデータを解析するステップと、
前記記録された音場を再構築することができるように、前記選択された時間領域技術から生成されたパラメータを取得するステップと、
を含む請求項9〜25のいずれか一項に記載の方法。 - 前記方法は、
1組の基準平面波に従って平面波解析を使用して前記時間領域における前記記録された音場を解析して、1組の平面波信号gplw−cs(t)を生成するステップ、
を含む請求項35に記載の方法。 - 前記方法は、
前記HOA領域における前記記録された音場を解析して、HOA領域の時間信号のベクトルbHOA(t)を取得するステップと、
所与の時間フレームLにわたってHOA領域の時間信号の前記ベクトルをサンプリングして、時刻t1〜tNにおいて時間サンプルの集まりを取得して、
BHOA=[bHOA(t1),bHOA(t2),・・・,bHOA(tN)]
によって、行列BHOAとして表される各時刻における1組のHOA領域ベクトルbHOA(t1),bHOA(t2),・・・,bHOA(tN)を取得するステップと、
を含む請求項36に記載の方法。 - 前記方法は、
相関ベクトルγをγ=BHOAbomniの通り計算するステップであって、ここでのbomniは、bHOA(t)の全方向のHOA成分である、当該ステップ、
を含む請求項37に記載の方法。 - 前記方法は、
前記1組の解析平面波に対応する1組の方向の前記空間分割の解に基づいて、ε1を設定するステップと、
前記音場の前記計算されたスパース性に基づいてε2の前記値を設定するステップと、
を含む請求項40に記載の方法。 - 前記方法は、
βplw−csを閾値処理しクリーニングして、その小さい成分のいくつかをゼロに設定するステップ、
を含む請求項40又は請求項41に記載の方法。 - 前記方法は、
gplw−cs(t)が前記平面波基準に一致するように、ゼロの時間信号の行を挿入することによって、gplw−cs−reduced(t)を拡大してgplw−cs(t)を取得するステップ、
を含む請求項44に記載の方法。 - 前記方法は、
行列Gplwについて、以下の凸計画問題を解決するステップであって、
前記凸計画問題とは、
||YplwGplw−BHOA||L2≦ε1の条件で
||Gplw||L1−L2を最小にする問題であり、
上記の式中で、Yplwが、列が何らかの組の解析平面波に対応する前記1組の方向についての前記球面調和関数の値である行列(高い球面調和次数に切り捨てられる)であり、ε1が、負でない実数である、当該ステップ、
を含む請求項38に記載の方法。 - 前記方法は、
ΠL=(1−α)ΠL−1+αGplwpinv(BHOA)
を計算することによって、L番目の時間フレームについて、非混合行列ΠLを取得するステップであって、前記ΠL−1が、L−1時間フレームについての非混合行列を指し、αが、0≦α≦1となるような忘却因子である、当該ステップ、
を含む請求項46に記載の方法。 - 前記方法は、
特異値分解をBHOAに適用して、行列分解
BHOA=USVT
を取得するステップ、
を含む請求項47に記載の方法。 - 前記方法は、
mがBHOAの行の数であるとして、Sの最初のm個の列のみを保持することによって行列Sreducedを形成するステップと、
Ω=USreduced によって得られる行列Ωを形成するステップと、
を含む請求項48に記載の方法。 - 前記方法は、
行列Γについて、以下の凸計画問題を解決するステップであって、
前記凸計画問題とは、
||YplwΓ−Ω||L2≦ε1 の条件で、||Γ||L1−L2 を最小にする問題であり、
ε1及びYplwが、上記に定義された通りである、当該ステップ、
を含む請求項49に記載の方法。 - 前記方法は、
Gplw=ΓVTを使用して、ΓからGplwを取得するステップであって、前記VTが、BHOAの前記行列分解から取得される、当該ステップ、
を含む請求項50に記載の方法。 - 前記方法は、
ΠL=(1−α)ΠL−1+αΓpinv(Ω)
を計算することによって、L番目の時間フレームについて、非混合行列ΠLを取得するステップであって、前記ΠL−1が、前記L−1時間フレームについての非混合行列であり、αが、0≦α≦1となるような忘却因子である、当該ステップ、
を含む請求項51に記載の方法。 - 前記方法は、
Gplw−smooth=ΠLBHOA
を使用して、Gplw−smoothを取得するステップ、
を含む請求項52に記載の方法。 - 前記方法は、
標準の重畳加算技術を使用して、平面波時間サンプルの集まりGplw−smoothから平面波信号の前記ベクトルgplw−cs(t)を取得するステップ、
を含む請求項53に記載の方法。 - 前記方法は、
標準の重畳加算技術を使用して平滑化することなく、平面波時間サンプルの前記集まりGplwからgplw−cs(t)を取得するステップ、
を含む請求項52又は請求項53に記載の方法。 - 前記方法は、
gplw−ica(t)を変更して、残響などの不要なアーチファクト及び/又は不要な音源を低減するステップ、
を含む請求項34、36〜45、又は54〜55のいずれか一項に記載の方法。 - 前記方法は、
残響を低減するために、前記信号ベクトルgplw−cs(t)における前記信号のうちのいくつかの前記信号値を低減するステップ、
を含む請求項56に記載の方法。 - 前記方法は、
前記不要な音源が低減され得るように、前記音場の再構築において音源を分離するために、前記信号ベクトルgplw−ica(t)における前記信号のうちのいくつかをゼロに設定するステップ、
を含む請求項56又は請求項57に記載の方法。 - 前記方法は、
前記再構築された音場の再生の手段に応じてgplw−cs(t)を変更するステップ、
を含む請求項56〜58のいずれか一項に記載の方法。 - 前記方法は、
gplw−csを以下の式により変更するステップであって、
gspk(t)=Pplw/spk/gplw−cs(t)
ここでのPplw/spkが、スピーカパニング行列である、当該ステップ、
を含む請求項59に記載の方法。 - 前記方法は、
HOAデコード技術を使用して、bHOA−highres(t)をgspk(t)にデコードするステップ、
を含む請求項61に記載の方法。 - 前記方法は、
前記HOA領域において独立成分解析(ICA)の時間領域技術を使用して、スパース領域における記録されたデータを解析するステップと、
前記記録された音場を再構築することができるように、前記選択された時間領域技術からパラメータを取得するステップと、
を含む請求項9〜20のいずれか一項に記載の方法。 - 前記方法は、
前記HOA領域における前記記録された音場を解析して、HOA領域の時間信号のベクトルbHOA(t)を取得するステップ、
を含む請求項64に記載の方法。 - 前記方法は、
ICA信号処理を使用して前記HOA領域の時間信号を解析して、1組の平面波ソース信号gplw−ica(t)を生成するステップ、
を含む請求項65に記載の方法。 - 前記方法は、
信号処理技術を使用してbHOA(t)から混合行列MICAを計算するステップ、
を含む請求項66又は請求項67に記載の方法。 - 前記方法は、
閾値処理技術を使用して、優位なソース方向を示すVsourceの前記列を識別するステップ、
を含む請求項68に記載の方法。 - 前記方法は、
前記周波数領域において動作して、smic(t)のFFTとしてsmicを計算することによってgplw−ica−reduced(t)を推定するステップ、
を含む請求項70に記載の方法。 - 前記方法は、
行列Vsourceと関連した優位なソース方向に対応しないTplw/micにおける列を削除することによって、周波数ごとに、伝達行列Tplw/micを縮小して、行列plw/mic−reducedを取得するステップ、
を含む請求項72に記載の方法。 - 前記方法は、
gplw−ica−reduced=pinv(Tplw/mic−reduced)smicを計算することによってgplw−ica−reducedを推定し、逆FFTを使用してgplw−ica−reducedを前記時間領域に変換し直して、gplw−ica−reduced(t)を取得するステップ、
を含む請求項73に記載の方法。 - 前記方法は、
gplw−ica(t)が前記平面波基準に一致するように、ゼロの時間信号の行を挿入することによって、gplw−ica−reduced(t)を拡大して、gplw−ica(t)を取得するステップ、
を含む請求項74に記載の方法。 - 前記方法は、
信号処理技術を使用してbHOAから混合行列MICA及び1組の分離されたソース信号gica(t)を計算するステップ、
を含む請求項65又は請求項66に記載の方法。 - 前記方法は、
閾値処理技術を使用して、Vsourceから前記優位な平面波方向を識別するステップ、
を含む請求項77に記載の方法。 - 前記方法は、
gica(t)をクリーニングして、Vsourceにおける前記優位な平面波方向に対応する前記信号を保持し、他の信号をゼロに設定するgplw−ica(t)を取得するステップ、
を含む請求項78に記載の方法。 - 前記方法は、
gplw−ica(t)を変更して、残響などの不要なアーチファクト及び/又は不要な音源を低減するステップ、
を含む請求項79に記載の方法。 - 前記方法は、
残響を低減するために、前記信号ベクトルgplw−cs(t)における前記信号のうちのいくつかの前記信号値を低減するステップ、
を含む請求項80に記載の方法。 - 前記方法は、
前記不要な音源が低減され得るように、前記音場の再構築において音源を分離するために、前記信号ベクトルgplw−ica(t)における前記信号のうちのいくつかをゼロに設定するステップ、
を含む請求項80又は請求項81に記載の方法。 - 前記方法は、
前記再構築された音場の再生の手段に応じてgplw−cs(t)を変更するステップ、
を含む請求項80〜82のいずれか一項に記載の方法。 - 前記方法は、
gplw−ica(t)を以下の通り変更するステップであって、
gspk(t)=Pphw/spkgplw−ica(t)
ここでのPplw/spkがスピーカパニング行列である、当該ステップ、
を含む請求項83に記載の方法。 - 前記方法は、
HOAデコード技術を使用して、bHOA−highres(t)をgspk(t)にデコードするステップ、
を含む請求項85に記載の方法。 - 請求項9〜87のいずれか一項に記載の方法を実行するようにプログラムされたコンピュータ。
- コンピュータが請求項9〜87のいずれか一項に記載の方法を実行することができるようにするためのコンピュータ可読媒体。
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