JP2017500785A - ハンズフリー・ビームパターン構成 - Google Patents

Abstract

ユーザ／リスナの好みに基づいて１つ以上のラウドスピーカアレイにより放射される１つ以上のビームパターンを調整するオーディオシステムが説明される。オーディオシステムは、リスナ位置推定器、リスナ識別器、及び音声コマンドプロセッサを備えるオーディオ受信機を含む。リスナ位置推定器、リスナ識別器、及び音声コマンドプロセッサからの入力は、アレイプロセッサに供給される。アレイプロセッサは、これらのデバイスの各々からの入力に基づいて、リスニング領域内にビームパターンを放射するように１つ以上のラウドスピーカアレイを駆動する。位置、好ましい使用設定、及びリスナからの音声コマンドを調査することにより、生成されるビームパターンは、最小限度の直接入力で、リスナの明示的及び暗黙の好みにカスタマイズされる。他の実施形態もまた記載されている。

Description

本出願は、米国特許仮出願第６１／９０７，９４６号（２０１３年１１月２２日出願）の、先の出願日の利益を主張する。

音声コマンドに応じてスピーカシステムによるビームパターン出力を構成及び調整するためのシステム並びに方法が記載されている。他の実施形態もまた記載されている。

ラウドスピーカアレイは、特定の方向にサウンドをフォーカスするビームパターンを生成することがある。例えば、ラウドスピーカアレイ内のトランスデューサのセットは、リスニング領域内に１つ以上のビームパターンを生成するために、遅延及びエネルギーレベルを含む異なるパラメータ並びに設定に従って、個々に及び別々に駆動されることがある。ビームパターンは、リスニング領域内の特定の対象又は個人にサウンドをフォーカスすることがある。

ビームパターンは、異なる方向及び／又は特定の対象若しくは個人にサウンドをフォーカスさせるが、ビームパターンを構成することは、しばしば複雑で困難なプロセスである。例えば、前述したように、ビームパターンの構成は、所望の結果を達成するために、ラウドスピーカアレイ内の各トランスデューサに対する駆動信号の遅延及びエネルギーレベルを個々に及び別々に調整することを要することがある。

本発明の一実施形態は、ユーザ／リスナの好みに基づいて１つ以上のラウドスピーカアレイにより放射される１つ以上のビームパターンを調整するオーディオシステムを対象とする。一実施形態では、オーディオシステムは、リスナ位置推定器、リスナ識別器、及び音声コマンドプロセッサを備えるオーディオ受信機を含む。リスナ位置推定器は、１つ以上のマイクロフォンアレイから受信した、検知した音声コマンドに基づいてリスニング領域内の１人以上のリスナの位置を推定する。リスナ識別器は、音声コマンドと記憶されたスピーチ識別特性との比較に基づいて１人以上のリスナをユーザプロファイルと関連付けるよう試みる。ユーザプロファイルは、オーディオシステムの以前の使用に基づいて各識別されたリスナに対して特徴付けられた、好ましい設定と関連付けられる。音声コマンドプロセッサは、各音声コマンド内の、リスナにより指定された設定を判定する。

リスナ位置推定器、リスナ識別器、及び音声コマンドプロセッサからの入力は、アレイプロセッサに供給される。アレイプロセッサは、これらのデバイスの各々からの入力に基づいて、リスニング領域内にビームパターンを放射するように１つ以上のラウドスピーカアレイを駆動する。位置、過去に用いられた好ましい使用設定、及びリスナからの音声コマンドを調査することにより、生成されるビームパターンは、最小限度の直接入力で、リスナの明示的及び暗黙の好みにカスタマイズされる。

上記概要には、本発明の全ての態様の網羅的なリストを挙げてはいない。本発明には、前述でまとめた種々の態様の全ての好適な組合せからの実施可能な全てのシステム及び方法が含まれ、並びに以下の詳細な説明で開示されるもの、特に本出願と共に提出された請求項において指摘されるものが含まれると考えられる。このような組合せには、上記概要では具体的には説明されていない特定の優位性がある。

本発明の実施形態を、限定としてではなく例として、添付図面の図に示し、図面中、同様の参照符号は同様の要素を示す。本開示での、本発明の「ａｎ」又は「１つの」実施形態への言及は、必ずしも同じ実施形態に対するものではなく、それらは、少なくとも１つを意味していることに留意されたい。

本発明の一実施形態に係るオーディオシステムの俯瞰図を示す。 一実施形態に係る単一キャビネットに収納されたラウドスピーカアレイを示す。 別の実施形態に係る単一キャビネットに収納されたラウドスピーカアレイを示す。 一実施形態に係るオーディオ受信機の機能単位ブロック図及びいくつかの構成ハードウェア要素を示す。 リスニング領域内のリスナの推定位置を示す。 リスニング領域内のリスナの推定位置を示す。 リスニング領域内のリスナの推定位置を示す。 リスニング領域内のリスナの推定位置を示す。 一実施形態に係るラウドスピーカアレイにより放射されるサウンドを調整するための方法を示す。 リスナが個別の音声コマンドを発声する例を示す。 リスナが個別の音声コマンドを発声する例を示す。 例示の音声コマンドに基づきリスナに対して生成されたビームパターンを示す。 例示の音声コマンドに基づきリスナに対して生成されたビームパターンを示す。

以下、いくつかの実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。詳細について多く説明されるが、当然のことながら、本発明のいくつかの実施形態は、これらの詳細なしに実施してよい。他の例では、本説明の理解を不明瞭にすることがないように、周知の回路、構造、及び技術について、詳細には示されていない。

図１は、本発明の一実施形態に係るオーディオシステム１の俯瞰図を示す。オーディオシステム１は、外部音源２、オーディオ受信機３及びラウドスピーカアレイ４を含むことができる。オーディオシステム１は、１人以上の意図されたリスナ５Ａ及び５Ｂが位置する部屋又はリスニング領域６に音声プログラムコンテンツを出力する。リスナ５Ａ及び５Ｂは、リスニング領域６内の様々な位置に着席していてよく、オーディオ受信機３は、ラウドスピーカアレイ４によるサウンド出力を以下でより詳細に説明されるようにリスナ５Ａ及び５Ｂのコマンド並びに好みに従って調整することができる。

外部音源２は、１つ以上の音声ストリーム（サウンドプログラムコンテンツを表す）を、処理のために、オーディオ受信機３に送信可能な任意のデバイスとすることができる。例えば、図１のシステム１の外部音源２は、一つ以上の音声ストリーム（サウンドプログラムコンテンツを表現）を、処理のために、有線又は無線の接続のどちらかを通じて、オーディオ受信機３に送信するラップトップコンピュータである。別の実施形態では、外部音源２は、その代わりに、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレット型コンピュータ、モバイル機器（例えば、携帯電話又はモバイル音楽プレーヤ）、及び、遠隔メディアサーバ（例えば、インターネットストリーム音楽又は映画サービス）のうちの１つ以上、セットトップボックス、テレビ、ゲームシステム、パーソナルビデオレコーダ、ＤＶＤプレーヤ、ブルーレイプレーヤなどとすることができる。

図１で示すように、オーディオシステム１の構成要素は、異なるユニットに分散され、収容される。他の実施形態では、オーディオ受信機３は、ラウドスピーカアレイ４の中に統合されて、独立型ユニットを提供する。この実施形態では、ラウドスピーカアレイ４は、有線又は無線の接続のどちらかを通して、サウンドプログラムコンテンツを表す１つ以上の音声ストリームを、外部音源２から直接受信する。

外部音源２から音声ストリームを受信するとして説明しているが、オーディオ受信機３は、ローカルな記憶媒体に記憶される音声ストリームにアクセスすることができる。この実施形態では、オーディオ受信機３は、外部音源２と双方向作用なしに、ローカルな記憶媒体から、処理のために、音声ストリームを読み出す。

以下でより詳細に説明するように、オーディオ受信機３は、音声ストリームの処理及び一つ以上のラウドスピーカアレイ４の駆動用の任意のデバイスの種類又はデバイスのセットとすることができる。例えば、オーディオ受信機３は、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、モバイル機器、ホームシアタオーディオ受信機、又はオーディオ信号を処理できるハードウェアプロセッサ及びロジック構造のセットとすることができる。

次にラウドスピーカアレイ４を参照すると、図２Ａは、単一キャビネット８に収容された複数のトランスデューサ７を有するラウドスピーカアレイ４を示す。この例では、１０個のトランスデューサ７が、キャビネット８内で１行に整列され、サウンドバースタイルのラウドスピーカアレイ４を形成し得る。図２Ｂに示す別の実施例では、ラウドスピーカアレイ４は、キャビネット８内で８行及び４列に整列された３２個の別個のトランスデューサ７を有することができる。他の実施形態においては、等間隔又は不等間隔を有する様々な数のトランスデューサ７が使用され得る。平坦な面又は直線状に整列して示されているが、トランスデューサ７は、円弧に沿って湾曲した形態で整列させることができる。

トランスデューサ７は、フルレンジドライバ、ミッドレンジドライバ、サブウーファー、ウーファー、ツイータの任意の組合せであり得る。トランスデューサ７の各々は、円筒状の磁気ギャップを通して軸方向に動くよう、ワイヤのコイル（例えば、ボイスコイル）を制約するフレキシブルサスペンションを介して、強固なバスケット、又はフレームに接続された軽量ダイアフラム、若しくはコーンを使用してよい。電気オーディオ信号がボイスコイルに印加されると、電流によってボイスコイル内に磁界が生成され、可変電磁石となる。コイル及びトランスデューサ７の磁気システムは、相互に作用して、コイル（したがって、それに結合しているコーン）を前後に動かす機械力を生成する。これによって、発生源（例えば、信号プロセッサ、コンピュータ、及びオーディオ受信機）から到来する印加された電気オーディオ信号の制御下で、サウンドを再生する。

各トランスデューサ７は、別々かつ別個のオーディオ信号に応じてサウンドを生み出すように、個々に、かつ別々に駆動され得る。ラウドスピーカアレイ４内のトランスデューサ７が、異なるパラメータ及び設定（遅延及びエネルギーレベルを含む）に従って個々に単独で駆動されることを可能にすることによって、ラウドスピーカアレイ４は、リスナ５の好みに従って再生されるサウンドプログラムコンテンツの対応するチャネルをシミュレートするか、又はより適切に表すために、数多くの指向性／ビームパターンを生成してもよい。例えば、異なる幅／指向性及び角度のビームパターンを、ラウドスピーカアレイ４によって放射することができる。

図１に示すとおり、ラウドスピーカアレイ４は、オーディオ受信機３に接続するためのワイヤ又はコンジットを備え得る。例えば、ラウドスピーカアレイ４は、複数の配線点を備え得る。そしてオーディオ受信機３は、補完的な配線点を備え得る。これらの配線点はそれぞれ、ラウドスピーカアレイ４の背面にあるバインディングポスト及びオーディオ受信機３のスプリングクリップであり得る。ワイヤは、別々にくるまれているか、或いは他の方法でそれぞれの配線点に連結されて、ラウドスピーカアレイ４をオーディオ受信機３に電気的に連結する。

他の実施形態においては、ラウドスピーカアレイ４が、無線プロトコルを使用してオーディオ受信機３に連結されており、アレイ４及びオーディオ受信機３が物理的に結合せず、高周波接続を維持するようになっている。例えば、ラウドスピーカアレイ４は、オーディオ受信機３内の対応ＷｉＦｉ（登録商標）送信機からのオーディオ信号を受信するためのＷｉＦｉ受信機を備え得る。いくつかの実施形態においては、ラウドスピーカアレイ４が、オーディオ受信機３から受信した無線オーディオ信号を使用してトランスデューサ７を駆動するための一体型増幅器を備え得る。上述のとおり、ラウドスピーカアレイ４は、下記の技法に従って信号を処理するため、及び各トランスデューサ７を駆動するための構成要素を備えるスタンドアロン型ユニットであり得る。

単一のラウドスピーカアレイ４を含むものとして、図１に示されているが、オーディオシステム１は、無線の又は有線の接続を通してオーディオ受信機３に接続する任意の数のラウドスピーカアレイ４を含むことができる。例えば、オーディオシステム１は、１つのサウンドプログラムコンテンツの前面左のチャネル、前面中心チャネル、前面右のチャネル、後部の右のサラウンドチャネル、後部の左のサラウンドチャネル及び低周波チャネル（例えば、サブウーファー）をそれぞれ表す６つのスピーカアレイ４を含むことができる。別の実施形態では、オーディオシステム１は、１つのステレオサウンドプログラムコンテンツの前面左及び前面右のチャネルを表す２つのラウドスピーカアレイ４を含むことができる。

図３は、一実施形態に係る、オーディオ受信機３の機能ユニットブロック図及び幾つかの構成ハードウェアコンポーネントを示す。図３に示す構成要素は、オーディオ受信機３に含まれる要素を代表するものであり、他の構成要素を除外するものと解釈されるべきでない。図３の各要素は、以下に例として説明する。

オーディオ受信機３は、電気、無線又は光信号を用いて１つ以上の外部オーディオソース２からサウンドプログラムコンテンツの１つ以上のチャネルを受信するための複数の入力９を含んでもよい。入力９は、デジタル入力９Ａ及び９Ｂ、並びに、アナログ入力９Ｃ及び９Ｄのセット（オーディオ受信機３の露出表面に位置する物理的コネクタのセットを含む）とすることができる。例えば、入力９は、高解像度マルチメディアインタフェース（High-Definition Multimedia Interface、ＨＤＭＩ（登録商標））入力、光デジタル入力（Ｔｏｓｌｉｎｋ）、同軸デジタル入力及びフォノ入力を含んでもよい。一実施形態では、オーディオ受信機３は、外部音源２との無線接続を通して、オーディオ信号を受信する。本実施形態では、入力９として、無線プロトコルを用いた外部音源２との通信用の無線アダプタが挙げられる。例えば、無線アダプタは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ（登録商標）８０２．１１ｘ、セルラー方式による移動通信用のグローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））、セルラー方式による符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、又はロングタームエボリューション（ＬＴＥ（登録商標））プロトコルを使用して通信することができ得る。

一実施形態では、外部音源２及びオーディオ受信機３は、１つの、分割できないユニットに統合されている。本実施形態では、ラウドスピーカアレイ４もまた、同じユニットに統合することができる。例えば、外部音源２及びオーディオ受信機３は、ユニットの左右の側に統合されたトランスデューサ７を有する１つのコンピュータに搭載することができる。

オーディオ受信機３に戻って、入力９からの全般的な信号の流れを次に説明する。最初にデジタル入力９Ａ及び９Ｂを見て、入力９Ａ及び／又は９Ｂを通してデジタルオーディオ信号を受信すると、オーディオ受信機３は、デコーダ１０Ａ又は１０Ｂを用いて、電気、光又は無線の信号を、サウンドプログラムコンテンツを表すオーディオチャネルのセットにデコードする。例えば、デコーダ１０Ａは、６本のオーディオチャネル（例えば、５．１の信号）を含む単一の信号を受信し、６本のオーディオチャネルに信号をデコードすることができる。デコーダ１０は、アドバンストオーディオコーディング（ＡＡＣ（登録商標））、ＭＰＥＧ（登録商標）オーディオレイヤＩＩ、ＭＰＥＧオーディオレイヤＩＩＩ、及びフリーロスレスオーディオコーディング（ＦＬＡＣ）を含む任意のコーデック又は技法を使用してエンコードされたオーディオ信号をデコードすることができ得る。

アナログ入力９Ｃ及び９Ｄを参照すると、アナログ入力９Ｃ及び９Ｄによって受信される各アナログ信号は、サウンドプログラムコンテンツの単一のオーディオチャネルを表すことができる。したがって、１つのサウンドプログラムコンテンツの各チャネルを受信するのに複数のアナログ入力９Ｃ及び９Ｄの必要があり得る。オーディオチャネルは、各アナログ／デジタルコンバータ１１Ａ及び１１Ｂによってデジタル化され、デジタルオーディオチャネルを形成することができる。

デコーダ１０Ａ及び１０Ｂ並びにアナログ／デジタルコンバータ１１Ａ及び１１Ｂの各々からのデジタルオーディオチャネルは、マルチプレクサ１２に供給される。マルチプレクサ１２は、制御信号１３に基づいて、オーディオチャネルのセットを選択的に出力する。制御信号１３は、オーディオ受信機３の制御回路若しくはプロセッサから、又は外部装置から受信することができる。例えば、オーディオ受信機３の動作モードを制御する制御回路は、デジタルオーディオチャネルのセットを選択的に出力するマルチプレクサ１２に、制御信号１３を出力することができる。

マルチプレクサ１２は、選択されたデジタルオーディオチャネルをアレイプロセッサ１４に供給する。マルチプレクサ１２によって出力されたチャネルは、アレイプロセッサ１４によって処理され、処理された駆動信号のセットを生成する。処理は、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform、ＦＦＴ）などの変換を用いて、時間領域及び周波数領域の両方において実行されてもよい。アレイプロセッサ１４は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの専用プロセッサ、汎用マイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号コントローラ、又はハードウェア論理構造（例えば、フィルタ、論理演算装置、及び専用状態の機械など）のセットとすることができる。アレイプロセッサ１４は、リスナ位置推定器１５、リスナ識別器１６、及び／又は音声コマンドプロセッサ１７からの入力に基づいて、ラウドスピーカアレイ４のトランスデューサ７を駆動する信号のセットを生成する。

リスナ位置推定器１５は、リスニング領域６内の１人以上の人間であるリスナ５の位置を推定する。例えば、位置推定器１５は、リスニング領域６内のリスナ５の物理的座標又はラウドスピーカアレイ４に対するリスナ５の角度を推定することができる。図４Ａは、リスニング領域６内のリスナ５Ａの推定位置を示す。推定位置は、ラウドスピーカアレイ４の側面に対する座標ｘ、ｙにより定義される。図４Ａで直行座標として示されているが、リスナ５Ａの推定位置は、図４Ｂで示されるようにラウドスピーカアレイ４に対する角度として表されてもよい（例えば、リスナ５Ａは、ラウドスピーカアレイ４の長手方向軸の左にα度である）。単一のリスナ５に関して説明しているが、位置推定器１５はリスニング領域６内の複数のリスナ５（例えば、リスナ５Ａ及び５Ｂ）の位置を推定することができる。

リスナ位置推定器１５は、リスナ５の位置を推定する任意のデバイス又はアルゴリズムを用いることができる。一実施形態では、リスニング領域６内の１人以上のリスナ５の位置決定を支援するために、１つ以上のマイクロフォン１８Ａ〜１８Ｄをリスナ位置推定器１５に通信可能に接続することができる。一実施形態では、マイクロフォン１８Ａ〜１８Ｄは、オーディオコーデック１９に直接接続される。オーディオコーデック１９は、データストリーム又はマイクロフォン１８Ａ〜１８Ｄから受信した信号をコーディング又はデコーディングするために用いることができる。一実施形態では、オーディオコーデック１９は、オーディオ信号処理に加えて、マイクロフォン１８Ａ〜１８Ｄにより生成されるマイクロフォン信号のアナログドメインとデジタルドメインとの間の変換を実行する。

一実施形態では、マイクロフォン１８Ａ〜１８Ｄは、ラウドスピーカアレイ４に統合され、検知された音に対応するマイクロフォン信号は１つ以上の無線プロトコル（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ及びＩＥＥＥ ８０２．１１ｘ）を用いて、オーディオ受信機３に送信される。例えば、図１、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、マイクロフォン１８Ａ〜１８Ｄは、ラウドスピーカアレイ４に統合される。マイクロフォン１８Ａ〜１８Ｄは、任意の種類の音響／電気トランスデューサ又はセンサ（微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）マイクロフォン、圧電マイクロフォン、エレクトレットコンデンサマイクロフォン、又はダイナミックマイクロフォンなど）とすることができる。マイクロフォン１８Ａ〜１８Ｄは、カージオイド、全方向性、及び８の字（figure-eight）などの様々な極性パターンの範囲を提供してよい。一実施形態では、マイクロフォン１８Ａ〜１８Ｄの極性パターンは、経時的に継続的に変化する場合がある。

一実施形態では、マイクロフォン１８Ａ〜１８Ｄは、マイクロフォンアレイ１８を形成することがある。リスナ位置推定器１５は、マイクロフォンアレイ１８からの入力を受信し、これらの入力に基づいてリスナ５の位置を推定することができる。一実施形態では、マイクロフォンアレイ１８は、リスニング領域６内のリスナ５からの音声コマンドを検知し、検知した音声コマンドに基づいてリスナ５の位置を推定することができる。例えば、リスナ５は、「音楽をかけて」と言うことにより、オーディオシステム１にサウンドを出力するようコマンド指定することができる。マイクロフォンアレイ１８によりこのコマンドを検知することに応じて、位置推定器１５は、リスニング領域６内の発声したリスナ５の位置を特定するよう試み始めることができる。別の例では、オーディオシステム１に挨拶する／呼びかける（例えば、オーディオシステム１が「システム」と名付けられている場合、「やあ、システム」）ことにより、位置推定器１５にリスニング領域６内のリスナ５の位置を特定させように、リスナ５が促すことができる。

一実施形態では、リスナ位置推定器１５は、検知したサウンド（すなわち、検知した音声コマンド）の到達角度を判定することによりリスニング領域６内のリスナ５のうちの１人以上の位置を推定することができる。例えば、位置推定器１５は、マイクロフォンアレイ１８から受信したマイクロフォン信号を、不連続な数の角度／方向に向いた、いくつものビームフォーマを通して到達角度を推定することができる。各ビームフォーマからのエネルギー出力が計算され、最大エネルギーの方向が到達角度として選択される。リスナ５のラウドスピーカアレイ４に対する角度又は方向に関係して説明したが、一実施形態では、位置推定器１５は、マイクロフォンアレイ１８から受信した検知したマイクロフォン信号に基づいてラウドスピーカアレイ４からのリスナ５の距離を推定してもよい。

一実施形態では、複数のマイクロフォンアレイ１８は、リスニング領域６内のリスナ５のうちの１人以上の位置を推定するのに用いることができる。例えば、図４Ｃに示すように、複数のラウドスピーカアレイ４Ａ及び４Ｂは各々、それぞれマイクロフォン１８Ａ〜１８Ｄ及び１８Ｅ〜１８Ｈから成る個別のマイクロフォンアレイ１８を含んでもよい。ラウドスピーカアレイ４Ａ及び４Ｂの相対的配置を知ることにより、１人以上のリスナ５の位置を三角測量を用いて推定することができる。この例では、リスナ５の推定位置は、ラウドスピーカアレイ４Ａ及び４Ｂにより生成されるビームパターンを角度及び距離に対して調整するのに用いることができる。例えば、ラウドスピーカアレイ４Ｂよりリスナ５Ｂから遠いラウドスピーカアレイ４Ａは、オーディオシステム１がリスナ５Ｂにより調整されてサウンドを出すようにゲインを増加させることができる。

別の実施形態では、複数の個々のマイクロフォン１８Ａ〜１８Ｃは、リスニング領域６内のリスナ５のうちの１人以上の位置を推定するのに用いることができる。例えば、図４Ｄに示すように、複数のラウドスピーカアレイ４Ａ〜４Ｃは、各々、個別のマイクロフォン１８Ａ〜１８Ｃを含んでもよい。ラウドスピーカアレイ４Ａ〜４Ｃの相対的配置を知ることにより、１人以上のリスナ５の位置は、各マイクロフォン１８Ａ〜１８Ｃでのサウンドの到達時間遅延を用いて推定することができる。例えば、マイクロフォン１８Ｂが、音声コマンドをマイクロフォン１８Ａより時間ｄ_AB遅く検知した場合、リスナ５Ｂは定遅延線ＡＢ上に座っている。同様に、マイクロフォン１８Ｂが、音声コマンドをマイクロフォン１８Ｃより時間ｄ_BC遅く検知した場合、リスナ５Ｂは定遅延線ＢＣ上に座っている。遅延線ＡＢ及びＢＣの交点がリスナ５Ｂの推定位置を表す。リスナ５Ｂの推定位置は、ラウドスピーカアレイ４Ａ〜４Ｃにより生成されるビームパターンを調整するのに用いることができる。

一実施形態では、オーディオ受信機３は、また、リスニング領域６内のリスナ５の識別を判定するためのリスナ識別器１６を含んでもよい。一実施形態では、リスナ識別器１６は、マイクロフォンアレイ１８からの信号を受信する。信号は、リスナ５が発声する音声コマンド又は他のスピーチを表してもよい。リスナ識別器１６は、スピーチ信号を既知のユーザ／リスナに対応するパターンと比較する。例えば、オーディオ受信機３は、既知のユーザ／リスナのスピーチパターンを記憶するユーザプロファイルデータベース２０を含んでもよい。記憶されたスピーチパターンは、オーディオシステム１の通常の使用の間、又はオーディオシステム１の構成の間に記録することができる。

比較に基づいて、リスナ識別器１６は、リスナ５からのスピーチを既知のユーザプロファイルと関連付ける。ユーザプロファイルは、識別されたリスナ５に対する１つ以上の好みを含んでもよい。例えば、好みとしては、好みの音量設定、好みの低音レベル設定、好みの高音レベル設定、好みの残響レベル設定、好みのイコライゼーション設定、リスニング領域６内の通常の着席場所、及び／又は他の同様な設定／好みを挙げることができる。一実施形態では、リスナ５からのスピーチをユーザプロファイルと関連付けられた記憶したスピーチパターンと一致するのに失敗すると、リスナ識別器１６は、新しいリスナ５のための新しいユーザプロファイルを生成することができる。新しく生成されたユーザプロファイルはデフォルト設定に初期化されてもよい。新しいリスナ５がオーディオシステム１を経時的に使い、好みに基づいて設定を変更する（例えば、音声コマンドプロセッサ１７により処理される音声コマンドを用いて）と、ユーザプロファイル設定は、こうした好みに一致するように適応できる。

例えば、リスナ５Ａの音量を上げる要求に応じて、リスナ５Ａのユーザプロファイルは、より大きな音量に対する好みを表すように更新されてもよい。それにより、リスナ５Ａによるオーディオ受信機１のその後の使用の間、オーディオ受信機３及びラウドスピーカアレイ４のオーディオ出力の音量は、より大きな音量で開始することができる。同様な調整を、リスナ５の各々によるオーディオシステム１の経時的な使用に基づいて、他のユーザプロファイルの好みに対し行うことができる。

一実施形態では、ユーザプロファイル設定は、リスナ５のユーザプロファイルの各設定が異なるコンテンツ種類に対して個別の値を有することができるようなコンテンツベースである。例えば、音量設定は、音楽、映画、テレビなどに対して個別の好みの値を有することができる。これらのコンテンツ記述は、ジャンルに基づき更に分割されてもよい（例えば、喜劇映画、ホラー映画、及び劇映画に対する個別の音量設定）。

一実施形態では、ユーザプロファイル設定は、時間帯により同様に分割することができる。例えば、好みの音量設定は、午前の時間には好みの音量設定は第１の値（例えば１５ｄＢ）で、午後の時間には好みの音量設定は第２の値（例えば２０ｄＢ）のように、時間帯に基づいてもよい。音量設定に関連して説明したが、各リスナ５に対する各ユーザプロファイル設定は、同様に分割することができる。

一実施形態では、オーディオ受信機３は、音声コマンドプロセッサ１７を含んでもよい。音声コマンドプロセッサ１７は、マイクロフォンアレイ１８からの信号を、直接又はオーディオコーデック１９を介して間接のいずれかで受信する。マイクロフォン信号は、リスナ５が発声する音声コマンドを表すことができる。音声コマンドプロセッサ１７は、これらのマイクロフォン信号を処理してリスナ５からの意図したコマンドを判定し、コマンドを実行するためのアレイプロセッサ１４に対応する制御信号を送信する。例えば、マイクロフォン信号は、リスナ５Ａが「やあ、システム！」又は「システム、私を追加して！」と発声するのに対応してもよい。これらのマイクロフォン信号の受信に応じて、音声コマンドプロセッサ１７は、アレイプロセッサ１４にリスナ５Ａに向けたビームパターンを生成させる制御信号を送信することができる。この例では、ビームパターンは、また、リスナ位置推定器１５及びリスナ識別器１６からの入力に基づいて、ビームパターンがリスナ５Ａの現在の位置にフォーカスしリスナ５Ａの好みに応じるように生成することもできる。

一実施形態では、リスナ５Ａは、リスナ位置推定器１５により判定されたリスナ５の推定位置の代わりに、ビームパターンをリスニング領域６内の既定の区域、位置、又は場所にフォーカスすることができる。例えば、リスナ５Ａは、「半分の音量で場所２」と話してもよい。この例では、場所２は、リスナ５Ｂが位置するリスニング領域６内の長いすの右の最前席に事前に設定することができる。リスナ５Ａからのこの要求に応じて、音声コマンドプロセッサ１７は、アレイプロセッサ１４がラウドスピーカアレイ４を駆動してリスニング領域６内の場所２に向けたビームパターンを半分の音量で生成するような制御信号を送信する。

一実施形態では、ビームパターンは、オーディオシステム１の過去の使用に基づいて、識別されたリスナ５に方向付けることができる。例えば、リスナ５Ａにより午後６：００に数日間オーディオシステム１が既定の場所１及び２に方向付けられたサウンドビームで連続して使われた後、その後のリスナ５Ａによる午後６：００又はその頃のオーディオシステム１の使用は、既定の場所１及び２にサウンドビームを方向付けることをデフォルトとするであろう。一実施形態では、オーディオシステム１は、リスナ位置推定器１５がリスナ５の位置を推定することができないと、もう１人のリスナ５の最後に知られた位置をデフォルトとすることができる。リスナ５の最後に知られた位置は、リスニング領域６内の通常／好みの着席位置と共に、ユーザプロファイルデータベース２０内に記憶することができる。

前述のように、音声コマンドプロセッサ１７は、実行する動作を決定する音声コマンドを分析する。音声コマンドは、既定の動作でもよい。例えば、リスナ５Ａは「トランスミュージックにイコライズして」と話してもよい。この要求に応じて、音声コマンドプロセッサ１７は、アレイプロセッサ１７に入力されたオーディオをトランスミュージックに対する既定のイコライゼーション設定に基づいてイコライズさせる制御信号を送信する。別の例では、リスナ５Ａは「システム、部屋を満たして！」と話してもよい。この要求に応じて、音声コマンドプロセッサ１７は、アレイプロセッサ１７がラウドスピーカアレイ４を駆動してリスニング領域６内を包含する広いビームパターンを生成させる制御信号を送信する。

前述のように、リスナ位置推定器１５、リスナ識別器１６、及び／又は音声コマンドプロセッサ１７からの入力に基づいて、１つのサウンドプログラムコンテンツの１つ以上のオーディオチャネルが、アレイプロセッサ１４によりリスナ５の好みに応じたビームパターンを生成するように修正される。サウンドプログラムコンテンツの処理されたセグメントは、１つ以上の互いに異なるアナログ信号を生成するために、アレイプロセッサ１４から１つ以上のデジタル／アナログコンバータ２１まで伝達される。デジタル／アナログコンバータ２１によって生成されたアナログ信号は、パワーアンプ２２へと供給されて、ラウドスピーカアレイ４の選択されたトランスデューサ７を駆動して、所望のビームパターンを生成する。

次に図５を参照すると、ラウドスピーカアレイ４から放射されるサウンドを調整するための方法３０が説明される。方法３０の動作は、オーディオ受信機３、ラウドスピーカアレイ４、及びオーディオシステム１の他のデバイスの１つ以上の構成要素によって実行され得る。

一実施形態では、方法３０は、リスナ５が音声コマンドを発声する動作３１から始まる。音声コマンドは、サウンドビームをリスナ若しくはリスニング領域６内の所望の位置にフォーカス、ラウドスピーカアレイ４から放射されるサウンドを調整（例えば、音量、イコライゼーション、及び残響）、並びに／又は他の同様な修正をさせるリスナ５の要望を示すことができる。図６Ａ及び図６Ｂは、リスナ５Ａが個別の音声コマンドを発声する例を示す。

リスナが音声コマンドを発するのに続いて、動作３２は、１つ以上のマイクロフォンアレイ１８を用いて音声コマンドを検知する。マイクロフォンアレイ１８は、１つ以上のラウドスピーカアレイ４それぞれの内に組み込まれていてもよく、又はオーディオ受信機３に直接接続されていてもよい。検知された音声コマンドに対応するマイクロフォン信号は、以下により詳細を説明するように更に処理するために、オーディオ受信機３に中継されてもよい。

動作３３では、マイクロフォン信号は、発声したリスナ５を識別するために、ユーザプロファイルと関連付けられた１つ以上のスピーチパターン／識別特性と比較される。比較には、発声したリスナ５を識別するような音声認識を実行するための任意の公知の技術を用いることができる。一実施形態では、リスナ５からのスピーチをユーザプロファイルと関連付けられた記憶したスピーチパターン／識別特性と一致するのに失敗すると、動作３３は、新しいリスナ５のための新しいユーザプロファイルを生成することができる。新しく生成されたユーザプロファイルはデフォルト設定に初期化されてもよい。新しいリスナ５がオーディオシステム１を経時的に使い、好みに基づいて設定を変更する（例えば、音声コマンド）と、ユーザプロファイル設定は、こうした好みに一致するように適応できる。

動作３４で、方法３０は、オーディオ受信機３及びラウドスピーカアレイ４により生成されるビームパターンに適用する設定を判定する。設定は、検知した音声コマンド内の指示、発声した／識別されたリスナ５の推定位置、及び／又は発声した／識別されたリスナ５に関連付けられたユーザプロファイル内に記憶された好みに基づいてもよい。例えば、動作３５は、前述したように、リスナ位置推定器１５を用いて、発声した／識別されたリスナ５の推定位置を判定してもよい。この推定位置を用いて、動作３５は、ビームパターンを向けるための方向の設定を判定する。別の例では、検知した音声コマンドは、「サウンドを半分の音量に下げて」と話していてもよい。この音声コマンドに応じて、動作３５は、ビームパターンの音量設定を判定することができる。更に別の例では、動作３５は、関連付けたユーザプロファイル内に記憶された好みに基づいて、ビームパターンを介して放射されるオーディオのイコライゼーション設定を判定できる。

図６Ａの音声コマンドの例に基づいて、動作３４は、半分の音量で場所１に方向付けた第１のビームパターン及び最大音量で場所２に方向付けた第２のビームパターンに対する設定を判定できる。他の設定は、リスナ５Ａ及び５Ｂの識別、時間帯、オーディオコンテンツなどに基づき判定できる。図６Ａの音声コマンドの例に基づいて、動作３４は、リスナ５Ａの推定位置に方向付けた第１のビームパターン及びリスナ５Ｂの推定位置に方向付けた第２のビームパターンに対する設定を判定できる。他の設定は、リスナ５Ａ及び５Ｂの識別、時間帯、オーディオコンテンツなどに基づき判定できる。

動作３５で、方法３０は、リスナ５Ａ及び５Ｂによる著しいオーバーヘッド並びに双方向作用なしに、調整されたビームパターンを生成するために判定された設定を適用する。特に、生成されたビームパターンは、リスナ５Ａ及び５Ｂからの最小限度の入力で、リスナ５Ａ及び／又は５Ｂの明示的並びに暗黙の好みにカスタマイズされる。図７Ａ及び図７Ｂは、図６Ａ及び図６Ｂそれぞれの音声コマンドに基づいて、リスナ５Ａ及び５Ｂに対して生成されたビームパターンを示す。一実施形態では、リスナ５の好み及び位置は経時的に変化するので、方法３０は、リスナ５に対するビームパターンを修正するために絶えず実行される。一実施形態では、動作３５は、現在使われている設定に基づいて、ユーザプロファイルデータベース２０内に記憶された対応するユーザプロファイルに対する好みを更新する。この調整により、リスナ設定が最新であり各リスナ５の現在の好みを反映しているのが確実になる。

先に説明したように、本発明の実施形態は製品であり、その中で１つ以上のデータ処理コンポーネント（全体的に「プロセッサ」と本明細書で称される）が、先述した動作を実行するようにプログラムする命令が記憶された機械可読媒体（超小型電子技術によるメモリなど）とすることができる。他の実施形態では、これらの動作の一部は、結線論理回路（例えば、専用デジタルフィルタブロック及びステートマシン）を含む特定のハードウェアコンポーネントにより実行されてよい。それらの動作は、或いは、プログラムされたデータ処理コンポーネント及び固定された結線回路（hardwired circuit）コンポーネントの任意の組合せにより実行されることがあり得る。

ある実施形態について説明し添付の図面に示してきたが、当然のことながら、このような実施形態は大まかな発明を単に例示するものであってそれを限定するものではなく、また、本発明は図示及び説明した特定の構成及び配置には限定されない。なぜならば、他の種々の変更が当業者に想起され得るからである。したがって、説明は、限定的ではなく例示的であると見なされる。

Claims (25)

1. ラウドスピーカアレイにより放射されるサウンドを調整するための方法であって、
   １つ以上のマイクロフォンアレイにより、リスニング領域内のユーザからの音声コマンドを検知することと、
   前記検知した音声コマンドに基づき、ビームパターンを向ける前記リスニング領域内の位置を決定することと、
   前記リスニング領域内の前記決定された位置に前記ビームパターンを向けることと、
   を含む方法。
2. 前記リスニング領域内の前記位置を決定することは、
   前記マイクロフォンアレイから受信したマイクロフォン信号を、前記リスニング領域内の不連続な数の方向に向いたビームフォーマのセットに供給することと、
   各ビームフォーマからのエネルギー出力を算出することと、
   最大のエネルギー出力の前記ビームフォーマに基づき、前記音声コマンドの到達角度を決定することと、
   を含み、前記ビームパターンを向ける前記決定された位置は前記音声コマンドの前記到達角度の方向である、請求項１に記載の方法。
3. 前記マイクロフォンアレイからのマイクロフォン信号を受信することと、
   前記マイクロフォン信号を、一致を判定するために、記憶したユーザプロファイルに関連付けた１つ以上のスピーチ識別特性と比較することと、
   を更に含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記リスニング領域内の前記位置を決定することは、
   一致した前記ユーザプロファイルから好みの位置設定を取得することを含み、前記好みの位置設定は、前記ユーザによる過去の使用習慣に基づき設定される、請求項３に記載の方法。
5. 一致した前記ユーザプロファイルから１つ以上の好みの設定を取得することを更に含み、前記ビームパターンは、前記１つ以上の好みの設定に基づき生成される、請求項３に記載の方法。
6. 前記マイクロフォン信号と前記記憶したユーザプロファイルに関連付けた前記１つ以上のスピーチ識別特性との間の一致を判定することができないことに応じて、新しいユーザプロファイルを生成することを更に含む、請求項３に記載の方法。
7. 前記マイクロフォンアレイからの前記音声コマンドに対応するマイクロフォン信号を受信することと、
   前記音声コマンドにより指示された前記ビームパターンに対する１つ以上の好みの設定を判定するために前記マイクロフォン信号を処理することと、
   を更に含み、前記ビームパターンは、判定された前記１つ以上の好みの設定に基づき生成される、請求項１に記載の方法。
8. 前記１つ以上の好みの設定は、前記ビームパターンを向ける前記リスニング領域内の既定の位置を示す、請求項７に記載の方法。
9. 前記１つ以上の好みの設定は、前記ビームパターンの音量、低音、高音、及び残響比率のうちの１つ以上を示す、請求項７に記載の方法。
10. １つ以上のラウドスピーカアレイにより放射されるサウンドを調整するためのオーディオシステムであって、
    リスナからの音声コマンドを検知する複数のマイクロフォンと、
    前記複数のマイクロフォンから受信した、前記検知した音声コマンドを表す信号に基づき、前記１つ以上のラウドスピーカアレイの１つにより放射されるビームパターンに適用する第１の設定を判定する音声コマンドプロセッサと、
    前記判定した第１の設定に基づき、前記ビームパターンを放射するために前記１つ以上のラウドスピーカアレイの前記１つの各トランスデューサを駆動する駆動信号のセットを生成する、アレイプロセッサと、
    を備えるオーディオシステム。
11. 前記複数のマイクロフォンから受信した、前記検知した音声コマンドを表す前記信号に基づき、前記リスナの前記位置を推定するためのリスナ位置推定器を更に備え、前記アレイプロセッサは、前記推定位置に前記ビームパターンを向けるための前記駆動信号を生成する、請求項１０に記載のオーディオシステム。
12. １人以上の既知のリスナに対するスピーチ識別特性を記憶するユーザプロファイルデータベースと、
    前記リスナに対応するユーザプロファイルを識別するために、前記複数のマイクロフォンから受信した、前記検知した音声コマンドを表す前記信号を、前記記憶したスピーチ識別特性の各々と比較するためのリスナ識別器と、
    を更に備える、請求項１１に記載のオーディオシステム。
13. 前記リスナ識別器は、前記リスナに対応する前記ユーザプロファイルに関連付けた第２の設定を前記アレイプロセッサに供給し、前記アレイプロセッサは、前記第２の設定に基づいて、前記ビームパターンを放射するための前記駆動信号を生成する、請求項１２に記載のオーディオシステム。
14. 前記リスナ位置推定器が、前記リスナの前記位置を推定することができない時、前記第２の設定は、前記ビームパターンを方向付けるための、前記リスナに対応した好みの位置である、請求項１３に記載のオーディオシステム。
15. 前記複数のマイクロフォンは１つ以上のマイクロフォンアレイを形成し、各マイクロフォンアレイは、個別のラウドスピーカアレイに統合されている、請求項１０に記載のオーディオシステム。
16. 前記複数のマイクロフォンの各々は個別のラウドスピーカアレイに統合されている、請求項１０に記載のオーディオシステム。
17. ラウドスピーカアレイにより放射されるサウンドを調整するための製品であって、
    命令を記憶する非一時的可読記憶媒体であって、前記命令がコンピュータデバイス内のプロセッサによって実行されると、
    マイクロフォン信号から、リスニング領域内のユーザからの音声コマンドを検出し、
    前記検出した音声コマンドに基づき、ビームパターンを向ける前記リスニング領域内の位置を決定し、
    前記リスニング領域内の前記決定された位置に前記ビームパターンを向ける、
    非一時的可読記憶媒体を備える製品。
18. 前記プロセッサによって実行されると、
    前記マイクロフォン信号を、前記リスニング領域内の不連続な数の方向に向いたビームフォーマの１つのセットに供給し、
    各ビームフォーマからのエネルギー出力を算出し、
    最大のエネルギー出力の前記ビームフォーマに基づき、前記音声コマンドの到達角度を決定する、
    更なる命令を前記非一時的可読記憶媒体が記憶し、前記ビームパターンを向ける前記決定された位置は前記音声コマンドの前記到達角度の方向である、請求項１７に記載の製品。
19. 前記プロセッサによって実行されると、
    前記マイクロフォン信号を、一致を判定するために、記憶したユーザプロファイルに関連付けた１つ以上のスピーチ識別特性と比較する、更なる命令を前記非一時的可読記憶媒体が記憶する、請求項１７に記載の製品。
20. 前記プロセッサによって実行されると、
    前記一致したユーザプロファイルから好みの位置設定を取得する更なる命令を前記非一時的可読記憶媒体が記憶し、前記好みの位置設定は、前記ユーザによる過去の使用習慣に基づき設定される、請求項１９に記載の製品。
21. 前記プロセッサによって実行されると、
    前記一致したユーザプロファイルから１つ以上の好みの設定を取得する、更なる命令を前記非一時的可読記憶媒体が記憶し、前記ビームパターンは、前記１つ以上の好みの設定に基づき生成される、請求項１９に記載の製品。
22. 前記プロセッサによって実行されると、
    前記マイクロフォン信号と前記記憶したユーザプロファイルに関連付けた前記１つ以上のスピーチ識別特性との間の一致を判定することができないことに応じて、新しいユーザプロファイルを生成する、更なる命令を前記非一時的可読記憶媒体が記憶する、請求項１９に記載の製品。
23. 前記プロセッサによって実行されると、
    前記音声コマンドにより指示された前記ビームパターンに対する１つ以上の好みの設定を判定するために前記マイクロフォン信号を処理する、更なる命令を前記非一時的可読記憶媒体が記憶し、前記ビームパターンは、前記判定された１つ以上の好みの設定に基づき生成される、請求項１７に記載の製品。
24. 前記１つ以上の好みの設定は、前記ビームパターンを向ける前記リスニング領域内の既定の位置を示す、請求項２３に記載の製品。
25. 前記１つ以上の好みの設定は、前記ビームパターンの音量、低音、高音、及び残響比率のうちの１つ以上を示す、請求項２３に記載の製品。