JP6893986B2 - ブライトゾーンおよびダークゾーンに関して最適化された音声前置補償フィルタ - Google Patents
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Description
− ブライトゾーンと称される少なくとも1つの空間の領域における音場およびダークゾーンと称される少なくとも1つの空間の領域における音場を描く音場モデルを求めることと、
− ブライトゾーンにおける目標音場を求めることと、
− 音声前置補償フィルタの動態の因果性および安定性の制約の下で基準関数が最適化されるように、音声前置補償フィルタのフィルタパラメータを求めることを含み、基準関数が、少なくとも、
− ブライトゾーンにおける補償音場とブライトゾーンにおける目標音場との間の偏差を表す第1の項と、
− ブライトゾーンおよびダークゾーンの音場モデルに基づいてダークゾーンにおけるパワー(power)とブライトゾーンにおけるパワーとの間の差を表す第2の加重項とを含む。
− ブライトゾーンにおける補償音場とブライトゾーンにおける目標音場との間の偏差を表す第1の項と、
− ブライトゾーンおよびダークゾーンの音場モデルに基づいてダークゾーンにおけるパワーとブライトゾーンにおけるパワーとの間の差を表す第2の加重項とを含む。
− ブライトゾーンと称される少なくとも1つの空間の領域における音場およびダークゾーンと称される少なくとも1つの空間の領域における音場を描く音場モデルを得させ、
− ブライトゾーンにおける目標音場を得させ、
− 音声前置補償フィルタの動態の因果性および安定性の制約の下で基準関数が最適化されて、ブライトゾーンにおける所望の目標音場の再現を可能にする一方で、ダークゾーンにおいてできるだけ小さな音を再生するように、音声前置補償フィルタのフィルタパラメータを求めさせる。
− ブライトゾーンにおける補償音場とブライトゾーンにおける目標音場との間の偏差を表す第1の項と、
− ブライトゾーンおよびダークゾーンの音場モデルに基づいてダークゾーンにおけるパワーとブライトゾーンにおけるパワーとの間の差を表す第2の加重項とを含む。
S1:ブライトゾーンと称される少なくとも1つの空間の領域における音場およびダークゾーンと称される少なくとも1つの空間の領域における音場を描く音場モデルを求める。
S2:ブライトゾーンにおける目標音場を求める。
S3:音声前置補償フィルタの動態の因果性および安定性の制約の下で基準関数が最適化されるように音声前置補償フィルタのフィルタパラメータを求め、ここで基準関数が少なくとも、
− ブライトゾーンにおける補償音場とブライトゾーンにおける目標音場との間の偏差を表す第1の項と、
− ブライトゾーンおよびダークゾーンの音場モデルに基づいてダークゾーンにおけるパワーとブライトゾーンにおけるパワーとの間の差を表す、時にコントラスト項と言われる第2の加重項とを含む。
特定の例では、ブライトゾーンは少なくとも2つの物理的に分離した領域を含んでもよく、および/またはダークゾーンは少なくとも2つの物理的に分離した領域を含んでもよく、これらの領域の各々に所望の目標音場が特定される。
1.処理されることになるシステム、以後は原システムが特定され、ダークおよびブライトゾーンが指定される。これは、設計されることになるフィルタなしで電気音響システムがどのように挙動するかの数学的表現である。この数学的モデルが取得されることができる幾つかの方途がある。
2.判定基準のその他の部分は、音響ゾーンを扱わず、必要に応じて規定される。通常の場合、所望のブライトゾーン挙動を規定する1つの項および高フィルタ利得を不利にする1つの項が判定基準に含まれるものである。
3.判定基準が下方に有界でなければ、設計式は必ずしも解答可能であるわけではなく、したがって、これは確認されなければならない。それが下方に有界でなければ、判定基準のパーソナルオーディオ部分に加重するスカラ乗算器は低減させられることができる。
4.フィルタが算出される。
5.微調整は必要ないが、ここでフィルタの音色を変えることが可能である。
一例として、一般の因果的フィルタの設計および実装において、多項式行列が既に効率的に活用されてきた。この例では、我々は、ブライトゾーン音場性質およびフィルタ電力スループットの両方に対して音響コントラストに加重する因果的フィルタを設計する。
多項式行列βは、
− ブライトゾーンにおける補償音場とブライトゾーンにおける目標音場との間の偏差を表す第1の項と、
− ブライトゾーンおよびダークゾーンの音場モデルに基づいてダークゾーンにおけるパワーとブライトゾーンにおけるパワーとの間の差を表す第2の加重項とを含む。
任意選択で、基準関数は、フィルタ電力を表し、かつ高フィルタ利得を不利にする第3の項をさらに含む。
− ブライトゾーンと称される少なくとも1つの空間の領域における音場およびダークゾーンと称される少なくとも1つの空間の領域における音場を描く音場モデルを得、
− ブライトゾーンにおける目標音場を得、
− 音声前置補償フィルタの動態の因果性および安定性の制約の下で基準関数が最適化されて、ブライトゾーンにおける所望の目標音場の再現を可能にする一方で、ダークゾーンにおいてできるだけ小さな音を再生するように、音声前置補償フィルタのフィルタパラメータを求めさせる。
− ブライトゾーンにおける補償音場とブライトゾーンにおける目標音場との間の偏差を表す第1の項と、
− ブライトゾーンおよびダークゾーンの音場モデルに基づいてダークゾーンにおけるパワーとブライトゾーンにおけるパワーとの間の差を表す第2の加重項とを含む。
− ブライトゾーンにおける補償音場とブライトゾーンにおける目標音場との間の偏差を表す第1の項と、
− ブライトゾーンおよびダークゾーンの音場モデルに基づいてダークゾーンにおけるパワーとブライトゾーンにおけるパワーとの間の差を表す第2の加重項とを含む。
Claims (22)
- 少なくとも2つのスピーカを有する関連する音発生システムの補償のための音声前置補償フィルタのフィルタパラメータを求めるための方法であって、
− ブライトゾーンと称される少なくとも1つの空間の領域における音場およびダークゾーンと称される少なくとも1つの空間の領域における音場を描く音場モデルを求めることと、
− 前記ブライトゾーンにおける目標音場を求めることと、
− 前記音声前置補償フィルタの動態の因果性および安定性の制約の下で基準関数が最適化されるように、前記音声前置補償フィルタのフィルタパラメータを求めることと
を含み、前記基準関数が、少なくとも、
− 前記ブライトゾーンにおける補償音場と前記ブライトゾーンにおける前記目標音場との間の偏差を表す第1の項と、
− 前記ブライトゾーンおよびダークゾーンの前記音場モデルに基づいて前記ダークゾーンにおけるパワーと前記ブライトゾーンにおけるパワーとの間の差を表す第2の加重項と
を含む、方法。 - 前記音声前置補償フィルタが前記関連する音発生システムに適用されると、前記ブライトゾーンにおいて所望の目標音場が再現される一方で、前記ブライトゾーンと前記ダークゾーンとの間の音圧の所望の差を再現するように、前記フィルタパラメータが求められる、請求項1に記載の方法。
- 前記基準関数が、フィルタ電力を表し、かつ高フィルタ利得を不利にする第3の項をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ブライトゾーンおよびダークゾーンの前記音場モデルを求めることが、前記スピーカの各々に対して、前記ブライトゾーンおよび前記ダークゾーンに分散される複数であるM個の制御点の各々でのモデル伝達関数を推定することを含み、
前記制御点のうちのK個が前記ダークゾーンに関する一方で、前記制御点のうちのL=M−K個がブライトゾーンに関する、請求項1に記載の方法。 - 複数であるM個の制御点の各々でのモデル伝達関数を推定することが、前記音発生システムの試験信号に対する応答を測定することによって得られる前記制御点の各々でのインパルス応答を推定することに基づくかまたは、
複数であるM個の制御点の各々でのモデル伝達関数を推定することが、前記制御点の各々でのインパルス応答のシミュレーションに基づいており、前記シミュレーションが1次反射および/または高次反射を含む、請求項4に記載の方法。 - 前記基準関数が、前記M個の制御点にわたる補償モデルインパルス応答と目標インパルス応答との間の偏差のパワーの加重和を含む、請求項4に記載の方法。
- 前記第1の項が少なくとも2つの異なる加重部分項を含み、および/または前記第2の加重項が少なくとも2つの異なる加重部分項を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記基準関数が、前記第2の加重項として、前記音発生システムによって発生される、前記ダークゾーンにおける前記パワーと前記ブライトゾーンにおける前記パワーとの間の前記差の期待値Eを含み、
- 前記ブライトゾーンが、スピーカ出力パワーが伝達されることになる前記スピーカに対する音波ビーム方向を表す少なくとも1つの領域によって規定され、前記ダークゾーンが、スピーカ出力パワーが回避されることになる前記スピーカに対する音波ビーム方向を表す少なくとも1つの領域によって規定される、請求項1に記載の方法。
- 少なくとも2つのスピーカを有する関連する音発生システムの補償のための音声前置補償フィルタのフィルタパラメータを求めるように構成されるシステムであって、
前記システムが、ブライトゾーンと称される少なくとも1つの空間の領域における音場およびダークゾーンと称される少なくとも1つの空間の領域における音場を描く音場モデルを得るように構成され、
前記システムが、前記ブライトゾーンにおける目標音場を得るように構成され、
前記システムが、前記音声前置補償フィルタの動態の因果性および安定性の制約の下で基準関数が最適化されるように、前記音声前置補償フィルタのフィルタパラメータを求めるように構成され、前記基準関数が、少なくとも、
− 前記ブライトゾーンにおける補償音場と前記ブライトゾーンにおける前記目標音場との間の偏差を表す第1の項と、
− 前記ブライトゾーンおよびダークゾーンの前記音場モデルに基づいて前記ダークゾーンにおけるパワーと前記ブライトゾーンにおけるパワーとの間の差を表す第2の加重項と
を含む、システム。 - 前記基準関数が、フィルタ電力を表し、高フィルタ利得を不利にする第3の項をさらに含む、請求項14に記載のシステム。
- 前記システムが、前記スピーカの各々に対して、前記ブライトゾーンおよび前記ダークゾーンに分散される複数の制御点の各々でのモデル伝達関数を推定することによって、前記ブライトゾーンおよびダークゾーンの前記音場モデルを得るように構成される、請求項14に記載のシステム。
- 前記基準関数が、前記第2の加重項として、前記音発生システムによって発生される、前記ダークゾーンにおける前記パワーと前記ブライトゾーンにおける前記パワーとの間の前記差の期待値Eを含み、
- 前記ブライトゾーンが、スピーカ出力パワーが伝達されることになる前記スピーカに対する音波ビーム方向を表す少なくとも1つの領域によって規定され、前記ダークゾーンが、スピーカ出力パワーが回避されることになる前記スピーカに対する音波ビーム方向を表す少なくとも1つの領域によって規定される、請求項14に記載のシステム。
- 前記システムが、少なくとも1つのプロセッサとメモリとを備え、前記メモリが命令を含み、前記命令が前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記少なくとも1つのプロセッサにフィルタパラメータを求めさせる、請求項14に記載のシステム。
- 少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、少なくとも2つのスピーカを有する関連する音発生システムの補償のための音声前置補償フィルタのフィルタパラメータを求めるためのコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品であって、命令を含み、前記命令が前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記少なくとも1つのプロセッサに、
− ブライトゾーンと称される少なくとも1つの空間の領域における音場およびダークゾーンと称される少なくとも1つの空間の領域における音場を描く音場モデルを得させ、
− 前記ブライトゾーンにおける目標音場を得させ、
− 前記音声前置補償フィルタの動態の因果性および安定性の制約の下で基準関数が最適化されるように、前記音声前置補償フィルタのフィルタパラメータを求めさせ、
前記基準関数が、少なくとも、
− 前記ブライトゾーンにおける補償音場と前記ブライトゾーンにおける前記目標音場との間の偏差を表す第1の項と、
− 前記ブライトゾーンおよびダークゾーンの前記音場モデルに基づいて前記ダークゾーンにおけるパワーと前記ブライトゾーンにおけるパワーとの間の差を表す第2の加重項と
を含む、コンピュータプログラム製品。 - 請求項1に記載の方法を使用することによって求められる音声前置補償フィルタ。
- 音発生システムと、請求項21に記載の音声前置補償フィルタとを備えるオーディオシステム。
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