JP6692858B2 - 室内へのオーディオ適合 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、ラウドスピーカによるオーディオのレンダリングの分野に関し、より具体的には、環境補償されたオーディオレンダリングに関する。

元の録音環境と同じ位自然に聞こえるように録音を再生することが望ましい。アプローチは、聴取者の周囲に、その空間分布が元の録音環境の空間分布をより密接に近似する音場を生成することである。この分野の初期の実験では、例えば、聴取者の前部のラウドスピーカから音楽信号を、及び聴取者の後部にあるラウドスピーカを介して同じ信号のわずかに遅延したバージョンを出力すると、聴取者に、聴取者が大きな室内にいて、目の前で音楽が演奏されている印象を与えることが示された。聴取者の左側部に更なるラウドスピーカを、及び右側部に別のものを追加し、前部ラウドスピーカと後部ラウドスピーカの間の遅延とは異なる遅延でこれらの側部スピーカに同じ信号を供給することによって、配置を改善することができる。しかし、複数のスピーカを使用すると、オーディオシステムのコストと複雑さが増す。

ラウドスピーカの再生は、壁のような近くの障害物によって影響される。そのような音響境界は、ラウドスピーカによって放出される音の反射を生成する。反射は、音を増強又は劣化させ得る。反射の影響は、音の周波数によって変化し得る。低域周波数、特に約４００Ｈｚ未満の周波数は、音響境界からの反射に特に敏感であり得る。

より容易で効果的な方法を提供して、より少ないラウドスピーカで録音の自然な音の再生を提供することが望ましい。

オーディオシステムは、各々がラウドスピーカを有する１つ以上のラウドスピーカキャビネットを含む。感知ロジックは、ラウドスピーカキャビネットの音響環境を判定する。感知ロジックは、エコーキャンセラを含むことができる。低域周波数補正フィルタは、ラウドスピーカキャビネットの音響環境に基づいてオーディオプログラムを補正する。システムは、低域周波数の音であり得る全方向性の音パターンを出力して、音響環境を判定する。音響環境が自由空間にある場合、システムは全方向性パターンに重ね合わされた指向性パターンを生成することができる。音響環境が自由空間にない場合、システムは環境音コンテンツを壁に向け、直接音コンテンツを壁から遠ざけるように向けることができる。感知ロジックは、最初の電源投入時及びラウドスピーカキャビネットの位置変化が検出されたときに音響環境を自動的に判定する。加速度計は、ラウドスピーカキャビネットの位置変化を検出することができる。

本発明の他の特徴及び利点は、添付図面から、及び以下に続く発明を実施するための形態から、明らかとなるであろう。

本発明は、限定ではなく例として本発明の実施形態を例示するために使用される以下の説明及び添付の図面を参照することによって、最もよく理解され得る。図面において、同様の参照番号は同様の要素を示す。
本発明を具現化する第１のオーディオシステムのブロック図である。 本発明を具現化する第２のオーディオシステムのブロック図である。 本発明を具現化する第３のオーディオシステムのブロック図である。 本発明を具現化する第４のオーディオシステムのブロック図である。

以下の説明では、数多くの具体的な詳細が記載される。しかし、本発明の実施形態はこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることが、理解される。他の場合、本明細書の理解を不明瞭にしないようにするために、周知の回路、構造及び技法は詳細には示されていない。

以下の記載では、本発明のいくつかの実施形態を示す添付図面を参照する。本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用してもよく、機械的構成、構造、電気及び動作の変更を行うことができることが理解される。以下の詳細な記載は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、本発明の実施形態の範囲は、発行された特許の特許請求の範囲によってのみ規定される。

本明細書で使用される用語は、特定の実施態様のみを説明する目的のためであり、本発明を限定することを意図するものではない。「下方に」、「下に」、「より下の」、「上に」、「上方の」などのような空間的に相対的な用語は、本明細書では説明を容易にするために、図に示すように、ある要素又は特徴の別の要素又は特徴に対する関係を説明するのに使用され得る。空間的に相対的な用語は、図面に描かれている向きに加えて、使用又は動作中のデバイスの異なる向きを包含することが意図されていることが理解されよう。例えば、図中のデバイスがひっくり返されている場合、他の要素又は機能の「下に」又は「下方に」と記載された要素は、次いで、他の要素又は機能の「上に」向けられる。したがって、例示的な用語「下に」は、上及び下の両方向を包含することができる。デバイスを、別の方法では他の方向に向ける（例えば、９０度回転させる、又は他の方向に回転させる）ことができ、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子はそれにしたがって解釈される。

本発明で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈がそうではないことを示さない限り、複数形も含むことが意図される。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（含む）」及び／又は「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」が、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／又は構成要素の存在を指定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらの群の存在又は追加を除外しないことが更に理解されるであろう。

用語「又は」及び「及び／又は」は、本明細書で使用される場合、任意の１つ又は任意の組み合わせを含むか又は意図すると解釈されるべきである。したがって、「Ａ、Ｂ又はＣ」又は「Ａ、Ｂ及び／又はＣ」は、「以下の任意のもの：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ａ及びＢ、Ａ及びＣ、Ｂ及びＣ、Ａ、Ｂ及びＣ」を意味する。この定義に対する例外は、要素、機能、ステップ又は行為の組み合わせが何らかの方法で本質的に互いに排他的である場合にのみ生じる。

図１は、例示的なオーディオシステムの図である。オーディオシステムは、ラウドスピーカキャビネット１００を含み、その中にラウドスピーカドライバ１０２が一体化されている。オーディオ増幅器１１４は、ラウドスピーカドライバ１０２の入力に結合される。感知ロジック１０８は、以下で更に記載するように、ラウドスピーカキャビネット１００の音響環境を判定する。低域周波数補正フィルタ１１２は、オーディオプログラム１１０を受信し、以下に更に説明するように、オーディオ信号を生成して、ラウドスピーカキャビネット１００の音響環境に基づいて室内効果に対してオーディオプログラムを補正する。オーディオ信号は、オーディオ増幅器１１４に供給されて、補正されたオーディオプログラムをラウドスピーカキャビネット１００内のラウドスピーカドライバ１０２を介して出力する。

感知ロジック及び低域周波数補正フィルタは、２０１６年１月６日に出願された、ＬＯＵＤＳＰＥＡＫＥＲ ＥＱＵＡＬＩＺＥＲと題する米国特許出願公開第１４／９８９，７２７号に開示された技術を使用することができ、その出願は、参照によりその全体が本明細書に具体的に組み込まれる。

図２は、別の例示的なオーディオシステムの図である。オーディオシステムは、９つのラウドスピーカドライバをそこに一体化したラウドスピーカキャビネット２００と、上方に面した１つのドライバ２０２及びラウドスピーカキャビネットの４つの側面の各々の外側に面した２つのドライバ２０４と、を含む。

９つのオーディオ増幅器２１４の各々は、９つのラウドスピーカドライバ２０２、２０４のうちの１つの入力に結合された出力を提供する。１つのオーディオ増幅器が各ラウドスピーカドライバに関連付けられている。オーディオ増幅器のうちの１つのみが示されており、オーディオ増幅器とラウドスピーカドライバの間の信号接続は、説明を明確にするために省略されている。追加のオーディオ増幅器及びラウドスピーカドライバへのそれらの接続は、省略記号によって示唆される。

感知ロジック２０８は、後述するようにラウドスピーカキャビネット２００の音響環境を判定する。１つ以上の低域周波数補正フィルタ２１２は、オーディオプログラム２１０を受信し、後述するように、オーディオ信号を生成して、ラウドスピーカキャビネット２００の音響環境に基づいて室内効果に対してオーディオプログラムを補正する。低域周波数補正フィルタ２１２は、ラウドスピーカキャビネット２００内のすべてのドライバ２０２、２０４に対して、又は低域周波数出力を提供するドライバ、例えばウーファ及び／又はサブウーファ、などの一部のドライバのみに対して提供されてもよい。追加の低域周波数補正フィルタ及びオーディオ増幅器へのそれらの接続は、明瞭化のために省略記号によって示唆される。

図３は、更に別の例示的なオーディオシステムの図である。オーディオシステムは、その中に７つのラウドスピーカドライバを一体化した２つのラウドスピーカキャビネット３００Ａ、３００Ｂと、上方に面する１つのドライバ３０２及びラウドスピーカキャビネットの前方及び後方に面する側面の各々に外側に面する３つのドライバ３０４と、を含む。２つのラウドスピーカキャビネットが示されているが、本発明を具現化する他のオーディオシステムでは、より多くのラウドスピーカキャビネットを使用できることが理解されよう。

７つのオーディオ増幅器３１４の各々は、７つのラウドスピーカドライバのうちの１つの入力に結合された出力を提供する。１つのオーディオ増幅器が各ラウドスピーカドライバに関連付けられている。オーディオ増幅器のうちの１つのみが示されており、オーディオ増幅器とラウドスピーカドライバの間の信号接続は、説明を明確にするために省略されている。

感知ロジック３０８は、後述するように、ラウドスピーカキャビネット３００Ａ、３００Ｂの各々に対して音響環境を判定する。２つ以上の低域周波数補正フィルタ３１２の各々は、オーディオプログラム３１０のチャネルを受信し、後述するように、ラウドスピーカキャビネット３００Ａ、３００Ｂの各々の音響環境に基づいて室内効果に対してオーディオプログラムのチャネルを補正するオーディオ信号を生成する。低域周波数補正フィルタ３１２は、ラウドスピーカキャビネット３００Ａ、３００Ｂの各々のすべてのドライバ３０２、３０４に対して、又は低域周波数出力を提供するドライバ、例えばウーファ及び／又はサブウーファ、などのドライバの一部のみに対して、提供されてもよい。低域周波数補正フィルタは、本発明を具現化するオーディオシステム内のラウドスピーカキャビネットのすべてではなく、一部におけるドライバに対して設けられてもよい。

２つ以上のラウドスピーカキャビネットを含むオーディオシステムは、図１及び図２に示す構成のような、様々な構成で配置された１つ以上のラウドスピーカドライバを有し得ることが理解されよう。同様に、図１に示すラウドスピーカドライバの配置は、１つのラウドスピーカキャビネットを含むオーディオシステムで使用され得る。図示のもの以外のラウドスピーカドライバの配置が、本発明を具現化するオーディオシステムにおいて使用され得る。

本発明を具現化するオーディオシステムは、ラウドスピーカキャビネット内のラウドスピーカドライバの音響環境を判定するための感知ロジックを含む。ラウドスピーカドライバの性能は、ラウドスピーカドライバによって出力される音を反射及び／又は吸収することができる壁などの音響障害物によって、影響を受けることが理解されよう。音響障害物の音響特性は、周波数依存性であり得る。反射は、反射音響面の位置及び音の周波数に応じて、ラウドスピーカドライバによって生成される音を強化又はキャンセルすることができる。

図４は、更に別の例示的なオーディオシステムの図である。オーディオシステムは、８つのラウドスピーカドライバ４０４をその中に一体化した円筒形ラウドスピーカキャビネット４００を含み、各ドライバはラウドスピーカキャビネットの外側に面している。システムの他の実施形態は、八角形又は他の規則的な多角形などの、ラウドスピーカキャビネット用の他の円柱形状を使用してもよく、システムは８つよりも多い又は少ないラウドスピーカドライバを使用してもよく、システムは前述の実施形態で開示したドライバと同様の、上方に面したドライバを使用してもよいことが、理解されよう。

８つのオーディオ増幅器４１４の各々は、８つのラウドスピーカドライバ４０４のうちの１つの入力に結合された出力を提供する。１つのオーディオ増幅器が各ラウドスピーカドライバに関連付けられる。オーディオ増幅器のうちの１つのみが示されており、オーディオ増幅器とラウドスピーカドライバの間の信号接続は、説明を明確にするために省略されている。追加のオーディオ増幅器及びラウドスピーカドライバへのそれらの接続は、省略記号によって示唆される。

感知ロジック４０８は、後述するようにラウドスピーカキャビネット４００の音響環境を判定する。再生モードプロセッサは、オーディオプログラム４１０を受信し、後述するように、ラウドスピーカキャビネット４００の音響環境に基づいて室内効果に対してオーディオプログラムを調節するオーディオ信号を生成して、１つ以上のラウドスピーカキャビネットの各々の音響環境に応じてオーディオプログラムを調節し、１つ以上のオーディオ増幅器に１つ以上のオーディオ信号を提供して、補正されたオーディオプログラムを１つ以上のラウドスピーカキャビネットの各々の１つ以上のラウドスピーカドライバを介して出力する。

再び図１を参照して、感知ロジック１０８は、音パターンを生成し、その音パターンをオーディオ増幅器１１４に提供することができる。音パターンは、全方向性の音パターン、高指向性音パターン、又は低又は高オーディオ周波数に影響を及ぼす別の音パターンであってもよい。音パターンは、ラウドスピーカキャビネット１００内のラウドスピーカドライバ１０２を介して出力され、ラウドスピーカキャビネットの音響環境を判定する。ラウドスピーカキャビネットが２つ以上のラウドスピーカドライバを含む他の実施形態では、音パターンは、ラウドスピーカキャビネット内の単一のラウドスピーカドライバを介して、又はラウドスピーカキャビネット内のラウドスピーカドライバの一部又は全部を介して出力され得る。２つ以上のラウドスピーカキャビネットが存在する他の実施形態では、音パターンは、ラウドスピーカキャビネットの各々のラウドスピーカドライバを介して音パターンを順次出力され、ラウドスピーカキャビネットの各々の音響環境を順に判定することができる。

感知ロジック１０８は、様々なラウドスピーカ１０２によって生成された音に対するラウドスピーカキャビネット１００の外側境界の音に応じるマイクロフォン１１８で受信された信号に関する情報である程度動作し、それはラウドスピーカキャビネット内のマイクロフォン１１６によって推定され得る。感知ロジック１０８は、例えば、マイクロフォン１１６、１１８間及びラウドスピーカ１０２とマイクロフォン１１８の間の伝達関数測定値を調べることによってそれを行う。感知ロジック１０８は、外部マイクロフォン１１８から信号を受信することができ、それは、ラウドスピーカキャビネット１００の外面上にあるか、又は外面近くの音圧レベルを検出するように配置され得る。本出願の目的では、語句「外部マイクロフォン」及び「ラウドスピーカキャビネットの外部マイクロフォン」は、ラウドスピーカキャビネットの外面近くの音圧レベルに応じる信号を生成するように配置されたマイクロフォンを意味する。

感知ロジック１０８は、外部マイクロフォン１１８からの信号を、スピーカドライバ１０２によって出力された音エネルギの量を示す信号と比較する。ドライバ出力音エネルギの表示は、内部マイクロフォン１１６によって提供され得る。他の実施形態では、ドライバ出力音エネルギの表示は、ラウドスピーカドライバのスピーカコーンの変位を測定する光学システムによって、又はラウドスピーカドライバに提供される電気エネルギからのドライバ出力音エネルギの表示を導出する電気システムによって、提供され得る。

感知ロジック１０８は、ラウドスピーカキャビネット１００内のラウドスピーカドライバ１０２とラウドスピーカキャビネットの外部マイクロフォン１１８の間の音響経路を推定する。感知ロジック１０８は、ラウドスピーカドライバ１０２とマイクロフォン１１８の間の音響経路を推定するエコーキャンセラを含んでもよい。

感知ロジックは、ラウドスピーカドライバとマイクロフォンの間の音響経路を推定する、２０１５年１０月２２日に出願された、「ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ ＳＥＮＳＩＮＧ ＵＳＩＮＧ ＣＯＵＰＬＥＤ ＭＩＣＲＯＰＨＯＮＥＳ ＡＮＤ ＬＯＵＤＳＰＥＡＫＥＲＳ ＡＮＤ ＮＯＭＩＮＡＬ ＰＬＡＹＢＡＣＫ」と題する、米国特許出願公開第１４／９２０，６１１号に開示されている技術などの、他の技術を使用することができ、その出願は参照によりその全体が本明細書に具体的に組み込まれる。

感知ロジック１０８は、ラウドスピーカキャビネットの音響環境を自由空間にあると分類することができ、そこにはラウドスピーカキャビネットに十分近接してラウドスピーカキャビネット内のラウドスピーカドライバによって生成される音に大きく影響を及ぼすような音響障害物又は境界は存在しない。本出願の目的では、語句「音に大きく影響を及ぼす」は、測定装置を使用せずに聴取者によって知覚される程度に音を変えることを意味する。ラウドスピーカキャビネットは、支持面の影響は生成されるように意図される音の一部であるような方法で、表面に支持されるように設計されている、と仮定され得る。したがって、支持面は、音響的な障害物又は境界であるとは見なされなくてもよい。ラウドスピーカキャビネットは、それが壁及び大きな家具のすべてから十分離れていて、そのような障害物からの大きな音響反射を避ける場合、自由空間にある。

ラウドスピーカキャビネットに十分近い音響障害物又は境界があって、ラウドスピーカキャビネットのラウドスピーカドライバによって生成される音に大きく影響を及ぼす場合、すなわちラウドスピーカキャビネットが自由空間にない場合、感知ロジック１０８は、ラウドスピーカキャビネットの音響環境を更に分類することができる。更なる分類は、ラウドスピーカキャビネットの典型的な配置に基づいてもよい。例えば、ラウドスピーカキャビネットの近くに単一の反射音響面がある場合、音響環境は壁の近くとして更に分類され得る。音響環境は、ラウドスピーカキャビネットの近くに互いに直角に２つの反射音響面がある場合、コーナにあるとして更に分類され得る。音響環境は、ラウドスピーカキャビネットの支持面に平行な１つの音響面を有するラウドスピーカキャビネットの近くに互いに直角に３つの反射音響面がある場合、書棚にあるとして更に分類され得る。

再び図２を参照して、オーディオシステムは、再生モードプロセッサ２２０を提供してオーディオプログラムを受信し、オーディオシステムの音響環境から決定された再生モードにしたがってオーディオプログラムを調節することができる。再生モードプロセッサを提供するオーディオシステムは、概して１つ以上のラウドスピーカキャビネットを含み、各々は複数のラウドスピーカドライバを含む。

再生モードプロセッサ２２０は、ラウドスピーカキャビネット２００に向けられたオーディオプログラム２１０の一部を調節して、ラウドスピーカキャビネット内の複数のラウドスピーカドライバ２０２、２０４によってオーディオプログラムがどのように出力されるかに影響を及ぼす。再生モードプロセッサ２２０は、明瞭化のために省略記号によって示唆されるように、複数のラウドスピーカドライバ用の複数の出力を有する。低域周波数補正フィルタ２１２は、特定のドライバ用に使用される場合、再生モードプロセッサ２２０の前又は後に配置され得る。

再生モードプロセッサ２２０は、オーディオプログラム２１０を調節して、ラウドスピーカキャビネット２００から特定の方向にオーディオプログラムの一部を出力することができる。音出力方向は、所望の方向に向けられたラウドスピーカドライバにオーディオプログラムの一部を送ることによって制御され得る。いくつかのラウドスピーカキャビネットは、スピーカアレイとして配置されたラウドスピーカドライバを含むことができる。再生モードプロセッサは、スピーカアレイに所望の方向へとビーム形成された音パターンを放出させることによって、音出力方向を制御することができる。

再生モードプロセッサ２２０は、音響環境が自由空間にある場合、オーディオプログラム２１０を調節して、ラウドスピーカドライバ２０２、２０４に全方向性パターンに重ね合わされた指向性パターンを生成させることができる。指向性パターンは、音場に空間的に配置されたオーディオプログラム２１０の一部、例えば左又は右チャネルに固有の部分を含むことができる。指向性パターンは、オーディオプログラム２１０のより高い周波数部分、例えば聴取者がより具体的に空間的に特定できる４００Ｈｚを超える部分、に限定され得る。全方向性パターンは、音場全体にわたって聞こえるオーディオプログラム２１０の部分、例えば左と右チャネルの両方に共通の部分、を含むことができる。全方向性パターンは、オーディオプログラム２１０のより低い周波数部分、例えば聴取者が空間的に特定するのが難しい４００Ｈｚ未満の部分、を含むことができる。

再生モードプロセッサ２２０は、音響環境が自由空間にない場合、オーディオプログラム２１０を調節して、ラウドスピーカドライバ２０２、２０４にオーディオプログラムの環境音コンテンツを壁に向けさせ、オーディオプログラムの直接音コンテンツを壁から遠ざけるように向けさせることができる。

音響環境が書棚にあるとして分類された場合、再生モードプロセッサ２２０はオーディオプログラム２１０を調節して、ラウドスピーカドライバ２０２、２０４に書棚から送られる高度に指向性のビームを形成させることができる。

再生モードプロセッサは、２０１７年５月１２日に出願された、「ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＵＤＩＯ ＲＥＮＤＥＲＩＮＧ ＳＴＲＡＴＥＧＩＥＳ ＦＯＲ ＢＥＡＭＦＯＲＭＩＮＧ ＬＯＵＤＳＰＥＡＫＥＲ ＡＲＲＡＹ」と題する、米国特許出願公開第１５／５９３，８８７号に記載された技術を用いて、オーディオプログラムを調節することができ、その出願は参照によりその全体が本明細書に具体的に組み込まれる。再生モードプロセッサは、２０１６年９月２３日に出願された、「ＣＯＮＳＴＲＡＩＮＥＤ ＬＥＡＳＴ−ＳＱＵＡＲＥＳ ＡＭＢＩＥＮＣＥ ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ ＦＲＯＭ ＳＴＥＲＥＯ ＳＩＧＮＡＬＳ」と題する、米国特許出願公開第１５／２７５，３１２号に記載された技術を用いて、直接音コンテンツからオーディオプログラムの環境音コンテンツを分離することができ、その出願は参照によりその全体が本明細書に具体的に組み込まれる。

感知ロジック２０８は、感知ロジック２０８が、信号及び音源などのメトリックを利用しているときに、信号及び音源が様々なラウドスピーカ及びマイクロフォンを支配するという暗黙の仮定をすることができる。また、実際には、動作中に内部デバイス及び環境ノイズを超える十分な信号レベルが存在し、有効な測定及び解析を可能にすることも事実であるに違いない。そのようなレベル及び伝達関数、並びにそれらの推定における仮定は、様々な周波数帯域で、様々な時間間隔中に、又はデバイスの動作の様々な「モード」中に必要とされ得る。

実験室又は制御された設定の外では、デバイスの実際の配置において、特定の感知ロジックの動作及び決定に必要である有効な仮定の下で感知ロジック２０８のアルゴリズムが動作することを確実にする必要がある。感知ロジック２０８が有効な入力で動作することを確実にするのを助けるために、感知ロジックは「監視」ロジックを含むことができる。

監視ロジックは、最も単純な形式で様々な信号を取り込み、絶対的及び相対的な信号レベルの測定及び比較を行う。特に、監視ロジックは、これらの測定値と、テストを構成する様々な目標及びチューニングされた仮定との比較をチェックし、１つ以上の試験／仮定が違反されるたびにフラグが発行される。監視ロジックは、そのようなフラグをプローブして、感知ロジックの決定及び変更を行う前に、様々な試験の状態をチェックすることができる。フラグは、任意選択で、感知ロジック内の様々な「推定器」を駆動又はゲートして、必要な前提条件又は条件が違反されていることを警告することもできる。

監視ロジックは、１つ以上のユーザ定義周波数帯域を見るように調節されることが可能であり、１つ以上のマイクロフォン信号を取り込むことができ、様々な絶対的及び相対的な信号レベル目標を用いてユーザによって調節され得ることにおいて、柔軟であるように設計されている。監視ロジックは、感知ロジックがこの特定の監視ロジックを行うために必要とするシナリオに応じて、１つ以上の試験が含まれるか又は除外されるかのいずれかのモードを有することができる。

監視ロジックは、時間及び周波数において非常に動的である、実際のオーディオ信号に適応する。これは特に音楽及びスピーチに当てはまる。「レベル」目標は、実際のオーディオ信号に適応するように動的であってもよい。「レベル」目標は統計的目標であることができる。監視ロジックは、例えばユーザ定義の間隔であり得る数１０ミリ秒〜数１００ミリ秒の間隔の、短い時間間隔にわたって特定のタイプの測定値を収集することができ、例えばユーザ定義の間隔でもあり得る数１００ミリ秒〜数秒のオーダの間隔の、長い時間間隔にわたって多数のそのような測定を累積する。この測定タイプに対する目標に合格することは、次いで、目標のレベル及び比率によって定義され、ここで、目標レベルを満たす、定義された「長い」間隔にわたって収集された「短い」測定値は、試験に合格するためには定義比率を超えなければならない。そのようなレベル及び比率を設定することは、対象の周波数帯域及び期待される信号のタイプに関連し得る。

感知ロジック２０８は、第１の期間にわたって感知ロジックによって使用される各マイクロフォンからの数値測定値を収集することができる。各測定値は、第１の期間よりも短い第２の期間にわたって収集される。感知ロジック２０８は、測定値の各々を目標レベルと比較して、目標レベルを満たす測定値の割合を判定する。第２の期間は、１０ミリ秒〜５００ミリ秒にあることができ、第１の期間は、第２の期間の少なくとも１０倍であり得る。

感知ロジック２０８は、目標レベルを満たす複数の測定値の割合が閾値未満である場合、低域周波数補正フィルタ２１２の適用及びオーディオシステムの音響環境の判定を無効にすることができる。

感知ロジック２０８は、オーディオシステムのユーザによる介入を必要とすることなく、オーディオシステムの最初の電源投入時にオーディオシステムの音響環境を自動的に判定することができる。感知ロジック２０８は、ラウドスピーカキャビネットの音響環境に変化があったときを更に検出し、オーディオシステムのユーザによる介入を必要とせずに、オーディオシステムの音響環境を自動的に再判定することができる。音響環境は、ラウドスピーカキャビネットを移動させるか、ラウドスピーカキャビネットの近くに音響障害物を配置することによって変更され得る。ラウドスピーカキャビネットの音響環境の変化は、オーディオ特性の変化によって検出され得る。

いくつかの実施形態では、加速度計２２２がラウドスピーカキャビネット２００に結合されてラウドスピーカキャビネットの位置の変化を検出する。これは、位置の変化をより迅速に検出することを可能にする。

感知ロジック２０８は、２０１７年６月１日に出願された、米国特許出願公開第１５／６１１，０８３号、「ＡＣＯＵＳＴＩＣ ＣＨＡＮＧＥ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ」、に記載された技術を用いて、ラウドスピーカキャビネットの音響環境の変化を検出することができ、その出願は参照によりその全体が本明細書に具体的に組み込まれる。

ラウドスピーカキャビネットの音響環境の変化が検出された場合、感知ロジック２０８は全方向性モードにフェードバックして校正手順を開始することができる。再校正は、ユーザが大きく意識する必要がない。ユーザはある種の最適化を聞くことがあるが、劇的なものではない。

低域周波数補正フィルタ２１２及び／又は再生モードプロセッサ２２０は、ラウドスピーカキャビネットが移動された後、再判定された音響環境に応じることができる。

再び図３を参照して、いくつかの実施形態では、オーディオシステムは、２つ以上のラウドスピーカキャビネット３０２Ａ、３０２Ｂを含む。そのような実施形態では、再生プロセッサ３２０は、オーディオプログラム３１０を調節して、複数のラウドスピーカキャビネット３０２Ａ、３０２Ｂを利用することができる。

例えば、音響環境が自由空間にある場合、再生モードプロセッサ３２０は、オーディオプログラム３１０を調節して、ラウドスピーカドライバ３０２、３０４に全方向性パターンに重ね合わされた指向性パターンを生成させることができる。全方向性パターンは両方のラウドスピーカキャビネット３０２Ａ、３０２Ｂについて同じであり、一方、指向性パターンは各ラウドスピーカキャビネットに特有である。指向性パターンは、パターンを別のラウドスピーカキャビネットから多少離れるように向けることなど、より広がった音を提供するなど、互いに補完するように指示され得る。

別の実施例として、音響環境が自由空間にない場合、再生モードプロセッサ３２０は、オーディオプログラム３１０を調節して、ラウドスピーカドライバ２０２、２０４がオーディオプログラムの環境音コンテンツを壁に向けさせ、オーディオプログラムの直接音コンテンツを壁から遠ざけるように向けさせることができる。複数のラウドスピーカキャビネット３０２Ａ、３０２Ｂがある場合、環境音コンテンツを分離して、ラウドスピーカキャビネットの位置にしたがって環境音コンテンツを配置することができる。例えば、２つのラウドスピーカキャビネット３０２Ａ、３０２Ｂを用いて、環境音コンテンツを左の周囲と右の周囲に分離し、左右のラウドスピーカキャビネットにそれぞれ送ることができる。直接音コンテンツを、適切に配置されたラウドスピーカキャビネットに同様に向けてもよい。

再生モードプロセッサは、２０１６年１１月１６日に出願された、「ＵＳＩＮＧ ＴＨＥ ＬＯＣＡＴＩＯＮ ＯＦ Ａ ＮＥＡＲ−ＥＮＤ ＵＳＥＲ ＩＮ Ａ ＶＩＤＥＯ ＳＴＲＥＡＭ ＴＯ ＡＤＪＵＳＴ ＡＵＤＩＯ ＳＥＴＴＩＮＧＳ ＯＦ Ａ ＦＡＲ−ＥＮＤ ＳＹＳＴＥＭ」と題する、米国特許出願公開第１５／３１１，８２４号に記載された技術を用いて、オーディオプログラムを調節することができ、その出願は参照によりその全体が本明細書に具体的に組み込まれる。

再び図４を参照して、オーディオシステムは、再生モードプロセッサ４２０を提供してオーディオプログラム４１０を受信し、オーディオシステムの音響環境から決定された再生モードにしたがってオーディオプログラムを調節することができる。図２に示すシステムについて上述したように、再生モードプロセッサ４２０は、ラウドスピーカキャビネット４００に向けられたオーディオプログラム４１０の一部を調節し、ラウドスピーカキャビネット内の複数のラウドスピーカドライバ４０４によってオーディオプログラムがどのように出力されるかに影響を及ぼす。再生モードプロセッサ４２０は、明瞭化のために省略記号によって示唆されるように、複数のラウドスピーカドライバ用の複数の出力を有する。

再生モードプロセッサ４２０は、オーディオプログラム４１０を調節して、ラウドスピーカキャビネット４００から特定の方向にオーディオプログラムの一部を出力することができる。音出力方向は、所望の方向に向けられたラウドスピーカドライバにオーディオプログラムの一部を送ることによって制御され得る。

再生モードプロセッサ４２０は、音響環境が自由空間にある場合、オーディオプログラム４１０を調節して、ラウドスピーカドライバ４０２、４０４に全方向性パターンに重ね合わされた指向性パターンを生成させることができる。指向性パターンは、音場に空間的に配置されたオーディオプログラム４１０の一部、例えば左又は右チャネルに固有の部分を含むことができる。指向性パターンは、オーディオプログラム４１０のより高い周波数部分、例えば聴取者がより具体的に空間的に特定できる４００Ｈｚを超える部分、に限定され得る。全方向性パターンは、音場全体にわたって聞こえるオーディオプログラム４１０の部分、例えば左と右チャネルの両方に共通の部分、を含むことができる。全方向性パターンは、オーディオプログラム４１０のより低い周波数部分、例えば聴取者が空間的に特定するのが難しい４００Ｈｚ未満の部分、を含むことができる。

再生モードプロセッサ４２０は、音響環境が自由空間にない場合、オーディオプログラム４１０を調節して、ラウドスピーカドライバ４０４にオーディオプログラムの環境音コンテンツを壁に向け、オーディオプログラムの直接音コンテンツを壁から遠ざけるように向けさせることができる。

感知ロジック４０８は、図２に示すシステムについて上述したように、監視ロジックを使用することができる。

いくつかの実施形態では、加速度計４２２がラウドスピーカキャビネット４００に結合されてラウドスピーカキャビネットの位置の変化を検出する。これは、位置の変化をより迅速に検出することを可能にする。

ラウドスピーカキャビネットの音響環境の変化が検出された場合、感知ロジック４０８は全方向性モードにフェードバックして校正手順を開始することができる。再校正は、ユーザは大きく意識する必要がない。ユーザはある種の最適化を聞くことがあるが、劇的なものではない。再生モードプロセッサ４２０は、ラウドスピーカキャビネットが移動された後、再判定された音響環境に応じることができる。

特定の例示的な実施形態を記載し添付の図面に図示してきたが、そのような実施形態は、大まかな発明を例示するものにすぎず、それに限定するものではないこと、及び、様々な他の変更が当業者によって想起され得るので、本発明は、図示及び記載した特定の構成及び配置には限定されないことが理解されるべきである。記載されたすべてのステップ又は要素は、本発明を具現化するオーディオシステムにおいて必要ではない。一実施形態に関連して記載された個々のステップ若しくは要素は、別の実施形態に関連して記載されたステップ若しくは要素に加えて使用されるか、又はそれらに置き換えられ得る。したがって、本明細書は、限定的ではなく例示的であると見なされるべきである。

Claims (27)

1. ２つ以上のラウドスピーカドライバを内部に一体化した１つ以上のラウドスピーカキャビネットと、
   ２つ以上のオーディオ増幅器であって、前記２つ以上のオーディオ増幅器の各々の出力は、前記２つ以上のラウドスピーカドライバのうちの対応するラウドスピーカドライバの入力に結合された、２つ以上のオーディオ増幅器と、
   前記１つ以上のラウドスピーカキャビネットの各々の音響環境を判定する感知ロジックと、
   低域周波数補正フィルタであって、
   オーディオプログラムを受信し、
   前記１つ以上のラウドスピーカキャビネットの各々に対する前記音響環境に応じて、前記１つ以上のラウドスピーカキャビネットの各々について室内効果に対して前記オーディオプログラムを補正する１つ以上のオーディオ信号を生成し、
   前記１つ以上のオーディオ信号を１つ以上のオーディオ増幅器に供給して、前記補正されたオーディオプログラムを前記１つ以上のラウドスピーカキャビネットの各々の内部の１つ以上のラウドスピーカドライバを介して出力するための、前記低域周波数補正フィルタと、
   再生モードプロセッサであって、
   前記オーディオプログラムを受信し、
   前記ラウドスピーカキャビネットにおける前記オーディオ増幅器に供給される当該オーディオプログラムから２つ以上のオーディオ信号を生成し、
   前記音響環境が自由空間にないと決定した前記感知ロジックに応答して、前記オーディオプログラムの環境音コンテンツを壁に向け、前記オーディオプログラムの直接音コンテンツを前記壁から遠ざけるように向けるよう前記オーディオプログラムを調節する、前記再生モードプロセッサ、
   を備えるオーディオシステム。
2. 前記１つ以上のラウドスピーカキャビネットは、前記１つ以上のラウドスピーカキャビネットの各々の外部の１つ以上のマイクロフォンを有し、
   前記感知ロジックは、全方向性の音パターンを生成するよう構成されていることにより、前記１つ以上のラウドスピーカキャビネットの各々の前記音響環境を判定し、前記全方向性の音パターンを前記１つ以上のオーディオ増幅器に提供して前記全方向性の音パターンを前記１つ以上のラウドスピーカキャビネットの各々の前記１つ以上のラウドスピーカドライバを介して出力し、前記１つ以上のラウドスピーカキャビネットでの音響に反応する前記１つ以上のマイクロフォンからオーディオ信号を受信する、請求項１に記載のオーディオシステム。
3. 前記感知ロジックは、前記１つ以上のラウドスピーカキャビネットの各々の内部の前記１つ以上のラウドスピーカドライバと、前記１つ以上のマイクロフォンとの間の音響経路を推定し、及び前記１つ以上のラウドスピーカキャビネットの各々の前記音響環境を判定するよう構成されたエコーキャンセラを備える、請求項２に記載のオーディオシステム。
4. 前記感知ロジックは、
   第１の期間にわたる前記１つ以上のマイクロフォンの各々からの複数の測定値であって、前記複数の測定値の各々は前記第１の期間よりも短い第２の期間の間のものである、複数の測定値を収集し、
   前記複数の測定値の各々を目標レベルと比較して、前記目標レベルを満たす前記複数の測定値の比率を判定し、
   前記目標レベルを満たす前記複数の測定値の前記比率が閾値未満である場合、前記低域周波数補正フィルタの適用及び前記オーディオシステムの前記音響環境の判定を無効にする、請求項３に記載のオーディオシステム。
5. 前記第２の期間は１０ミリ秒〜５００ミリ秒であり、前記第１の期間は前記第２の期間の少なくとも１０倍である、請求項４に記載のオーディオシステム。
6. 前記１つ以上のオーディオ信号は、４００Ｈｚ未満である前記オーディオプログラムの低周波数オーディオコンテンツを含むことによって、室内効果のために前記オーディオプログラムを補正する、請求項１に記載のオーディオシステム。
7. 前記音響環境が自由空間にある場合、前記再生モードプロセッサは、前記オーディオプログラムを調節するよう構成され、全方向性のパターンに重ね合わされた指向性パターンを生成する、請求項１に記載のオーディオシステム。
8. 前記感知ロジックは、前記オーディオシステムに関する障害物の方向を判定するために構成され、
   低域周波数音パターンを生成し、前記低域周波数音パターンを１つ以上のオーディオ増幅器に提供し、前記低域周波数音パターンを１つ以上のラウドスピーカドライバを介して出力し、障害物の方向に反応する１つ以上のオーディオ信号を１つ以上のマイクロフォンを介して受信するために構成されている、請求項１に記載のオーディオシステム。
9. 前記感知ロジックは、前記オーディオシステムの最初の電源投入時及び前記１つ以上のラウドスピーカキャビネットの位置の変化が検出されたときに、前記オーディオシステムの前記音響環境を判定するよう構成されている、請求項１に記載のオーディオシステム。
10. １つ以上の加速度計を更に備え、前記１つ以上の加速度計の各々は、前記１つ以上のラウドスピーカキャビネットのうちの異なる１つに結合され、前記１つ以上のラウドスピーカキャビネットの前記位置の前記変化を検出する、請求項９に記載のオーディオシステム。
11. 前記感知ロジックは、前記ラウドスピーカキャビネットのうちの１つの位置の変化を検出し、前記変化したラウドスピーカキャビネットの前記音響環境を再判定し、前記低域周波数補正フィルタは、前記変化したラウドスピーカキャビネットの前記再判定された音響環境に応じるよう構成されている、請求項１に記載のオーディオシステム。
12. デバイス内の２つ以上のスピーカを介してオーディオプログラムを出力する方法であって、
    前記２つ以上のスピーカの音響環境を判定することと、
    低域周波数補正フィルタを決定して、前記２つ以上のスピーカの前記音響環境に応じて室内効果を補正することと、
    前記低域周波数補正フィルタを前記オーディオプログラムに適用して、２つ以上のオーディオ信号を生成することと、
    前記音響環境が壁に近いかどうかを決定することと、
    前記音響環境が壁に近い場合、前記オーディオプログラムの環境音コンテンツを前記壁に向け、前記オーディオプログラムの直接音コンテンツを前記壁から遠ざけるように向けるよう前記オーディオプログラムを調節することと、
    前記２つ以上のスピーカを介して前記２つ以上のオーディオ信号を出力することと、
    を含む方法。
13. 前記２つ以上のスピーカの前記音響環境を判定することは、１つ以上のスピーカを介して全方向性の音パターンを出力することを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記２つ以上のスピーカの前記音響環境を判定することは、エコーキャンセラを使用して前記１つ以上のスピーカとマイクロフォンの間の音響経路を推定することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. 第１の期間にわたる前記マイクロフォンからの複数の測定値であって、前記複数の測定値の各々は前記第１の期間よりも短い第２の期間の間のものである、複数の測定値を収集することと、
    前記複数の測定値の各々を目標レベルと比較して、前記目標レベルを満たす前記複数の測定値の比率を判定することと、
    前記目標レベルを満たす前記複数の測定値の前記比率が閾値未満である場合、前記低域周波数補正フィルタの適用及び前記２つ以上のスピーカの前記音響環境の判定を無効にすることと、
    を更に含む請求項１４に記載の方法。
16. 前記第２の期間は１０ミリ秒〜５００ミリ秒であり、前記第１の期間は前記第２の期間の少なくとも１０倍である、請求項１５に記載の方法。
17. 前記２つ以上のオーディオ信号は、４００Ｈｚ未満である前記オーディオプログラムの低周波数オーディオコンテンツを含むことによって、室内効果のために前記オーディオプログラムを補正する、請求項１２に記載の方法。
18. 前記音響環境が前記壁に近くない場合、全方向性パターンに重ね合わされた指向性パターンを前記２つ以上のオーディオ信号として生成するために前記オーディオプログラムを調整することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
19. 前記２つ以上のスピーカの前記音響環境を判定することは、低域周波数音パターンを用いて前記壁の方向を判定することを含む、請求項１２に記載の方法。
20. 前記２つ以上のスピーカの前記音響環境を前記判定することは、前記デバイスの初期電源投入時及び前記２つ以上のスピーカの位置の変化が検出されたときに自動的に実行される、請求項１２に記載の方法。
21. 前記２つ以上のスピーカの前記位置の前記変化は、加速度計によって検出される、請求項２０に記載の方法。
22. 前記２つ以上のスピーカの位置の変化が生じたかどうかを判定することと、
    前記位置の変化が生じたとの判定にしたがって、
    前記２つ以上のスピーカの前記音響環境を判定することと、
    前記低域周波数補正フィルタを決定して、前記２つ以上のスピーカの前記音響環境に応じて室内効果を補正することと、
    前記低域周波数補正フィルタを前記オーディオプログラムに適用して前記２つ以上のオーディオ信号を生成することと、
    前記音響環境が壁に近いかどうかを決定することと、
    前記２つ以上のスピーカを介して前記２つ以上のオーディオ信号を出力することと、
    を更に含む、請求項１２に記載の方法。
23. 機械可読媒体の中に記憶された命令を有する製造物品であって、前記命令は、プロセッサによって実行されると、
    ２つ以上のスピーカの音響環境を判定し、
    前記２つ以上のスピーカの前記音響環境に応じて室内効果を補正するために低域周波数補正フィルタを決定し、
    前記低域周波数補正フィルタをオーディオプログラムに適用して、２つ以上のオーディオ信号を生成し、
    前記音響環境が壁に近いかどうかを決定し、
    前記音響環境が壁に近い場合、前記オーディオプログラムの環境音コンテンツを前記壁に向け、前記オーディオプログラムの直接音コンテンツを前記壁から遠ざけるように向けるよう前記オーディオプログラムを調節することと、
    前記２つ以上のスピーカを介して前記２つ以上のオーディオ信号を出力する、
    製造物品。
24. 前記機械可読媒体は、前記機械可読媒体の中に追加の命令を記憶し、前記追加の命令は、前記プロセッサによって実行されると、
    全方向性の音パターンを生成し、
    前記２つ以上のスピーカを介して前記全方向性の音パターンを出力して、前記２つ以上のスピーカの前記音響環境を判定する、
    請求項２３に記載の製造物品。
25. 前記２つ以上のオーディオ信号は、４００Ｈｚ未満である前記オーディオプログラムの低周波数オーディオコンテンツを含むことによって、室内効果のために前記オーディオプログラムを補正する、請求項２３に記載の製造物品。
26. 前記機械可読媒体は、前記機械可読媒体の中に追加の命令を記憶し、前記追加の命令は、前記プロセッサによって実行されると、
    前記音響環境が前記壁に近くない場合、前記２つ以上のオーディオ信号として全方向性パターンに重ね合わされた指向性パターンを生成する、請求項２３に記載の製造物品。
27. 前記機械可読媒体は、前記機械可読媒体の中に追加の命令を記憶し、前記追加の命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサの最初の電源投入時及び前記２つ以上のスピーカの位置の変化が検出されたときに、前記２つ以上のスピーカの前記音響環境を自動的に判定する、請求項２３に記載の製造物品。

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