KR100972419B1

KR100972419B1 - 음향 필드를 표시하는 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR100972419B1
Application number: KR1020047017867A
Authority: KR
Inventors: 레미 브뤼노; 아르노 라보리; 세바스티앙 몽트와야
Original assignee: 레미 브뤼노; 아르노 라보리; 세바스티앙 몽트와야
Priority date: 2002-05-07
Filing date: 2003-05-06
Publication date: 2010-07-27
Also published as: JP4293986B2; WO2003096742A1; EP1502475A1; FR2839565A1; ATE300852T1; US7212956B2; AU2003255562B2; AU2003255562A1; EP1502475B1; DE60301146D1; JP2005531016A; CA2484588A1; US20050177606A1; CN1659926A; KR20050010784A; DE60301146T2; EP1502475B8; FR2839565B1; DK1502475T3; CN1659926B

Abstract

본 발명은 음향 필드를 표시하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 상기 음향 필드(P)에 노출되는 하나 이상의 단일 센서(2_n)를 포함하는 포착 수단(1)에 의해 전달된 측정 신호(c_n)의 포착을 필요로 하는 단계를 포함한다. 본 발명은, 상술한 포착 수단(1)의 적어도 구조적인 특성을 표시하는 인코딩 필터의 결정을 필요로 하는 단계와, 음향 필드(P)의 3차원 공간 및 시간에 대한 유한수의 표시 계수를 결정하기 위해 신호(c_n)에 상기 인코딩 필터를 적용함으로써 측정 신호(c_n)가 처리되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 계수는 포착 수단(1)의 특성과는 실질적으로 무관한 음향 필드(P)의 표시를 생성하는데 사용된다.

Description

음향 필드를 표시하는 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM OF REPRESENTING A SOUND FIELD}

본 발명은 포착 수단에 의해 방출된 신호로부터 음향 필드를 표시하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

음향 환경을 포착하여 표시하는 현재의 방법 및 시스템은, 특히, 이들 포착 수단의 전기 음향 및/또는 구조적인 특성이 관련되어 있는 한, 물리적으로 실행불가능한 포착 수단을 기반으로 하는 모델을 이용한다.

포착 수단은 예를 들어, 특정의 공간 위치에 배열되어 고유의 전기 음향 포착 특성을 가진 측정 구성 요소 세트 또는 기본적인 센서를 포함한다.

현재의 시스템은 기본적인 센서의 물리적인 배열 및 전기 음향 특성과 같은 포착 수단의 구조적인 특성에 의해 제한되어, 포착되는 음향 환경의 표시가 저하된다.

용어 "앰비소닉(Ambisonic)" 하에서 적용된 시스템은, 예를 들어, 복수의 기본적인 센서를 포함하는 포착 수단의 중심에 대해서 음원의 방향만을 고려하고, 그 결과로 포착 수단은 포인트 마이크로폰(point microphone)과 동일하게 작용한다.

그러나, 기본적인 센서 모두를 단일 포인트에 배치할 수 없다는 것이 이들 시스템의 효율성을 제한한다.

또한, 이들 시스템은 가상의 음원을 모델링하여 음향 환경을 표시하며, 이론적으로 중심 주변에 임의의 각도로 분포함으로써, 이러한 유형의 음향 환경을 얻을 수 있다.

그러나, 높은 방향성을 가진 기본적인 센서를 이용할 수 없다는 것은, 구형 고조파의 기본으로서 알려진 수학식을 기초로 하여 "차수 1(order one)"로서 일반적으로 알려진 표시 정밀도(representation precision)의 레벨에 이들 시스템을 제한한다.

국제 특허 출원 제 WO 01/58209 호에 기재된 포착 장치 및 방법을 이용하는 다른 시스템에서, 포착은, 포착되는 음향 환경을 표시하는 정보의 평면에서의 측정을 기초로 하고 있다.

그러나, 이들 시스템은 하나의 원 위에 필수적으로 배열된 최적의 기본적인 센서를 기반으로 하는 모델을 이용하며, 이로 인해, 센서의 배경 노이즈를 상당히 증폭시킨다.

따라서, 고유의 배경 노이즈가 극도로 낮은 센서를 필요로 하지만, 이는 실행불가능하다.

또한, 이들 시스템에서, 음향 환경은 실제 음향 특성의 상당한 축소 근사치를 필요로 하는 양방향 모델(bi-dimentional model)에 의해서만 설명된다.

따라서, 현재의 시스템에 의해 이루어지는 음향 환경의 표시는 불완전하며 그 표시의 수준이 떨어지며, 정확한 표시를 얻을 수 있는 시스템은 존재하지 않는 것으로 보인다.

본 발명의 목적은, 포착 수단의 특성과는 실질적으로 무관한 음향 필드의 표시를 생성하는 방법 및 장치를 제공함으로써, 이러한 문제점을 해결하는 것이다.

본 발명은 음향 필드에 노출된 하나 이상의 기본적인 센서를 포함하는 포착 수단에 의해 발생된 측정 신호의 포착을 필요로 하는 단계를 포함하는 음향 필드 표시 방법에 관한 것으로서,

- 상기 포착 수단의 최소한 구조적인 특성을 나타내는 인코딩 필터의 결정을 필요로 하는 단계와,

- 상기 음향 필드의 3차원 공간과 시간에 대한 유한수의 계수 표시를 결정하기 위해, 이들 신호에 상기 인코딩 필터를 적용함으로써 상기 측정 신호의 프로세싱을 필요로 하는 단계로서, 상기 계수에 의해 상기 포착 수단의 특성과는 실질적으로 무관한 상기 음향 필드의 표시를 얻을 수 있는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

다른 특성에 따르면,

- 상기 구조적인 특성은 상기 포착 수단의 사전 결정된 기준 포인트에 대한 상기 기본적인 센서의 최소한의 위치 특성을 포함한다.

- 인코딩 필터는 상기 포착 수단의 전기 음향 특성을 또한 나타낸다.

- 상기 전기 음향 특성은 상기 기본적인 센서의 고유한 전기 음향 포착 능력에 관련된 최소한의 특성을 포함한다.

- 음향 필드의 표시를 얻을 수 있게 하는 계수는 푸리에-베셀 계수 및/또는 푸리에-베셀 계수의 선형 조합으로서 알려진 계수이다.

- 인코딩 필터의 결정을 필요로 하는 단계는,

- 상기 포착 수단의 포착 능력을 표시하는 샘플링 행렬의 결정을 필요로 하는 하위 단계와,

- 상기 포착 수단을 구성하는 기본적인 센서에 의해 발생된 상기 측정 신호간의 유사성을 나타내는 상관 관계 행렬(intercorrelation matrix)의 결정을 필요로 하는 하위 단계와,

- 상기 샘플링 행렬, 상기 상관 관계 행렬, 및 포착 수단에 의해 야기되는 배경 노이즈의 최소화와 음향 필드의 표시의 정확도 간의 소망하는 절충점을 나타내는 파라미터로부터의 인코딩 행렬의 결정을 필요로 하는 하위 단계를 포함하며, 행렬은 상기 인코딩 필터를 나타낸다.

- 행렬의 결정을 필요로 하는 하위 단계는 유한수의 작동 주파수에 대해서 실행된다.

- 샘플링 행렬의 결정을 필요로 하는 단계는,

- 상기 포착 수단의 중심에 대한 상기 센서의 위치를 나타내는 파라미터, 및/또는

- 상기 센서의 포착 능력을 나타내는 유한수의 계수

로부터, 상기 포착 수단을 형성하는 상기 기본적인 센서 각각에 대해서 실행된다.

- 샘플링 행렬(B)의 결정을 필요로 하는 단계는 또한, 이하의 파라미터

- 센서의 일부 또는 모두의 주파수 응답을 나타내는 파라미터

- 센서의 일부 또는 모두의 방향성 패턴을 나타내는 파라미터

- 센서의 일부 또는 모두의 방위, 즉, 그들의 최대 감도 방향을 나타내는 파라미터

- 센서의 일부 또는 모두의 배경 노이즈의 전력 스펙트럼 밀도를 나타내는 파라미터

- 표시가 행해지는 순서를 지정하는 파라미터

- 표시되는 음향 필드의 대응 계수의 전력(power)과 동일한 전력(power)을 가져야 하는 계수의 리스트를 나타내는 파라미터

중 적어도 하나로부터 실행된다.

- 인코딩 필터의 결정을 필요로 하는 상기 단계에 사용되는 파라미터의 일부 또는 모두를 생성할 수 있는 캘리브레이션 단계를 포함한다.

- 캘리브레이션 단계는, 상기 포착 수단을 형성하는 상기 기본적인 센서 중 적어도 하나에 대해서,

- 상기 적어도 하나의 센서의 포착 능력을 나타내는 신호의 포착을 필요로 하는 하위 단계와,

- 상기 적어도 하나의 센서의 전기 음향 및/또는 구조적인 특성을 나타내는 파라미터의 결정을 필요로 하는 하위 단계를 포함한다.

- 캘리브레이션 단계는,

- 상기 적어도 하나의 센서를 향하는 특정 음향 필드의 방출을 필요로 하는 하위 단계로서, 상기 포착의 하위 단계가, 그러한 센서가 상기 특정 음향 필드에 노출될 때, 그러한 센서에 의해 생성된 신호의 포착에 대응하는 하위 단계와,

- 센서의 전기 음향 및/또는 구조적인 특성을 나타내는 파라미터의 결정을 필요로 하는 상기 하위 단계가 실행되도록 하기 위해서, 유한수의 계수를 이용한 상기 특정 음향 필드의 모델링을 필요로 하는 하위 단계

를 더 포함한다.

- 상기 캘리브레이션 단계는 상기 포착 수단을 형성하는 상기 센서의 전기 음향 및 구조적인 특성을 나타내는 유한수의 신호의 수신을 필요로 하는 하위 단계를 포함하며, 이 신호는 상기 포착 수단의 전기 음향 및/또는 구조적인 특성의 결정을 필요로 하는 상기 하위 단계 중에 직접 사용되며,

- 인코딩 필터의 결정을 필요로 하는 상기 단계 중에 사용되는 파라미터의 일부 또는 모두가 결정될 수 있게 하는 입력 단계를 포함한다.

또한, 본 발명은, 프로그램이 컴퓨터 상에서 실행될 때, 상술한 방법의 단계를 실행하는 프로그램 코드 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다,

또한, 본 발명은 적어도 하나의 동작 프로세서와 비휘발성 메모리 소자를 포함하는 유형의 휴대용 지원 장치에 관한 것이며, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 상기 프로그램을 실행할 때, 상술한 방법의 단계를 실행하는 코드 명령어를 포함하는 프로그램을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 하나 이상의 기본적인 센서가 상기 음향 필드에 노출될 때, 측정 신호를 생성하는 하나 이상의 기본적인 센서를 포함하는 포착 수단에 접속 가능한 음향 필드 표시 장치에 관한 것으로, 상기 음향 필드의 3차원 공간과 시간에 관련하여 나타내는 상기 포착 수단의 특성과는 실질적으로 무관한 상기 음향 필드의 표시를 얻을 수 있게 하는 유한수의 계수를 포함하는 신호를 생성하기 위해, 상기 포착 수단의 최소한의 구조적인 특성을 나타내는 인코딩 필터를 이들 측정 신호에 적용함으로써 측정 신호를 처리하는 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특성에 따르면,

- 인코딩 필터는 상기 포착 수단의 전기 음향 특성을 또한 나타내며,

- 상기 포착 수단의 구조적인 및/또는 전기 음향의 특성을 나타내는 상기 인코딩 필터를 결정하는 수단을 더 포함하며,

- 인코딩 필터를 결정하는 상기 수단은 이하의 파라미터,

- 상기 포착 수단의 중심에 대한 센서의 일부 또는 모두의 위치를 나타내는 파라미터,

- 센서의 일부 또는 모두의 포착 능력을 나타내는 유한수의 계수,

- 센서의 일부 또는 모두의 주파수 응답을 나타내는 파라미터,

- 센서의 일부 또는 모두의 방향성 패턴을 나타내는 파라미터,

- 센서의 일부 또는 모두의 방위, 즉, 그들의 최대 감도 방향을 나타내는 파라미터,

- 센서의 일부 또는 모두의 배경 노이즈의 전력 스펙트럼 밀도를 나타내는 파라미터,

- 포착 수단에 의해 야기되는 배경 노이즈의 최소화와 음향 필드 표시 의 정확도 간의 소망하는 절충점을 나타내는 파라미터,

- 인코딩이 행해지는 순서를 지정하는 파라미터,

- 표시되는 음향 필드의 대응 계수의 전력과 동일한 전력을 가져야 하는 계수 리스트를 나타내는 파라미터

중 적어도 하나를 입력부에서 수신한다.

- 인코딩 필터를 결정하는 상기 수단에 의해 수신된 파라미터의 일부 또는 모두를 결정하는 수단과 연관되어 있으며, 상기 수단은

- 파라미터 입력 수단 및/또는

- 캘리브레이션 수단

중 적어도 하나를 포함한다.

- 대응하는 포맷의 신호를 생성하기 위해서, 상기 측정 신호를 포맷하는 수단과 연관되어 있다.

첨부한 도면을 예를 들고 기준으로 하여 주어진 다음의 상세한 설명을 읽으면, 본 발명을 보다 용이하게 이해할 수 있다.

도 1은 구형의 기준 형상을 도시하는 도면,

도 2는 사용된 포착 수단을 예시하는 도면,

도 3은 본 발명의 방법의 일반적인 흐름도,

도 4는 본 발명의 방법 중 캘리브레이션 단계의 실시예에 대한 보다 상세한 흐름도,

도 5는 본 발명의 방법 중 인코딩 필터의 결정을 필요로 하는 단계의 실시예에 대한 보다 상세한 흐름도,

도 6은 인코딩 필터의 적용을 필요로 하는 단계의 실시예에 대한 보다 상세한 흐름도, 및

도 7은 본 발명의 방법을 실행하기에 적합한 장치의 블록도이다.

도 1은 원문에서 언급된 좌표계를 명확하게 하기 위해서, 종래의 구형 기준 형태를 도시하고 있다.

이러한 기준 형태는 원점(O)과 3개의 축 (OX), (OY) 및 (OZ)를 포함하는 직교 정규(orthonormal)의 기준 형태이다.

이러한 기준 형태에서,

으로 표시된 위치는 구형 좌표(r, θ, φ)로 기술될 수 있으며, 여기서, r은 원점(O)에 대한 거리를 나타내며, θ는 수직면에서의 방위를 나타내며, φ는 수평면에서의 방위를 나타낸다.

이러한 유형의 기준 형태에서, p(r, θ, φ, t)로 표시된 음압이 각각의 포인트와 각각의 순시(t)에서 정의되는 경우에, 음향 필드를 알 수 있으며, 여기서, 음압의 푸리에 변환식은 P(r, θ, φ, f)로 표시되며, f는 주파수를 나타낸다.

본 발명의 방법은 3차원 공간과 시간에 관련된 음향 필드가 기술될 수 있는 시간 공간 함수의 사용을 기반으로 하고 있다.

기술된 실시예에서, 이들 함수는 이하에서 푸리에-베셀 함수로서 지칭되는 제 1 종류의 구형 푸리에-베셀 함수로서 알려진 함수이다.

음원과 장애물이 없는 영역에서, 푸리에-베셀 함수는 파형 방정식에 대한 해(solution)에 대응하며, 이러한 영역 외측에 위치한 음원에 의해 발생되는 모든 음향 필드를 이루는 기저(basis)를 형성한다.

따라서, 임의의 3차원 음향 필드는 다음과 같이 표현되는 역푸리에-베셀 변환식에 따라서, 푸리에-베셀 함수의 선형 조합에 의해 표현될 수 있다.

이러한 수학식에서, 용어

는 필드 p(r, θ, φ, t)의 푸리에-베셀 계수로서 정의되며,

이고, c는 공기 중에서의 음속(340ms^-1)이며,

은

로 정의되는 차수 l의 제 1 종류의 구형 베셀 함수이며, 여기서,

은 차수 v의 제 1 종류의 베셀 함수이며,

은 차수

과 항 m의 실제 구형 고조파이며, m은 -

내지

의 범위이며,

로 정의되며,

여기서,

이러한 방정식에서,

은 다음과 같이 정의되는 관련 르장드르 함수이다.

여기서,

는 다음과 같이 정의되는 르장드르 다항식이다.

푸리에-베셀 계수는, 시간 영역에서, 계수

의 시간 역푸리에 변환식에 대응하는 계수

로 또한 표현될 수 있다.

다른 실시예에서, 음향 필드는 함수에 따라서 분해되며, 여기서 함수 각각은 푸리에-베셀 함수의 잠재적인 무한 선형 조합으로 표현된다.

도 2는 N개의 기본적인 센서(2₁ 내지 2_N)를 포함하는 포착 수단(1)을 개략적으로 도시하고 있다.

이들 기본적인 센서는 포착 수단(1)의 중심으로 표시된 소정의 포인트(4)의 주위 의 특정 포인트에 공간적으로 배치될 수 있다.

각각의 기본적인 센서의 위치는 도 1을 기준으로 설명된 구형 기준 형태에서, 포착 수단(1)의 중심(4) 상에 배치된 것으로서, 공간적으로 표현될 수 있다.

음향 필드(P)에 노출될 때, 포착 수단(1)의 각각의 센서(2_n)는 음향 필드(P)내의 센서에 의해 행해진 측정에 대응하는 측정 신호(c_n)를 출력한다.

따라서, 포착 수단(1)은 음향 수단(1)에 의한 음향 필드(P)의 측정 신호인 복수의 신호(c₁ 내지 c_N)를 출력한다.

따라서, 포착 수단(1)에 의해 출력된 이들 측정 신호(c₁ 내지 c_N)는 기본적인 센서(2₁ 내지 2_N)의 포착 능력과 직접적으로 관련되어 있다.

도 3은 본 발명의 방법의 일반적인 흐름도를 도시한다.

본 방법은, 파라미터의 입력을 필요로 하는 단계(10)과 포착 수단의 캘리브레이션을 필요로 하는 단계(20)에서 개시하며, 포착 수단(1)의 구조적인 및/또는 전기 음향 특성을 나타내는 파라미터 세트를 정의할 수 있다.

몇몇 파라미터, 특히, 전기 음향 특성을 나타내는 파라미터는 주파수에 의존한다.

도 4를 참조하여 보다 상세히 설명되는 입력 단계(10)와 캘리브레이션 단계(20)는 동시에 또는 임의의 순서로 실행될 수 있다.

동일하게, 본 발명의 방법은 입력 단계(10) 만을 포함할 수 있다.

입력 단계(10)와 캘리브레이션 단계(20)에 의해, 이하의 파라미터 일부 또는 모두가 하나 이상의 센서에 대해서 결정될 수 있다.

- 포착 수단(1)의 중심(4)에 대한 센서(2_n)의 위치를 나타내며, 구형 좌표(r _n , θ _n , φ _n )로 기록되는 파라미터

,

- 0과 1 사이의 임의의 값을 취할 수 있는 센서(2_n)의 방향성 다이아그램을 나타내며, 센서(2_n)의 방향성을 전방향 및 양방향 다이아그램의 조합에 의해 기술할 수 있는 파라미터

,

=0 이면, 센서는 전방향(omnidirectional)

=½이면, 센서는 심장 모양(cardioid)

=1 이면, 센서는 양방향(bi-directional).

- 센서(2_n)의 방위, 즉 각도 결합

로 주어진 최대 감도 방향을 나타내는 파라미터

,

- 각각의 주파수 f에 있어서, 방향

에서의 센서(2_n)의 감도에 대응하는 센서(2_n)의 주파수 응답을 나타내는 파라미터

,

- 센서(2_n)의 배경 노이즈의 전력 스펙트럼 밀도(power spectral density)를 나타내는 파라미터

,

- 센서(2_n)의 포착 능력, 즉, 센서(2_n)가 음향 필드(P) 상의 정보를 수집하는 방식을 나타내는 파라미터

. 각각의

는 센서의 포착 능력, 특히, 공간적인 위치를 나타내며,

전체는 포착 수단(1)에 의해 실행되는 음향 필드(P)의 샘플링을 나타낸다.

- 음향 필드(P)의 표시의 정확도와 센서(2₁ 내지 2_N)로 인해 생성된 배경 노이즈의 최소화 간의 절충점을 지정하며, 0과 1 사이의 모든 값을 취할 수 있는 파라미터

,

_-

=0 이면, 배경 노이즈는 최소,

-

=1 이면, 공간상 품질(spatial quality)은 최대,

- 표시가 행해지는 순서를 지정하는 파라미터

, 및

- 표시되는 음향 필드의 대응하는 계수의 전력과 동일한 전력을 가진 계수 리스트를 나타내는 파라미터

.

단순한 실시예에서, 기술된 파라미터의 일부 또는 모두는 주파수에 의존하는 것으로 간주된다.

파라미터

,

및

은 측정 신호(c₁ 내지 c_N)로부터의 음향 필드(P) 상의 공간-시간 정보의 최적 추출을 가능하게 하는 최적화 전략을 나타내며, 입력 단계(10) 중에 입력된다. 다른 파라미터는 입력 단계(10) 중에 입력될 수 있거나, 캘리브레이션 단계(20) 중에 결정될 수 있다.

단순한 실시예에서, 본 발명의 방법은 파라미터

,

및 파라미터

모두, 또는 파라미터

와

의 조합만을 이용하여 실행되고, 그 결과, 기본적인 센서(2_n) 당 적어도 하나의 파라미터가 존재한 다.

물론, 사용되는 파라미터 일부 또는 모두가 메모리 또는 전용 장치에 의해 출력될 수 있으며, 상술한 바와 같이, 조작자는 이들 프로세스를 직접 입력 단계(10)에서 등식화할 수 있다.

입력 단계(10) 및/또는 캘리브레이션 단계(20)에 이어서, 본 방법은 최소한 포착 수단(1)의 구조적인 특성과 바람직하게, 전기 음향 특성을 나타내는 인코딩 필터의 결정을 필요로 하는 단계(30)를 포함한다.

도 5를 참조하여 보다 상세히 설명되는 이러한 단계(30)에 의해, 입력 단계(10) 및/또는 캘리브레이션 단계(20) 중에 결정된 파라미터 모두가 고려될 수 있다.

따라서, 이들 인코딩 필터는 포착 수단(1)의 기준 포인트(4)에 대한 기본적인 센서(2_n)의 위치 특성을 최소한 나타낸다.

바람직하게, 이들 필터는 기본적인 센서(2₁ 내지 2_N)의 방위 또는 상호 작용과 같은 포착 수단(1)의 다른 구조적인 특성과 그러한 센서들의 전기 음향 포착 능력을, 특히, 배경 노이즈, 방향성 다이아그램, 주파수 응답 등을 또한 나타낸다.

단계(30)의 종료로 얻어진 인코딩 필터는, 단계(10, 20, 30)가 포착 수단(1)의 변경의 경우에 또는 최적화 전략 경우에 단지 반복되도록, 저장될 수 있다.

이들 인코딩 필터는 기본적인 센서(2₁ 내지 2_N)로부터 발생되는 신호(c₁내지 c_N)의 프로세싱을 필요로 하는 단계(40) 중에 적용된다.

이러한 프로세싱은 신호를 필터링하고 필터링된 신호를 조합하는 단계를 수반한다.

인코딩 필터를 적용함으로써 측정 신호의 프로세싱을 필요로 하는 이러한 단계(40)에 이어서, 시간과 음향 필드(P)의 3차원 공간에 대한 유한수의 계수 표시가 출력된다.

이들 계수는

로 표시된 푸리에-베셀 계수로서 알려진 계수이며, 포착 수단(1)의 특성과는 실질적으로 무관한 음향 필드(P)의 표시에 대응한다.

따라서, 사용되는 포착 수단이 무엇이든지, 본 발명의 방법은, 시간 및 공간 특성이 음성 기호로 변환되고(transcribed) 있는 음향 필드의 정확한 표시를 가능하게 하는 것으로 보인다.

도 4는 캘리브레이션 단계(20)의 실시예에 대한 흐름도를 도시한다.

이러한 실시예에서, 캘리브레이션 단계(20)에 의해, 포착 수단(1)의 포착 능력을 나타내는 계수

를 직접 결정할 수 있다.

이러한 단계(20)는 포착 수단(1)을 향한 특정 음향 필드의 방출을 필요로 하는 하위 단계(22)와, 방출된 음향 필드에 노출된 포착 수단(1)에 의한 측정 신호의 포착을 필요로 하는 하위 단계(24)로 개시한다.

이들 하위 단계(22, 24)는 복수(Q)의 특정 상이한 필드에 대해서 반복되고, 특정 음향 필드를 생성하는 수단과, 포착 수단(1)을 변위 및/또는 회전시키는 수단을 필요로 한다.

예를 들어, 캘리브레이션 단계(20)는 단조로운 주파수 응답을 가진 포인트 확성기(point loudspeaker)인 것으로 가정되는 고정 확성기(fixed loudspeaker)를 단지 포함하고 있는 음향 필드 생성 수단과, 확성기(loudspeaker)와, 울림이 없는 환경(anechoic enviroment)에 배치된 포착 수단(1)을 이용하여 실행된다.

각각이 하위 단계(22)를 행할 때, 확성기와 음향 수단(1)은 동일 음향 필드를 발생하고 동일 위치에 배치되어 있지만, 상이한 기지의 방향으로 배향되어 있다.

물론, 확성기를 변위시키는 것이 가능하다.

따라서, 포착 수단(1)의 기준 형태에서, 확성기는 생성된 각각의 필드(q)에 있어서 상이한 위치

에 있다.

따라서, 포착 수단(1)은 음향 필드(q)에 노출되며,

의 푸리에-베셀 계수를, 포착 수단(1)의 기준 형태에서, L ₃ 로 표시된 임의의 주어진 순서까지 알고 있다.

기술된 실시예에서, 포착 하위 단계(24)에 이어서 생성된 측정 신호는 포착 수단(1)의 포착 능력 뿐만 아니라, 생성된 음향 필드(q)를 나타내는 유한수의 계수이다.

파라미터 L ₃ 와 Q는 조건 Q ≥(L ₃ + 1) ²를 고려하도록 선택된다.

바람직하게, 본 방법은, 계속해서, 하위 단계(22) 동안에 출력된 Q 음향 필 드의 표시를 결정할 수 있게 하는 모델링 하위 단계(26)를 포함한다.

따라서, 포착 수단(1)이 연속적으로 노출되는 기지의 필드 Q 모두를 나타내는 모델링 행렬( P )은 하위 단계(26) 동안에 결정된다. 이러한 행렬( P )은, 원소

를 포함하며, 지수(

, m)는 행(row)(

²+

+m)을 나타내며, 지수 q는 열(column)(q)을 나타내는 Q에 대한 사이즈 (L ₃ +1)²의 행렬이다. 따라서, 행렬( P )은 다음의 형태를 가진다.

기술된 실시예에서, 확성기에 의해 생성된 음향 필드는, 포착 수단(1)의 기준 형태에서, 생성된 각각의 음향 필드(q)의 계수

를 다음의 관계로 인해 알 수 있도록, 구면 방사에 의해 모델링된다.

여기서,

이다.

하위 단계(26)에서 구해진 계수는, 포착 수단(1)의 구조적인 및/또는 음향 특성을 표시하는 파라미터를 결정하기 위해서, 하위 단계(28)에서 사용된다.

기술된 실시예에서, 이러한 하위 단계(28)는 하위 단계(26)에서 결정된 모델링 행렬( P )을 또한 이용한다.

이러한 하위 단계(26)는 기지의 필드 Q에 응답하여 N개의 센서의 출력에서 픽업된 신호

모두를 나타내는 행렬( C )의 결정하는 것으로 개시한다. 이러한 행렬( C )은, 원소

를 포함하며, 지수 n은 행(row) n을 나타내며, 지수 q는 열(column) q을 나타내는 Q에 대한 사이즈 N의 행렬이다. 원소

는 푸리에 변환식에 의해 신호

로부터 추론된다. 따라서, 행렬( C )는 다음의 형태를 가진다.

행렬( C )는 Q 출력의 음향 필드와 포착 수단(1)의 포착 능력을 표시한다.

기술된 실시예에서, 계수

은 C를 P에 연결한 관계에 적용된 일반적인 역행렬의 종래의 방법을 이용하여, 하위 단계(28) 동안에 행렬 C 와 B 로부터 결정된 다. 예를 들어, 계수

은 다음의 관계에 의해 결정된 행렬 B 에 배치되어 있다.

B는 계수

를 포함하는 사이즈 (L ₃ +1)²에 대한 N의 행렬이며, 지수 n은 행 n을 나타내며, 지수 (

,m)은 열

² +

+m을 나타낸다. 따라서, 행렬 B 는 다음의 형태를 갖는다.

이들 하위 단계(26, 28)는 각각의 작동 주파수와, 포착 수단(1)의 포착 능력을 표시하는 파라미터로부터 직접 결정된 계수에 대해서 실행된다.

캘리브레이션 단계(20)의 하위 단계(26, 28)는 결정되어야 하는 파라미터에 따라서 여러 방식으로 실행될 수 있다.

예를 들어, 캘리브레이션 단계(20)에 의해 각각의 센서(2_n)의 위치

이 결정되는 경우에, 하위 단계(26, 28)는, 확성기에 의해 출력되어 센서(2_n)에 도달하는 파형의 전파 시간(propagation time)을 이용한다. 각 센서(2_n)의 위치는 삼각 함수법(triangulation method)에 따라서, 적어도 3개의 전파 시간 측정값을 이용하여 결정된다.

다른 경우에, 확성기가 임의의 주어진 임펄스를 출력할 때, 하위 단계(26, 28)에 의해, 각 센서(2_n)의 임펄스 응답을 신호

로부터 결정할 수 있다.

예를 들어, MLS(Maximum Length Sequence)와 같이, 임펄스 응답을 결정하는 일반적인 방법이 이러한 경우에 사용된다.

바람직하게, 캘리브레이션 단계(20)에 의해, 센서의 전기 음향 특성이 결정된다. 그 다음, 각각의 임의의 주어진 주파수(f)에 있어서의 각 센서(2_n)의 방향성 다이아그램을 결정함으로써, 예를 들어, 복수의 방향에 있어서 각 센서(2_n)의 주파수 응답을 결정함으로써 개시한다.

제 2 단계에서, 다음의 파라미터의 일부 또는 모두가 결정된다.

- 각 센서(2_n)의 방위, 즉, 방향성 다이아그램이 공통 주파수(f)에 대한 최대치를 허용하는, 각도

로 주어진 최대 감도 방향을 나타내는 파라미터

,

- 방향

에 대한 감도 다이아그램의 값에 대응하는 최대 감도 방향에서의 각 센서(2_n)의 주파수 응답을 나타내는 파라미터

,

- 다음의 방향성 모델

(여기서,

은 방향

과 (θ, φ)의 스칼라 곱을 나타냄)을 이용하여, 방향

에 배향된 전방향 및 양방향 다이아그램의 조합을 포함하는 모델에 의해 각 센서의 방향성을 기술할 수 있게 하는 각 센서의 방향성 다이아그램을 표시하는 파라미터

.

파라미터

는, 실제 방향성 다이아그램과 모델링된 방향성 다이아그램 간의 에러를 최소화하는, 값

를 제공하는 최소 제곱 방법(method of least squares)을 적용함으로써, 예를 들어, 파라미터를 추정하는 표준 방법을 이용하여 결정될 수 있다.

바람직하게, 캘리브레이션 단계(20)에 의해, 센서의 배경 노이즈의 전력 스펙트럼 밀도에 대응하는 파라미터

가 결정될 수 있다. 센서(2_n)에 의해 출력된 신호는 음향 필드의 부재로, 이러한 단계(20) 중에 픽업된다. 파라미터

는, 예를 들어, 소위 주기도(periodogram) 방법과 같이, 전력 스펙트럼 밀도를 추정하는 방법을 이용하여 결정된다.

예를 들어, 복수 유형의 파라미터를 결정하기 위해서, 실시예에 따라서, 하위 단계(22 내지 28)의 일부 또는 모두가 반복되며, 여기서, 몇몇 하위 단계는 여러 유형의 파라미터의 결정에서 공통일 수 있다.

캘리브레이션 단계(20)는 기술된 이외의 수단을 이용하여, 예를 들어, 포착 수단(1)의 중심(4)에 대한 각각의 기본적인 센서(2_n)의 위치를 광학적으로 측정하는 수단과 같은 직접 측정 수단을 이용하여 또한 실행될 수 있다.

또한, 캘리브레이션 단계(20)는, 컴퓨터를 이용하여, 기본적인 센서(2_n)의 포착 능력을 표시하는 신호의 시뮬레이션을 실행할 수 있다.

따라서, 이러한 캘리브레이션 단계(20)에 의해, 인코딩 필터의 결정을 필요로 하는 단계(30) 중에 사용되는, 포착 수단(1)의 구조적인 및/또는 전기 음향 특성을 표시하는 파라미터의 일부 또는 모두를 결정할 수 있다.

도 5는 인코딩 필터의 결정을 필요로 하는 단계(30)의 실시예에 대한 흐름도를 도시한다.

단계(30)는 포착 수단(1)의 포착 능력을 표시하는 행렬 B 또는 샘플링 행렬의 결정을 필요로 하는 하위 단계(32)를 포함한다.

기술된 실시예에서, 행렬 B 는 파라미터,

,

, 및

으로부터 결정되며, 원소

를 포함하는

에 대한 사이즈 N의 행렬이며, 지수 n은 행 n을 나타내며, 지수 (

,m)은 열 (

² +

+m)을 나타낸다. 따라서, 행렬 B 는 다음의 형태를 갖는다.

행렬 B 의 특정 원소는 단계(10 또는 20) 중에 직접 결정될 수 있다. 그 다음, 행렬 B 는 센서의 모델링으로부터 결정된 원소로 보충된다.

이러한 실시예에서, 각 센서(n)는, 비율

의 전방향 및 양방향 다이아그램의 조합으로 구성된 방향성을 나타내며, 방향

으로 배향되고, 주파수 응답

을 가진, 위치

에 배치된 포인트 센서에 의해 모델링된다.

그 다음, 상보 원소

는 다음의 관계에 따라서 결정된다.

여기서,

이며, 여기서,

이다.

센서가 방사형으로 배향된 경우에, 이러한 관계식은 다음의 보다 단순한 표현식으로 된다.

그 다음, 단계(30)는, 이들 센서(2₁ 내지 2_N)가 단일 음향 필드(P) 상에서 측정을 실행한다는 사실로 인해서, 센서(2₁ 내지 2_N)에 의해 출력된 신호(c₁내지 c_N) 간의 유사성을 나타내는 상관 관계 행렬 A 의 결정을 필요로 하는 하위 단계(34)를 포함한다. 샘플링 행렬 B로부터 행렬 A 가 결정된다. A 는 다음의 관계식에 의해 구해지는 사이즈 N에 대한 N의 행렬이다.

바람직하게, 행렬 A 는 상술한 단계의 방법에 따라서, 순서 L ₂ 까지 보충되는 행렬 B 를 이용하여 보다 정확하게 결정된다.

행렬 A 는 행렬 B 에 따라서만 표현될 수 있기 때문에, 상관 관계 행렬 A 의 결정을 필요로 하는 하위 단계(34)는 중간 계산 단계로서 간주될 수 있으며, 따라서, 단계(30)의 다른 하위 단계에 포함될 수 있다.

그 다음, 단계(30)는 임의의 주어진 주파수에 대한 인코딩 필터를 표시하는 인코딩 행렬

의 결정을 필요로 하는 하위 단계(36)를 포함한다. 행렬

은 행렬 A 및 B 로부터 또한, 파라미터

,

및

로부터 결정된다. 행렬

은 원소

를 포함하는 사이즈 N에 대한

의 행렬이며, 지수 (

,m)은 열 (

² +

+m)을 나타내며, 지수 n은 열 n을 나타낸다. 따라서, 행렬

은 다음의 형태를 갖는다.

행렬

은 행 단위로 결정된다. 각각의 작동 주파수 f에 있어서, 행렬

의 지수 (l,m)의 각 행

은 다음의 형태로 가정된다.

행

의 원소

은 다음의 표현식에 의해 구해진다.

- (

,m)이 리스트

에 속하는 경우에,

이며, 여기서, λ는 다음의 관계식을 확실하게 하며,

여기서, λ의 값은 대각선 행렬(matrix diagonalisation) 방법을 선택적으로 이용하여 방정식 근을 조사하는 분석 또는 산술 방법을 이용하여 결정된다.

- (

,m)이 리스트

에 속하지 않는 경우에,

이다.

이러한 표현식에서,

은 행렬 B 의 열 (

,m)이며,

은 사이즈 N에 대한 N의 대각선 행렬이며, 센서의 배경 노이즈를 표시하며, 여기서, 대각선의 원소 n은

이다.

행렬 A , B 및 E(f)의 결정을 필요로 하는 하위 단계(32, 34, 36)는 각각의 작동 주파수(f)에 대해서 반복된다.

물론, 단순한 실시예에서, 파라미터는 주파수에 의존하며, 하위 단계(32, 34, 36)는 단 1회만 실행된다. 그 다음, 하위 단계(36)에 의해 주파수에 의존하지 않는 행렬 E를 직접 결정할 수 있다.

다음의 하위 단계(38) 동안에, 인코딩 필터를 표시하는 파라미터 FD는 행렬 E(f)로부터 결정된다. 행렬 E(f)의 각 원소

는 인코딩 필터의 주파수 응답을 나타낸다. 각 인코딩 필터는 상이한 형태의 파라미터 FD에 의해 기술될 수 있다.

만약, 필터

를 표시하는 파라미터 FD가, 예를 들어

- 주파수 응답이면, 파라미터 FD는 특정 주파수 f에 대해서 직접 계산된

이고,

- 필터

의 역푸리에 변환식에 의해 계산된 유한 임펄스 응답

이면, 각 임펄스 응답

이 샘플링되고, 각 응답에 대해 적절한 길이로 버림(truncated)되며, 그리고

-

로부터 계산된 무한 임펄스 응답을 가진 재귀적 필터 계수(recursive filter coefficients)이면, 적응 방법(adaptation methods)을 이용한다.

따라서, 인코딩 필터의 결정을 필요로 하는 단계(30)는 포착 수단(1)의 최소한의 구조적인 및/또는 전기 음향 능력을 표시하는 인코딩 필터를 기술하는 파라미터 FD를 출력한다.

특히, 이들 필터는 다음의 문자, 즉

- 센서(2₁ 내지 2_N)의 위치와,

- 센서(2₁ 내지 2_N)의 고유한 전기 음향 특성, 특히 음향 필드의 포착 능력 및 배경 노이즈의 전력 스펙트럼 밀도와,

- 최적화 전략, 특히, 센서에 의해 생성되는 배경 노이즈의 최소화 및 음향 필드의 포착의 공간적인 정확도 사이의 절충점을 표시한다.

도 6은 이들 신호에 인코딩 필터를 적용하고 필터링된 신호를 가산함으로써, 포착 수단(1)에 의해 출력된 측정 신호의 프로세싱을 필요로 하는 단계(40)의 실시예를 보다 상세히 도시하고 있다.

단계(40)에서, 음향 필드(P)를 표시하는 계수

은, 다음의 방식으로, 주파수 응답 인코딩 필더

를 적용함으로써, 기본적인 센서(2₁ 내지 2_N)로부터 구해진 신호(c₁ 내지 c_N)로부터 추론된다.

여기서,

은

의 푸리에 변환식이며,

은

의 푸리에 변환식이다.

실시예는 유한 임펄스 응답에 의한 필터링의 경우를 설명하였다. 이 필터링은 각 응답

에 대한 적절한 수의 샘플에 대응하는 파라미터

의 초기 결정 을 필요로 하며, 결과적으로 다음의 콘벌루션 표현식으로 된다.

이들 계수

은 음향 필드의 3차원 공간과 시간에 대한 표현인 유한수의 계수이며, 이 음향 필드의 정확도 표시를 형성한다.

파라미터 FD의 특성에 따라서,

에 의한 다른 필터링 프로세스는 예를 들어, 다음과 같은 여러 필터링 방법에 따라서 실행될 수 있다.

- 파라미터 FD가 주파수 응답

을 직접 제공하면, 필터링은 예를 들어, 블록 콘벌루션 프로세스와 같은 주파수 영역에서의 필터링 방법을 이용하여 실행되고,

- 파라미터 FD가 유한 임펄스 응답

를 제공하면, 필터링은 콘벌루션에 의한 시간 영역으로 실행되며,

- 파라미터 FD가 무한 임펄스 응답을 가진 귀납적 필터의 계수를 제공하면, 필터링은 순환 관계(recurrence relation)에 의해 시간 영역으로 실행된다.

따라서, 본 발명은, 포착 수단의 특징과는 실질적으로 무관한 표시에 의해, 음향 필드를 푸리에-베셀 계수의 형태로 정확하게 표시될 수 있는 것으로 보인다.

또한, 상술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 간단한 실시예로 실행될 수 있다.

예를 들어, 센서(2₁ 내지 2_N) 모두가 감도 및 배경 노이즈의 레벨에 있어서 실질적으로 전방향이고 실질적으로 동일하면, 본 발명의 방법은 포착 수단(1)의 중심(4)에 대한 센서(2_n)의 위치 및 최적화 전략에 관련된 파라미터 μ및 L를 표시하는 파라미터

를 알고 있는 것만으로도 실행될 수 있다.

또한, 이러한 간단한 실시예에서, 파라미터는 주파수에 의존하는 것으로 간주된다.

이들 파라미터를 이용하면, 행렬 A 와 B 는 동시에 계산되거나, 하위 단계(32, 34) 동안의 임의의 순서로 순차적으로 계산된다.

행렬 B 의 원소

은 다음의 방식으로 구성된다.

여기서,

이다.

유사하게, 행렬 A 의 원소

은 다음의 방식으로 구성된다.

이러한 실시예에서, 행렬 A 는 다음의 관계식에 의해 행렬 B 로부터 구해진다.

바람직하게, 행렬 A 의 원소

은 다음의 관계식에 의해 보다 정확하게 결정된다.

여기서, L ₂ 은 행렬 A 의 결정이 행해지는 순서이며, L보다 큰 정수이다. L ₂ 에 대해서 선택된 값이 커지면, 보다 정밀해지지만,

의 계산이 더 길어진다.

하위 단계(36)에서, 인코딩 필터를 표시하는 인코딩 행렬 E 는 행렬 A 와 B 로부터 또한, 다음의 표현식에 따른 파라미터 μ로부터 결정된다.

행렬 E 의

은 다음의 방식으로 구성된다.

하위 단계(32, 34, 36)가 행렬 A 와 B 의 결정을 수반하면, E 는 작동 주파수 f 모두에 대해서 반복된다.

각각의 원소

은 최적화 전략과 센서(2_n)의 공간적인 분포를 포함하는 인코딩 필터에 대응한다.

단계(40)에서, 센서(2₁ 내지 2_N)로부터 구해지는 신호(c₁ 내지 c _N)는 파라미터 FD에 의해 기술된 인코딩 필터를 이용하여 필터링된다. 출력된 각각의 계수

는 다음의 방식으로 필터를 적용함으로써 신호(c₁ 내지 c_N)로부터 추론된다.

여기서,

은

의 푸리에 변환식이며,

은

의 푸리에 변환식이다.

이러한 실시예에서, 계수

은 예를 들어, 블럭 콘벌루션 방법과 같은 주파수 영역의 필터링 방법을 이용하여 결정된다.

따라서, 음향 필드의 표시는 센서의 위치와 선택된 최적화 파라미터를 고려하여, 음향 필드의 정확한 추정치를 구성한다.

도 7에서, 음향 필드(P)를 표시하는 장치(50)는 도 2를 참조하여 설명된 포착 수단(1)에 접속되어 있다.

장치(50), 즉 인코딩 장치는 그 입력부에서, 포착 수단(1)의 구조적인 및/또는 전기 음향 특성을 표시하는 파라미터를 결정하는 수단(60)에 또한 접속되어 있다.

이들 수단(60)은, 상술한 바와 같이, 본 발명의 방법의 단계(10)와 단계(20) 각각을 실행하기에 적합한 파라미터 입력 수단(62)과 캘리브레이션 수단(64)을 특히 포함한다.

인코딩 장치(50)는, 구조적인 특성을 정의하는 신호(CL)와 구조적인 및/또는 전기 음향 특성의 파라미터를 위한 신호(CP) 사이에 분포되어 있는 포착 수단(1)의 특성을 표시하는 복수의 파라미터를, 파라미터를 결정하는 수단(60)으로부터 수신한다.

이 장치는 최적화 표현을 위한 신호(OS)에서의 표시 전략에 관련된 파라미터를 또한 수신한다.

이들 신호에서, 파라미터는 다음의 방식으로 분포되어 있다.

- 정의 신호(CL)에서,

- 센서(2_n)의 위치를 표시하는 파라미터

- 파라미터화 신호(CP)에서,

- 센서(2_n)의 주파수 응답을 표시하는 파라미터

- 센서(2_n)의 감도 다이아그램을 표시하는 파라미터

- 센서(2_n)의 배향을 표시하는 파라미터

- 센서(2_n)의 배경 노이즈의 전력 스펙트럼 밀도를 표시하는 파라미터

- 센서(2_n)의 포착 능력을 표시하는 파라미터

- 최적화 신호(OS)에서,

- 음향 필드의 표시의 정확도와, 센서에 의해 생성된 배경 노이즈의 최소화 간의 절충점을 지정하는 파라미터

- 표시가 행해지는 순서를 지정하는 파라미터

- 표시되는 음향 필드(P)의 대응하는 계수의 전력과 동일하여야 하는 전력을 가진 계수의 리스트를 표시하는 파라미터

바람직하게, 이러한 장치(50)는 신호(c₁ 내지 c_N)로부터 대응 포맷의 신호 (SI)를 출력하기에 적합한 입력 신호를 포맷하는 수단(51)을 포함한다.

예를 들어, 수단(51)은 아날로그-디지털 변환기, 증폭기 또는 평탄 필터링 시스템을 포함한다.

장치(50)는 인코딩 필터를 결정하는 수단(52)을 더 포함하며, 이 수단은 샘플링 행렬 B 를 계산하는 모듈(55)와, 상관 관계 행렬 A 를 계산하는 모듈(56)을 포함하며, 이들 모듈 둘 다는 인코딩 행렬 E(f)를 계산하는 모듈(57)에 접속되어 있다.

이러한 인코딩 행렬 E(f)은 인코딩 필터를 표시하는 파라미터 FD를 포함하는 신호 S_FD를 출력하는 인코딩 필터를 결정하는 모듈(58)에 의해 사용된다.

이러한 신호 S_FD는 음향 필드(P)를 표시하는 푸리에-베셀 계수를 포함하는 신호 SI_FB를 출력하기 위해서, 인코딩 필터를 신호 SI에 적용하는 프로세싱 모듈(59)에 의해 사용된다.

선택적으로, 장치(50)는 사전에 결정된 신호 S_FD를 형성하는 파라미터가 저장되는 비휘발성 메모리를 포함한다.

예를 들어, 포착 수단(1)은, 음향 필드(P)를 포착하여 정확한 표시를 출력하기 위해서 인코딩 장치에 포함되어 있는, 신호 S_FD의 파라미터 모두를 포함하는 메모리를 직접 제공하기 위해서, 그들의 제조업자에 의해 테스트되고 측정된다.

유사하게, 다른 실시예에서, 이러한 메모리는 행렬 B 만을 포함하고 선택 사 양으로 행렬 A 를 포함하며, 장치(50)는, 인코딩 행렬 E(f)의 결정과, 인코딩 필터를 표시하는 파라미터 FD의 결정을 실행하기 위해서, 최적화 신호(OS)를 형성하는 파라미터를 입력하는 수단을 포함한다.

물론, 필요하다면, 기술된 여러 모듈들 간의 다른 분포가 구상될 수 있다.

Claims

음향 필드에 노출된 하나 이상의 기본적인 센서(2_n)를 포함하는 포착 수단(1)에 의해 출력된 측정 신호(c_n)의 포착을 필요로 하는 단계를 포함하는 음향 필드 표시 방법으로서,

상기 포착 수단(1)의 최소한의 구조적인 특성을 나타내는 인코딩 필터의 결정을 필요로 하는 단계(30)와,

상기 음향 필드(P)의 3차원 공간과 시간에 관하여 표시하는 유한수의 계수를 결정하기 위해 이들 신호(c_n)에 상기 인코딩 필터를 적용함으로써 상기 측정 신호(c_n)의 프로세싱을 필요로 하는 단계(40)로서, 상기 계수에 의해 상기 포착 수단(1)의 특성과는 무관한 상기 음향 필드(P)의 표시를 얻을 수 있는 단계(40)

를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 구조적인 특성은 상기 포착 수단(1)의 사전결정된 기준 포인트(4)에 대한 상기 기본적인 센서(2_n)의 최소한의 위치 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 인코딩 필터는 상기 포착 수단(1)의 전기 음향 특성을 또한 표시하는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 전기 음향 특성은 상기 기본적인 센서(2_n)의 고유한 전기 음향 포착 능력에 관한 최소한의 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 음향 필드(P)의 표시를 얻을 수 있는 상기 계수는 푸리에-베셀 계수 또는 푸리에-베셀 계수의 선형 조합인 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인코딩 필터의 결정을 필요로 하는 상기 단계(30)는,

상기 포착 수단(1)의 포착 능력을 표시하는 샘플링 행렬(B)의 결정을 필요로 하는 하위 단계(32)와,

상기 포착 수단(1)을 형성하는 기본적인 센서(2_n)에 의해 출력되는 상기 측정 신호(c_n) 간의 유사성을 표시하는 상관 관계 행렬(A)의 결정을 필요로 하는 하위 단계(34)와,

상기 샘플링 행렬(B)과, 상기 상관 관계 행렬(A)과, 음향 필드의 표시의 정확도와, 포착 수단(1)으로 인해 야기되는 배경 노이즈의 증폭(amplification) 사이의 원하는 절충점을 표시하는 파라미터
로부터의 인코딩 행렬(E(f); E)의 결정을 필요로 하는 하위 단계(36)로서, 상기 인코딩 행렬(E(f); E)은 상기 인코딩 필터를 표시하는 것인 하위 단계(36)

를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 하위 단계(32, 34, 36)는 유한수의 작동 주파수에 대해서 실행되는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 방법.
제 6 항에 있어서, 샘플링 행렬(B)의 결정을 필요로 하는 상기 하위 단계(32)는, 상기 포착 수단(1)을 형성하는 상기 기본적인 센서(2_n) 각각에 대해서,

상기 포착 수단(1)의 중심(4)에 대한 상기 기본적인 센서(2_n)의 위치를 표시하는 파라미터(
) 및

상기 기본적인 센서(2_n)의 포착 능력을 표시하는 유한수의 계수
중 적어도 하나로부터 실행되는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 방법.
제 8 항에 있어서, 샘플링 행렬(B)의 결정을 필요로 하는 상기 하위 단계(32)는,

상기 기본적인 센서(2_n)의 일부 또는 모두의 주파수 응답을 표시하는 파라미터
와,

상기 기본적인 센서(2_n)의 일부 또는 모두의 감도 다이아그램을 표시하는 파라미터
와,

상기 기본적인 센서(2_n)의 일부 또는 모두의 배향, 즉, 그들의 최대 감도 방향을 표시하는 파라미터
와,

상기 기본적인 센서(2_n)의 일부 또는 모두의 배경 노이즈의 전력 스펙트럼 밀도를 표시하는 파라미터
와,

표시가 행해지는 순서를 지정하는 파라미터
와,

표시되는 음향 필드(P)의 대응하는 계수의 전력과 동일하여야 하는 전력을 가진 계수의 리스트를 표시하는 파라미터

중 적어도 하나로부터 또한 실행되는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 인코딩 필터의 결정을 필요로 하는 상기 단계(30)에 사용되는 파라미터의 일부 또는 모두를 출력할 수 있는 캘리브레이션 단계(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 캘리브레이션 단계(20)는, 상기 포착 수단(1)을 형성하는 상기 기본적인 센서(2_n)의 적어도 하나에 대해서,

상기 적어도 하나의 기본적인 센서(2_n)의 포착 능력을 표시하는 신호의 포착을 필요로 하는 하위 단계(24)와,

상기 적어도 하나의 기본적인 센서(2_n)의 전기 음향 및 구조적인 특성 중 적어도 하나를 표시하는 파라미터의 결정을 필요로 하는 하위 단계(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 캘리브레이션 단계(20)는,

상기 적어도 하나의 기본적인 센서(2_n)를 향한 특정 음향 필드의 방출을 필요로 하는 하위 단계(22)로서, 상기 포착의 하위 단계(24)는, 기본적인 센서(2_n)가 상기 특정 음향 필드에 노출될 때, 기본적인 센서(2_n)에 의해 출력된 신호의 포착에 대응하는 상기 하위 단계(22)와,

상기 기본적인 센서(2_n)의 전기 음향 및 구조적인 특성 중 적어도 하나를 표시하는 파라미터의 결정을 필요로 하는 상기 하위 단계(28)가 실행되도록 하기 위해서, 유한수의 계수를 이용한 상기 특정 음향 필드의 모델링을 필요로 하는 하위 단계(26)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 캘리브레이션 단계(20)는 상기 포착 수단(1)을 형성하는 상기 기본적인 센서(2_n)의 전기 음향 및 구조적인 특성을 표시하는 유한수의 신호의 수신을 필요로 하는 하위 단계(28)를 포함하며, 이 유한수의 신호는 상기 포착 수단(1)의 전기 음향 및 구조적인 특성 중 적어도 하나의 결정을 필요로 하는 상기 하위 단계 중에 직접 사용되는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 인코딩 필터의 결정을 필요로 하는 상기 단계(30) 중에 사용된 파라미터의 일부 또는 모두를 결정할 수 있는 입력 단계(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 방법.
프로그램이 컴퓨터 상에서 실행될 때, 청구항 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 방법의 단계를 실행하는 프로그램 코드 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램.
적어도 하나의 동작 프로세서와 비휘발성 메모리 소자를 포함하는 형태의 휴대용 지원 장치에 있어서, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 프로그램 실행 시에, 청구항 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 상기 음향 필드 표시 방법의 각 단계를 실행하도록 하는 코드 명령어를 포함하는 프로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 지원 장치.
음향 필드(P)에 노출될 때 측정 신호(c_n)를 출력하는 하나 이상의 기본적인 센서(2_n)를 포함하는 포착 수단(1)에 접속가능한 음향 필드 표시 장치에 있어서,

상기 음향 필드(P)의 3차원 공간과 시간에 대해 표시하는 상기 포착 수단(1)의 특성과는 무관한 상기 음향 필드(P)의 표시를 얻을 수 있게 하는 유한수의 계수를 포함하는 신호(SI_FB)를 출력하기 위해서, 상기 포착 수단(1)의 구조적인 특성을 표시하는 인코딩 필터를 상기 측정 신호(c_n)에 적용함으로써, 측정 신호(c_n)를 처리하는 모듈(59)을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 인코딩 필터는 상기 포착 수단(1)의 전기 음향 특성을 또한 표시하는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 장치.
제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 포착 수단(1)의 구조적인 및 전기 음향 특성 중 적어도 하나를 표시하는 상기 인코딩 필터를 결정하는 수단(52)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 장치.
제 19 항에 있어서, 상기 인코딩 필터 결정 수단(52)은 입력부에서

기본적인 센서(2_n)의 일부 또는 모두의 상기 포착 수단(1)의 중심에 대한 위치를 표시하는 파라미터(
) ,

기본적인 센서(2_n)의 일부 또는 모두의 포착 능력을 표시하는 유한수의 계수
,

기본적인 센서(2_n)의 일부 또는 모두의 주파수 응답을 표시하는 파라미터
,

기본적인 센서(2_n)의 일부 또는 모두의 방향성 패턴을 표시하는 파라미터
,

기본적인 센서(2_n)의 일부 또는 모두의 배향, 즉, 그들의 최대 감도 방향을 표시하는 파라미터
,

기본적인 센서(2_n)의 일부 또는 모두의 배경 노이즈의 전력 스펙트럼 밀도를 표시하는 파라미터
,

음향 필드의 표시의 정확도와 상기 포착 수단(1)에 의해 야기되는 배경 노이즈의 증폭(amplification) 간의 원하는 절충점을 표시하는 파라미터 (
),

표시가 행해지는 순서를 지정하는 파라미터
,

표시되는 음향 필드(P)의 대응하는 계수의 전력과 동일하여야 하는 전력을 가진 계수의 리스트를 표시하는 파라미터

중 적어도 하나를 수신하는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 장치.
제 20 항에 있어서, 상기 인코딩 필터를 결정하기 위해서 상기 인코딩 필터 결정 수단(52)에 의해 수신된 파라미터의 일부 또는 모두를 결정하는 수단(60)과 연관되어 있으며, 상기 수단(60)은

파라미터를 입력하는 수단(62) 및 캘리브레이션 수단(64) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 장치.
제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 대응하는 포맷의 신호(SI)를 출력하기 위해서, 상기 측정 신호(c_n)를 포맷하는 수단(51)과 연관되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 필드 표시 장치.