JP2017530580A - 平面センサーアレイ - Google Patents
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Abstract
Description
図2A及び2Bは、記載された様々な構成を実施することができる汎用コンピューターシステム120を示す。
メモリ位置228、229、230から命令231を取り出すか又は読み込むフェッチ動作と、
命令を取り出したか否かを制御装置239が判定するデコード動作と、
制御装置239及び/又はALU240が命令を実行する実行動作と
を含む。
上記の背景技術で述べたように、3次元波動場球面調和関数展開は、3次元(すなわち、xyz平面)に配置されたセンサーを必要とする。すなわち、xy平面(すなわち、2次元)にのみ配置されたセンサーは、xy平面における奇数モード1010がゼロであるとき、球面調和関数の奇数モード1010を提供することができない。しかしながら、図10はθに対するPnmの変化率(すなわち、
S=S1−S2 (式17)
と定義され、ここで、S1及びS2は、それぞれM1及びM2に位置する2つの全方位センサーの信号出力である。ある位置(L,θ,φ)(L≫r)に配置された遠方波動場源の場合、2つの全方位センサーは、
G=cosθ (式18)
と表される受信パターンを有する。
G=(β+(1−β)cos(θ)) (式19)
と書くことができ、ここで、βは重み因子である。β=0.5の場合に、2つの成分が同じ重みを有することを意味する標準的なカージオイドパターンが実現される。従って、カージオイドセンサーによって捕捉された波動場は、全方位センサーと差動センサーの加重和として表すことができる。式1及び14を組み合わせると、カージオイドセンサーによって取得された波動場は、
空間サンプリング
離散センサーに基づく大部分のセンサーアレイ配置において、空間サンプリングは誤差の主要且つ根本的な原因である。一般的に、空間サンプリングを回避するために、各2つのセンサー間の距離は、目標信号の波長の半分より小さくなければならず(すなわち、d≦λ/2)、ここでdは2つのセンサー間の距離であり、λは信号の最高周波数の波長である。
Claims (19)
- 2次元(2D)センサーアレイを用いて3次元波動場の3次元(3D)波動場表現を構築する方法であって、
2次元平面に配置された全方位センサー及び一次センサーを含むセンサーの2次元アレイを用いて3次元波動場信号を取得することと、
取得された前記3次元波動場信号をデジタル化することと、
前記全方位センサーによって取得され、デジタル化された前記3次元波動場信号によって決まる球面調和関数の偶数係数を計算することと、
前記一次センサーによって取得され、デジタル化された前記3次元波動場信号によって決まる前記球面調和関数の奇数係数を計算することと、
取得された前記3次元波動場信号の計算された前記偶数係数及び前記奇数係数によって決まる3次元波動場表現を構築することと
を含む方法。 - 前記全方位センサー及び前記一次センサーは複数の同心円アレイに配置されている、請求項1に記載の方法。
- 前記一次センサーは2つの全方位センサーを含み、前記一次センサーの出力の各々は前記2つの全方位センサーの出力間の差によって決まる、請求項2に記載の方法。
- 前記球面調和関数の奇数係数の計算は前記一次センサーの出力によって決まり、前記球面調和関数の偶数係数の計算は前記2つの全方位センサーの一方の出力によって決まる、請求項3に記載の方法。
- 前記全方位センサーを有する同心円アレイは前記一次センサーを有する同心円アレイと交互に配置され、前記一次センサーはカージオイドセンサーを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記球面調和関数の奇数係数の計算は前記一次センサーの出力によって決まり、前記球面調和関数の偶数係数の計算は前記全方位センサーの出力によって決まる、請求項5に記載の方法。
- 構築された前記3次元波動場表現は、
アクティブノイズ除去、
ビーム形成、
到来方向推定、及び
録音又は再生
の用途のいずれか1つに使用される、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。 - 2次元(2D)センサーアレイを用いて3次元波動場の3次元(3D)波動場表現を構築するための装置であって、
3次元波動場信号を受信するためのセンサーの2次元(2D)アレイであって、2次元平面に配置された全方位センサー及び一次センサーを含むセンサーの2次元アレイと、
プロセッサであって、
取得された前記3次元波動場信号を受信し、
取得された前記3次元波動場信号をデジタル化し、
前記全方位センサーによって取得され、デジタル化された前記3次元波動場信号によって決まる球面調和関数の偶数係数を計算し、
前記一次センサーによって取得され、デジタル化された前記3次元波動場信号によって決まる前記球面調和関数の奇数係数を計算し、
取得された前記3次元波動場信号の計算された前記偶数係数及び前記奇数係数によって決まる3次元波動場表現を構築するように構成されたプロセッサと
を備える装置。 - 前記全方位センサー及び前記一次センサーは複数の同心円アレイに配置されている、請求項8に記載の装置。
- 前記一次センサーは2つの全方位センサーを含み、前記一次センサーの出力の各々は前記2つの全方位センサーの出力間の差によって決まる、請求項9に記載の装置。
- 前記プロセッサは前記一次センサーの出力に応じて前記球面調和関数の奇数係数を計算し、前記プロセッサは前記2つの全方位センサーの一方の出力に応じて前記球面調和関数の偶数係数を計算する、請求項10に記載の装置。
- 前記全方位センサーを有する同心円アレイは前記一次センサーを有する同心円アレイと交互に配置され、前記一次センサーはカージオイドセンサーを含む、請求項9に記載の装置。
- 前記プロセッサは前記一次センサーの出力に応じて前記球面調和関数の奇数係数を計算し、前記球面調和関数の偶数係数の計算は前記全方位センサーの出力によって決まる、請求項12に記載の装置。
- 構築された前記3次元波動場表現は、
アクティブノイズ除去、
ビーム形成、
到来方向推定、及び
録音又は再生
の用途のいずれか1つに使用される、請求項8から13のいずれか1項に記載の装置。 - 前記プロセッサはデジタル信号プロセッサを含む、請求項8から14のいずれか1項に記載の装置。
- 前記装置はフィールドプログラマブルゲートアレイを含む、請求項8から15のいずれか1項に記載の装置。
- コンピュータープログラムが記録されたコンピューター可読記憶媒体であって、前記プログラムは2次元(2D)センサーアレイを用いて3次元波動場の3次元(3D)波動場表現を構築する方法をコンピューターに実行させるためにコンピューター装置によって実行可能であり、前記プログラムは、
2次元平面に配置された全方位センサー及び一次センサーを含むセンサーの2次元アレイを用いて3次元波動場信号を取得するためのコードと、
取得された前記3次元波動場信号をデジタル化するためのコードと、
前記全方位センサーによって取得され、デジタル化された前記3次元波動場信号によって決まる球面調和関数の偶数係数を計算するためのコードと、
前記一次センサーによって取得され、デジタル化された前記3次元波動場信号によって決まる前記球面調和関数の奇数係数を計算するためのコードと、
取得された前記3次元波動場信号の計算された前記偶数係数及び前記奇数係数によって決まる3次元波動場表現を構築するためのコードと
を含む、コンピューター可読記憶媒体。 - 構築された前記3次元波動場表現は、
アクティブノイズ除去、
ビーム形成、
到来方向推定、及び
録音又は再生
の用途のいずれか1つに使用される、請求項1に記載のコンピューター可読媒体。 - 取得された前記3次元波動場信号は、音響、無線周波、及びマイクロ波のいずれか1つである、請求項1から18のいずれか1項に記載の発明。
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