特許 6695256 仮想低音（ＢＡＳＳ）のオーディオ信号への付加

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6695256

(24)【登録日】2020年4月23日

(45)【発行日】2020年5月20日

(54)【発明の名称】仮想低音（ＢＡＳＳ）のオーディオ信号への付加

(51)【国際特許分類】

   H04R 3/00 20060101AFI20200511BHJP

【ＦＩ】

   H04R3/00 310

【請求項の数】15

【外国語出願】

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-205436(P2016-205436)

(22)【出願日】2016年10月19日

(65)【公開番号】特開2017-85562(P2017-85562A)

(43)【公開日】2017年5月18日

【審査請求日】2019年9月6日

(31)【優先権主張番号】14/929,225

(32)【優先日】2015年10月30日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/929,230

(32)【優先日】2015年10月30日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】516273453

【氏名又は名称】グォグァン エレクトリック カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｇｕｏｇｕａｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(74)【代理人】

【識別番号】100130409

【弁理士】

【氏名又は名称】下山 治

(74)【代理人】

【識別番号】100172591

【弁理士】

【氏名又は名称】江嶋 清仁

(72)【発明者】

【氏名】ヨウ， ユリ

【審査官】 柴垣 俊男

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１１４７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４７１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３６１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００９１０４８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｒ ３／００− ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オーディオ信号を処理するための装置であって、
（ａ）元のオーディオ信号を入力する入力ラインと、
（ｂ）前記元のオーディオ信号の、少なくとも１オクターブ幅で、低音部分を抽出する低音部抽出フィルタと、
（ｃ）前記低音部分内の低音の基本周波数を推定する推定器と、
（ｄ）前記推定器によって推定された前記基本周波数の整数倍である正の周波数の増加により、前記少なくとも１オクターブ幅の低音部分を全体的にシフトして、仮想低音信号を提供する周波数変換器と、
（ｅ）前記元のオーディオ信号と前記仮想低音信号とに接続される(i)入力及び(ii)出力を有する加算器と、
（ｆ）前記加算器の前記出力に接続されるオーディオ出力デバイスと、
を含む装置。

【請求項2】

前記低音部抽出フィルタは１００Ｈｚから２００Ｈｚの範囲内に上端カットオフ周波数を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記低音部抽出フィルタは少なくとも１０Ｈｚの下端カットオフ周波数を有するバンドパスフィルタであることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。

【請求項4】

前記低音部抽出フィルタは少なくとも２オクターブのパスバンドを有するバンドパスフィルタであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置。

【請求項5】

前記低音部分の知覚ラウドネスの第１の推定及び前記仮想低音信号の知覚ラウドネスの第２の推定に基づいて前記仮想低音信号の強さを調整するラウドネスコントローラをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。

【請求項6】

前記第１の推定は、音圧レベル（SPL）又は前記低音部分のパワーの少なくとも一つの推定に基づくことを特徴とする請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記ラウドネスコントローラはさらに、ユーザ入力に基づいて前記仮想低音信号の強さを調整することを特徴とする請求項５又は６に記載の装置。

【請求項8】

前記低音の前記基本周波数は、規定された１オクターブの範囲内に規制されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の装置。

【請求項9】

前記規定された１オクターブ範囲の外の前記基本周波数の初期の推定は、前記基本周波数の前記初期の推定のオクターブを上げることにより前記規定された１オクターブの範囲内へシフトされることを特徴とする請求項８に記載の装置。

【請求項10】

前記周波数変換器はシングルサイドバンド（ＳＳＢ）変調を使用することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。

【請求項11】

前記オーディオ出力デバイスにより効率的に音に変換できない、前記元のオーディオ信号内の周波数を抑圧するハイパスフィルタをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の装置。

【請求項12】

前記入力ラインと前記加算器との間に接続され、前記元のオーディオ信号と前記仮想低音信号との時間的な整合をとる遅延素子をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の装置。

【請求項13】

前記推定器及び前記周波数変換器は周波数ドメインで動作することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の装置。

【請求項14】

前記低音部抽出フィルタ、前記推定器及び前記周波数変換器は時間ドメインで動作することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の装置。

【請求項15】

前記低音部抽出フィルタ、前記推定器、前記周波数変換器及び前記加算器はデジタルデバイスであり、さらに前記加算器と前記オーディオ出力デバイスとの間に配置されたデジタル−アナログ変換器を含むことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明はとりわけ、聴取者へより強い低音効果を提供するためのオーディオ信号処理のためのシステム、方法、技術に関し、言い換えれば、例えば良好な低音製品特性を有しないスピーカ又は他のオーディオ出力デバイスを通して演奏されるために、オーディオ信号へ「仮想低音」（virtual bass）を付加することである。

【背景技術】

【0002】

フラットパネルディスプレイ及びモバイルデバイスの出現は、貧弱な低音（低い周波数）性能が知られている小型ラウドスピーカの広い利用を加速している。この特性は、聴取者の音質の全体の印象は低音性能により強く影響されるので普通はそれらを不利益な位置に置く。そのために、特に小型ラウドスピーカを組み込むデバイスに関して、認識される（perceive）低音性能を向上することが高く望まれる。

【0003】

低音性能をブーストするための従来の方法はオーディオスペクトラムの低周波数部分を単純に増幅し、低音部をより大きくすることである。しかし、低周波数にて電気エネルギーを音響エネルギーへ変換する場合に小型スピーカは普通は低い効率を有するために、この方法の有効性はいちじるしく制限され、バッテリが空になったり加熱等の問題を引き起こす。潜在的なさらに大きな問題は、低周波数での増幅はスピーカコイルの過度な変位を生じさせ、歪を導き、ある場合にはラウドスピーカを損傷する。

【0004】

他の方法は「仮想ピッチ（virtual pitch）」の音響心理的（psychoacoustic）影響を利用することである。この影響を説明するための簡単な例について、１００Ｈｚの基本周波数（fundamental frequency）Ｆ０を持つピッチ（pitch）を考える。１００Ｈｚの純音、楽器及び人の声帯を鳴らすことにより人の耳に生成される１００Ｈｚピッチの感覚は、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、３００Ｈｚのような複雑な調和構造（complex harmonic structure）を伴うトーンのセットを使用して生成でき、より十分の（そして区別される）音質を提供することができる。より興味深いことは基本周波数１００Ｈｚにおけるトーンは、人が１００Ｈｚピッチを聞く感覚を持つ必要がない。たとえ１００Ｈｚのトーンが無くても、２００Ｈｚ、３００Ｈｚ、４００Ｈｚなどの高調波トーン（harmonic tone）のセットは１００Ｈｚピッチの感覚を生み出す。人の耳は明らかに高調波トーンだけからピッチを推定することができる。この現象は仮想ピッチ（virtual pitch）と呼ばれる。

【0005】

仮想ピッチの概念の一つの結果は、基本周波数Ｆ０のピッチの感覚を生むために周波数Ｆ０でのトーンを物理的に作る必要がないことである。小型ラウドスピーカの低音部の強化を適用する場合、このことは、小型ラウドスピーカが効率的ではない低い周波数でエネルギーを消耗する必要がないことを意味する。かわりに我々は、ラウドスピーカが生成するときにより効率的である、より高い周波数トーンを使うことにより低音に類似した印象を作ることができる。適切な調和構造が提供される限り、仮想ピッチの効果は強い低音感覚を生じるのに十分に強くできる。この方法はここでは仮想低音と呼ぶ。

【0006】

初期の仮想低音技術は時間ドメイン（time domain）で動作し、概略次のステップを含む。
１．低音信号を形成するために帯域通過フィルタを使って入力オーディオ信号から低周波数成分を取り出す。
２．低音信号を非線形デバイスへ供給することにより高次高調波（higher-order harmonics）を発生する。
３．帯域通過フィルタを使って高次高調波（仮想ピッチ）の一部分を選択する。
４．選択された高次高調波を元の信号へ戻して加える。
しかし、本願発明者は、この方法が音質をいちじるしく損なう、非線形デバイスによる相互変調歪（inter modulation distortion）の導入を含む問題があることを認めた。

【0007】

より最近の技術はフェーズボコーダを使う周波数ドメインにおいて動作し、例えば以下である。
１．入力オーディオ信号を離散フーリエ変換（DFT）ドメインへ変換するために短時間フーリエ変換（STFT）を使用する。
２．低周波数高調波トーンの周波数を、ラウドスピーカが効率的に音を発生できる周波数へ線形的にスケールアップする。
３．時間ドメインの仮想低音信号を合成するための正弦波の和シンセサイザ（sum-of-sinusoids synthesizer）を駆動するためにスケールアップされた高調波を使用する。
４．仮想低音信号を元の信号へ戻して加える。
しかし、本願発明者はこの方法がスケールアップされた高調波トーンの間に周波数差を生じ、得られた仮想ピッチ周波数があるべき周波数よりも高いという、少なくとも一つの問題を認めた。言い換えれば、得られた仮想低音部は元の信号の低音部よりも高いピッチを有するとして認識されるだろう。さらに悪いことに、多くのケースでは、特に音楽が含まれる場合、認識されるピッチにおける前述のシフトは認識される低音部をオーディオ信号の他の部分と衝突させて音質のさらに多くの重大な低下を生じる。

【発明の概要】

【0008】

本願発明は、よりよい結果、すなわちオーディオ信号の元の低音部部分のより現実的な印象を生むことが見いだされる方法を使って前述の問題を解決する。

【0009】

本願発明の特定の実施形態は、（ａ）元のオーディオ信号を入力する入力ライン、（ｂ）元のオーディオ信号を周波数成分のセットへ変換する変換モジュール、（ｃ）その周波数成分の低音部分を取り出すフィルタ、（ｄ）その低音部分の低音サウンドの基本周波数を推定する推定器（estimator）、（ｅ）推定器により推定された基本周波数の整数倍の周波数により低音部分をシフトし、それにより仮想低音信号を提供する周波数変換器（frequency translator）、（ｆ）加算器（adder）であって、（ｉ）元のオーディオ信号に結合される入力及び仮想低音信号に結合される入力、及び（ｉｉ）出力を有する加算器、（ｇ）加算器の出力に結合されるオーディオ出力デバイス、を含むオーディオ信号を処理する装置に向けられる。

【0010】

他の実施形態は、（ａ）時間ドメインで元のオーディオ信号を入力する入力ライン、（ｂ）時間ドメインで元のオーディオ信号の低音部分を取り出す低音部抽出フィルタ、（ｃ）低音部分の低音部サウンドの基本周波数を推定する推定器、（ｄ）推定器により推定された基本周波数の整数倍の正の周波数の増加により低音部分をシフトする周波数変換器、（ｅ）加算器であって、（ｉ）元のオーディオ信号に結合される入力及び仮想低音信号に結合される入力、及び（ｉｉ）出力を有する加算器、（ｆ）加算器の出力に結合されるオーディオ出力デバイス、を含むオーディオ信号を処理する装置に向けられる。

【0011】

前記の配置のそれぞれの利点によれば、特に良好な低音再生を提供しないスピーカやその他のオーディオ出力デバイスを通じてオーディオ信号が演奏される場合に、より良いオーディオ出力を得ることが可能である。

【0012】

前述の概要は本発明のある側面についての簡単な説明を提供することを意図するだけのものである。本発明のより完全な理解は、請求項及び図面と共に次の詳細な説明を参照することにより得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

以下の開示において、本発明は添付の図面を参照して説明される。しかし、図面は代表的なあるいは例示的な実施形態、本発明の特徴を描くにすぎず、いかなる方法でも本発明の範囲を制限する意図はない。以下は添付の図面それぞれの簡単な説明である。

【図1】図１は周波数ドメインで仮想低音部をオーディオ信号へ加算するためのシステムのブロック図。

【図2】図２は時間ドメインで仮想低音部をオーディオ信号へ加算するためのシステムのブロック図。

【図3】図３はシングルサイドバンド（SSB）変調を実施するためのシステムのブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

参照しやすくするために、この開示はセクションに分割される。それぞれのセクションのおおよその主題はセクションの見出しに示される。しかし、この見出しは単に読みやすさを向上する目的のために含まれており、いかなる方法においても発明の範囲を限定することは全く意図していない。

【0015】

周波数ドメインにおける仮想低音部の付加
本実施形態の第１の実施形態は、主として周波数ドメインで動作し、図１を参照して論じられる。以下で詳細に論じられるように、図１は、元の信号１０よりも少ない実際の低音部の中身を有し、しかし、例えば低音を作成するのに非常に良くないスピーカや他の出力デバイスについて、より適切にする仮想低音が付加された出力オーディオ信号４０を作成するために、元の入力オーディオ信号１０（典型的にはデジタル形式、すなわち時間において離散的又はサンプルされ、値において離散的又は量子化された）を処理するためのシステム５を説明する図である。

【0016】

図１を参照すると、最初にフォワード変換モジュール１２が入力信号を時間ドメインの表現から周波数ドメイン（例えばＤＦＴ）の表現へ変換する。従来のＳＴＦＴ又は他の従来の周波数変換技術がモジュール１２で使用され得る。以下の説明では、ＤＦＴ表現をもたらすＳＴＦＴが一般に使用されるものとするが、一般化の損失は意図されておらず、ここでの特定の参照は、例えば先行のより一般的な用語と置き換え可能である。

【0017】

変換された結果の信号は低音部抽出器（bass extractor）１４へ提供（すなわち結合）され、オプションでハイパスフィルタへ提供される。低音部抽出器１４は、

【0018】

式１

【0019】

の通過帯域（例えば、スペクトラムの主部が減衰が３ｄＢ以下。）を有する帯域通過フィルタを使用して、ＤＦＴ（又は他の周波数）係数から入力信号１０の低周波数部分１６を抽出する。
ここで、ｆ_l^bは下端カットオフ（−３ｄＢ）周波数、ｆ_h^bは上端カットオフ周波数、及び前記範囲は、望ましくは低音部が強くなると期待され、しかし意図されたラウドスピーカ又は他の最終の出力デバイス４２が音を効率的に発生できないところに中心が置かれる。さらに、低音部抽出器１４の帯域幅は、次に示す目的のためにオーディオ信号源から適切な調和構造（harmonic structure）を抽出するために、望ましくは十分なオクターブ（例えば、少なくとも１、２以上）にわたる。このような通過帯域の代表的な例は［４０、１６０］Ｈｚである。より一般的には、好適にはｆ_l^bは１０、１５、２０又は３０Ｈｚ、ｆ_h^bは１００−２００Ｈｚである。

【0020】

典型的には低音部抽出器１４は、例えば、所望のフィルタ特性を持つ窓関数をフォワードＳＴＦＴモジュール１２により提供される周波数係数へ直接適用することにより入力信号１０のより高い周波数成分を抑圧する（そして好適には、例えば人の聴覚の範囲より下の非常に低い周波数成分も抑圧する。）。好適な実施形態では、低音部抽出器１４の目的は仮想低音（例えば、人が聞く範囲以下であるいずれの非常に低い周波数エネルギーを除外して。）として再生されることが望まれる低音信号（その基本周波数及び少なくともその調和構造の一部分を含む）を出力することである。

【0021】

図１に示されるように、抽出された低音信号１６は、生成される仮想低音信号２５が対応することを意図される、低音信号１６（すなわち仮想低音信号２５が置き換えられることを意図される低音サウンド）内の低音サウンド（又はピッチ）の基本周波数Ｆ０を推定するのに使用されるＦ０推定器２４へ提供される。なお、ここでの説明において基本周波数はＦ０又はＦ_０と取り換えて呼ぶことができる。任意のＦ０検出アルゴリズムが基本周波数Ｆ０の推定に提供されてよいが、本実施形態においてＤＦＴ（又は他の周波数）スペクトラムの利用性のために周波数ドメインでの方法が好ましい。典型的には、このような技術の暗示は、基本周波数が判定されるために処理されるオーディオ信号の中でのプリンシパル音（principal sound）又はピッチ（この場合、プリンシパルバスサウンド又はピッチ）の証明である。この点について、本願発明者はいずれの特定の期間においてシングルバスサウンド又はピッチの感覚の成果は良好な音質を提供することができることを発見した。現在、好適な方法が、Xuejing Sun, “A Pitch Determination Algorithm Based on Subharmonic-to-HarmonicRatio”, The 6th International Conference of Spoken Language Processing, 2000,pp. 676-679 及び／又は XuejingSun, “Pitch Determination and Voice Quality Analysis Using Subharmonic-to-HarmonicRatio”,2002 IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP), vol.1, pp.I-333-I-336, 13-17 May2002に記載されている。

【0022】

スムージング手法がオーディオフレーム間の円滑な推移（すなわちフレームからフレームへのＦ０における円滑な変化）を保証するために選択的に使用されてもよい。一つの実施形態は次の無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタを使用する。

【0023】

【0024】

ｎはフレーム番号、＾Ｆ_０（Ｆ_０に＾）は円滑化されたＦ０_、αはフィルタ係数でありサンプリング周波数ｆ_ｓ及び時定数τに関係する。

【0025】

【0026】

低音部はいつもオーディオ信号に存在するのではない。それがオーディオのフレームにない場合には、仮想低音強化メカニズムは必要に応じて無効にすることができる。このように仮想低音部メカニズムをオン及びオフとに変えることは、多くの場合より強くより望ましい低音部のコントラストを生成する。この目的のために、ほとんどのＦ０検出アルゴリズムは各オーディオフレームについて、典型的にはフレームのピッチ調和構造（pitch harmonic structure）の強さを示すＦ０顕著性値（salience value）を生成する。例えば、調和振幅（ＳＨ）の合計及び上記参照されたＳｕｎの論文において言及されるサブハーモニック対ハーモニック比（ＳＨＲ）はＦ０検出アルゴリズムが使用される場合に顕著性関数（salience function）として使用される。ＳＨの場合、調和構造がより強いと、顕著性値もより強い。一方、ＳＨＲは、ＳＨＲがより高いと、調和構造はより弱いとする逆の関係を提供する。

【0027】

いずれにしても、選択されたＦ０顕著性値は、このオン／オフメカニズムを実行するために容易に使用することができる。例えば、ある実施形態においては、所定のフレームのＦ０顕著性値が規定された閾値（例えば、固定又は動的に設定される）より低い（又はより高い場合。先行するパラグラフに示されるように顕著性値の性質に依存する）場合（又はそうでなければ規定の基準を満たさない場合、例えば規定された閾値に関係がある）、仮想低音メカニズムはオフにされる（例えば、仮想低音信号２５は、そのフレームについて０に設定又は強制される）。上記のように、異なる顕著性値を生成する多くの潜在的な顕著性関数がある。典型的にはこのような顕著性関数のそれぞれは調整可能な多くのパラメータを有しており、好適に使用される所定の顕著性値に対する適切な閾値（仮想低音機能をオン及びオフに調整するための）は実験的に決定される。例えば、閾値は個々の評価者のテストグループからの主観的な品質評価に基づいてよい。あるいは、ある意味で「最適」であると判断された固定の閾値を使用するよりもむしろ、ユーザ３０は、例えば彼や彼女の個人的な好みや現在演奏されている特定のサウンドの性質（又はサウンドのタイプ）に基づく値をユーザ３０に調整することができるようにするためのユーザインタフェースを提供されてもよい。さらなる実施形態では、これらの方法の組み合わせが使用される（例えば、希望すればユーザ３０に値を調整することを許容し及び前回のユーザ設定に基づいて機械学習アルゴリズムを使用し、このような場合にはユーザ３０は設定を指定しない。）。

【0028】

Ｆ０推定値は推定器２４から変換計算器（translation calculator）２６へ供給され、周波数変換器２８が後に低音信号１６を変換（例えば、出力デバイス４２が音を効率的に生成する周波数へ）するために使用する周波数変換を計算する。低音信号の調和構造を適切に維持するために、変換された調和トーンの周波数は基本周波数Ｆ０の整数倍であり、周波数変換の値は好適には、

【0029】

【0030】

ここで、ｋは正の整数、以下、周波数変換乗数（frequency translation multiplier）と呼ぶ。
この周波数変換乗数を使い、低音調和周波数（bass harmonic frequency）のセット、
Ｆ_０，２Ｆ_０，３Ｆ_０，・・・
は、変換器２８においてターゲット調和周波数のセット
Ｆ_０＋ｋＦ_０，２Ｆ_０＋ｋＦ_０，３Ｆ_０＋ｋＦ_０，・・・へ変換される。
このように、ターゲット調和周波数の差はＦ０のままであり、それぞれの調和周波数はＦ０の整数倍のままである。したがって、この調和周波数のセットは欠けている仮想ピッチの感じを生成する。さらに、同じ量（Δ）によるＦ_０の周囲の周波数の変換は多くの場合、認識することの観点から元の低音の品質を保つことができる。

【0031】

周波数変換乗算器は好ましくはラウドスピーカが効率的に音を生成することができる周波数へ低音信号がシフトされることを保証する。この点については、ｆ_l^tがラウドスピーカが能率的に音を生成することができる最も低い周波数を意味する場合、式１により与えられる通過帯域を持つ低音信号に対する周波数変換乗数は次のようである。

【0032】

式２

【0033】

ここで（上記式２の）

【0034】

【0035】

は天井(ceiling)関数であり、ｘより大きい又は等しい最も小さい整数を返す。式１により与えられる抽出された低音信号１６（Ｆ０を含むと想定される）の範囲に対して、変換されたＦ０（周波数がシフトされた）の対応する範囲はしたがって、

【0036】

式３

【0037】

推定されたＦ０が式１で与えられた範囲の上端である場合、上に定義した乗数ｋは低音信号を非常に高い周波数範囲へ変換し、望ましくない低音の認識にする。この問題は代わりに次の乗数を使うことにより軽減される。

【0038】

式４

【0039】

この乗数は推定されたＦ０の関数であり、それゆえに、推定されたＦ０が変化するにつれてフレームからフレームで変化する。推定されたＦ０が、ｆ_l^t／Ｆ_０が整数であることを導く値の周囲で変化する場合に、非連続性の効果を制限するために、好適には式１において与えられた範囲の上部に１オクターブのＦ０範囲が許可されたＦ０推定に対する範囲として設定され、すなわちＦ０推定は（次の）範囲内に規制される。

【0040】

式５

【0041】

任意のＦ０推定はそれのオクターブを上げることによりこの範囲へシフトされる。したがって、変換乗数は次のように得られる。

【0042】

式６

【0043】

これは一定値である。この変更されたＦ０推定が式５で規定される範囲に制限されるので、変換（シフト）されたＦ０の対応する範囲は、

【0044】

【0045】

であり、これは式３により定義される範囲よりかなり小さい。

【0046】

式６に記載されているように乗数ｋを定義することの有利な点は、ほとんどのＦ０検出アルゴリズムについてよくある問題である、オクターブエラーの不適切な問題をレンダリング（render）することである。この点について、Ｆ０検出アルゴリズムは実際よりも１オクターブ以上高いか低い推定をする傾向にあることに注意したい。式２又は４が使用される場合、このようなエラーは劇的に違う周波数へ低音信号を変換する。推定されるＦ０は式５の範囲へ変換されるので、式６を使用するときにはこの問題は無関係である。

【0047】

変換計算器２６は、低音信号１６の調和構造を変化しないで残すことを保証しながら、全ての取り出された低音信号１６を、一定周波数の増加分Δ（例えば、ラウドスピーカ又は他の出力デバイス４２が効率的に音を作り出すことができる周波数へ）だけ変換（又はシフト）する周波数変換器２８へ変換情報（Δのみ又はＦ０と一緒にｋ）を提供する。ｎ番目のＳＴＦＴフレームの仮想低音信号Ｖ（ｆ，ｎ）の周波数表現は低音信号１６の周波数表現Ｂ（ｆ，ｎ）から得られ、。

【0048】

【0049】

ここで、ＭはＳＴＦＴのブロックサイズである。上記に示される位相調整は連続するＳＴＦＴフレームの間で円滑な位相の推移を保証することが望まれる。例えば、J. Laroche及び M. Dolson, “New phase-vocoder techniques for real-time pitch shifting, chorusing, harmonizing, and other exotic audio modifications,” Journalof the Audio EngineeringSociety,47.11(1999): pp. 928-936、を参照されたい。

【0050】

この好適な実施形態では、Ｆ０は変換（transform）周波数（例えばＤＦＴ）ビン（bin）に相当する周波数に規制され、よって、Δは周波数ビンの幅の整数倍である。この目的のために、この規制の採用は、質におけるどんな本質的な低下を生じることなしに要求される処理を著しく平易にすることが見いだされた。しかし、小部分のケース（fractional case）を適応させることが可能であり、そのようにするシステムやプロセスは本発明の範囲内に含まれることが意図される。前の段落のLaroche及びDolsonによる論文はこれらの線に沿った方法を論じている。

【0051】

人のラウドネスの認識は低い周波数では感度が低いので、欠けていることの調整、つまりシステム５において追加される仮想低音信号２５（より高い周波数のセットで構成される）は、典型的には元の信号１０に有る実際の低音信号よりずっと大きく響く（有ることが認識される）だろう。しかし、認識されるラウドネスバランスが維持されるように、付加される仮想低音は元の低音と同じ音の大きさ（loud）に作ることが好ましい。この目的に向かって、ラウドネスコントロールモジュール２９の主要な目的は、入力信号１０における元の低音と比べて、仮想低音信号２５の認識されるラウドネスレベルにおける変化を推定し、その後、２つをイコライズ（equalize）することが意図されるスケール係数を生成するためにその情報を使用することである。すなわち、仮想低音が元のオーディオ信号とよくブレンドするように仮想低音信号に対する最適なボリューム調整を推定する。さらにある実施形態では、システム５はユーザ３０が、ユーザ３０の好み（例えば、低音の感じを増大又は減少する）に合わせるためにこのスケール係数を修正する設定を調整できるようにするユーザインタフェースを提供する。

【0052】

好適には、ラウドネスコントロールモジュール２９は最初に音圧レベル（SPL）又は抽出された低音信号１６の電力を推定する。これを行う一つの方法は次のパスバンドにわたる電力の平均を計算することである。例えば、

【0053】

【0054】

ここでXnはｎ番目のＤＦＴ係数、Ｌ及びＨはそれぞれ最も低い及び高い低音信号１６内のＤＦＴビン番号。さらにラウドネスコントロールモジュール２９は望ましくは抽出された低音信号内の代表的又は公称(nominal)周波数を明らかにする。幾何平均(geometric mean)は元の低音信号１６に対するこの代表的又は公称周波数を計算するために使用される。例えば、

【0055】

【0056】

ここでｆ_ｎはｎ番目のＤＦＴビンの周波数。この代表的又は公称周波数及び電力は、元の低音信号１６のラウドネスレベルＬ_Ｎを取得するためにＩＳＯ２２６：２００３の式（２）へ差し込む（plug）ことができる。

【0057】

同様に、対応する仮想低音信号２５に対する代表的又は公称周波数は次のように計算される。

【0058】

【0059】

代表的又は公称周波数ｆ_Ｖ及びラウドネスレベルＬ_Ｎは、ターゲットＳＰＬ，Ｌ_P^Vを取得するためにＩＳＯ２２６：２００３の式（１）に差し込まれ（plug）、Ｌ_P^Vはターゲットスケールファクタｓへ変換することができる。

【0060】

【0061】

このスケールファクタｓは、ユーザ３０による修正を受け又は受けずに（例えば、上記に説明のとおり）、所望のボリューム調整がされた仮想バス信号２５’を生成するために、仮想低音信号２５と共に乗算器３２へ提供される。ラウドネスコントロールモジュール２９と乗算器３２との組み合わせは総称して「ラウドネスコントローラ」又は「ラウドネスイコライザ」と呼ぶことができる。また、ここではＩＳＯ２２６：２００３が参照されたが、他のいかなる等ラウドネスレベルデータセット（例えば同様な）が代りに使用されてもよい。

【0062】

上記のように、入力信号１０の周波数ドメインの変換されたバージョンはオプションのハイパスフィルタ１５へ与えられてもよい。（もし与えられるなら）ハイパスフィルタ１５の目的は、意図される出力デバイス４２により効率的に再生がされないスペクトラムの全ての低い部分を抑制することである。例えば、規定された周波数（例えば５０−２００Ｈｚの値を持つ）より低い周波数はハイパスフィルタ１５によりフィルタして除かれてもよい。なお、特に低音部抽出器１４がバスピッチの調和構造の少なくとも一部分を抽出することが望ましいので、低音信号１６の周波数スペクトラムとハイパスフィルタ１５を通過するスペクトラムの間にはオーバーラップがあってもよい。低音部抽出器１４のように、ハイパスフィルタ１５（もし備えられるならば）は典型的にはフィルタリング作用（すなわちこの場合は入力信号１０の低い周波数成分を抑圧する）を実行する。例えば、所望のフィルタ特性を持つウインドウ関数を変換モジュール１２により提供される周波数係数へ直接に適用する。先に示されたように、ハイパスフィルタ１５はエネルギーの総量を減らすことができる。例えば、そうでなければ小型ラウドスピーカにおいて消費されるか他のネガティブな影響を生じる。しかし、本発明に拠れば、それは仮想低音システム、処理又は本発明の方法の本質的なあるいは必要な部分でもない。

【0063】

加算器３５において、周波数ドメイン仮想低音信号２５’は、周波数変換されかつ高域をフィルタされた場合、入力信号と加算される。最後に、モジュール３６において、時間ドメインへコンポジット信号を戻す変換をするための逆変換（すなわちモジュール１２において実行された変換の逆）が実行される。結果の出力信号４０はスピーカや他の出力デバイス４２へ供給される前に、追加の処理（例えば、デジタルアナログ変換、2015年9月13日に出願され本願に参照により組み込まれるUS特許出願14/852,576に説明されたラウドネス補正、及び／又は増幅）がされる。あるいはこのような追加の処理のいずれかあるいは全てが入力信号１０がシステム５へ提供される前に入力信号１０に実行されてもよい。

【0064】

時間ドメインにおける仮想低音の付加
前記時間ドメインにおいて全て動作する、本願の他の実施形態が図２を参照して主に説明される。以下に詳しく説明されるように、図２は、システム５について上記に論じられたような、元の信号１０より実際は少ない低音の内容を有することができ、しかし、例えば、低音を生成するのに非常に良くないスピーカや他の出力デバイスに対してより適切にするための「仮想低音」が付加された出力オーディオ信号１４０を生成するために、元の入力オーディオ信号１０（通常はデジタル形式）を処理するためのシステム１０５を説明する。

【0065】

図２を参照すると、最初に低音部抽出器１１４は、好適にはバンドパスフィルタを使って入力信号１０の低周波数部分（例えば人の聴覚の範囲より下の非常に低い周波数部分以外）を抽出する。低音部抽出器１４のように、低音部抽出器１１４の通過帯域は好適には式１で定義され、低音部抽出器１１４の特性は、低音部抽出器１１４が時間ドメインで動作する以外は低音部抽出器１４の特性と同じである。従来の有限インパルス応答（FIR）又はIIRフィルタが低音部抽出器１１４に使用されてよい。抽出された低音信号１１６（又は低音部分）はＦ０推定器１２４へ提供される。

【0066】

任意のＦ０検出アルゴリズムが、追加の複雑さを回避するために基本周波数Ｆ０の推定を提供するためのＦ０推定器により使用することができるが、本実施形態では時間ドメインにおける方法が好ましい。好適なＦ０検出アルゴリズムは、好適には最小の予想されるＦ０の少なくとも２倍の期間に相当するサイズを持つ統合ウインドウ（integration window）と呼ばれる指定された数のオーディオサンプルを検査する。Ｆ０値が取得された後で、オーディオサンプルは、好ましくは統合ウインドウのその一部（すなわちより小さい）の大きさを持つ、フレームと呼ばれる、サンプルの数により前に進められる。Ｆ０推定が頻繁に更新される場合（すなわち、統合ウインドウに比べてフレームサイズが小さい）、ゼロ交差レート（ＺＣＲ（zero-crossing rate））法等のシンプルなＦ０検出方法がリーズナブルな計算負荷を維持するために使用される。他方で、Ｆ０推定がめったに更新されない場合は、Kawahara H. de Cheveign, “YIN, a fundamental frequency estimator for speech and music”, J AcoustSoc Am., Apr 2002, 111(4):1917-30によるＹＩＮ推定方法のようなより複雑な方法が、より信頼性のある正確なＦ０を提供するために使用できる。さらに、Ｆ０推定器２４と同様に、好適にはＦ０推定器１２４はオーディオフレーム間のＦ０推定値の変動を円滑にするためのスムージングメカニズムを使用（同様に又は同じ）し、及び／又は顕著な測定推定及び個々のフレーム内で仮想低音メカニズムをオン及びオフするための対応する閾値（又は類似の又は基準に関連する）を使用する。

【0067】

推定器１２４により生成されるＦ０推定値は、好適には前記説明された変換計算器２６と同様又は同一の変換計算器１２６へ提供され、同じ考察が一般的に適用される。変換計算器１２６の出力（例えばΔ単独又はＦ_０を伴ってｋが）はそれから周波数変換器１２８及びラウドネスコントロールモジュール１２９へ提供される。

【0068】

周波数変換器１２８は、低音信号の調和構造が変更されないようにしながら、計算された正の周波数増分Δによりすべての抽出された低音信号１１６をラウドスピーカが効率的に音を生成することができる周波数へ変換する。周波数変換器１２８を実行する簡単な方法はダブルサイドバンド（DSB）変調を使うことである。例えば以下のようである。

【0069】

【0070】

ここでそれぞれ、ｎはサンプルインデックス、ｆ_ｃはキャリア周波数（例えばΔ）、ｂ（ｎ）は抽出された低音信号１１６、そしてｖ（ｎ）は結果の仮想低音信号１２５である。フーリエ変換の変調定理を使用し、仮想低音信号Ｖ（ｆ）のスペクトラムを得る。

【0071】

【0072】

ここで、Ｂ（ｆ）は抽出された低音信号１１６のスペクトラムである。上記のように、仮想低音スペクトラムは、２つのサイドバンド、又はキャリア周波数の両方のサイドバンドにおいて、低音スぺクトラムの周波数がひっくり返された又はミラーコピーされた下サイドバンドも持つ低音スペクトラムの周波数がシフトされたコピー（frequency-shifted copies）から構成される。キャリア周波数が推定されたＦ０の倍数に設定される場合、両方のサイドバンドは有効な調和構造を維持し、仮想低音スペクトラムＢ（ｆ）は有効な仮想信号を構成する。

【0073】

キャリア周波数ｆ_ｃを選択するための他のオプションがある。ひとつは下サイドバンドと上サイドバンドの両方が、ラウドスピーカが効率的に音を作る周波数範囲へ変換されるような値のキャリア周波数ｆ_ｃを選択することである。この方法は、仮想低音信号１２５に、低音スペクトラムの２つの周波数がシフトされたコピーがあることをもたらす。下サイドバンドと上サイドバンドなので、仮想低音信号のティンバー（timber）が著しく変更される。別のオプションは、上サイドバンドのみがラウドスピーカが効率的に音を作る周波数範囲へ変換されるような値のキャリア周波数ｆ_ｃを選択することである。基本低音周波数はF０であるから、好適にはこのようなキャリア周波数が選択される。
ｆ_ｃ＝ｋｆ_０
これは下サイドバンドがラウドスピーカが効率的に音を作ることができる周波数より下になるようにし、ティンバー（timber）における下サイドバンドの影響を制限される。しかし、この下サイドバンドは過度な熱とコイルの変位とを生み出すので抑制されるべきである。

【0074】

下サイドバンドが抑圧される場合、周波数変換方法の結果はシングルサイドバンド（SSB）変調と呼ばれる。ＳＳＢ変調への一つの方法は、下サイドバンドをフィルタして取り除くためにバンドパスフィルタを使用することである。このフィルタは好適には抽出された低音信号１１６のそれと同様又は同じ帯域幅を持つが、その中心周波数は好適には推定されたＦ０と共に変化する。中心周波数が変動するために、好適には次のような先端を切ったような形の理想バンドパスフィルタ等のＦＩＲフィルタが使用される。

【0075】

【0076】

ここでＮはフィルタ長、Ｍ＝Ｎ／２、ｆ_ｌとｆ_ｈとはそれぞれパスバンドの下端及び上端に相当する周波数である。

【0077】

一般にＳＳＢ変調へのより好適なアプローチは、抽出された低音信号１１６から分析的な信号（analytic signal）を造るためのヒルベルト変換を使用し、その分析的な信号を希望の周波数へ変換し、その実部をとることである。この処理を能率的に実行するための一つのアルゴリズムは図３に説明される。ヒルベルト変換はＦＩＲフィルタにより近似でき、Parks-McClellanアルゴリズム（David Ernesto Troncoso Romero and Gordana Jovanovic Dolecek, “Digital FIR Hilbert Transformers: Fundamentals and Efficient Design Methods”, chapter 19 in“MATLAB - A Fundamental Tool for Scientific Computing and Engineering Applications- Volume 1”, Prof. Vasilios Katsikis(Ed.), Intech, ISBN:978-953-51-0750-7, InTech, DOI: 10.5772/46451, pp.445-482 (2012)）を使って設計できる。IIRフィルタを使う実施については、Scott Wardle, “A Hilbert transformer frequency shifter for audio,”First Workshop on Digital Audio Effects DAFx, 1998を参照されたい。

【0078】

図２に示されるように、抽出された低音信号１１６と変換計算器１２６の出力（例えばΔのみ又はF０と一緒にｋのいずれか一方）は、好適には前記説明されたラウドネスコントロールモジュール２９と同様な機能を提供するが、時間ドメインで動作するラウドネスコントロールモジュール１２９へ供給される。例えば、本実施形態では、抽出された低音信号１１６内の電力値の移動平均（sliding average）は次のように計算される。

【0079】

式７

【0080】

ここで、ｘ（ｎ）は入力サンプル値、Ｎはブロックサイズ。シンプルな実施形態は低次ＩＩＲフィルタを使用することであり、例えば次のような１次ＩＩＲフィルタである。

【0081】

式８

【0082】

ここでαはフィルタ係数でありサンプリング周波数ｆｓと時定数τに関連し、

【0083】

【0084】

低音信号に対する代表的又は公称周波数は、例えば式１において与えられた制限の算術平均(arithmetic mean)又は次の幾何平均のいずれかを使って計算されてもよい。

【0085】

【0086】

この代表的又は公称周波数及び計算された低音部の電力（例えば式７又は式８で与えられた）はラウドネスレベルＬ_Ｎを得るためにＩＳＯ２２６：２００３の式２へ差し込まれる（plugged into）。

【0087】

仮想低音信号１２５の周波数範囲は、

【0088】

【0089】

である。
したがって、仮想低音信号１２５に対する代表的又は公称周波数は上記の制限の算術平均又は幾何平均として計算でき、たとえば、

【0090】

【0091】

この代表的又は公称の周波数及びラウドネスレベルＬ_Ｎは、ＳＰＬ Ｌ_p^vを得るためにＩＳＯ２２６：２００３の式１へ差し込まれ、さらにスケールファクタへ変換される。例えば、

【0092】

【0093】

前の実施形態では、このスケールファクタは好ましくはユーザ３０により修正され得る。この修正を伴っても伴わなくても、スケールファクタｓは、所望のボリューム調整された仮想低音信号１２５’を作るために、仮想低音信号１２５に加えて乗算器１３２へ供給される。ラウドネスコントロールモジュール１２９と乗算器１３２の組み合わせは総称して「ラウドネスコントローラ」又は「ラウドネスイコライザ」と呼ぶことができる。

【0094】

入力信号１０はオプションのハイパスフィルタ１１５へ供給されてもよい。ハイパスフィルタ１５（もし備えられるなら）と同様に、フィルタ１１５は、好ましくは意図される出力デバイス４２により効率的に再生できない入力オーディオ信号１０のスペクトラムの全ての低い部分を抑制する。フィルタ１１５（備えられた場合）の好適な周波数特性はフィルタ１５について上記提供されたものと同じである。しかし、フィルタ１１５（備えられた場合）は時間ドメインで動作する（例えばＦＩＲ又はＩＩＲフィルタとして実行される）。

【0095】

フィルタ１１５（備えられた場合）に続いて、遅延要素１３４はフィルタされた場合に元のオーディオ信号を、合成された仮想低音信号１２５’と時間的な整合を取るために遅延する。その後、２つの信号は加算器１３５で合計される。結果の出力信号１４０は典型的にはスピーカ又は他の出力デバイス４２へ提供される前に追加の処理（例えば、システム５に関して上記で説明されたように）の対象となる。代わりに、システム５と同様に、いずれかのあるいはすべての付加的な処理が入力信号がシステム１０５へ供給される前に入力信号１０に実施されてもよい。

【0096】

システム環境
一般に別のやり方で明確に示された場合を除いて、ここに記載された全てのシステム、方法、機能、テクニックは１以上のプログラム可能な汎用コンピューティングデバイスで実行可能である。このようなデバイス（例えばここで言及されるいずれかの電子デバイス）は、例えば次の互いに、例えば共通バスで互いに結合された構成要素の少なくともいくつかを含むだろう：（１）１以上のセントラルプロセッシングユニット（ＣＰＵ）、（２）読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、（３）ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、（４）他の統合された又は取り付けられる記憶デバイス、（５）入力／出力ソフトウェア及び他のデバイスとのインタフェースのための回路（例えば、シリアルポート、パラレルポート、ＵＳＢ接続、ファイアワイヤ接続などの有線接続を使用するもの、又は無線周波数識別（ＲＦＩＤ）、任意の近距離無線通信（ＮＦＣ）プロトコル、ブルートゥース又は８０２．１１プロトコルなどのような無線プロトコルを使用するもの。）、（６）１以上のネットワークを接続するためのソフトウェア及び回路、例えばイーサネットカードなどの有線接続や符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、移動通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）、ブルートゥース、８０２．１１プロトコル又は本発明の多くの実施形態におけるネットワークを次々とインターネットや他のネットワークへ接続する他のセルラーベース又はセルラーベースではないシステムなどの無線プロトコル、（７）表示（陰極線管、液晶ディスプレイ、有機発光ディスプレイ、高分子発光ディスプレイ又は他の薄膜ディスプレイなど）、（８）他の出力デバイス（１以上のスピーカ、ヘッドホンセット、レーザー又は他のライトプロジェクター及び／又はプリンタなど）、（９）１以上の入力デバイス（マウス、１以上の物理スイッチ又は可変コントロール、タッチパッド、タブレット、タッチセンシティブディスプレイ又は他のポインティングデバイス、キーボード、キーパッド、マイクロホン及び／又はカメラ又はスキャナなど）、（１０）大容量記憶デバイス（ハードディスクドライブ又はソリッドステートドライブなど）、（１１）リアルタイムクロック、（１２）取り外し可能な読み出し／書き込み記憶デバイス（フラッシュドライブ、半導体メモリを使用する他の携帯ドライブ、磁気ディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、光ディスク、またはそのようなものなど）、（１３）モデム（例えば、ファックスを送るための、又はインターネット又は他のコンピュータネットワークへ接続するための）。実行中において、上記の方法や機能を実行するための処理ステップは汎用コンピュータによって実行される限りの範囲で、一般には最初に大容量記憶装置（例えば、ハードディスク又はソリッドステートドライブ）に記憶されていて、ＲＡＭにダウンロードされて、ＲＡＭの外のＣＰＵによって実行される。しかし、ある場合には処理ステップは最初にＲＡＭ又はＲＯＭに記憶され及び／又は大容量記憶装置から直接実行される。

【0097】

本発明の実行に使用するための適切な汎用プログラマブルデバイスはさまざまなベンダーから取得することができる。さまざまな実施形態において、サイズや作業の複雑さに基づいて異なるタイプのデバイスが使用できる。このようなデバイスは、例えばメインフレームコンピュータ、マルチプロセッサコンピュータ、１以上のサーバボックス、ワークステーション、パーソナル（例えば、デスクトップ、ラップトップ、タブレット又はスレート型）コンピュータ及び／又は、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ワイヤレス電話（例えばスマートホン）又は他のプログラム可能なアプライアンスやデバイスなどのようなさらにより小さいコンピュータ、スタンドアローン、ネットワークへ有線で接続又はネットワークへ無線で接続するものを含む。

【0098】

加えて、汎用プログラマブルデバイスは上記に記載されるが、別の実施形態において１以上の特殊用途プロセッサ又はコンピュータがかわりに（又はそれに加えて）使用される。一般に、注目すべきは、明確に別のやり方が示されている場合を除き、上記のいずれの機能もソフトウェア及び／又はファームウェアを実行する汎用プロセッサ、専用ハードウェア（論理ベースの）、又は既知の技術のトレードオフに基づいて選択された特定の実施を伴うこれらの方法の組み合わせにより実行することができる。さらに具体的にいうと、上記のいずれの処理及び／又は機能は、固定された、事前に決められた、及び／又は論理的な方法において実行され、プログラミング（ソフトウェア又はファームウェア）を実行するプロセッサ、ロジック構成要素（ハードウェア）の適切な配置、又は当業者により容易に理解できるこの２つの任意の組み合わせにより完遂される。言い換えれば、論理及び／又は計算操作を、プロセッサ内でこのような操作を行うための命令及び／又はこのような操作を行うための論理ゲートの構成へどう変更するかは十分に理解される。実際にコンパイラは一般に変換の両種類に対して利用可能である。

【0099】

本発明は、この発明の方法及び機能を実行するためのソフトウェア又はファームウェアのプログラム命令が記憶された機械可読な有体の（非一時的（non-transitory））媒体に関係することに注意すべきである。このような媒体は、例として磁気ディスク、磁気テープ、ＣＤ及びＤＶＤなどの光可読媒体又はさまざまなタイプのメモリカード、ＵＳＢフラッシュメモリデバイス、ソリッドステートドライブなどの半導体メモリなどを含む。いずれの場合も媒体はミニチュアディスクドライブ又はスモールディスク、ディスケット、カセット、カートリッジ、カード、スティックなどのような携行品の形態をとり得る、又は比較的に大きな又は可動性が少ないハードディスクドライブ、コンピュータ又は他の装置に備えられたＲＯＭ又はＲＡＭの形態をとり得る。明確に注意されていなければ、ここではコンピュータ可読又は機械可読媒体に記憶されたコンピュータが実行可能な処理ステップへの言及は、このような処理ステップが単一の媒体に記憶された状態と同様にこのような処理ステップが複数の媒体にわたって記憶された状態も包含することを意味する。

【0100】

前の説明は基本的に電子計算機及びデバイスを強調する。しかし、かわりに、基本的論理及び／又は数学的操作を実行可能な電子的な、工学的な、生物的な及び化学的な処理など、その他のコンピューティング又は他のタイプのデバイスが使用されてもよい。

【0101】

さらに明確に範囲を示す場合を除いて、プロセッサ、コンピュータ、サーバ、サーバデバイス、コンピュータ可読媒体又は他の記憶装置、クライアントデバイス、又は他のどんな種類の機械やデバイスへのこの開示の言及は、このようなプロセッサ、コンピュータ、サーバ、サーバデバイス、コンピュータ可読媒体又は他の記憶装置、クライアントデバイス、又は他のこのような機械やデバイスの複数の使用を包含することに注意すべきである。例えば、サーバは一般に単一のデバイス又は適切な負荷バランスを持つサーバデバイス群（特定の場所にある又は地理的に分散する）を使用して実行されるだろう。同様にサーバデバイス及びクライアントデバイスは、例えばそれぞれのデバイスがそれぞれそのような処理ステップの一部分を記憶する記憶装置とそれらの処理ステップを実行する自身のプロセッサを有し、全部の方法の処理ステップを実行するときにしばしば協力する。

【0102】

ここで、用語「結合する（coupled）」、又は単語のその他の形態は直接に接続又は１以上の他の要素又は処理ブロックを通して接続されることを意味することを意図する。それらの図面及び議論において、単一のステップ、モジュール又は処理ブロックはお互いに直接に接続されているとして示され及び／又は議論されるが、このような接続は、付加された要素及び／又は処理ブロックを含んでもよい結合として理解されることに注意されたい。別途明示し、反対に本明細書に特に記載のない限り、本明細書の信号への言及は処理又は未処理のバージョンを意味する。すなわち、説明され及び／又は請求される具体的な処理ステップは排他的であることを意図しない。むしろ、中間の処理が、明示的に説明され又は請求される２つの処理ステップの間に行われ得る。

【0103】

さらなる考慮
前の議論において、用語「操作者（operators）」、「操作（operations）」、「機能（functions）」及び類似の用語は、特定の実行／実施形態に基づいて、方法ステップ又はハードウェア構成要素に言及することができる。

【0104】

明らかに逆を示すのでなければ、「最適な（optimal）」、「最適化する（optimize）」、「最小限にする（minimize）」、「最善の（best）」などの単語は、類似の単語及び他の単語及び接尾辞が比較を示す単語と同様に上記の議論においてそれらの絶対的な意味では使用されない。かわりに、これらの用語はユーザ定義の制約条件、目的及びコストと処理の制約などの任意の他の潜在的な制約に照らして理解されることが意図される。

【0105】

処理ステップ、他のアクション、処理ステップ又はアクションの主体、任意の他の活動やデータをトリガすること、リミットすること、フィルタすること又はその他の影響することを意図する、「基準（criterion）」、「複数の基準」、「状態（condition）」、「複数の状態」又は類似の用語への言及は、単数または複数形が使用されたかどうかにかかわらず「１以上」を意味することを意図する。例えば、どんな基準や状態もアクション、イベント及び／又は事件（例えば、複数の基準や状態）のどんな組み合わせも含むことができる。

【0106】

同様に、上記で議論されたように、機能性は時には特定のモジュール又は構成要素に帰する。しかし、機能性は一般に希望通りに任意の異なるモジュール又は構成要素の間に再配分され得、特定の構成要素又はモジュールの必要を取り除き及び／又は新しい構成要素又はモジュールの追加を求める場合がある。機能性の正確な配分は、望ましくは、本発明の特定の実施形態に関連して、当業者により理解されるような既知の技術のトレードオフにしたがってなされる。

【0107】

上記に議論したように、、単語「含む（include）」、「含む（includes）」、「含んでいる」及びその単語の全ての形態は限定するものとして理解されるべきではなく、このような単語に続くどんな特定のものでも単に例示として理解されるべきである。

【0108】

本発明のいくつもの異なる実施形態が、それぞれのこのような実施形態が特定の特徴を含んでいるとして上記に説明される。しかし、任意の一つの実施形態の議論に関連して説明される特徴はその実施形態に限定されることは意図されておらず、当業者に理解されるように、なお他の実施形態のいずれかにおいてさまざまな組み合わせを含み及び／又は配置されてよい。

【0109】

したがって、本発明は、その例示的な実施形態に関して図面と共に詳細に説明されたが、本発明の趣旨と範囲から離れることなく当業者にはさまざまな翻案及び変更を成し遂げ得ることは明らかである。したがって、本発明は図に示されて上記に説明された実施形態そのものに限定されない。むしろ、本発明の意図から離れない全てのそのような変形はここに添付される請求項によってのみ限定されるものとしてその範囲内として考慮されることが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】