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特表2023-538050被験者の生理学的状態を改善するための方法およびシステム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-09-06
(54)【発明の名称】被験者の生理学的状態を改善するための方法およびシステム
(51)【国際特許分類】
A61M 21/00 20060101AFI20230830BHJP
【ＦＩ】
A61M21/00 B
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023511848
(86)(22)【出願日】2021-08-18
(85)【翻訳文提出日】2023-04-11
(86)【国際出願番号】 NL2021050514
(87)【国際公開番号】W WO2022039598
(87)【国際公開日】2022-02-24
(31)【優先権主張番号】2026299
(32)【優先日】2020-08-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】NL
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522232721
【氏名又は名称】リキッド・オキシゲン・（エルオーイクス）・ベー・フェー
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】パウルス・オーメン
(72)【発明者】
【氏名】ロナ・ゲフィン
(57)【要約】
被験者、例えばヒトまたは動物の生理学的状態を改善する方法が開示される。この方法は、音声信号を被験者に提供するステップを含み、音声信号は、被験者に対する位置および形状を有する仮想音源に関連付けられる。仮想音源は複数の仮想点によって規定され、各仮想点は被験者に対する位置を有する。音声信号は、仮想音源のそれぞれの仮想点の音声信号成分を含み、各音声信号成分は、音声信号が、被験者に対する前記位置および前記形状を有する仮想音源に由来するものとして被験者によって知覚されるように、その関連する仮想点の仮想位置に基づいて決定される。さらに、この方法を実行するためのシステムも開示される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被験者、例えばヒトまたは動物の生理学的状態を改善するための方法であって、前記被験者に音声信号を提供するステップであって、前記音声信号は、前記被験者に対する位置および形状を有する仮想音源に関連付けられる、ステップ、を含み、
前記仮想音源は複数の仮想点によって規定され、各仮想点は前記被験者に対する位置を有し、
前記音声信号は、前記仮想音源のそれぞれの前記仮想点の音声信号成分を含み、各音声信号成分は、前記音声信号が、前記被験者に対する前記位置および前記形状を有する前記仮想音源に由来するものとして前記被験者によって知覚されるように、その関連する仮想点の仮想位置に基づいて決定される、方法。
【請求項2】
非治療的方法である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記音声信号は、－ 前記被験者に対する前記仮想点のそれぞれの前記位置を規定する仮想音源情報を取得するステップであって、前記仮想点が、前記被験者に対する前記位置および前記形状を有する前記仮想音源を規定する、ステップと、
－ 入力音声信号を取得するステップと、
－ 前記入力音声信号に基づいて、および前記仮想点のそれぞれの前記位置に基づいて、それぞれの前記仮想点のそれぞれの前記音声信号成分を決定するステップと、によって取得可能であり、
それぞれ仮想点に関連付けられている各音声信号成分について、前記音声信号成分を決定するステップは、
－ 変更された音声信号成分を取得するために、時間遅延を導入する信号遅延操作を使用して、前記入力音声信号を変更するステップであって、前記時間遅延は、前記仮想音源の次元形状に対する前記音声信号成分に関連付けられた前記仮想点の前記規定された位置に基づく、ステップ、
－ 前記入力音声信号、または前記入力音声信号の反転および／もしくは減衰版もしくは増幅版と、前記変更された音声信号成分との組合せ、例えば合計に基づいて前記音声信号成分を決定するステップ、および
－ 前記音声信号を取得するために、前記決定された音声信号成分を組み合わせるステップ、
を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
前記入力音声信号は、音叉によって、好ましくは重み付けされていない音叉によって生成される音声信号である、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
複数のラウドスピーカを使用して前記被験者に前記音声信号を提供するステップと、各ラウドスピーカのラウドスピーカ音声信号を決定するステップであって、各ラウドスピーカ音声信号は複数の前記音声信号成分に基づいて決定される、ステップと、
前記ラウドスピーカ音声信号をそれぞれの前記ラウドスピーカに提供するステップと、
を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
ラウドスピーカごとにラウドスピーカ音声信号を決定するステップは、ラウドスピーカ音声信号ごとに、減衰された音声信号成分のラウドスピーカ固有のセットを取得するために、ラウドスピーカ固有の係数に基づいて各音声信号成分を減衰させるステップと、減衰された音声信号成分の前記ラウドスピーカ固有のセット内の前記減衰された音声信号成分を結合する、例えば合計するステップと、を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記複数のラウドスピーカは、前記被験者の前のラウドスピーカと、前記被験者の後ろのラウドスピーカと、前記被験者の右側のラウドスピーカと、前記被験者の左側のラウドスピーカと、前記被験者の上方のラウドスピーカと、前記被験者の下方のラウドスピーカとを含む、請求項５または６に記載の方法。
【請求項8】
前記複数のラウドスピーカは、少なくとも８つのラウドスピーカ、すなわち、－ 前記被験者の上方のラウドスピーカと、
－ 前記被験者の前であって、下方のラウドスピーカと、
－ 前記被験者の前であって、左側であって、上方のラウドスピーカと、
－ 前記被験者の前であって、右側であって、上方のラウドスピーカと、
－ 前記被験者の後ろであって、上方のラウドスピーカと、
－ 前記被験者の後ろであって、左側であって、下方のラウドスピーカと、
－ 前記被験者の後ろであって、右側であって、下方のラウドスピーカと、
－ 前記被験者の下方のラウドスピーカと、
を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記仮想音源が、立方体、または角錐、または球体として形作られている、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記音声信号は、前記仮想音源が前記被験者を取り囲んでいると前記被験者によって知覚されるように構成されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記被験者を取り囲む複数のラウドスピーカを使用して、前記音声信号を前記被験者に提供するステップを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記音声信号が、少なくとも１分間、好ましくは少なくとも２分間、より好ましくは少なくとも５分間、前記被験者に提供される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
前記音声信号に関連付けられた前記仮想音源は、前記音声信号が前記被験者に提供されている間に形状および／または位置を変化させ、したがって、前記仮想音源を規定するそれぞれの前記仮想点の前記被験者に対するそれぞれの位置は、前記音声信号が、前記被験者に対する様々な位置および／または方向を有する前記仮想音源に由来するものとして前記被験者によって知覚されるように、前記音声信号が前記被験者に提供される間に変化する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記仮想音源の１つまたは複数の仮想点は、前記被験者の下の深さに仮想的に配置され、前記音声信号は、
前記被験者の下の仮想深度に配置されている仮想点に関連付けられた各音声信号成分について、問題の前記音声信号成分に深さ特性を追加するステップであって、前記音声信号成分の変更版を取得するために、時間遅延を導入する時間遅延操作、信号減衰、および信号フィードバック操作を使用して、問題の前記音声信号成分を変更するステップを含む、ステップと、前記音声信号成分の前記変更版と問題の前記音声信号成分とを組み合わせるステップと、によって取得可能であり、
前記信号減衰は、問題の前記音声信号成分に関連付けられた前記仮想点の前記被験者の下の前記仮想深度に応じて実行される、
請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記仮想音源の１つまたは複数の仮想点は、前記被験者の上の高さに仮想的に配置され、前記音声信号は、
前記被験者の上の仮想高さに配置されている仮想点に関連付けられた各音声信号成分について、問題の前記音声信号成分に高さ特性を追加するステップであって、前記音声信号成分の変更版を取得するために、信号反転操作、時間遅延を導入する信号遅延操作、および信号減衰を使用して、問題の前記音声信号成分を変更するステップを含む、ステップと、前記音声信号成分の前記変更版と問題の前記音声信号成分とを組み合わせるステップと、によって取得可能であり、
前記信号減衰は、前記仮想音源の前記仮想高さに応じて実行される、
請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項16】
前記仮想音源の１つまたは複数の仮想点は、前記被験者からの仮想的距離に仮想的に配置され、前記音声信号は、
前記被験者からの仮想距離に配置されている仮想点に関連付けられた各音声信号成分について、問題の前記音声信号成分に距離特性を追加するステップであって、前記音声信号成分の第１の変更版を取得するために、第１の時間遅延を導入する第１の信号遅延操作、第１の信号減衰操作、および信号フィードバック操作を使用して、問題の前記音声信号成分を変更するステップを含む、ステップと、前記音声信号成分の第２の変更版を取得するために、前記音声信号成分の前記第１の変更版と問題の前記音声信号成分とを組み合わせるステップと、第２の信号減衰を実行し、任意選択的に前記音声信号成分の前記第２の変更版に第２の時間遅延を導入する第２の信号遅延操作を実行するステップと、によって取得可能であり、
前記第１および第２の信号減衰は、前記被験者からの前記仮想距離に応じて実行される、
請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
被験者、例えばヒトまたは動物の生理学的状態を改善するためのシステムであって、前記被験者に対する位置および形状を有する仮想音源に関連付けられた音声信号を決定するためのデータ処理システムを備え、
前記仮想音源は、複数の仮想点によって規定され、各仮想点は前記被験者に対する位置を有し、
前記音声信号は、前記仮想音源のそれぞれの前記仮想点の音声信号成分を含み、前記データ処理システムは、
前記音声信号が、前記被験者に対する前記位置および前記形状を有する前記仮想音源に由来するものとして前記被験者によって知覚されるように、その関連する仮想点の仮想位置に基づいて、各音声信号成分を決定するように構成され、前記システムは、
前記被験者に前記決定された音声信号を提供するための１つまたは複数のラウドスピーカを備える、
システム。
【請求項18】
請求項１７に記載のシステムに、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法を実行させる命令を含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、人間や動物など、被験者の生理学的状態を改善するための方法およびシステムに関する。特に、音声信号が位置および形状を有する仮想音源から発信されるものとして被験者によって知覚されるように構成されているこのような方法に関する。本開示は、このような音声信号を被験者に提供するためのシステムにさらに関する。
【背景技術】
【0002】
恒常性とは、生存に最適な条件に適応しながら生物学的系が安定性を維持する傾向がある自己調節プロセスを指す。恒常性が成功した場合、人生は続き、失敗した場合、災害または死亡が続く。達成される安定性は、継続的な変化が起こるが、比較的均一な条件が優先される動的平衡である（Ｅｎｃｙｃｌｏｐａｅｄｉａ Ｂｒｉｔａｎｎｉｃａ，２０１８）。恒常性は、環境の変化に応じて一定の内部環境を維持する能力である。それは生物学の統一原則である。神経および内分泌系は、様々な臓器や臓器システムを含むフィードバックメカニズムを通じて体内の恒常性を制御する（Ｒ Ｂａｉｌｅｙ，２０１７）。
【0003】
瞑想とマインドフルネスの実践（Ｍ Ｇｏｙａｌ，ＪＡＭＡ Ｉｎｔｅｒｎ Ｍｅｄ ２０１４ Ｍａｒ；１７４（３）：３５７－６８）、音楽療法（Ｈ Ｓ Ｓｈｉｎ ｅｔ ａｌ．，Ａｓｉａｎ Ｎｕｒｓｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｖｏｌｕｍｅ ５，Ｉｓｓｕｅ １，Ｍａｒｃｈ ２０１１，Ｐａｇｅｓ １９－２７）、ヨガ（Ｃ Ｗｏｏｄｙａｒｄ，Ｉｎｔ Ｊ Ｙｏｇａ．２０１１ Ｊｕｌ－Ｄｅｃ；４（２）：４９－５４）およびダンスセラピー（Ｙ Ｊａ Ｊｅｏｎｇ ｅｔ ａｌ．２００９ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌｕｍｅ １１５，２００５－Ｉｓｓｕｅ １２ Ｐａｇｅｓ １７１１－１７２０）などの身体活動、そして、マッサージ（Ｔ Ｆｉｅｌｄ，Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ Ｔｈｅｒ Ｃｌｉｎ Ｐｒａｃｔ．２０１６ Ａｕｇ；２４：１９－３１）およびサウナ（Ｊ Ａ．Ｌａｕｋｋａｎｅｎ ｅｔ ａｌ，Ｍａｙｏ Ｃｌｉｎｉｃ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，Ｖｏｌｕｍｅ ９３，ＩＳＳＵＥ ８，Ｐ１１１１－１１２１，Ａｕｇｕｓｔ ０１，２０１８）などの身体の治療、精神安定剤（Ｋ Ａ．Ｈｏｌｒｏｙｄ ｅｔ ａｌ，ＪＡＭＡ．２００１；２８５（１７）：２２０８－２２１５）および薬草（Ｄ Ｒ Ｗｉｌｓｏｎ，２０１９）などの薬物など、人の生理学的状態を改善することが知られている様々な方法が存在する。
【0004】
これらの方法の欠点は、生理学的状態を改善するために、人がかなりの努力および／もしくは時間を投資する必要があること、ならびに／または負の副作用を引き起こすことである。通常、後者の欠点は、薬を使用すると発生する。したがって、誰かがより少ない時間や努力を必要とする生理学的状態を改善し、負の副作用を引き起こさない方法およびシステムのために、本技術には必要性がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】Ｅｎｃｙｃｌｏｐａｅｄｉａ Ｂｒｉｔａｎｎｉｃａ，２０１８
【非特許文献2】Ｒ Ｂａｉｌｅｙ，２０１７
【非特許文献3】Ｍ Ｇｏｙａｌ，ＪＡＭＡ Ｉｎｔｅｒｎ Ｍｅｄ ２０１４ Ｍａｒ；１７４（３）：３５７－６８
【非特許文献4】Ｈ Ｓ Ｓｈｉｎ ｅｔ ａｌ．，Ａｓｉａｎ Ｎｕｒｓｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｖｏｌｕｍｅ ５，Ｉｓｓｕｅ １，Ｍａｒｃｈ ２０１１，Ｐａｇｅｓ １９－２７
【非特許文献5】Ｃ Ｗｏｏｄｙａｒｄ，Ｉｎｔ Ｊ Ｙｏｇａ．２０１１ Ｊｕｌ－Ｄｅｃ；４（２）：４９－５４
【非特許文献6】Ｙ Ｊａ Ｊｅｏｎｇ ｅｔ ａｌ．２００９ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌｕｍｅ １１５，２００５－Ｉｓｓｕｅ １２ Ｐａｇｅｓ １７１１－１７２０
【非特許文献7】Ｔ Ｆｉｅｌｄ，Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ Ｔｈｅｒ Ｃｌｉｎ Ｐｒａｃｔ．２０１６ Ａｕｇ；２４：１９－３１
【非特許文献8】Ｊ Ａ．Ｌａｕｋｋａｎｅｎ ｅｔ ａｌ，Ｍａｙｏ Ｃｌｉｎｉｃ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，Ｖｏｌｕｍｅ ９３，ＩＳＳＵＥ ８，Ｐ１１１１－１１２１，Ａｕｇｕｓｔ ０１，２０１８
【非特許文献9】Ｋ Ａ．Ｈｏｌｒｏｙｄ ｅｔ ａｌ，ＪＡＭＡ．２００１；２８５（１７）：２２０８－２２１５
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
したがって、被験者、例えば人間や動物の生理学的状態を改善する方法が開示されている。本方法は、被験者に音声信号を提供するステップを含み、音声信号は、被験者に対する位置および形状を有する仮想音源に関連付けられている。仮想音源は、複数の仮想点によって規定され、各仮想点は被験者に対する位置を有する。音声信号は、仮想音源のそれぞれの仮想点の音声信号成分を含み、各音声信号成分は、音声信号が、被験者に対する前記位置と前記形状を有する仮想音源に由来するものとして被験者によって知覚されるように、関連する仮想点の仮想位置に基づいて決定されている。
【0007】
音声信号は、被験者の下の深さ、または被験者の上の高さ、および／または被験者からの距離、例えば水平距離、に配置される仮想音源から発生していると被験者によって知覚されるように構成され得る。
【0008】
本発明者は、被験者にこのような音声信号を提供することで、被験者の生理学的状態が改善されること、例えば、相互依存の要素間の安定した平衡への身体の傾向を指し、その影響が、被験者による精神的および肉体的健康の増加感に関連している人体の恒常性が改善されることを発見した。この方法は、被験者が体験したようなストレスを軽減したり、および／または被験者をよりリラックスさせたり、および／または被験者に心地よい感覚を引き起こすと理解され得る。したがって、本開示は、既知の方法よりも速い、生理学的状態を改善するための効果的な方法を提供する。本方法は、５分以内に有益な結果をもたらし得る。さらに、本方法は眠気や疲労感を与えず、したがって、高いレベルでタスクを行うために戻るまで時間がかからず、学生、労働人口、家事専業の親にとって非常に有益である可能性がある。
【0009】
本明細書では、被験者に音声信号を提供するステップも、仮想音源を投影するものとして言及され得る。
【0010】
前述のように、このような音声信号にさらされた被験者は、短期間の暴露の後、つまり５分未満の後に生理学的状態の変化を体験し得る。本明細書に記載されている方法によって達成される被験者の生理学的状態の改善は、脳活動のアルファ帯域と他の周波数帯域（デルタ、シータ、ベータ、ガンマ）との間のパワー比の測定された減少、特に、アルファ平均出力の大幅な減少とアルファ：ベータパワー比の大幅な減少、つまり平均差勾配に基づいて決定され得る。この比率の減少は、被験者の生理学的状態の改善を示している。追加的にまたは代替的に、被験者の生理学的状態の改善は、心拍数変動（ＨＲＶ：Ｈｅａｒｔ Ｒａｔｅ Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ）の低周波（ＬＦ：Ｌｏｗ－Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）：高周波（ＨＦ：Ｈｉｇｈ－Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）パワー比の大幅な減少に基づいて決定されてもよい。この比率の減少は、被験者の生理学的状態の改善を示す。追加的にまたは代替的に、改善された生理学的状態は、弛緩の増加、感情バランスの改善、および被験者によって報告された精神的明確性の強化の影響に基づいて決定でき、その結果は、研究を通じて得られたデータによって確認される。
【0011】
このような音声信号の生理学的影響は、音声信号への暴露前後のアンケートに回答し、被験者の基本状態と比較した方法の効果を示す脳活動（ＥＥＧ）および心拍数変動（ＨＲＶ）について監視された５０人の参加被験者から得られたデータに基づいて主張されている。参加している被験者のうち、試験グループには、「標準」音声信号、つまり、ユーザが特定の形状および位置を有する仮想音源から発信されたものと知覚していない音声信号が提供され、参照測定値を取得する。すべての被験者について、同じラウドスピーカを使用して、被験者に音声信号を提供した。
【0012】
研究を通じて得られたデータは、例えば、位置と形状とを有する仮想音源に由来するものとして被験者によって知覚されるように構成された音声信号に応じた恒常性の改善など、改善された生理学的状態に関連する生理学的効果の重要な結果を示している。健全な投影の方法は、脳の活動に顕著な変化を生成し、生理学的状態の改善を示すバイタルサインを生成できること、および、人体のそのような生理学的変化は標準的な音声信号では達成されていないことは、発明の前に知られていなかったので、効果は斬新であると見なし得る。したがって、ピッチ、音圧、音色など、音声の他の一般的に既知の属性と比較して、そのように構成されている音声信号に起因する効果を区別できる。
【0013】
本方法は被験者にとって楽であり、つまり、被験者には事前の指示、訓練の実践、または特定のスキルは必要なく、したがって、より人々の広範なグループにとって達成可能である。
【0014】
本方法では、使用前またはリアルタイムで測定される前に被験者の生理学的データを取得する必要がないため、必要な技術インフラストラクチャを簡素化し、簡単で受動的なユーザの参加を許容する。
【0015】
本方法は、被験者による物質の摂取量が不要であり、負の副作用が存在しないため、物理的に非侵襲的である。
【0016】
本方法は、プライベートで行うことができるため、社会的に非侵襲的であり、専門家との物理的な接触、もしくは衣服の除去、および／または妥協する可能性のある被験者による他の行動は必要ない。
【0017】
さらに、本方法は、様々な頭部外傷やコマストアシスの状態に苦しむ人々など、コミュニケーションや音への耐性が低い人々に非常に適している。これらの集団は、その状態のために、非常に短い期間（２０分以内）にのみ音にさらされてもよい。さらに、急性の身体的状態に苦しんでいる他の重傷を負った集団など、これらの集団は、機動性の障害や意識の剥奪のために、他の多くの既存の方法に従事することはできない。本方法は、ＡＤＨＤにかかっている子供や認知条件などの忍耐力の短い人にも非常に適している。
【0018】
音声信号は、既存の音声複製フォーマットと既存の業界標準とを使用して有利に提供され得る。
【0019】
したがって、本明細書に記載されている方法は、被験者の生理学的状態をより効果的に改善するのに役立つ可能性があり、このことは、例えば、仕事や研究の場所の生産性を改善し、社会の恐怖および攻撃性、ならびにその結果の表現を減らすのに役立つ。本方法は、家庭の音響調整室、スパ、健康センター、および調停援助としても有益に使用され得る。
【0020】
好ましくは、この方法は非治療的方法である。これは、本方法の目的は、生物を病理学から元の状態に回復したり、またはそもそも病理を予防したりすることではなく、その出発点として通常の健康な状態の摂取する生物の性能を改善することであると理解され得る。
【0021】
本明細書に記載されている実施形態の方法の手順は、コンピュータに実装されていてもよいことを理解されたい。
【0022】
実施形態では、音声信号は、
－ 被験者に対する仮想点のそれぞれの位置を規定する仮想音源情報を取得するステップであって、仮想点は、被験者に対する前記位置および前記形状を有する仮想音源を規定する、ステップと、
－ 入力音声信号を取得するステップと、
－ 入力音声信号に基づいて、および仮想点のそれぞれの位置に基づいて、それぞれの仮想点のそれぞれの音声信号成分を決定するステップと、
によって取得され得、それぞれ仮想点に関連付けられている各音声信号成分について、音声信号成分を決定するステップは、
－ 変更された音声信号成分を取得するために、時間遅延を導入する信号遅延操作を使用して、入力音声信号を変更するステップであって、時間遅延は、音声信号成分に関連付けられた仮想点の規定された位置に基づいている、ステップと、
－ 入力音声信号、または入力音声信号の反転および／もしくは減衰版もしくは増幅版と変更された音声信号成分との組合せ、例えば合計に基づいて音声信号成分を決定するステップと、
－ 音声信号を取得するために、決定された音声信号成分を組み合わせるステップと、を含む。
－ 被験者に対する仮想点のそれぞれの位置を規定する仮想音源情報を取得するステップであって、仮想点は、被験者に対する前記位置および前記形状を有する仮想音源を規定する、ステップと、
－ 入力音声信号を取得するステップと、
－ 入力音声信号に基づいて、および仮想点のそれぞれの位置に基づいて、それぞれの仮想点のそれぞれの音声信号成分を決定するステップと、
によって取得され得、それぞれ仮想点に関連付けられている各音声信号成分について、音声信号成分を決定するステップは、
－ 変更された音声信号成分を取得するために、時間遅延を導入する信号遅延操作を使用して、入力音声信号を変更するステップであって、時間遅延は、音声信号成分に関連付けられた仮想点の規定された位置に基づいている、ステップと、
－ 入力音声信号、または入力音声信号の反転および／もしくは減衰版もしくは増幅版と変更された音声信号成分との組合せ、例えば合計に基づいて音声信号成分を決定するステップと、
－ 音声信号を取得するために、決定された音声信号成分を組み合わせるステップと、を含む。
【0023】
本実施形態は、複数の仮想点と入力音声信号とで定義されている仮想音源に基づいて簡単に決定できる音声信号を使用する。
【0024】
本実施形態では、好ましくは、問題の音声信号成分の決定のために信号遅延操作によって導入される時間遅延は、問題の音声信号成分に関連付けられた仮想点の仮想位置に基づいており、特に、仮想音源の次元形状に対するこの仮想点の仮想位置に基づいている。
【0025】
仮想音源情報によって定義された仮想点の位置は、互いに、そして被験者に関して定義されることが好ましい。
【0026】
被験者の生理学的状態を改善する方法は、入力音声信号と、仮想音源を規定する、例えば仮想音源の形状と被験者に関するその位置とを規定する仮想音源情報とに基づいて、音声信号を決定するステップを含み得ることを理解されたい。このような音声信号の決定は、ここで説明されている手順のいずれかを含み得、音声信号を取得することになる。
【0027】
実施形態では、入力音声信号は音叉、好ましくは重み付けされていない音叉によって生成される音声信号である。
【0028】
原則として、被験者に提供される音声信号の生成に使用される入力音声信号は、任意の音声信号であってもよい。
【0029】
実施形態では、本方法は、複数のラウドスピーカを使用して被験者に音声信号を提供するステップを含む。本実施形態は、各ラウドスピーカのラウドスピーカ音声信号を決定するステップであって、各ラウドスピーカ音声信号は、複数の音声信号成分に基づいて決定される、ステップと、ラウドスピーカ音声信号をそれぞれのラウドスピーカに提供するステップとをさらに含む。
【0030】
本実施形態は、音声信号を複数のラウドスピーカに配信する便利な方法を提供する。このような配信は、パンニングとも呼ばれる。
【0031】
一実施形態では、ラウドスピーカごとにラウドスピーカ音声信号を決定するステップは、ラウドスピーカ音声信号ごとに、減衰された音声信号成分のラウドスピーカ固有のセットを取得するために、ラウドスピーカ固有の係数に基づいて各音声信号成分を減衰するステップと、減衰された音声信号成分のラウドスピーカ固有のセット内の減衰された音声信号成分を結合する、例えば合計するステップと、を含む。
【0032】
ラウドスピーカ固有とは、各ラウドスピーカがそれ自体のラウドスピーカ固有係数に関連付けられていると理解され得ることを理解されたい。異なるラウドスピーカの異なるラウドスピーカ係数は、必ずしも互いにすべて異なるわけではなく、これらの係数の一部、またはすべての係数でさえ、同じ値を有し得る。さらに、ラウドスピーカ固有のセットは、各ラウドスピーカがそれ自体の減衰音声信号成分のセットを有するものとして理解され得る。異なるラウドスピーカのラウドスピーカ固有成分の異なるセットは、必ずしもすべてが互いに異なるわけではない。
【0033】
そのような実施形態では、ラウドスピーカのラウドスピーカ係数は、被験者に対する問題のラウドスピーカの位置に基づいて決定され得る。そのような実施形態では、被験者は、好ましくは、ラウドスピーカのそれぞれに対して所定の位置を有する。
【0034】
一実施形態では、仮想音源は、立方体、または角錐、または球体として形作られる。これらの形状は、被験者の生理的状態を効果的に改善する。仮想音源は、任意の形状または形態を有することができることを理解されたい。
【0035】
一実施形態では、音声信号は、前記仮想音源が被験者を取り囲んでいることが被験者によって知覚されるように構成される。本実施形態では、換言すれば、仮想音源は被験者を取り囲んでいる。
【0036】
一実施形態では、本方法は、被験者を取り囲む複数のラウドスピーカを使用して被験者に音声信号を提供するステップを含む。
【0037】
複数のラウドスピーカは、被験者の前のラウドスピーカと、被験者の後ろのラウドスピーカとを含み得る。追加的にまたは代替的に、複数のラウドスピーカは、被験者の右側のラウドスピーカと、被験者の左側のラウドスピーカとを含む。追加的にまたは代替的に、複数のラウドスピーカは、被験者の上方のラウドスピーカと被験者の下方のラウドスピーカとを含む。
【0038】
例えば、一実施形態では、複数のラウドスピーカは少なくとも８つのラウドスピーカ、すなわち、
－ 被験者の上方のラウドスピーカと、
－ 被験者の前であって、下方のラウドスピーカと、
－ 被験者の前であって、左側であって、上方のラウドスピーカと、
－ 被験者の前であって、右側であって、上方のラウドスピーカと、
－ 被験者の後ろであって、上方のラウドスピーカと、
－ 被験者の後ろであって、左側であって、下方のラウドスピーカと、
－ 被験者の後ろであって、右側であって、下方のラウドスピーカと、
－ 被験者の下方のラウドスピーカと、
を含む。
－ 被験者の上方のラウドスピーカと、
－ 被験者の前であって、下方のラウドスピーカと、
－ 被験者の前であって、左側であって、上方のラウドスピーカと、
－ 被験者の前であって、右側であって、上方のラウドスピーカと、
－ 被験者の後ろであって、上方のラウドスピーカと、
－ 被験者の後ろであって、左側であって、下方のラウドスピーカと、
－ 被験者の後ろであって、右側であって、下方のラウドスピーカと、
－ 被験者の下方のラウドスピーカと、
を含む。
【0039】
複数のラウドスピーカは、被験者から等距離にそれぞれ配置され得る。追加的にまたは代替的に、複数のラウドスピーカを互いに等距離に配置してもよい。
【0040】
一実施形態では、音声信号は、少なくとも１分間、好ましくは少なくとも２分間、より好ましくは少なくとも５分間、被験者に提供される。本発明者は、被験者の生理学的状態の改善が、５分以内であっても迅速に達成できることを発見した。
【0041】
一実施形態では、音声信号に関連付けられた仮想音源は、音声信号が被験者に提供される間に、形状および／または位置を変化させ、したがって、仮想音源を規定するそれぞれの仮想点の被験者に対するそれぞれの位置は、音声信号が、被験者に対して様々な位置および／または方向を有する仮想音源から発生したものとして被験者によって知覚されるように、音声信号が被験者に提供される間に変化する。
【0042】
したがって、本実施形態では、被験者は、音声信号が、移動するおよび／または形状が変化する仮想音源から発生していると知覚する。発明者は、そのような移動および／または変化する仮想音源が被験者の生理学的状態にも利益をもたらす可能性があることを発見した。
【0043】
本実施形態では、仮想音源が被験者に対して移動する場合、仮想点は被験者に対して移動すると理解され得る。さらに、仮想音源が形状を変える場合、仮想点は互いに対して移動すると理解され得る。
【0044】
一実施形態では、仮想音源の１つまたは複数の仮想点が、被験者の下の深さに仮想的に配置される。そして、音声信号は、
－ 被験者の下の仮想深度に配置されている仮想点に関連付けられた各音声信号成分について、問題の音声信号成分に深さ特性を追加するステップであって、音声信号成分の変更版を取得するために、時間遅延を導入する時間遅延操作、信号減衰、および信号フィードバック操作を使用して、問題の音声信号成分を変更するステップを含む、ステップと、音声信号成分の変更版と問題の音声信号成分とを組み合わせるステップと、によって取得可能であり、
－ 信号減衰は、問題の音声信号成分に関連付けられた仮想点の被験者の下の仮想深度に応じて実行される。
－ 被験者の下の仮想深度に配置されている仮想点に関連付けられた各音声信号成分について、問題の音声信号成分に深さ特性を追加するステップであって、音声信号成分の変更版を取得するために、時間遅延を導入する時間遅延操作、信号減衰、および信号フィードバック操作を使用して、問題の音声信号成分を変更するステップを含む、ステップと、音声信号成分の変更版と問題の音声信号成分とを組み合わせるステップと、によって取得可能であり、
－ 信号減衰は、問題の音声信号成分に関連付けられた仮想点の被験者の下の仮想深度に応じて実行される。
【0045】
深さ入力信号は、仮想点に関連付けられた音声信号成分であり、深さ出力信号は、深さ情報が追加された同じ音声信号成分であることが理解されたい。次いで、前記信号減衰は、問題の音声信号成分に関連する仮想点の被験者の下の深さに応じて実行され得る。
【0046】
一実施形態では、仮想音源の１つまたは複数の仮想点が、被験者の上の高さに仮想的に配置され、音声信号は、
－ 被験者の上の仮想高さに配置されている仮想点に関連付けられた各音声信号成分について、問題の音声信号成分に高さ特性を追加するステップであって、音声信号成分の変更版を取得するために、信号反転操作、時間遅延を導入する信号遅延操作、および信号減衰を使用して、問題の音声信号成分を変更するステップを含む、ステップと、音声信号成分の変更版と問題の音声信号成分とを組み合わせるステップと、によって取得可能であり、
－ 信号減衰は、仮想音源の仮想高さに応じて実行される。
－ 被験者の上の仮想高さに配置されている仮想点に関連付けられた各音声信号成分について、問題の音声信号成分に高さ特性を追加するステップであって、音声信号成分の変更版を取得するために、信号反転操作、時間遅延を導入する信号遅延操作、および信号減衰を使用して、問題の音声信号成分を変更するステップを含む、ステップと、音声信号成分の変更版と問題の音声信号成分とを組み合わせるステップと、によって取得可能であり、
－ 信号減衰は、仮想音源の仮想高さに応じて実行される。
【0047】
高さ入力信号は、仮想点に関連付けられた音声信号成分であってもよく、高さ出力信号は、高さ情報が追加された同じ音声信号成分であることを理解されたい。次いで、前記信号減衰は、問題の音声信号成分に関連付けられた仮想点の被験者の上の高さに応じて実行され得る。
【0048】
一実施形態では、仮想音源の１つまたは複数の仮想点が、被験者から仮想距離に仮想的に配置され、音声信号は、
－ 被験者からの仮想距離に配置されている仮想点に関連付けられた各音声信号成分について、問題の音声信号成分に距離特性を追加するステップであって、音声信号成分の第１の変更版を取得するために、第１の時間遅延を導入する第１の信号遅延操作、第１の信号減衰操作、および信号フィードバック操作を使用して、問題の音声信号成分を変更するステップを含む、ステップと、音声信号成分の第２の変更版を取得するために、音声信号成分の第１の変更版と問題の音声信号成分とを組み合わせるステップと、第２の信号減衰を実行し、任意選択的に音声信号成分の第２の変更版に第２の時間遅延を導入する第２の信号遅延操作を実行するステップと、によって取得可能であり、
－ 第１および第２の信号減衰は、被験者からの仮想距離に応じて実行される。
－ 被験者からの仮想距離に配置されている仮想点に関連付けられた各音声信号成分について、問題の音声信号成分に距離特性を追加するステップであって、音声信号成分の第１の変更版を取得するために、第１の時間遅延を導入する第１の信号遅延操作、第１の信号減衰操作、および信号フィードバック操作を使用して、問題の音声信号成分を変更するステップを含む、ステップと、音声信号成分の第２の変更版を取得するために、音声信号成分の第１の変更版と問題の音声信号成分とを組み合わせるステップと、第２の信号減衰を実行し、任意選択的に音声信号成分の第２の変更版に第２の時間遅延を導入する第２の信号遅延操作を実行するステップと、によって取得可能であり、
－ 第１および第２の信号減衰は、被験者からの仮想距離に応じて実行される。
【0049】
次いで、前記第１および第２の信号減衰は、被験者と問題の音声信号成分に関連付けられた仮想点との間の距離に応じて実行され得る。
【0050】
本開示はさらに、被験者、例えばヒトまたは動物の生理学的状態を改善するためのシステムに関する。本システムは、入力音声信号に基づいて、形状および任意選択的に位置を有する仮想音源に由来するものとして被験者によって知覚されるように構成された音声信号を決定するためのデータ処理システムを備える。システムは、決定された音声信号を被験者に提供するための１つまたは複数のラウドスピーカをさらに備える。
【0051】
本開示の一態様は、コンピュータ可読プログラムコードが具現化されたコンピュータ可読記憶媒体と、コンピュータ可読記憶媒体に結合されたプロセッサ、好ましくはマイクロプロセッサであって、コンピュータ可読プログラムコードの実行に応答して、本明細書に記載の実施形態のいずれかによる方法を実行するように構成される、プロセッサと、を備える、コンピュータに関する。
【0052】
本開示の一態様は、少なくとも１つのソフトウェアコード部分を含むコンピュータプログラムまたはコンピュータプログラムのスイート、または少なくとも１つのソフトウェアコード部分を記憶するコンピュータプログラム製品に関し、ソフトウェアコード部分は、コンピュータシステム上で実行されると、本明細書に記載の実施形態のいずれかによる方法を実行するように構成されている。
【0053】
本開示の一態様は、少なくとも１つのソフトウェアコード部分を記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体に関し、ソフトウェアコード部分は、コンピュータによって実行または処理されると、本明細書に記載の実施形態のいずれかによる方法を実行するように構成されている。
【0054】
本開示の一態様は、本明細書に記載の被験者の生理学的状態を改善するためのシステムのいずれかに、本明細書に記載の実施形態のいずれかによる方法を実行させる命令を含むコンピュータプログラムに関する。
【0055】
当業者には理解されるように、本発明の態様は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具現化することができる。したがって、本発明の態様は、全体的にハードウェアの実施形態、全体的にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）または、本明細書では一般に「回路」、「モジュール」、または「システム」と呼ばれ得るソフトウェアとハードウェアとの側面を組み合わせた実施形態、の形をとり得る。本開示で説明される機能は、コンピュータのプロセッサ／マイクロプロセッサによって実行されるアルゴリズムとして実装され得る。さらに、本発明の態様は、コンピュータ可読プログラムコードが具現化された、例えば記憶された、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体に具現化されたコンピュータプログラム製品の形をとり得る。
【0056】
１つまたは複数のコンピュータ可読媒体の任意の組合せを利用することができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、もしくは半導体のシステム、装置、またはデバイス、または前述の任意の適切な組合せであり得るが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例は、１つまたは複数のワイヤを有する電気接続、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ：ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ、またはフラッシュメモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ：ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｃ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、光学記憶装置、磁気記憶装置、または前述の任意の適切な組合せ、を含み得るが、これらに限定されない。本発明の文脈では、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、またはデバイスによって、またはそれに関連して使用するためのプログラムを含む、または記憶することができる任意の有形の媒体であり得る。
【0057】
コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンドで、または搬送波の一部として、コンピュータ可読プログラムコードが組み込まれた伝搬データ信号を含み得る。そのような伝播信号は、電磁、光学、またはそれらの任意の適切な組合せを含むがこれらに限定されない、様々な形態のいずれかを取ることができる。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく、命令実行システム、装置、またはデバイスによって、またはこれらと関連して使用するためのプログラムを通信、伝達、または転送できる任意のコンピュータ可読媒体であり得る。
【0058】
コンピュータ可読媒体に具現化されたプログラムコードは、無線、有線、光ファイバ、ケーブル、ＲＦなど、または前述の任意の適切な組合せを含むがこれらに限定されない任意の適切な媒体を使用して送信され得る。本発明の態様の操作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（商標）など、スモールトーク、Ｃ＋＋など、および「Ｃ」プログラミング言語や類似のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語などのオブジェクト指向プログラミング言語を含む、１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組合せで書くことができる。プログラムコードは、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータおよび部分的にリモートコンピュータ上で、または完全にリモートコンピュータまたはサーバー上で実行され得る。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ：ｗｉｄｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）を含む任意の種類のネットワークを介してユーザのコンピュータに接続でき、または、外部コンピュータへの接続（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネット経由）が確立されていてもよい。
【0059】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャート図および／またはブロック図を参照して以下に説明される。フローチャート図および／またはブロック図の各ブロック、ならびにフローチャート図および／またはブロック図におけるブロックの組合せは、コンピュータプログラム命令によって実装できることが理解されるであろう。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイスのプロセッサを介して実行される命令が、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実装するための手段を作成するように、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または機械を生産するための他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、特にマイクロプロセッサまたは中央処理装置（ＣＰＵ：ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）に提供され得る。
【0060】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体に記憶された命令が、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実装する命令を含む製品を生成するように、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイスを特定の方法で機能させるように指示することができるコンピュータ可読媒体に記憶されてもよい。
【0061】
コンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能な装置上で実行される命令が、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実装するためのプロセスを提供するように、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または一連の操作手順をコンピュータ上で実行させるためのその他のデバイス、コンピュータで実行されるプロセスを生成するためのその他のプログラム可能な装置またはその他のデバイスにロードされてもよい。
【0062】
図中のフローチャートおよびブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能、および動作を示している。この点に関して、フローチャートまたはブロック図の各ブロックは、指定された論理機能を実装するための１つまたは複数の実行可能な命令を含む、モジュール、セグメント、またはコードの一部を表し得る。また、いくつかの代替実装では、ブロックに記載されている機能が、図に記載されている順序とは異なる場合があることにも留意されたい。例えば、関連する機能に応じて、連続して示される２つのブロックが実際には実質的に同時に実行されるか、ブロックが逆の順序で実行され得る。ブロック図および／またはフローチャート図の各ブロック、ならびにブロック図および／またはフローチャート図のブロックの組合せは、指定された機能または行為を実行する専用ハードウェアベースのシステム、または専用ハードウェアとコンピュータ命令の組合せによって実装できることにも留意されたい。
【0063】
さらに、本明細書に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラム、およびコンピュータプログラムを記憶する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体が提供される。コンピュータプログラムは、例えば、光受信機、リモコン、スマートフォン、またはタブレットコンピュータなどの既存のシステムにダウンロード（更新）するか、これらのシステムの製造時に記憶することができる。
【0064】
特定の実施形態に関して、または特定の実施形態に関連して論じられる要素および態様は、別段の明示的な記載がない限り、他の実施形態の要素および態様と適切に組み合わせることができる。本発明の実施形態を、本発明による実施形態を概略的に示す添付の図面を参照してさらに説明する。本発明は、これらの特定の実施形態に決して限定されないことが理解されるであろう。
【0065】
本発明の態様は、図面に示される例示的な実施形態を参照することにより、より詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0066】
【図1A】実施形態による方法およびシステムを示すフローチャートである。
【図1B】角錐として形作られ、被験者を取り囲む仮想音源を概略的に示す図である。
【図2A】一実施形態を示す図である。
【図2B】一実施形態を示す図である。
【図2C】一実施形態を示す図である。
【図3】デジタル信号処理が実施される実施形態を示す図である。
【図4A】一実施形態に従って仮想音源をどのように規定できるかを示している図である。
【図4B】一実施形態による仮想音源を規定するために使用できるグリッドの例を示す図である。
【図4C】一実施形態による仮想音源を規定するために使用できるグリッドの例を示す図である。
【図4D】一実施形態による仮想音源を規定するために使用できるグリッドの例を示す図である。
【図4E】仮想音源の例を示した図である。
【図4F】仮想音源の例を示した図である。
【図4G】仮想音源の例を示した図である。
【図4H】仮想音源の例を示した図である。
【図4I】仮想音源の例を示した図である。
【図4J】仮想音源の例を示した図である。
【図4K】仮想音源の例を示した図である。
【図4L】仮想音源の例を示した図である。
【図4M】仮想音源の例を示した図である。
【図4N】仮想音源の例を示した図である。
【図4O】仮想音源の例を示した図である。
【図4P】仮想音源の例を示した図である。
【図4Q】仮想音源の例を示した図である。
【図4R】仮想音源の例を示した図である。
【図4S】仮想音源の例を示した図である。
【図4T】仮想音源の例を示した図である。
【図5A】一実施形態によるラウドスピーカ構成を概略的に示す図である。
【図5B】実施された実験で使用される仮想音源を示す図である。
【図5C】実施された実験で使用される仮想音源を示す図である。
【図5D】実施された実験で使用される仮想音源を示す図である。
【図5E】実施された実験において基準音響信号として使用された「標準」ステレオ投影を示し、実施された実験中に基準音響信号を得るために使用された信号プロセスを示した図である。
【図5F】実施された実験中に仮想音源を取得するために使用された信号プロセスを示した図である。
【図6】ラウドスピーカ音声信号を決定する方法を示すフローチャートである。
【図7】一実施形態に従って、仮想点にそれぞれ関連付けられた音声信号成分をどのように決定できるかを示した図である。
【図8A】一実施形態による音声信号成分に形状特性をどのように追加できるかを示した図である。
【図8B】一実施形態による音声信号成分に形状特性をどのように追加できるかを示した図である。
【図8C】一実施形態による音声信号成分に形状特性をどのように追加できるかを示した図である。
【図9A】一実施形態による、音声信号成分に深さ特性をどのように追加できるかを示した図である。
【図9B】一実施形態による、音声信号成分に深さ特性をどのように追加できるかを示した図である。
【図9C】一実施形態による、音声信号成分に深さ特性をどのように追加できるかを示した図である。
【図10A】一実施形態による音声信号成分に高さ特性をどのように追加できるかを示した図である。
【図10B】一実施形態による音声信号成分に高さ特性をどのように追加できるかを示した図である。
【図10C】一実施形態による音声信号成分に高さ特性をどのように追加できるかを示した図である。
【図11A】一実施形態に従って距離特性を音声信号成分にどのように追加できるかを示す図である。
【図11B】一実施形態に従って距離特性を音声信号成分にどのように追加できるかを示す図である。
【図11C】一実施形態に従って距離特性を音声信号成分にどのように追加できるかを示す図である。
【図12】一実施形態に従って音声信号をどのように決定できるかを詳細に示した図である。
【図13A】一実施形態に従って音声信号をどのように決定できるかを示した図である。
【図13B】一実施形態に従って音声信号をどのように決定できるかを示した図である。
【図13C】一実施形態に従って音声信号をどのように決定できるかを示した図である。
【図14A】一実施形態による入力音声信号として機能し得る録音スタジオで記録された重み付けされていない音叉の音声信号を示す図である。
【図14B】重み付けされていない音叉のスペクトログラフを示す図である。
【図15A】実施された実験中に基準音声信号として使用された、記録された重み付けされていない音叉の平均スペクトログラフを示す図である。
【図15B】入力音声信号として記録された重み付けされていない音叉を用いて生成され、角錐形状の仮想音源を投影する、一実施形態による音声信号の平均スペクトログラフを示す図である。
【図15C】入力音声信号として記録された重み付けされていない音叉を用いて生成され、立方体形状の仮想音源を投影する、一実施形態による音声信号の平均スペクトログラフを示す図である。
【図15D】入力音声信号として記録された重み付けされていない音叉を用いて生成され、球状の仮想音源を投影する、一実施形態による音声信号の平均スペクトログラフを示す図である。
【図16A】基準音声信号が提供された後の被験者における測定された生理学的効果を示す図である。
【図16B】音声信号が角錐形状の仮想音源を投影する実施形態による、音声信号を提供された後の被験者における測定された生理学的効果を示す図である。
【図16C】音声信号が立方体形状の仮想音源を投影する実施形態による、音声信号を提供された後の被験者における測定された生理学的効果を示す図である。
【図16D】音声信号が球状の仮想音源を投影する実施形態による、音声信号を提供された後の被験者における測定された生理学的効果を示す図である。
【図17】実施された様々な実験の脳活動に関する結果をまとめた図である。
【図18】アルファ：ベータパワー比に関する実験結果を示した図である。
【図19】心拍変動のＬＦ：ＨＦパワー比に関する実験結果を示した図である。
【図20A】音刺激への暴露前および暴露後に被験者が回答したＭＤＱＭアンケートからの結果の要約を示す図である。
【図20B】音刺激への暴露前および暴露後に被験者が回答したＭＤＱＭアンケートから得られたより大きなレポートを示す図である。
【図21A】一実施形態によるシステムを示す図である。
【図21B】一実施形態によるシステムを示す図である。
【図21C】一実施形態によるシステムを示す図である。
【図21D】一実施形態によるシステムを示す図である。
【図21E】一実施形態によるシステムを示す図である。
【図22A】一実施形態によるシステムを示す図である。
【図22B】一実施形態によるシステムを示す図である。
【図23】一実施形態によるデータ処理システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0067】
図面において、同一の参照番号は、同一または類似の要素を指す。さらに、フローチャートは、いくつかのステップが示されている方法の実施形態と、フローチャートに示されているように信号を処理するように構成された回路などのシステムの実施形態の両方を示していると理解することができる。また、破線で示されている要素は任意選択的な要素である。
【0068】
図１Ａは、被験者の生理学的状態、例えば恒常性を改善する方法を示すフローチャートである。図示の実施形態では、１つ（または複数）の音声信号８および仮想音源情報６が、被験者２の生理学的状態を改善するために使用できる音声信号を決定する方法のために入力される。この実施形態における仮想音源情報６は、複数の仮想点を定義し、各仮想点は、仮想点が一緒になって仮想音源の形状を定義するように、他の仮想点に対して仮想位置を有する。さらに、仮想音源情報６は、仮想音源が被検体２に対して特定の位置を有するように、被検体２に対する仮想位置を定義することができる。仮想音源は、例えば、被験者２の上または下に配置することができ、および／または被験者２から特定の水平距離、例えば被験者２の数メートル前方に配置することができる。原則として、距離、高さ、または深さは無限に大きくすることができ、ラウドスピーカの物理的な構成によって制限されない。仮想音源情報６は、音声入力信号８を変更し、音声信号を取得するために使用される。音声信号は、仮想点によって定義されるような形状および位置を有する仮想音源に由来するものとして音声信号が被験者によって知覚されるように、それぞれの仮想点の音声信号成分を含む。次に、音声信号は、図示の実施形態では、１つ（または複数）のラウドスピーカ４に分配される。異なる形状と位置を持つ仮想音源の結果として生じる投影は、被験者２の生理学的状態の改善を誘発する。
【0069】
音声信号を決定するための方法１０は、
－ 仮想音源の次元形状および被験者２に対する仮想点のそれぞれの位置を定義する仮想音源情報６を取得するステップであって、仮想点は、前記形状および被験者２に対する前記位置を有する仮想音源を定義する、ステップと、
－ 入力音声信号８を取得するステップと、
－ 入力音声信号８および仮想点のそれぞれの位置に基づいて、それぞれの仮想点のそれぞれの音声信号成分を決定するステップと、を含むことができ、仮想点にそれぞれ関連付けられた各音声信号成分について、音声信号成分を決定するステップは、
－ 入力音声信号８を変更して、時間遅延を導入する信号遅延操作を使用して、変更された音声信号成分を取得するステップであって、時間遅延は、仮想音源の次元形状に対する音声信号成分に関連付けられた仮想点の定義された位置に基づく、ステップと、
－ 入力音声信号８、または入力音声信号８の反転および／または減衰版もしくは増幅版と、変更された音声信号成分との組合せ、例えば合計に基づいて音声信号成分を決定するステップと、
－ 決定された音声信号成分を組み合わせて音声信号を取得するステップと、
を含む。
－ 仮想音源の次元形状および被験者２に対する仮想点のそれぞれの位置を定義する仮想音源情報６を取得するステップであって、仮想点は、前記形状および被験者２に対する前記位置を有する仮想音源を定義する、ステップと、
－ 入力音声信号８を取得するステップと、
－ 入力音声信号８および仮想点のそれぞれの位置に基づいて、それぞれの仮想点のそれぞれの音声信号成分を決定するステップと、を含むことができ、仮想点にそれぞれ関連付けられた各音声信号成分について、音声信号成分を決定するステップは、
－ 入力音声信号８を変更して、時間遅延を導入する信号遅延操作を使用して、変更された音声信号成分を取得するステップであって、時間遅延は、仮想音源の次元形状に対する音声信号成分に関連付けられた仮想点の定義された位置に基づく、ステップと、
－ 入力音声信号８、または入力音声信号８の反転および／または減衰版もしくは増幅版と、変更された音声信号成分との組合せ、例えば合計に基づいて音声信号成分を決定するステップと、
－ 決定された音声信号成分を組み合わせて音声信号を取得するステップと、
を含む。
【0070】
本明細書で言及される方法は、仮想音源情報６を音声出力媒体、例えばラウドスピーカ４から伝搬する音波に符号化することによって、被験者２の生理学的状態を改善する、例えば恒常性を改善するためのアクセス可能で効率的な方法を提供する。記載された改善された生理学的効果の主張は、使用された記載された方法全体、および／またはそのような効果を達成するために使用される説明された方法の任意の別の部分、および／または、先行技術の方法であろうと将来発明される方法であろうと、形状を有する仮想音源から生じると被験者によって知覚される音声信号を取得するために使用される他の方法で有効であると考えられることが理解されたい。音声信号を決定および／または生成するための本明細書に記載の方法は、音声信号のデジタル処理、音声信号を変更するためのアナログ回路、および／または定義された次元形状、サイズおよび密度の音声投影を得るために音響変更および音声生成の方法と組み合わせて含むことができる。
【0071】
図１Ｂは、別個の形状および位置を有する仮想音源１０の投影を提供する、本明細書に記載の音声信号を再生するラウドスピーカ４ａ～４ｈを備えるラウドスピーカ構成の中央に配置された被験者２を示す。仮想音源投影に対する被験者２の結果として生じる生理学的反応は、改善された恒常性を示す。
【0072】
一実施形態では、仮想音源１０は、図示のように角錐として形作られる。この方法は、１つの種類の形状に限定されず、請求された効果は、ピッチ、音圧、音色など、他の一般的に説明される音の属性とは異なり、音声信号における形状の符号化を含み、そして、実施形態は、形状の任意の種類および／または組合せ、およびそのような形状の空間変換を含み得ることを理解されたい。
【0073】
一実施形態では、ラウドスピーカ４は、被験者２を垂直方向および水平方向に取り囲む、すなわち、被験者の上方、下方、前、後ろ、左および右から等しく取り囲むように配置することができ、そして、各ラウドスピーカは、被験者２が位置する中心から等半径に位置することができる。本方法は、ラウドスピーカの１つの形状構成および／またはラウドスピーカの固定された量および位置に限定されず、実施形態は、その任意の空間構成における任意の量のラウドスピーカを含み得ることが理解されたい。
【0074】
一実施形態では、そのような構成に使用されるラウドスピーカ４は、無指向性、すなわち、構成されたラウドスピーカ間の最適なコヒーレンスを達成するために、軸から９０度離れた角度にわたって可聴周波数範囲の均等な分布を有するものとすることができる。本方法は、振動変換器、骨伝導変換器、およびヘッドフォンを含むがこれらに限定されないラウドスピーカの任意の他の組合せおよび／または任意の他の種類のラウドスピーカもしくは音声変換器を用いて、記載された効果を得ることを含み得ることを理解されたい。本発明は、人間の可聴周波数範囲内の音を投射する装置の構成だけでなく、人間の可聴周波数範囲と通常見なされる範囲を超え得る超音波範囲（＞２０ｋＨｚ）および超低周波範囲（＜２０Ｈｚ）で投射する装置を含むことができることを理解されたい。
【0075】
一実施形態では、被験者２はラウドスピーカ構成の中央に配置され、これにより、被験者２は音声信号の音響的合計をすべての側から均等に受信できるようになる。本方法は、横たわる、座る、立つ、および／または空間内を移動することを含む、任意の他の位置または姿勢で被験者２を位置決めすることを含むことができ、そして、被験者２は、仮想音源１０の内側または外側に物理的に配置されている間、投影された音の形状の説明された生理学的効果を体験することができることを理解されたい。
【0076】
図２Ａは、入力として１つ（または複数）の音声信号８と、仮想音源の仮想点を規定し、したがって、仮想音源１０の形状および／またはサイズおよび／または密度などの仮想音源１０の空間次元および／または被験者２に対する仮想音源１０の位置を規定する仮想音源情報６とを有する実施形態を説明する。
【0077】
処理は、一実施形態では、入力音声信号を別個の形状に関連付けること、すなわち、仮想音源情報に基づいて入力音声信号を変更し、仮想音源を規定するそれぞれの仮想点について音声信号成分を生成することを含む。任意選択的に、各音声信号成分を決定する際に、空間波変換操作が実行される。そのような空間波変換は、図８Ａを参照して説明される。被験者２に提供される音声信号１２は、仮想点にそれぞれ関連付けられた音声信号成分を含む。音声信号１２は、複数のラウドスピーカ４にパンされ得る。
【0078】
ある形状および位置を有する仮想音源１０に由来すると被験者２が知覚する、被験者２に提供される音声信号１２は、その形状を有する仮想音源１０の投影を形成すると言うことができる。形状以外の仮想音源１０は、被験者２に対する位置も有し、一定の密度を有してもよい。仮想点は、容積当たりの仮想点の密度が高いほど、仮想音源１０の密度が高くなるという点で、仮想音源１０の密度を規定することができる。
【0079】
例えば改善された恒常性を示す音形状投影１２に対する生理学的反応は、脳活動におけるアルファ波平均出力の大幅な減少１４およびアルファ波：ベータ波パワー比の大幅な減少１６、および、心拍変動（ＨＲＶ）のＬＦ：ＨＦパワー比の大幅な減少１８（ＬＦは「低周波」を表し、ＨＦは「高周波」を表す）によって測定され得る。記載された効果、すなわち被験者２の生理学的状態の改善は、音声信号への短い暴露期間内、例えば５分未満で観察可能であり得る。
【0080】
音声信号が提供された結果として被験者２によって記述された体験は、深いリラクゼーション２０の被験者２の感情、つまり、暴露前よりも暴露後の方が明らかにリラックスし、緊張が和らいだ状態、自信の向上２２、つまり、暴露前よりも暴露後の方が、自信があり、不安が少ない状態、および、幸福度の向上２４、つまり、暴露後は、暴露前よりも幸福度が高く、欲求不満および／または落ち込みが少ない状態、に関連付けられる。
【0081】
図２Ｂは、仮想音源１０が複数の仮想点によって規定される実施形態を説明している。各仮想点は、他の仮想点に対して仮想位置を有し、被験者２に対して仮想位置を有する。さらに、音声信号１２は、複数の音声信号成分を含み、複数の音声信号成分の各音声信号成分は、複数の仮想点の仮想点にそれぞれ関連付けられる。
【0082】
図２Ｂは、音声信号を取得することができる方法を示している。仮想音源情報６は、各仮想点の位置を規定する。入力音声信号８が入力として取り込まれる。次に、複数の仮想点のそれぞれの音声信号成分２６が、入力音声信号８に基づいて、および複数の仮想点のそれぞれの位置に基づいて決定される。各音声信号成分２６＿ｘについて、音声信号成分２６＿ｘを決定するステップは、時間遅延を導入する信号遅延操作を使用して変更された音声信号成分を取得するために、入力音声信号８を変更するステップと、入力音声信号、または入力音声信号の反転版および／もしくは減衰版または増幅版と、変更された音声信号成分との組合せ、例えば合計に基づいて音声信号成分を決定するステップと、を含む。
【0083】
次に、音声信号１２は、以下でより詳細に説明するように、信号分配行列１３を使用していくつかのラウドスピーカ４に分配され得る。
【0084】
このようにしてラウドスピーカ構成内の個々のラウドスピーカｚｎごとに得られた音声出力信号２８の音響的合計３０は、音形状投影３２をもたらす。すなわち、音源は、別個の形状、サイズを有し、被験者２に関連して特定の距離、高さ、および深さに配置される。生成された音声信号１２は、ラウドスピーカシステム４によって再生されると、使用されるラウドスピーカの数に関係なく、またラウドスピーカ４に対する観察者２の位置に関係なく、仮想音源の形状の投影と見なすことができる。説明されている音形状投影は、個々のラウドスピーカの空間スペクトル特性を（少なくとも部分的に）無効にし、そのサイズと形状によって音響信号の一貫した空間投影を作成する。これは、音声信号を仮想音源に関連付ける方法を記載した特許出願ＮＬ２０２４４３４およびＮＬ２０２５９５０にも記載されており、その内容は本開示に完全に含まれていると見なされるべきである。
【0085】
図２Ｃは、「ｘ（ｔ）」で示される音声信号を入力として有する実施形態を説明する。この実施形態では、「形状生成器」３４は、次元形状を表すデータを生成する。「格子生成器」３６は、次元形状を表すこのデータを入力として取り、次元形状上に均等に分散された仮想点の格子を生成する。このような格子は、仮想音源を構成する仮想点の位置を規定するため、仮想音源情報と呼ばれ得る。仮想音源情報は、仮想点の互いに対する仮想位置、および被験者２に対するそれらの位置を少なくとも規定する。
【0086】
その後、仮想音源情報６を使用して、任意選択的に、仮想音源の次元形状に対して「空間波変換」３８を適用する、例えば、仮想音源情報によって規定される仮想点にそれぞれ関連する複数の音声信号成分２６＿ｘを決定することにより、入力音声信号８を変更することができる。仮想点のそれぞれの位置は、デカルト座標（ｘ，ｙ，ｚ）で表すことができる。
【0087】
音声信号成分２６は、それらの関連する仮想点の被験者２に対する距離、高さ、および深さに基づいてさらに変更される。次に、得られた音声信号成分２６は、入力として任意選択的に変更された音声信号成分ｙ（ｔ）ｎと粒子位置とを使用して、「信号分配行列」１３に入力することができる。つまり、粒子格子生成器によって生成された仮想形状上の決定された各点の仮想位置であり、任意選択的にデカルト座標（ｘ，ｙ，ｚ）で示される。
【0088】
次に、信号分配行列１３は、以下でより詳細に説明するように、音声信号を複数のラウドスピーカ４に分配することができる。
【0089】
音声信号８がラウドスピーカ４を使用して被験者２に提供されると、被験者２は音声信号８を、あたかも形状生成器３４によって出力されたような形状を有する仮想音源１０から生じているかのように知覚する。
【0090】
図３は、被験者２の生理学的状態を改善するために音声信号１２を被験者２に提供するためのシステムおよび／または方法を説明している。一実施形態では、システムは、マイクロホンアクチュエータ５２、またはそのような圧力速度変換器に衝突する音波に基づいて入力音声信号８を生成するための任意の他の種類の圧力速度変換器を備えている。システムは、圧力速度変換器５２によって生成された入力音声信号８を増幅するように構成された前置増幅器５０を備えていてもよい。システムは、アナログ入力音声信号をデジタル版に変換するために、アナログデジタル変換器４２をさらに備えている。このシステムは、本明細書で説明する方法で仮想音源情報に基づいて音声信号を処理するように構成されたデータ処理システム１００をさらに備えている。システムはまた、データ処理システムによって出力されたデジタル音声信号をアナログ版に変換するように構成されたデジタル／アナログ変換器５４を備えている。システムは、結果として得られる音声信号を増幅してから、システムが含む複数のラウドスピーカ４に供給するための１つまたは複数の増幅器５２をさらに含む。システムは、各ラウドスピーカ用の増幅器を備えていてもよい。さらに、各ラウドスピーカは、独自の音声ケーブルを使用して独自の増幅器に接続され得る。
【0091】
本システムに照らして、被験者の生理学的状態を改善するための方法が、そのような圧力速度変換器に当たる音波に基づいて入力音声信号を生成するステップと、圧力速度変換器によって生成された入力音声信号を増幅するステップと、アナログ入力音声信号をデジタル版に変換するステップと、本明細書に記載の方法で、仮想音源情報に基づいて音声信号を処理するステップと、データ処理システムによって出力されたアナログ音声信号をアナログ版に変換するステップと、複数のラウドスピーカに供給する前に、結果として得られる音声信号を増幅するステップと、含み得ることは明らかである。ここで、結果として得られる音声信号を増幅するステップは、各ラウドスピーカ音声信号を別々に増幅するステップを含み得る。
【0092】
図３に示されるシステムおよび方法は、圧力速度変換器５２、例えばマイクロホンを使用して入力音声信号を取得し、音声信号を決定し、それを被験者２に提供することをすべてリアルタイムで可能にする。
【0093】
別の実施形態では、音声入力信号４６は、音声が再生前に取得または生成され、読み取り可能なデジタルまたはアナログ記憶媒体に記憶される録音処理によって出力されたものであってもよい。
【0094】
別の実施形態では、音声入力信号４８は、デジタルまたはアナログ合成処理によって出力され、再生前に取得されて、デジタルまたはアナログ記憶媒体に記憶され、および／またはリアルタイムで取得および／または任意選択的にデジタル信号に変換されている。
【0095】
本開示は、音声入力信号を変更し、仮想形状上の点に関連付けられた変更された音声信号成分を生成するように設計されたコンピュータプログラムおよび／またはコード部分を実行し、ラウドスピーカ構成の一部として個別のラウドスピーカに関連付けられた音声信号成分、つまり音声出力信号を生成する、データ処理システムとも呼ばれるコンピュータ処理ユニット１００にも関する。
【0096】
図４Ａは、本明細書に記載の仮想音源情報６を決定する方法を示す。仮想音源情報６は、仮想対象物１０の空間的寸法、すなわち形状およびサイズ、ならびに被験者２に対するその位置、および任意選択的に仮想音源１０の密度を示す。
【0097】
仮想点は、仮想音源１０の表面上に均等に分布され得る。このような表面上の仮想点の密度が高いほど、分解能が高くなる。
【0098】
仮想音源１０は、中空であるように規定できることを理解されたい。そのような場合、仮想音源情報６は、仮想音源１０の「内側」の仮想点を規定せず、仮想音源１０の外面およびエッジ上にのみ規定する。仮想音源１０は「立体」でもよい。このような場合には、仮想音源情報６は、仮想音源１０の外面およびエッジ上の仮想点に加えて、仮想音源１０の内部容積全体に均等に分配され得る、仮想音源１０の「内部」の仮想点を規定する。
【0099】
一実施形態では、仮想音源１０は、幾何学的形状、すなわち純粋な次元形状、または半幾何学的、不規則な形状を有し、または有機的に形作られてもよい。仮想音源１０は、任意の形態を有することができ、仮想音源の形状およびその形状を構成する仮想点を決定するために任意の方法を使用することができることを理解されたい。
【0100】
仮想点の密度は、仮想点の分解能および／または「格子分解能」とも呼ばれ得る。
【0101】
図４Ａは、仮想音源情報の取得が、仮想音源６ａおよび仮想点の位置６ｂの寸法を含み得ることを示している。形状寸法６ａを取得するステップは、仮想音源１０の寸法を取得するために、スケーリング可能な寸法（ｘｙｚ）の容器５６を生成し、スケーリングされた寸法の境界内で形状座標５８および形状容積を決定する形状生成器３４を含み得る。図示の例では、仮想音源１０は角錐として形作られる。さらに、仮想点の位置６ｂを取得するステップは、選択された形状の寸法に従って３つの主要な格子が導入される、格子６０を決定する格子生成器３６と、形状内の仮想点の位置を得るために、導入された格子のそれぞれに沿った点の分解能を規定することによって仮想点密度６２を決定するステップと、を含み得る。
【0102】
無限格子Ｌは、
Ｌ＝ａ．（Ｚ．ｖ＿１＋Ｚ．ｖ＿２＋Ｚ．ｖ＿３）
のように規定でき、
Ｚは整数の環で、ｖ＿１、ｖ＿２、ｖ＿３は３つのベクトルを記述し、定数ａは、
＝｛点（ｘ，ｙ）、ｘ＝ａ．ｎ．（ｖ＿１．ｘ）＋ａ．ｍ．（ｖ＿２．ｘ）、ｙ＝ａ．ｎ．（ｖ＿１．ｙ）＋ａ．ｍ．（ｖ＿２．ｙ）、ｎ，ｍ整数｝
の最小増分に関連する。
Ｌ＝ａ．（Ｚ．ｖ＿１＋Ｚ．ｖ＿２＋Ｚ．ｖ＿３）
のように規定でき、
Ｚは整数の環で、ｖ＿１、ｖ＿２、ｖ＿３は３つのベクトルを記述し、定数ａは、
＝｛点（ｘ，ｙ）、ｘ＝ａ．ｎ．（ｖ＿１．ｘ）＋ａ．ｍ．（ｖ＿２．ｘ）、ｙ＝ａ．ｎ．（ｖ＿１．ｙ）＋ａ．ｍ．（ｖ＿２．ｙ）、ｎ，ｍ整数｝
の最小増分に関連する。
【0103】
音はすべての方向に対称的に伝播すると考えられるため、格子によって生成される重なり合う円または正接する円のパターンが考慮され、この場合、球体は格子の各仮想点を中心としている。円の半径を大きくして、生成された空間内の音の伝播パターンに影響を与えることができ、これについては、以下の例でさらに説明する。
【0104】
図４Ｂは、ベクトルｖ＿１（１，０）、ｖ＿２（０，１）を有する直交格子２を示し、左側は半径ａの重なり合う円で、円の中心は格子の点であり、右側には、半径ａ／２の接円がある。
【0105】
図４Ｃは、ベクトルｖ＿１（１，０）、ｖ＿２（１／２，１／２）を有する中心正方形格子４を示し、左側では、半径ａの円が重なっており、円の中心は格子の点であり、右側には、半径ａ／２の円が重なっている。
【0106】
図４Ｄは、ベクトルｖ＿１（１，０）、ｖ＿２（１／２，√３／２）を有する三角格子３を示し、左側には、半径ａの円が重なっており、右側には、半径ａ／２の正接円がある。
【0107】
図４Ｅは、形状が有限格子を有する格子上の円である本発明の一実施形態を示す。ｋ個の円は、「ネストされた円格子」に相当する回転２π／６の六方対称を持つ６＊ｋ個の点で構成される。各ｋ円（０からｒｅｓまでのｋ）は、半径
ｋ＊Ｒ／ｒｅｓ
を有し、Ｒは実際の形状の半径であり、その上に６＊ｋ個の点がある。０－ｃｉｒｃｌｅは中心点であり、ｒｅｓ－ｃｉｒｃｌｅは実際の形状である。
ｋ＊Ｒ／ｒｅｓ
を有し、Ｒは実際の形状の半径であり、その上に６＊ｋ個の点がある。０－ｃｉｒｃｌｅは中心点であり、ｒｅｓ－ｃｉｒｃｌｅは実際の形状である。
【0108】
図４Ｆは、形状が円であり、Ｌａｔｔｉｃｅ＿２に基づく実施形態を示す。一実施形態では、形状の内側にある格子の点のみが格子に含まれる。別の実施形態では、考慮すべき形状の境界に十分近い「境界補正指数」を有する追加の点を格子に追加してもよい。
【0109】
図４Ｇは、形状が「ネストされた三角形格子」に相当するＬａｔｔｉｃｅ＿３に基づく三角形である本発明の一実施形態を示す。各ｋ三角形（０からｒｅｓまでのｋ）は、長さ
ｋ＊Ｌ／ｒｅｓ
を有し、Ｌは実際の形状の辺の長さであり、各エッジに９＊ｋ個の点、または、３＊ｋ個の点を有する。
ｋ＊Ｌ／ｒｅｓ
を有し、Ｌは実際の形状の辺の長さであり、各エッジに９＊ｋ個の点、または、３＊ｋ個の点を有する。
【0110】
図４Ｈは、形状がＬａｔｔｉｃｅ＿２に基づく正方形、または「ネストされた正方形格子」に相当するＬａｔｔｉｃｅ＿４である本発明の一実施形態を示す。各ｋ平方（０からｒｅｓまでのｋ）は、長さ
ｋ＊Ｌ／ｒｅｓ
を有し、Ｌは実際の形状の辺の長さであり、８＊ｋ個の点、またはエッジごとに２＊ｋ個の点を有する。
ｋ＊Ｌ／ｒｅｓ
を有し、Ｌは実際の形状の辺の長さであり、８＊ｋ個の点、またはエッジごとに２＊ｋ個の点を有する。
【0111】
図４Ｉは、形状が、「ネストされた五角形格子」に相当する規則的なテッセレーションを有する格子に基づく五角形である、本発明の一実施形態を示す。ここでは、テッセレーションは規則的であるが、点は完全に等距離ではなく、アイコセル（ｉｃｏｓｅｌｅ）である。各ｋ五角形（０からｒｅｓまでのｋ）は、半径
ｋ＊Ｒ／ｒｅｓ
を有し、Ｒは実際の形状の半径であり、５＊ｋ個の点、つまりエッジごとにｋ個の点を有する。
ｋ＊Ｒ／ｒｅｓ
を有し、Ｒは実際の形状の半径であり、５＊ｋ個の点、つまりエッジごとにｋ個の点を有する。
【0112】
図４Ｊおよび図４Ｋは、形状が「ネストされた六角形」格子に相当するＬａｔｔｉｃｅ＿３に基づく六角形である本発明の実施形態を示す。各ｋ六角形（０からｒｅｓまでのｋ）は、半径
ｋ＊Ｒ／ｒｅｓ
を有し、Ｒは実際の形状の半径であり、６＊ｋ個の点、つまりエッジごとにｋ個の点を有する。
ｋ＊Ｒ／ｒｅｓ
を有し、Ｒは実際の形状の半径であり、６＊ｋ個の点、つまりエッジごとにｋ個の点を有する。
【0113】
形状内の点の数、つまり格子分解能を決定するには、ｒｅｓ＝分解能（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）およびｉｎｔｅｇｅｒ＞＝０である。ｒｅｓ＝０の場合、１つの点のみが中央に配置される。ｒｅｓ＝１の場合、１つの点が中心に配置され、各頂点に１つの点が配置される、などである。図４Ｋは、六角形のｒｅｓ＝１、ｒｅｓ＝３、およびｒｅｓ＝９をそれぞれ記述している。
【0114】
図４Ｌは、形状がネストされた球体であり、左側が中空の球体であり、右側が中実の球体である本発明の一実施形態を示す。中空形状の場合、選択した分解能に従って２次元形状のエッジに点を配置するだけのように、点の格子が形状の面にのみ適用される。中実形状の決定された各格子から、中空形状の分解能を推定できる。中空形状は、ネストされた完全な形状の境界上にないすべての点を省略することに対応する。
【0115】
ｋ個の球体（０＜ｋ＜ｒｅｓ）は半径ｋ＊ａを有し、一実施形態では、球体は、各円上に６＊ｋ個の点を有する高さで結合する３＊ｋ個の円から構成される。
【0116】
図４Ｍは、形状がネストされた四面体であり、左側が中空の四面体であり、右側が中実の四面体である本発明の一実施形態を示す。各ｋ四面体（０からｒｅｓまでのｋ）は半径Ｘを有し、Ｒは実際の形状の半径であり、Ｘ個の点、またはエッジごとにｋ個の点を有する。
【0117】
図４Ｎは、形状がネストされた八面体であり、左側が中空の八面体であり、右側が中実の八面体である本発明の一実施形態を示す。各ｋ八面体（０からｒｅｓまでのｋ）は半径Ｘを有し、Ｒは実際の形状の半径であり、Ｘ個の点、またはエッジごとにｋ個の点を有する。
【0118】
図４Ｏは、形状がネストされた立方体であり、左側が中空の立方体であり、右側が中実の立方体である本発明の一実施形態を示す。各ｋ立方体（０からｒｅｓまでのｋ）は半径Ｘを有し、Ｒは実際の形状の半径であり、Ｘ個の点、またはエッジごとにｋ個の点を有する。
【0119】
図４Ｐは、形状がネストされた２０面体であり、左側が中空の２０面体であり、右側がｒｅｓ＝２の中実の２０面体である本発明の実施形態を示す。各ｋ個のネストされた２０面体は、三角形の中心点を課すことを除いて、三角形分解として、分解能＝ｋに従って、それぞれが格子内で分解される２０個の三角形の面に分解される。
【0120】
図４Ｑは、形状がネストされた１２面体であり、左側が中空の１２面体であり、右側がｒｅｓ＝２の中実の１２面体である、本発明の実施形態を示す。各ｋ個のネストされた１２面体は、五角形に選択されたメッシュによって与えられる分解能＝ｋに従って、それぞれが格子内で分解される１２の五角形の面に分解される。
【0121】
一実施形態では、形状は、群、次元形状の領域または境界内で跳ね返るか、形状の無限、決定論的または確率論的変換を形成する有界点のクラスタであり得る。
【0122】
図４Ｒは、形状がネストされたトーラスである本発明の一実施形態を示しており、デフォルト当たりのネストされたトーラスの数＝ｒｅｓであるが、パラメータとして追加することができる。動的格子内の仮想点の位置は、式
ｘ＝ｒ（ａ＋ｃｏｓｖ）ｃｏｓｕ ｙ＝ｒ（ａ＋ｃｏｓｖ）ｓｉｎｕ ｚ＝ｒｓｉｎｖ
で与えられる。
ｘ＝ｒ（ａ＋ｃｏｓｖ）ｃｏｓｕ ｙ＝ｒ（ａ＋ｃｏｓｖ）ｓｉｎｕ ｚ＝ｒｓｉｎｖ
で与えられる。
【0123】
次に、ｒとａのパラメータを変更することで、トーラス形状を３つの種類に変換できる。ａ＝１の場合、「ホーントーラス」が形成され、ａ＜１の場合、「スピンドルトーラス」が形成され、ａ＞１の場合、「リングトーラス」が形成される。
【0124】
図４Ｓは、形状がアルキメデスの螺旋である本発明の一実施形態を示しており、動的格子内の仮想点の位置は、式
ｒ＝ａ．ｕ＋ｂ：ｘ＝（ａ．ｕ＋ｂ）＊ｃｏｓ（ｕ） ｙ＝（ａ．ｕ＋ｂ）＊ｓｉｎ（ｕ） ｚ＝０
で与えられる。
ｒ＝ａ．ｕ＋ｂ：ｘ＝（ａ．ｕ＋ｂ）＊ｃｏｓ（ｕ） ｙ＝（ａ．ｕ＋ｂ）＊ｓｉｎ（ｕ） ｚ＝０
で与えられる。
【0125】
図４Ｔは、形状が螺旋である本発明の一実施形態を示しており、動的格子内の仮想点の位置は、
ｘ＝ｒ．ｃｏｓ（ａ．ｕ） ｙ＝ｒ．ｓｉｎ（ｂ．ｕ） ｚ＝ｕ ｒ，ａ，ｂは固定
またはヘリコイド変数
ｘ＝ｒ．ｃｏｓ（ａ．ｕ） ｙ＝ｒ．ｓｉｎ（ａ．ｕ） ｚ＝ｕ
で与えられ、例えば：１≦ｒ≦１および－π≦ｕ≦π、またはその他の、－ｉｎｆ、＋ｉｎｆである。
ｘ＝ｒ．ｃｏｓ（ａ．ｕ） ｙ＝ｒ．ｓｉｎ（ｂ．ｕ） ｚ＝ｕ ｒ，ａ，ｂは固定
またはヘリコイド変数
ｘ＝ｒ．ｃｏｓ（ａ．ｕ） ｙ＝ｒ．ｓｉｎ（ａ．ｕ） ｚ＝ｕ
で与えられ、例えば：１≦ｒ≦１および－π≦ｕ≦π、またはその他の、－ｉｎｆ、＋ｉｎｆである。
【0126】
図５Ａは、中心［０，０，０］から等半径、および中心から上、下、前、後、左、右に均等に配置され、「傾斜した立方体」または「星型四面体」の形状、すなわち、本発明の一実施形態におけるラウドスピーカ構成形状を形成する８個のラウドスピーカｚ＿１～ｚ＿８からなる実施形態によるラウドスピーカ構成を示す。このラウドスピーカ構成は、以下で説明するタスク２～４に使用された。
【0127】
図５Ｂは、ここではｘ．８ ｙ．６ ｚ．８、としても示され、ｘ方向に沿って８メートル、ｙ方向に沿って６メートル、ｚ方向に沿って８メートルの寸法を有する角錐として形作られ、以下で説明するタスク２に使用された、格子ｋ＝３の格子を有する仮想音源１０を示す。
【0128】
図５Ｃは、ｘ．８ ｙ．８ ｚ．８ｍの寸法を有する中空の立方体および格子ｋ＝３を有する格子として形作られ、以下に説明するタスク３に使用された仮想音源１０を示す。
【0129】
図５Ｄは、Ｄｍ＝６を有する中実の球体および格子ｋ＝１．３３を有する格子として形作られ、以下に説明するタスク４に使用された仮想音源１０を示す。
【0130】
図５Ｅは、以下に説明するタスク１に使用された、ステレオ設定［Ｌ＝Ｒ］である一実施形態によるラウドスピーカ構成である。
【0131】
【0132】
図６は、複数のラウドスピーカの各ラウドスピーカについてラウドスピーカ音声信号を決定するための方法およびシステムを示すフローチャートである。図示の方法およびシステムは、信号分配行列１３と呼ばれることもある。この実施形態では、ラウドスピーカ音声信号ｚ＿ｋは、複数のラウドスピーカのラウドスピーカｋ（図示せず）ごとに決定される。信号分配行列への入力は、仮想音源のそれぞれの仮想点に関連付けられた複数の音声信号成分であり、複数の音声信号成分ｙ＿ｎは、本明細書に記載の方法に従って決定されたものである。
【0133】
各ラウドスピーカｋは、ラウドスピーカ係数ａ＿ｋに関連付けられている。図示の実施形態では、ラウドスピーカｋのラウドスピーカ音声信号ｚ＿ｋを決定するステップは、減衰された音声信号成分のラウドスピーカ固有のセットを取得するために、ラウドスピーカ係数ａ＿ｋに基づいて各音声信号成分ｙ＿ｎを減衰させるステップを含む。ラウドスピーカのラウドスピーカ係数は、問題のラウドスピーカと仮想点との間の距離に基づいて決定され得る。各音声信号成分ｙ＿ｎをラウドスピーカ係数ａ＿ｋに基づいて減衰するには、単純に乗算ｙ＿ｎ＊ａ＿ｋを使用する必要がある。このような場合、ラウドスピーカｋの減衰音声信号成分のラウドスピーカ固有のセットは、｛ｙ＿１＊ａ＿ｋ；ｙ＿２＊ａ＿ｋ；ｙ＿３＊ａ＿ｋ；…；ｙ＿Ｎ＊ａ＿ｋ｝、のように記述でき、Ｎは仮想音源に対して規定された仮想点の総数を示す。続いて、ラウドスピーカｋのラウドスピーカ音声信号ｚ＿ｋに到達するために、このセット内の音声信号成分が組み合わされ、例えば合計される。本方法は、すべてのラウドスピーカｋに対して実行される。
【0134】
本開示において、三角形内の値、すなわち減衰または増幅操作における値は、信号が乗算される定数を示すと理解され得る。これらの定数は、多くの場合、「ａ」または「ｂ」で示される。したがって、そのような値が１より大きい場合、信号増幅が実行される。そのような値が１より小さい場合、信号の減衰が実行される。
【0135】
信号分配行列１３は、図６に示されるように、乗算器の出力信号が供給される入力ラインが出力と交差する各位置に、乗算器および合計を有し得る。乗算器は、入力ラインから受信した信号を、コントローラによって指定され、当該技術分野で一般に知られているパニングシステムによって各ラウドスピーカの振幅に対して生成された値などの所定のラウドスピーカ係数によって減衰させ、結果として得られる信号を合計に出力する。乗算器が信号に所定の係数を乗じる処理を「３次元パンニング処理」と呼ぶことがある。すなわち、コントローラは、それぞれの出力システムに対応する関連する係数の適切な値を与えることができ、その結果、複数のラウドスピーカによって被験者に提供される結果として得られる音声信号は、立体的な形状と、任意選択的に密度および空間内の位置、例えば、被験者に対する角度、距離、深さ、および高さを有するようになる。乗算器の処理の結果、仮想音源から被験者への方向および次元の伝搬について、音が適切にシミュレートされる。合計は、乗算器の音声出力信号をそれぞれの出力ラインに供給し、それぞれがラウドスピーカ構成形状のラウドスピーカに関連付けられている。
【0136】
各出力ラインは、減衰係数として、
ａ＝１／Ｎ２
を有する信号減衰器をさらに備えてもよく、
Ｎは信号分配行列の音声信号成分ｙｎの数であり、
得られたａの減衰は、
Ｇ（ｄＢ）＝１０ｌｏｇ１０（ａ）
のようにデシベルｄＢ単位でゲインＧに変換される。
ａ＝１／Ｎ２
を有する信号減衰器をさらに備えてもよく、
Ｎは信号分配行列の音声信号成分ｙｎの数であり、
得られたａの減衰は、
Ｇ（ｄＢ）＝１０ｌｏｇ１０（ａ）
のようにデシベルｄＢ単位でゲインＧに変換される。
【0137】
ラウドスピーカ音声信号への入力音声信号の音声信号成分への変更ｘ－＞ｙ＿ｎ－＞ｚ＿ｋは、仮想音源の事前計算された形状、および／またはリアルタイムで変換される形状の処理である可能性がある、つまり、形状、サイズ、密度、および／または空間内の形状の位置と回転は、コントローラ、リアルタイムで実行される事前に自動化されたデータセット、および／またはリアルタイムのコンピュータ生成処理によって生成されるリアルタイムの変更の影響を受けることを理解されたい。
【0138】
図７は、仮想音源１０を規定するそれぞれの仮想点に関連付けられた音声信号成分２６を決定するための一実施形態による方法を示す。この実施形態では、本方法は、仮想音源情報６として形状データを取得することを含む。形状データは、音声信号を聞いたときに被験者２によって知覚される仮想音源１０の仮想点を規定する。
【0139】
そのような実施形態では、方法は、空間波変換６４を含み、このことは、各音声信号成分の決定のために、入力音声信号ｘ（ｔ）を変更して、時間遅延を導入する信号遅延操作を使用して変更された音声信号成分を取得し、入力音声信号、または入力音声信号の反転および／または減衰または増幅版と、変更された音声信号成分の組合せ、例えば、合計に基づいて音声信号成分を決定することを意味する。変更された音声信号成分を決定するために導入される時間遅延を決定する式は、式
Δｔ＝Ｖｘｎ／ｖ
で与えられ、
Ｖは形状の次元容積であり、ｘｎは仮想形状上の点ｎの係数を示し、各点はデカルト座標（ｘｙｚ）で示される相対空間位置を有し、ｖは媒体を通る音速に関連する定数である。空間波変換による音声信号成分の決定は、特許出願ＮＬ２０２４４３４およびＮＬ２０２５９５０にも記載されており、これらの内容は全体として本開示に含まれると見なされるべきである。
Δｔ＝Ｖｘｎ／ｖ
で与えられ、
Ｖは形状の次元容積であり、ｘｎは仮想形状上の点ｎの係数を示し、各点はデカルト座標（ｘｙｚ）で示される相対空間位置を有し、ｖは媒体を通る音速に関連する定数である。空間波変換による音声信号成分の決定は、特許出願ＮＬ２０２４４３４およびＮＬ２０２５９５０にも記載されており、これらの内容は全体として本開示に含まれると見なされるべきである。
【0140】
仮想音源の仮想点にそれぞれ関連付けられた複数の音声信号成分の決定は、形状符号化６６と呼ばれることがあることを理解されたい。
【0141】
仮想音源のそれぞれの仮想点に関連する取得された音声信号成分は、図７で深さ符号化６８、高さ符号化７０、および距離符号化７２と呼ばれるものによってさらに変更され得る。これらの追加の変更は、被験者２に対する仮想点の仮想位置（ｘｙｚ）に依存して実行され得る。
【0142】
本明細書に記載された実施形態は、例示されたものとは異なる処理フローを使用して別の順序で実行されてもよいこと、および、すべての実施形態ですべてのステップが必要なわけではないことを理解されたい。換言すれば、１つまたは複数のステップを省略または置換し、異なる順序で、互いに並行して実行することができ、および／または追加のステップを追加することができる。
【0143】
図８Ａは、仮想音源１０の仮想点の音声信号成分を決定するための方法およびシステムを示すフローチャートである。すべての仮想点の音声信号成分を決定することは、空間波変換を実行することと呼ばれることがあり、これは任意選択的に実行される。本方法は、仮想音源を規定するそれぞれの仮想点のすべての音声信号成分を取得するために、仮想音源の個々の仮想点ごとに実行されることを理解されたい。音声信号成分を決定するための方法は、特許出願ＮＬ２０２４４３４およびＮＬ２０２５９５０にも記載されており、その内容全体が本開示に含まれると見なされるべきである。さらに、図８Ａのフローチャートは、図８Ｄ、図８Ｅ、図８Ｆに示されるフローチャートのいずれかに置き換えることができることを理解されたい。
【0144】
図示の実施形態では、入力音声信号ｘ（ｔ）は、第１の変更された音声信号成分を取得するために変更される（図８Ａの下の分岐を参照）。入力音声信号ｘ（ｔ）のこの変更は、任意選択的に、示されるように、信号反転操作７４を含み、時間遅延を導入する信号遅延操作７５を含み、信号フィードバック操作７３を含む。信号遅延操作７５で使用される時間遅延は、図７に関して上述した時間遅延を決定するための式に従って決定され得る。図示の実施形態では、フィードバックされる信号は、１より小さい利得を有する増幅器７６によって示されるように減衰される。次に、第２の変更された音声信号成分を得るために、第１の変更された音声信号成分が入力音声信号と結合される（合計７８を参照）。さらに、第２の変更された音声信号は、仮想音源１０の仮想点に関連付けられた音声信号成分ｙ（ｔ）＿ｎを取得するために、減衰操作７９および任意選択的にハイパスフィルタ操作８０によってさらに変更される。
【0145】
合計操作７８の後の減衰操作７９は、音声信号のゲインＧを－６ｄＢ減少させるステップを含み得る。仮想形状上の点ｎに依存するハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃは、
ｒｎ／Ｒ≦０．５に関して、ｆｃ＝ｖ／Ｖ２（１－ｒｎ／Ｒ）
ｒｎ／Ｒ＞０．５に関して、ｆｃ＝ｖ／Ｖ２（ｒｎ／Ｒ）
のように決定でき、
ｖは媒体を通る音速に関連する定数、Ｖは仮想形状の次元容積、ｒｎは仮想形状の中心から点ｎまでの球面半径を示し、Ｒは、仮想形状の２つ以上のエッジが交わる頂点を通る形状の中心からの球面半径を示す。Ｒの値が２つ以上の場合、最大値のＲが考慮される。
ｒｎ／Ｒ≦０．５に関して、ｆｃ＝ｖ／Ｖ２（１－ｒｎ／Ｒ）
ｒｎ／Ｒ＞０．５に関して、ｆｃ＝ｖ／Ｖ２（ｒｎ／Ｒ）
のように決定でき、
ｖは媒体を通る音速に関連する定数、Ｖは仮想形状の次元容積、ｒｎは仮想形状の中心から点ｎまでの球面半径を示し、Ｒは、仮想形状の２つ以上のエッジが交わる頂点を通る形状の中心からの球面半径を示す。Ｒの値が２つ以上の場合、最大値のＲが考慮される。
【0146】
図８Ｂは、信号ｘ（ｔ）に対して実行される時間遅延操作、信号反転操作、および信号減衰が信号にどのように影響するかを示す。図８Ｂは、縦軸に振幅を、横軸に時間をとった音声入力信号ｘ（ｔ）、および音声入力信号に対して反転され、Δｔだけ時間が遅延され、係数ｂによって減衰された、変更された音声信号を示す。
【0147】
図８Ｃは、一実施形態による、仮想点に関連付けられた音声信号成分を決定するための方法およびシステムを示す。この例では、音声入力信号ｘ（ｔ）を変更して、仮想形状上の点に関連付けられた第１の時間遅延Δｔｎ．１を導入する信号遅延操作を使用して、第１の変更された音声信号成分を取得する。さらに、音声入力信号ｘ（ｔ）は、仮想形状上の同じ点に関連する第２の時間遅延Δｔｎ．２を導入する信号遅延操作を使用して、第２の変更された音声信号を得るために変更される。同様に、仮想形状上の１つの同じ点に関連付けられた、２つ以上または多くの変更された音声信号成分を取得することができる。図８Ｃでは、変更された音声信号成分の数が「Ｐ」で示されている。
【0148】
さらに、変更された信号成分ｙ（ｔ）ｎは、合計、例えば、第１および第２の変更された音声信号成分それぞれの組合せ、仮想形状上の１つの同じ点に関連付けられた変更された音声信号成分の数に応じた減衰操作、を含むように取得され、
ａ＝１／Ｐ２であり、
Ｇ（ｄＢ）＝１０ｌｏｇ１０（ａ）であり、
任意選択的に、仮想形状上の点ｎに依存するハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを取得することに関して、上記の式を使用したハイパスフィルタ操作を含むように取得される。
ａ＝１／Ｐ２であり、
Ｇ（ｄＢ）＝１０ｌｏｇ１０（ａ）であり、
任意選択的に、仮想形状上の点ｎに依存するハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを取得することに関して、上記の式を使用したハイパスフィルタ操作を含むように取得される。
【0149】
図８Ｃのフローチャートは、図８Ｇ、図８Ｈ、図８Ｉに示されるフローチャートのいずれかに置き換えられてもよいことを理解されたい。さらに、図８Ｃ、図８Ｇ、図８Ｈ、図８Ｉは反復部分を含む（破線のボックスによって示される）。図８Ｄ、図８Ｅ、図８Ｆに示されるフローチャートのいずれも、図８Ｃ、図８Ｇ、図８Ｈ、図８Ｉの代わりに反復部分として使用できることを理解されたい。
【0150】
【0151】
図９Ａの音声信号成分に深さ特性を追加するステップは、音声信号成分の変更版を得るために、時間遅延、信号減衰８８および信号フィードバック操作９０を導入する時間遅延操作８６を使用して、問題の音声信号成分ｙ＿ｎを変更するステップと、音声信号成分の変更版を問題の音声信号成分と組み合わせるステップ９２と、を含む。信号減衰８８は、問題の音声信号成分に関連する仮想点の被験者の下の仮想深度に応じて実行される。
【0152】
この実施形態では、信号減衰はパラメータ「ｂ」によって規定される。値ｂ＝０の場合、被験者の下の仮想点の深度は符号化されず、値ｂ＝１の場合、音声信号成分に関連付けられた仮想点の最大深度が符号化される。
【0153】
変更された音声信号と入力音声信号の組合せの結果が任意選択的に減衰または増幅９４される値「ａ」は、
ａ＝（１－ｂ）ｘ
の値に等しくなり、
ｘは、信号フィードバックｂの量に応じて信号ゲインＧを補正するための増倍率であり、高周波散逸曲線の急峻さに影響を与える。値ｂを、好ましくは０～１の間で変化させることにより、深さの変化が音声信号に追加される。
ａ＝（１－ｂ）ｘ
の値に等しくなり、
ｘは、信号フィードバックｂの量に応じて信号ゲインＧを補正するための増倍率であり、高周波散逸曲線の急峻さに影響を与える。値ｂを、好ましくは０～１の間で変化させることにより、深さの変化が音声信号に追加される。
【0154】
好ましくは、時間遅延操作によって導入される時間遅延Δｔは、可能な限り短く、例えば０．００００７秒より短く、好ましくは０．００００５秒より短く、より好ましくは０．００００２秒より短い。最も好ましくは、約０．００００１秒である。デジタルサンプルレートが９６ｋＨｚの場合、時間遅延は０．００００１秒になる場合がある。
【0155】
【0156】
図９Ｂは、ローパスフィルタ操作を使用することにより、音声信号成分ｙ＿ｎを変更して、さらに変更された音声信号を取得するステップと、ローシェルフフィルタ操作および減衰操作と、を含む、本発明の一実施形態、信号処理モジュールおよび／または深さ符号化のためのコード部分を説明する図であり、ローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃ、ローシェルフフィルタのカットオフ周波数ｆｃおよびゲインＧは、相対的な深度に依存する変数である。
【0157】
図９Ｃは、縦軸に振幅、横軸に周波数をとった音声信号成分（実線）と、深さ特性が追加された音声信号成分（破線）とを示し、その効果は、低周波エネルギーと比較して高周波エネルギーが徐々に散逸することによって示される。
【0158】
図１０Ａは、被験者の上方の高さに配置された仮想点に関連付けられた音声信号成分ｙ＿ｎに高さ特性を追加する方法を示すフローチャートである。高さ特性を音声信号成分に追加するステップは、信号反転操作１４０を使用して問題の音声信号成分を変更するステップと、時間遅延および信号減衰１４４を導入して音声信号成分の変更版を取得する信号遅延操作１４２と、音声信号成分の変更版を問題の音声信号成分と組み合わせるステップ１４６と、を含む。ここで、信号減衰１４４は、仮想音源の仮想高さに依存して実行される。
【0159】
この実施形態では、値ｂ＝０の場合、高さ特性は音声信号成分に追加されない。値ｂ＝１の場合、仮想点の最大の高さが知覚される。第１の減衰操作が実行される場合、減衰１４８の値「ａ」のゲインＧは、
ａ＝（１－ｂ）ｘ
と等しくてもよく、
ｘは減衰量ｂに応じて信号ゲインＧを補正するための増倍率であり、低周波散逸曲線の急峻さに影響を与える。値ｂを、好ましくは０～１の間で変化させることにより、音声信号成分に高さの変化を加えることができる。
ａ＝（１－ｂ）ｘ
と等しくてもよく、
ｘは減衰量ｂに応じて信号ゲインＧを補正するための増倍率であり、低周波散逸曲線の急峻さに影響を与える。値ｂを、好ましくは０～１の間で変化させることにより、音声信号成分に高さの変化を加えることができる。
【0160】
好ましくは、時間遅延操作１４２によって導入される時間遅延Δｔは、可能な限り短く、例えば０．００００７秒より短く、好ましくは０．００００５秒より短く、より好ましくは０．００００２秒より短い。最も好ましくは、約０．００００１秒である。デジタルサンプルレートが９６ｋＨｚの場合、時間遅延は０．００００１秒になる場合がある。
【0161】
図１０Ｂは、ハイパスフィルタ操作、ハイシェルフフィルタ操作、および減衰操作を使用することにより、音声信号成分ｙ＿ｎを変更して、さらに変更された音声信号を取得するステップを含む、本発明の一実施形態、信号処理モジュールおよび／または高さ符号化のためのコード部分を説明する図であり、ハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃ、ハイシェルフフィルタのカットオフ周波数ｆｃおよびゲインＧは、選択した高さに依存する変数である。
【0162】
図１０Ｃは、縦軸に振幅、横軸に周波数をとった音声信号成分（実線）と、高さ特性が付加された音声信号成分（破線）と、を示し、その効果は、高周波エネルギーと比較して低周波エネルギーが徐々に消散することによって示される。
【0163】
図１１Ａは、音声信号成分ｙ＿ｎに距離特性を追加する方法を示すフローチャートである。音声信号成分に距離特性を追加するステップは、第１の時間遅延を導入する第１の信号遅延操作１６０を使用して問題の音声信号成分を変更するステップと、音声信号成分の第１の変更版を取得するための第１の信号減衰操作１６２および信号フィードバック操作１６４と、音声信号成分の第１の変更版を問題の音声信号成分と組み合わせて（１６６）、音声信号成分の第２の変更版を取得するステップと、第２の信号減衰１６８を実行し、任意選択的に第２の信号遅延操作１７０を実行して、音声信号成分の第２の変更版に第２の時間遅延を導入するステップと、を含む。ここで、第１の信号減衰１６２および第２の信号減衰１６８は、被験者からの仮想距離に依存して実行される。
【0164】
問題の音声信号成分に関連付けられた仮想点の距離に応じて、操作１６２の減衰定数であるｂの値と、操作１６８の減衰定数であるａの値が変化する。定数は、信号に乗算される定数を示すと理解することができる。したがって、そのような値が１より大きい場合、信号増幅が実行される。そのような値が１より小さい場合、信号の減衰が実行される。ｂ＝０およびａ＝１の場合、距離は符号化されず、ｂ＝１およびａ＝０の場合、最大距離が符号化される。値ａのゲインＧは、
ａ＝（１－ｂ）ｘ
のようにｂの値に関連していてもよく、
ｘの値は、高周波散逸曲線の急峻さに影響を与える信号フィードバックの量に適用される増倍率である。
ａ＝（１－ｂ）ｘ
のようにｂの値に関連していてもよく、
ｘの値は、高周波散逸曲線の急峻さに影響を与える信号フィードバックの量に適用される増倍率である。
【0165】
好ましくは、時間遅延操作１６０によって導入される時間遅延Δｔ１は、可能な限り短く、例えば０．００００７秒より短く、好ましくは０．００００５秒より短く、より好ましくは０．００００２秒より短い。最も好ましくは、約０．００００１秒である。デジタルサンプルレートが９６ｋＨｚの場合、時間遅延は０．００００１秒になる場合がある。
【0166】
時間遅延操作１７０によって導入される任意選択的な時間遅延Δｔ２は、仮想音源の移動に関連するドップラー効果を生み出す。時間遅延は、
Δｔ２＝ｒ／ｖ
のように決定でき、
ｒは、デカルト座標（ｘｙｚ）で示される問題の音声信号成分に関連付けられた仮想点の位置と、視点（ｘｙｚ）として表すことができる被写体との間の距離であり、ｖは、媒体中の音速を表す定数である。
Δｔ２＝ｒ／ｖ
のように決定でき、
ｒは、デカルト座標（ｘｙｚ）で示される問題の音声信号成分に関連付けられた仮想点の位置と、視点（ｘｙｚ）として表すことができる被写体との間の距離であり、ｖは、媒体中の音速を表す定数である。
【0167】
【0168】
図１１Ｂは、本発明の一実施形態である、ローパスフィルタ操作を使用することにより、音声信号成分ｙ＿ｎを変更して、さらに変更された音声信号を取得するステップと、第１の減衰操作および時間遅延を導入する時間遅延操作と、を含む、信号処理モジュールおよび／または距離符号化のためのコード部分を説明する。任意選択的に、第２の変更された音声信号は、フィルタリングされ減衰された第１の変更された音声信号を残響操作および第２の減衰操作によって変更するステップによって取得され、合計、例えば第１および第２の変更された音声信号それぞれ組み合わせて第３の変更された音声信号ｙ（ｔ）を取得し、ローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃ、それぞれ第１および第２の減衰操作のゲインＧ、ならびに時間遅延Δｔは、選択した距離に依存する変数である。
【0169】
図１１Ｃは、縦軸に振幅、横軸に時間を有する音声信号成分（実線）と、その効果が、音声入力信号と比較して、変更された音声信号の振幅が徐々に減少することによって示される、時間とともに増加する距離の特性が追加された音声信号成分（破線）と、を示し、音声入力信号と比較して、変更された音声信号の時間遅延が徐々に増加する。
【0170】
図１２は、変更された音声信号成分ｙｎ’を得るために入力音声信号が形状符号化操作によって変更され、変更された音声信号成分ｙｎ’’を取得するために深さ符号化操作によってさらに変更され、変更された音声信号成分ｙｎ’’’を取得するために、高さ符号化操作によってさらに変更され、変更された音声信号成分ｙｎ’’’’を取得するために、距離符号化操作によってさらに変更される、本発明の一実施形態を説明する。形状、深さ、高さ、および距離の符号化操作は、仮想形状上の点に関連付けられたｙｎ（ｘ，ｙ，ｚ）の位置、および仮想形状Ｖの次元容積に応じて、および／またはｙｎ（ｘ，ｙ，ｚ）の位置と被験者の位置、つまり視点（ｘ，ｙ，ｚ）によって示される観察者の位置に応じて実行される。図１２は、３つの仮想点「１」、「２」、および「Ｎ」について、音声信号成分がどのように決定されるかを概略的に示している。
【0171】
結果として得られる音声出力信号は、スペクトルが変更された音声信号を取得するための音声信号成分ｙｎ’’’’の合計であり、これにより、明確な形状、すなわち、被験者に対する特定の距離、高さ、深さでの次元形状、サイズ、密度を備えた仮想音源の投影、「音形状投影」を有する音源の共鳴に非常に似ている。
【0172】
変更された音声信号ｙを取得するために使用される形状データは、事前に計算され、読み取り可能なデジタルまたはアナログ記憶媒体に記憶され、リアルタイムで生成および／または変更され、データストリーミング入力としてシステムに提供され得る。別の実施形態では、形状データは、特定の形状、サイズ、および材料の音響物体の事前に記録された信号を含み、物体までの規定された角度および距離で捕捉され、空間における物体の音響伝播の属性を記述する。別の実施形態では、形状データは、規定された角度および距離、すなわち、空間内の物体の音響伝搬の属性であるすべての周波数または周波数帯域間の振幅の比率で補足された、特定の形状、サイズ、および材料の音響物体に由来する音響信号の取得されたスペクトル変更データを含む。
【0173】
本発明の一実施形態では、本発明で使用される音声信号処理および／またはコード部分は、リアルタイムＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析、レイトレーシング、バンドパスフィルタ合成、畳み込み合成を含む、変更された音声信号を取得し、変更された音声信号内の形状データ（の一部）を符号化するために、当技術分野で知られている他の方法を含み得る。別の実施形態では、形状データの取得は、音信号生成デバイスへの入力であり、加算合成などの当技術分野で知られている方法を適用することによって、正弦波信号などの生成された音声信号を変更することができる。
【0174】
図１３Ａは、本発明の一実施形態である、３次元空間における音源の形状変換のリアルタイムおよび／またはスクリプト化されたＦＦＴ分析に依存して、周波数帯域の選択された分解能のためにバンドパスフィルタのセットを変調することにより、入力音声信号を変更するステップを含む、信号処理モジュールおよび／または空間符号化のためのコード部分を説明する。結果として得られる音声出力信号は、明確な形状、すなわち、被験者に対する特定の距離、高さ、深さでの次元形状、サイズ、密度を備えた仮想音源の投影、「音形状投影」を有する音源の共鳴に似るように、スペクトルの変更を符号化している。
【0175】
図１３Ｂは、本発明の一実施形態である、畳み込み信号が音源から特定の位置、特定の距離、高さ、深さで補足された、形状を持つ音源の事前に録音された時間ベースの音声ファイルである、入力音声信号および畳み込み信号と、周波数帯域の選択された分解能のための畳み込み演算によって入力音声信号を変更するステップと、を含む、信号処理モジュールおよび／または空間符号化のためのコード部分を説明する。結果として得られる音声出力信号は、明確な形状、すなわち、被験者に対する特定の距離、高さ、深さでの次元形状、サイズ、密度を備えた仮想音源の投影、「音形状投影」を有する音源の共鳴に似るように、スペクトルの変更を符号化している。
【0176】
図１３Ｃは、本発明の一実施形態である、固定周波数の正弦波生成器の選択された分解能の振幅を変更するために、リアルタイムおよび／またはスクリプト化された形状データおよび／または空間シミュレーションデータを含む、信号生成モジュールおよび／またはコード部分、加算合成操作を説明する。結果として得られる音声出力信号は、明確な形状、すなわち、被験者に対する特定の距離、高さ、深さでの次元形状、サイズ、密度を備えた仮想音源の投影、「音形状投影」を有する音源の共鳴に似るように、スペクトルの変更を符号化している。
【0177】
図１４Ａは、録音スタジオで録音された重み付けされていない音叉の音声信号を示している。音声信号は、トーンの衝突から約３０秒で終了するまでの振幅の合計サステインを示す。信号は、音声信号の最初の０．５秒間の短い衝突および崩壊、ならびに音声信号のそれぞれの０．５～３０秒間の長い持続および解放によって特徴付けられる。
【0178】
本発明の一実施形態では、音声入力信号は、１つまたは複数の楽音またはリズミカルな脈動、つまり、安定した周期的振動、「ピッチ」または「パルス」を伴う音信号であり、「音色」は、音に存在し、音源を特徴付ける基本ピッチまでの高次高調波の識別可能な構造を意味する。一実施形態では、加重されていない音叉によって得られるような楽音がスタジオで録音されて、本明細書で説明されるように被験者の生理学的状態を改善するシステムに入力される音声信号が得られる。本発明は、他の音源に由来する、ならびに／または信号の反復およびそのような音声信号（の繰り返し）に対する聴取者の様々な時間暴露を含む他の手段によって取得された、他の任意の特性および継続時間の他の音声入力信号の使用を含むことができることを理解されたい。
【0179】
本開示で言及される実施された実験は、音声入力信号として重み付けされていない音叉の音刺激で得られたものである。音叉の楽音は、合計５分間の暴露期間中に全体で数回繰り返される。
【0180】
図１４Ｂは、５４４．４Ｈｚ（周波数比１：２、基本ピッチ～Ｃ＃の第１のオクターブ）および１７０１．２５Ｈｚ（６．２５：１）で識別可能な高調波を有する、２７２．２Ｈｚ（基本ピッチ～Ｃ＃）での重み付けされていない音叉の０．５～３０秒の平均スペクトログラフを示す。基本波と第１の高調波とのパワー比は１：０．００１５（－２８ｄＢ）、基本波と第２の高調波とのパワー比は１：０．００１５（－２８ｄＢ）である。以下でさらに詳細に説明するように、図１４Ｂに示される信号は、タスク１～４のための入力音声信号として使用された。
【0181】
本明細書で説明する音声信号に対する被験者の反応を検査するために、いくつかの実験が行われた。実験には、タスク１、タスク２、タスク３、およびタスク４と呼ばれる４つの「タスク」が含まれていた。タスク１は、本明細書に記載の仮想音源を投影しない基準信号を被験者に提供することを伴った（図５Ｅを参照）。タスク２では、角錐として形作られた仮想音源に関連付けられた音声信号を提供することを伴った（図５Ｂを参照）。タスク３では、立方体として形作られた仮想音源に関連付けられた音声信号を提供することを伴った（図５Ｃを参照）。タスク４では、球体として形作られた仮想音源に関連付けられた音声信号を提供することを伴った（図５Ｄを参照）。
【0182】
【0183】
【0184】
図９Ａの操作８６の遅延時間Δｔは可能な限り小さいが、＞０である。図９Ａおよび図１０Ａに関する上記の説明を参照されたい。タスク１～４を実行するサンプルレートは４８，０００Ｈｚであったため、Δｔは約０．０２ｍｓである。
【0185】
［ｙ］は、仮想点ｎのデカルト座標（ｘ，ｙ，ｚ）の縦軸、つまり高さを表す。［ｙ］ｎ＜０の場合、深さＤｎはＤｎ＝ｙ／－１および高さＨｎ＝０として規定され、［ｙ］ｎ＞０の場合、高さＨｎはＨｎ＝ｙおよびＤｎ＝０として規定される。
【0186】
図９Ａの操作８８の係数ｂは、ｂ＝（１／ＤＯ）Ｄｎとして得られ、
ＤＯは閾値深度（ｍ）であり、ｄＢ単位の減衰ゲインＧ（ｂ）は、式
Ｇ（ｂ）＝１０ｌｏｇ１０（Ｐｂ／Ｐｏ）
で与えられ、Ｐｂは電力値ｂ、Ｐｏは基準電力Ｐｏ＝１である。
ＤＯは閾値深度（ｍ）であり、ｄＢ単位の減衰ゲインＧ（ｂ）は、式
Ｇ（ｂ）＝１０ｌｏｇ１０（Ｐｂ／Ｐｏ）
で与えられ、Ｐｂは電力値ｂ、Ｐｏは基準電力Ｐｏ＝１である。
【0187】
図９Ａの操作９４の係数ａは、ａ＝（１－ｂ）ｘとして得られ、ｘ＝０．７５の値に設定されたタスク２～４を実行する場合、ｘは増倍率であり、
ｄＢ単位の減衰ゲインＧ（ａ）は、式
Ｇ（ａ）＝（１０ｌｏｇ１０（Ｐａ／Ｐｏ））ｘ
で与えられ、
Ｐａは電力値ａ、Ｐｏは基準電力Ｐｏ＝１である。
ｄＢ単位の減衰ゲインＧ（ａ）は、式
Ｇ（ａ）＝（１０ｌｏｇ１０（Ｐａ／Ｐｏ））ｘ
で与えられ、
Ｐａは電力値ａ、Ｐｏは基準電力Ｐｏ＝１である。
【0188】
図１０Ａの操作１４４の係数ｂは、式
ｂ＝（１／ＨＯ）Ｈｎ
のように得られ、
ＨＯは閾値の高さ（ｍ）であり、減衰ゲインＧ（ｄＢ）は、式
Ｇ（ｂ）＝１０ｌｏｇ１０（Ｐｂ／Ｐｏ）
で与えられ、
Ｐｂは電力値ｂ、Ｐｏは基準電力（Ｐｏ＝１）である。
ｂ＝（１／ＨＯ）Ｈｎ
のように得られ、
ＨＯは閾値の高さ（ｍ）であり、減衰ゲインＧ（ｄＢ）は、式
Ｇ（ｂ）＝１０ｌｏｇ１０（Ｐｂ／Ｐｏ）
で与えられ、
Ｐｂは電力値ｂ、Ｐｏは基準電力（Ｐｏ＝１）である。
【0189】
図１０Ａの操作１４８の係数ａは、ａ＝（１－ｂ）ｘとして得られ、ｘ＝０．１１５の値に設定されたタスク２～４を実行する場合、ｘは増倍率であり、
ｄＢ単位の減衰ゲインＧ（ａ）は、式
Ｇ（ａ）＝（１０ｌｏｇ１０（Ｐａ／Ｐｏ））ｘ
で与えられ、
Ｐａは電力値ａ、Ｐｏは基準電力Ｐｏ＝１である。
ｄＢ単位の減衰ゲインＧ（ａ）は、式
Ｇ（ａ）＝（１０ｌｏｇ１０（Ｐａ／Ｐｏ））ｘ
で与えられ、
Ｐａは電力値ａ、Ｐｏは基準電力Ｐｏ＝１である。
【0190】
図１１Ａのビルディングブロック１６０、１６８、１６２、１７０のそれぞれにおけるΔｔ１、ａ、ｂ、およびΔｔ２の値は、次のように得られる。
【0191】
【0192】
図１１Ａの操作１６２の係数ｂは、ｂ＝（１／ｒＯ）ｒＯ－＞ｎとして得られ、
ｒＯは閾値距離（ｍ）であり、
観測者Ｏ（０，０，０）と仮想点ｎ（ｘ，ｙ，ｚ）の間の距離ｒＯ－＞ｎは、
ｒＯ－＞ｎ＝√（（ｘｎ－ｘＯ）２＋（ｙｎ－ｙＯ）２＋（ｚｎ－ｚＯ）２）
のように規定され、
ｄＢ単位の減衰ゲインＧ（ｂ）は、式
Ｇ（ｂ）＝１０ｌｏｇ１０（Ｐｂ／Ｐｏ）
で与えられ、
Ｐｂは電力値ｂ、Ｐｏは基準電力Ｐｏ＝１である。
ｒＯは閾値距離（ｍ）であり、
観測者Ｏ（０，０，０）と仮想点ｎ（ｘ，ｙ，ｚ）の間の距離ｒＯ－＞ｎは、
ｒＯ－＞ｎ＝√（（ｘｎ－ｘＯ）２＋（ｙｎ－ｙＯ）２＋（ｚｎ－ｚＯ）２）
のように規定され、
ｄＢ単位の減衰ゲインＧ（ｂ）は、式
Ｇ（ｂ）＝１０ｌｏｇ１０（Ｐｂ／Ｐｏ）
で与えられ、
Ｐｂは電力値ｂ、Ｐｏは基準電力Ｐｏ＝１である。
【0193】
図１１Ａの操作１６８の係数ａは、
ａ＝Ｐｏ（１／ｒＯ－＞ｎ）ｘ
のように決定され、
Ｐｏは基準電力レベルであり、得られた係数ａは、
Ｇ（ａ）＝（１０ｌｏｇ１０（Ｐａ／Ｐｏ））ｘ
のようにｄＢ単位のゲインＧ（ａ）に変換され、
ｘは倍率であり、タスク２～４を実行する場合はｘ＝１．１の値に設定される。
ａ＝Ｐｏ（１／ｒＯ－＞ｎ）ｘ
のように決定され、
Ｐｏは基準電力レベルであり、得られた係数ａは、
Ｇ（ａ）＝（１０ｌｏｇ１０（Ｐａ／Ｐｏ））ｘ
のようにｄＢ単位のゲインＧ（ａ）に変換され、
ｘは倍率であり、タスク２～４を実行する場合はｘ＝１．１の値に設定される。
【0194】
図１１Ａの操作１７０の遅延時間Δｔ２は、
Δｔ２＝ｒＯ－＞ｎ／ｖ
で得られ、
ｖは媒体中を伝わる音の伝播速度であり、タスク２～４が３４３ｍ／秒に設定されている場合、つまり、平均温度２０℃、湿度約５０％での空気中の音速である。
Δｔ２＝ｒＯ－＞ｎ／ｖ
で得られ、
ｖは媒体中を伝わる音の伝播速度であり、タスク２～４が３４３ｍ／秒に設定されている場合、つまり、平均温度２０℃、湿度約５０％での空気中の音速である。
【0195】
図６のビルディングブロック１３のラウドスピーカ係数ａ（ｙｎ－＞ｚｎ）は、パニングアルゴリズムを使用して取得され、タスク１～４を実行する場合、次のパニングアルゴリズムが使用された。
【0196】
ラウドスピーカ構成（図５Ａを参照）は、ラウドスピーカ構成形状に分割され、
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“０” ｙ＝“１．２６” ｘ＝“０” ｃｈ＝“１” ｉｄ＝“Ａ”／＞
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“０．５９” ｙ＝“０．４１” ｘ＝“－１．０２” ｃｈ＝“２” ｉｄ＝“Ｂ”／＞
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“０．５９” ｙ＝“０．４１” ｘ＝“１．０２” ｃｈ＝“３” ｉｄ＝“Ｃ”／＞
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“－１．１８” ｙ＝“０．４１” ｘ＝“０” ｃｈ＝“４” ｉｄ＝“Ｄ”／＞
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“１．１８” ｙ＝“－０．４１” ｘ＝“０” ｃｈ＝“５” ｉｄ＝“Ｅ”／＞
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“－０．５９” ｙ＝“－０．４１” ｘ＝“１．０２” ｃｈ＝“６” ｉｄ＝“Ｆ”／＞
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“－０．５９” ｙ＝“－０．４１” ｘ＝“－１．０２” ｃｈ＝“７” ｉｄ＝“Ｇ”／＞
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“０” ｙ＝“－１．２６” ｘ＝“０” ｃｈ＝“８” ｉｄ＝“Ｈ”／＞
＜－－Ｔｏｐ Ｌａｙｅｒ－－＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｄ Ｂ Ａ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｂ Ｃ Ａ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｃ Ｄ Ａ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜－－Ｍｉｄ Ｌａｙｅｒ－－＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｅ Ｃ Ｂ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｅ Ｆ Ｃ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｆ Ｄ Ｃ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｆ Ｇ Ｄ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｇ Ｂ Ｄ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｇ Ｅ Ｂ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜－－Ｂｏｔｔｏｍ Ｌａｙｅｒ－－＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｈ Ｅ Ｇ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｈ Ｆ Ｅ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｈ Ｇ Ｆ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜－－Ｓｉｘ Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎｓ ｆｉｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｓｉｄｅ－－＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｆ Ｅ Ｃ Ｄ” ｔｙｐｅ＝“ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｇ Ｅ Ｄ Ｂ” ｔｙｐｅ＝“ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｂ Ｄ Ｃ Ｅ” ｔｙｐｅ＝“ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｆ Ｇ Ｅ Ｄ” ｔｙｐｅ＝“ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｇ Ｆ Ｅ Ｈ” ｔｙｐｅ＝“ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｃ Ｄ Ｂ Ａ” ｔｙｐｅ＝“ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ”／＞
＜ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＰｏｉｎｔ ｚ＝“０” ｙ＝“２” ｘ＝“０”／＞
＜／ｇｒｉｄ＞
＜ｒｏｕｔｉｎｇ ｖａｌｕｅ＝“１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８”／＞
＜ｃｅｎｔｅｒ ｚ＝“０” ｙ＝“０” ｘ＝“０”／＞
＜／ｓｅｔｕｐ＞
のように、投影面および容積で構成される。
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“０” ｙ＝“１．２６” ｘ＝“０” ｃｈ＝“１” ｉｄ＝“Ａ”／＞
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“０．５９” ｙ＝“０．４１” ｘ＝“－１．０２” ｃｈ＝“２” ｉｄ＝“Ｂ”／＞
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“０．５９” ｙ＝“０．４１” ｘ＝“１．０２” ｃｈ＝“３” ｉｄ＝“Ｃ”／＞
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“－１．１８” ｙ＝“０．４１” ｘ＝“０” ｃｈ＝“４” ｉｄ＝“Ｄ”／＞
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“１．１８” ｙ＝“－０．４１” ｘ＝“０” ｃｈ＝“５” ｉｄ＝“Ｅ”／＞
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“－０．５９” ｙ＝“－０．４１” ｘ＝“１．０２” ｃｈ＝“６” ｉｄ＝“Ｆ”／＞
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“－０．５９” ｙ＝“－０．４１” ｘ＝“－１．０２” ｃｈ＝“７” ｉｄ＝“Ｇ”／＞
＜ｓｐｅａｋｅｒ ｓｐｅａｋｅｒＴｙｐｅ＝“ｓａｔｅｌｌｉｔｅ” ｚ＝“０” ｙ＝“－１．２６” ｘ＝“０” ｃｈ＝“８” ｉｄ＝“Ｈ”／＞
＜－－Ｔｏｐ Ｌａｙｅｒ－－＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｄ Ｂ Ａ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｂ Ｃ Ａ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｃ Ｄ Ａ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜－－Ｍｉｄ Ｌａｙｅｒ－－＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｅ Ｃ Ｂ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｅ Ｆ Ｃ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｆ Ｄ Ｃ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｆ Ｇ Ｄ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｇ Ｂ Ｄ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｇ Ｅ Ｂ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜－－Ｂｏｔｔｏｍ Ｌａｙｅｒ－－＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｈ Ｅ Ｇ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｈ Ｆ Ｅ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｈ Ｇ Ｆ” ｔｙｐｅ＝“ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＴｒｉａｎｇｌｅ”／＞
＜－－Ｓｉｘ Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎｓ ｆｉｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｓｉｄｅ－－＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｆ Ｅ Ｃ Ｄ” ｔｙｐｅ＝“ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｇ Ｅ Ｄ Ｂ” ｔｙｐｅ＝“ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｂ Ｄ Ｃ Ｅ” ｔｙｐｅ＝“ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｆ Ｇ Ｅ Ｄ” ｔｙｐｅ＝“ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｇ Ｆ Ｅ Ｈ” ｔｙｐｅ＝“ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ”／＞
＜ｓｈａｐｅ ｓｐｅａｋｅｒｓ＝“Ｃ Ｄ Ｂ Ａ” ｔｙｐｅ＝“ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ”／＞
＜ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＰｏｉｎｔ ｚ＝“０” ｙ＝“２” ｘ＝“０”／＞
＜／ｇｒｉｄ＞
＜ｒｏｕｔｉｎｇ ｖａｌｕｅ＝“１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８”／＞
＜ｃｅｎｔｅｒ ｚ＝“０” ｙ＝“０” ｘ＝“０”／＞
＜／ｓｅｔｕｐ＞
のように、投影面および容積で構成される。
【0197】
ｙｎに関連付けられた点がラウドスピーカ投影面の投影角度にある場合、またはラウドスピーカ構成の特定の容積内の特定の面にあるラウドスピーカｚｎで構成されるラウドスピーカ容積内にある場合、ラウドスピーカ構成形状に含まれていないすべてのラウドスピーカについて
ａ（ｙｎ－＞ｚｎ）＝０であり、
ラウドスピーカ構成形状に配置された各ラウドスピーカについて、ｙｎ－＞ｚｎの距離ｒｎは、
ｒｎ＝√（（ｘｙｎ－ｘｚｎ）２＋（ｙｙｎ－ｙｚｎ）２＋（ｚｙｎ－ｚｚｎ）２）
さらに、
Σｒ＝ｒ１＋ｒ２＋．．．＋ｒｎ
のように決定され、
各ラウドスピーカｚｎの信号ｙｎの振幅は、
ａ（ｙｎ－＞ｚｎ）＝１／（Σｒ／ｒｎ）
のように決定され、
ｄＢ単位の減衰ゲインは、
Ｇ（ｙｎ－＞ｚｎ）＝１０ｌｏｇ１０（Ｐａ／Ｐｏ）
したがって、
ｙｎ（ａ）＝Σａ（ｙｎ－＞ｚｎ）＝１
のように決定され、
これにより、同等の出力パンニングが得られる。
ａ（ｙｎ－＞ｚｎ）＝０であり、
ラウドスピーカ構成形状に配置された各ラウドスピーカについて、ｙｎ－＞ｚｎの距離ｒｎは、
ｒｎ＝√（（ｘｙｎ－ｘｚｎ）２＋（ｙｙｎ－ｙｚｎ）２＋（ｚｙｎ－ｚｚｎ）２）
さらに、
Σｒ＝ｒ１＋ｒ２＋．．．＋ｒｎ
のように決定され、
各ラウドスピーカｚｎの信号ｙｎの振幅は、
ａ（ｙｎ－＞ｚｎ）＝１／（Σｒ／ｒｎ）
のように決定され、
ｄＢ単位の減衰ゲインは、
Ｇ（ｙｎ－＞ｚｎ）＝１０ｌｏｇ１０（Ｐａ／Ｐｏ）
したがって、
ｙｎ（ａ）＝Σａ（ｙｎ－＞ｚｎ）＝１
のように決定され、
これにより、同等の出力パンニングが得られる。
【0198】
図６で得られた各ラウドスピーカ信号ｚｎの減衰ａは、ａ＝１／Ｎ２として得られ、Ｎ＝形状上で規定された点の数（タスク１ではＮ＝２、タスク２ではＮ＝１４、タスク３ではＮ＝２６、タスク４ではＮ＝１８）である。各タスクについて、ラウドスピーカに供給されるすべての音声出力信号の出力レベルをさらに手動で減衰または増幅して、被験者で正確に同じ音圧レベルを取得した（ｄＢメーターデバイスで音響的に測定）。
【0199】
図１５Ａは、「タスク１」とも呼ばれる、防音され、音響的に処理された環境で、ハイファイラウドスピーカを使用してステレオ音投影で再生された、記録された重み付けされていない音叉の０．５～３０秒の平均スペクトログラフを示している。図５Ｅは、タスク１に使用されたラウドスピーカ構成を示している。
【0200】
入力音声信号と比較して、ステレオ音投影を含む音声出力信号は、基本波と第１の高調波とのパワー比が１：０．０００３（－３５ｄＢ）増加し、基本波と第２の高調波とのパワー比が１：０．００００８（－４１ｄＢ）増加する。
【0201】
ステレオ音システムなどの「標準的な」方法を使用して音声信号を再生すると、記録された情報の一部が変更されていると結論付けることができる。つまり、録音された音源のスペクトルで発生する高調波の強度または存在は、出力媒体の伝播によって部分的に減少または不明瞭になる。
【0202】
図１５Ｂは、入力音声信号として録音された重み付けされていない音叉で生成された音声信号の０．５～３０秒の平均スペクトログラフを示す。生成された音声信号は、防音および音響処理された環境でハイファイラウドスピーカを使用して再生された。この実施形態では、仮想音源は角錐である。この音声信号を被験者に提供することは、「タスク２」とも呼ばれる。図５Ａはタスク２に使用されたラウドスピーカ構成を示し、図５Ｂはタスク２に使用された仮想音源を示し、図５Ｆはタスク２に使用された信号処理を示す。
【0203】
図１４Ｂに示す入力音声信号と比較すると、被験者に提供される図１５Ｂの音声信号では、被験者が、この音声信号を聞いて、音声信号が角錐形状の仮想音源に由来するものとして知覚し、基本波と第１高調波のパワー比（２：１）の大幅な減少、１：０．０２５（－１６ｄＢ）および１：０．０４（－１４ｄＢ）の基本波から第２の高調波（６．２５：１）までを観測できる。さらに、８１６．６Ｈｚ（３：１）で第３の高調波が識別可能になり、基本波に対するパワー比は１：０．０００４（－３４ｄＢ）になる。
【0204】
図１５Ｃは、入力音声信号として記録された重み付けされていない音叉で生成された音声信号の０．５～３０秒の平均スペクトログラフを示す。生成された音声信号は、防音および音響処理された環境でハイファイラウドスピーカを使用して再生された。この実施形態では、仮想音源は立方体である。この音声信号を被験者に提供することは、「タスク３」とも呼ばれる。図５Ａはタスク３に使用されたラウドスピーカ構成を示し、図５Ｃはタスク３に使用された仮想音源を示し、図５Ｆはタスク３に使用された信号処理を示す。
【0205】
音声入力信号（図１４Ｂを参照）と比較して、立方体の音形状投影を含む音声信号（図１５Ｃを参照）では、基本波と第１高調波のパワー比（２：１）が大幅に減少し、１：０．０１５（－１８ｄＢ）と１：０．０００２５（－３６ｄＢ）の基本波から第３の高調波（３：１）までを観測できる。基本波と２次高調波のパワー比（６．２５：１）は、音声入力信号１：０．００１５（－２８ｄＢ）に等しくなる。
【0206】
図１５Ｄは、防音され、音響的に処理された環境においてハイファイ度ラウドスピーカを使用して音形状投影として再生された、録音された重み付けされていない音叉の０．５～３０秒の平均スペクトログラフを示す。この実施形態では、仮想音源は、「タスク４」とも呼ばれる球体である。図５Ａはタスク４に使用されたラウドスピーカ構成を示し、図５Ｄはタスク４に使用された仮想音源を示し、図５Ｆはタスク４に使用された信号処理を示す。
【0207】
音声入力信号（図１４Ｂを参照）と比較して、球体の音形状射影を含む音声出力信号（図１５Ｄ）では、基本波と第１の高調波との等しいパワー比（２：１）、１：０．００１５（－２８ｄＢ）が観測され、基本波から第３の高調波（３：１）へのパワー比が１：０．０００２５（－３６ｄＢ）増加する。
【0208】
音像投影を利用した音声信号の再生により、記録された情報は、結果として得られるスペクトルが、投影された形状の共鳴、例えば、角錐、立方体、または球体の形状を持つ音源の共鳴に似るように変更され、音声入力ソースのスペクトルで発生する高調波の強度または存在は、形状投影により増加または減少する可能性があり、そして、そのような音形状射影は、（少なくとも部分的に）出力媒体、つまり個々のラウドスピーカの伝播から生じる空間スペクトル特性を無効にする、と結論付けることができる。
【0209】
一実施形態では、仮想音源は、角錐、立方体、または球体として形作ることができる。本開示で言及されるような形状の投影にさらされた後の人体の生理学的反応に関するデータは、これらの３つの形状の前記投影を例として取得されている。これらの３つの形状は、基本的な基本形状と、自然の処理（Ｙ Ｌｉ ｅｔ ａｌ．，２０１５）、結晶化処理（Ｃ Ｐａｒｋ ｅｔ ａｌ．，２０１０）、および生理学的実験の以前の被験者（Ｉ Ｒ Ｋｕｍａｒ ｅｔ ａｌ．，２００５）との関係として選択された。音形状の効果と呼ばれる効果は、これらの形状のいずれかでかなりの程度に得られる観察可能な効果、すなわち、音に一般的に存在するリズム、ピッチ、または音色情報の効果以外の、形状を音に帰する一般的な効果を指し、形状の正確な投影は、投影された音響物体の形状を特に考慮せずに、ステレオ音投影など、当技術分野で知られている標準的な方法を使用して、同じ音声信号の投影と比較して、そのような効果の明確な違いおよび／または増加を有する。本開示で言及されるそれぞれの異なる形状の効果は、明確な違いを示し得るが、本明細書で説明される方法に関する特許請求の範囲は、形状の投影が共通して有する観察可能で測定可能な効果を指す。発明を含む方法は、形状の可聴生成を指し、したがって、任意の幾何学的形状および／もしくは非幾何学的形状、ならびに／または任意の空間次元の形状、ならびに／または螺旋などの周期的な振動で変形する形状の数学的に一貫した投影を含み得ることが理解されたい。
【0210】
図１６Ａは、一実施形態による被験者の生理学的状態を改善するための方法を示す。ここで、被験者２は、ステレオ音投影の中心、つまり、「タスク１」に配置され（ラウドスピーカ構成については図５Ｅを、提供された音声信号については図１５Ａを参照）、音声入力信号は、被験者の左右に均等に、および被験者の位置から測定された正規化された音圧レベルで分配される。すべてのタスク１～４の音圧レベルは同じであることに留意されたい。
【0211】
右側には、５分間の音暴露後に観察された、測定された生理学的効果の要約が示されている。暴露後と暴露前とを比較したアルファ波活動の平均出力では、被験者に識別可能な効果は観察されず、以下では「基本条件」とも呼ばれる。脳活動のアルファ：ベータ波比および心拍数変動のＬＦ：ＨＦ比は、暴露後とタスク１を基本条件に比べてわずかに減少したが、大幅には減少しなかった。
【0212】
図１６Ｂは、被験者を角錐の音形状投影の中心に配置する実施形態、すなわち「タスク２」を示し（仮想音源については図５Ｂを、提供された音声信号については図１５Ｂを参照）、生成された音声信号は、被験者の左、右、上、下、前、および後ろに配置されたラウドスピーカによって分配され、被験者の位置から測定された正規化された音圧レベルで分配される。
【0213】
右側には、５分間の音暴露後に観察された、測定された生理学的効果の要約が示されている。脳活動のアルファ波平均出力とアルファ波：ベータ波パワー比の大幅な減少、心拍数変動のＬＦ：ＨＦパワー比の大幅な減少、および、被験者の恒常性の改善を示す測定された効果が観察される。
【0214】
図１６Ｃは、立方体の音形状投影の中心に被験者を配置する実施形態、すなわち「タスク３」を示し（仮想音源については図５Ｃを、提供された音声信号については図１５Ｃを参照）、音声入力信号が分配される場所は、被験者の左、右、上、下、前、および後ろに配置されたラウドスピーカによって分配され、被験者の位置から測定された正規化された音圧レベルで分配される。
【0215】
右側には、５分間の音暴露後に観察された、測定された生理学的効果の要約が示されている。アルファ波平均出力の大幅な減少、脳活動のアルファ波：ベータ波パワー比の非常に大幅な減少、および、心拍数変動のＬＦ：ＨＦパワー比の大幅な減少、被験者の恒常性の改善を示す測定された効果が観察される。
【0216】
図１６Ｄは、被験者を球体の音形状投影の中心に配置する実施形態、すなわち「タスク４」を示し（仮想音源については図５Ｄを、提供された音声信号については図１５Ｄを参照）、音声入力信号は、被験者の左、右、上、下、前、および後ろに配置されたラウドスピーカによって分配され、被験者の位置から測定された正規化された音圧レベルで分配される。
【0217】
右側には、５分間の音暴露後に観察された、測定された生理学的効果の要約が示されている。脳活動のアルファ波平均出力とアルファ波：ベータ波パワー比との大幅な減少、および、心拍数変動のＬＦ：ＨＦパワー比の大幅な減少、被験者の恒常性の改善を示す測定された効果が観察される。
【0218】
重要なことは、タスク２～４のように音形状投影の観察された効果は、観察されたすべての効果がタスク１と比較して、また基本条件と比較して大幅に増加することであり、つまり、脳のアルファ波活動の平均出力が減少し、アルファ波とベータ波の間の差比勾配が大幅に減少し、心拍変動のＬＦ：ＨＦパワー比の間の差比勾配が大幅に減少する。
【0219】
アルファ波：ベータ波パワー比の減少は、リラクゼーションの強化（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ（１９９４）２３（ｎｏ．１）：１－３・Ａｐｒｉｌ ２０１６＆Ｒ Ｆ Ｎａｖｅａ ｅｔ ａｌ，Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｐａｐｅｒ－Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｅｉｎｓｔｅｉｎ ２０１５，Ａｔ Ｄｅ Ｌａ Ｓａｌｌｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ－Ｍａｎｉｌａ）および脳波の結束の強化を示すとして解釈され得る。左前中央部のアルファ波のレベルが低いほど、自己受容、環境への習熟、個人の成長のレベルが高いことに有意に関連しており、また、総合的な心理的幸福（Ｈ Ｌ．Ｕｒｒｙｅｔ ｅｔ ａｌ．，Ｐｓｙｃｈｏｌ Ｓｃｉ．２００４ Ｊｕｎ；１５（６）：３６７－７２）、および、気分誘導（Ｍａｔｔｉ Ｇｒｏｈｎ ｅｔ ａｌ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ １８ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｕｄｉｔｏｒｙ Ｄｉｓｐｌａｙ，Ａｔｌａｎｔａ，ＧＡ，ＵＳＡ，Ｊｕｎｅ １８－２１，２０１２）による心血管系および呼吸器系へのプラスの効果を示唆している。アルファ波活動の低下は、血液中の酸素レベルの上昇にも関連していると報告されている（Ｈ Ｙｕａｎ ｅｔ ａｌ，Ｎｅｕｒｏｉｍａｇｅ．２０１０ Ｆｅｂｒｕａｒｙ １；４９（３）：２５９６）。結果は、参加者が集中力を高めた状態、つまり没入状態にあったことを示している（Ｓ．Ｌｉｍ ｅｔ ａｌ，Ｓｅｎｓｏｒｓ（Ｂａｓｅｌ）２０１９ Ａｐｒ ８；１９（７）：１６６９）。さらに、ＶＲ体験に没頭している間、純粋に精神的なタスクと比較して、アルファ波の活動が算術タスク中に減少することが示されており、内部に注意を向けていることも示唆されている（Ｅｌｉｓａ Ｍａｇｏｓｓｏ ｅｔ ａｌ，Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ Ｖｏｌｕｍｅ ２０１９）。
【0220】
交感神経系（ＳＮＳ）と副交感神経系（ＰＮＳ）からなる自律神経系（ＡＮＳ）の活動は、心拍変動（ＨＲＶ）内の低周波（ＬＦ）および高周波（ＨＦ）帯域に反映され、一方、これらの周波数帯域の出力の比率、いわゆるＬＦ：ＨＦパワー比は、交感神経バランスの程度を定量化するために使用される（Ｓｉｎ－Ａｅ Ｐａｒｋ ｅｔ ａｌ；Ｉｎｔ Ｊ Ｅｎｖｉｒｏｎ Ｒｅｓ Ｐｕｂｌｉｃ Ｈｅａｌｔｈ．２０１７ Ｓｅｐ；１４（９）：１０８７）ことが一般に認められている。
【0221】
高分解能の音声刺激は、低分解能の音声刺激と比較してリラクゼーションを強化し、アルファ波出力の減少を示すことが証明されている（Ｔ．Ｈａｒａｄａ ｅｔ ａｌ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ（１９９４）２３（ｎｏ．１）：１－３・Ａｐｒｉｌ ２０１６）。実施された実験で観察された同じ結果と比較して、本開示に記載の方法は、高分解能音声信号を取得するための新規な方法と見なすことができ、より具体的には、形状情報が信号に符号化されているため、同じハイファイ音声機器を使用したステレオ音投影と比較して、結果に顕著な違いが見られる。
【0222】
図１７は、前述のタスク１～４に５分間さらされた後の、周波数帯域（デルタ：１．５～３．５Ｈｚ、シータ：３．５～７Ｈｚ、アルファ：８～１３Ｈｚ、ベータ１：１３～２０Ｈｚ、ベータ２：１８～２５Ｈｚ、ガンマ：３０～４０Ｈｚ）のそれぞれの平均振幅値を示している。測定は、各エポックの最後の１分間に行われた。タスク１の「ステレオ音投影」とタスク２～４の「音形状投影」とを比較すると、アルファ波活動の大幅な減少が観察される。
【0223】
さらに、得られたデータは、アルファ波の範囲では、基本条件とタスク２～４の間に有意差があることを示唆している。アルファは、基本状態とステレオ音投影との間でわずかに減少し（タスク１：Ｎ＝１２、ｐ≦０．０６１）、その後、タスク１と音形状投影（タスク２：Ｎ＝１２、ｐ≦０．０１、タスク３：Ｎ＝１２、ｐ≦０．０２３、タスク４：Ｎ＝１２、ｐ≦０．０５９）との間で変動とともに大幅に減少する。示されているように、基本条件とタスク２の間、および基本条件とタスク３の間で、そして、程度は低いが、基本条件とタスク４の間で有意な結果が得られる。
【0224】
０．０５未満のｐ値（通常は≦０．０５）は、統計的に有意である。帰無仮説が正しく、結果がランダムである可能性は５％未満であるため、帰無仮説に対する強力な証拠を示す。（Ｓａｕｌ ＭｃＬｅｏｄ，ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓｉｍｐｌｙｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ．ｏｒｇ／ｐ－ｖａｌｕｅ．ｈｔｍｌ）。
【0225】
図１８は、基本状態と比較してタスク２～４の間、アルファ波：ベータ波パワー比が大幅に減少し、さらに、ステレオ音投影（タスク１）と音形状投影（タスク２～４）の間で大幅に減少することを示している。
【0226】
図１９は、心拍変動のＬＦ：ＨＦパワー比が基本状態と比較してタスク２～４で大幅に減少し、さらにステレオ音投影（タスク１）と音形状投影（タスク２～４）の間で大幅に減少することを示している。
【0227】
ここで言及した実験データは、音形状投影の提示かどうか、すなわち、形状を有する仮想音源に由来するものとして被験者によって知覚されるように構成された音声信号の提供が、生理学的測定値（ＥＥＧ、ＨＲＶ）に影響を与えるかどうかを調査することを目的とした研究、および、異なる音形状射影が生理学的測定値（ＥＥＧ、ＨＲＶ）に異なる影響を与えるかどうかの調査から得られたものである。この研究は、合計５０人の参加者、Ｎ＝５０人の被験者のうち、２２人の女性被験者と２８人の男性被験者で実施された。すべての被験者は２０歳から４０歳までの健康な若者であった。被験者は、精神的または健康上の問題に苦しんでいないと宣言し、定期的に薬を服用していなかった。この研究は、ヘルシンキ倫理宣言に従って実施された。
【0228】
ＥＥＧ（脳波）データは、Ｔｈｏｍａｓ Ｆｅｉｎｅｒ教授、博士およびＦｒａｎｋ Ｈｅｇｇｅｒ教授、博士によって収集され、Ａｎａｔ Ｂａｒｎｅａ博士によって処理された。ＨＲＶ（心拍変動）データは、Ｂｅｒｔｒａｍ Ｒｅｉｎｂｅｒｇによって収集された。ＨＲＶデータは、ＥＥＧ記録と並行して記録された。統計のために考慮された観察は、すべての電極で平均化された周波数帯域の平均増幅ｅ＝１９（被験者ごと、帯域ごと）である。左：右以外の信号の空間的局在は考慮されていない。
【0229】
実験は、図５Ａに示すように、被験者の上、下、および周囲に配置された無指向性ラウドスピーカを備えた、防音され、音響的に処理されたスタジオ環境で実施された。被験者は、実験手順全体で目を閉じてじっと座っているように指示された。タスク１～４のすべての位置は、同じラウドスピーカで、被験者の同じ正規化された音圧レベルで、同じ条件下で再生された。音刺激のサンプルは、オクターブの間隔で、事前に録音された高周波数の重み付けされていない音叉と同じ長さおよび音量でループ再生された（再生周波数：＃１＝２７２．２Ｈｚ、＃２＝５４４．４Ｈｚ）。
【0230】
被験者は、ステレオ音投影（タスク１）または音形状投影（タスク２、３、または４）にさらされた。各音刺激は５分間再生された。すべての被験者は、５分間の基本条件（目を閉じて無音）と５分間の音刺激についても監視された。形状の提示（タスク１～４）は、被験者間でランダムに混合された。実験は「ブラインドツーブラインド」で実施され、参加者と生理学的測定を行っている博士の両方が、どのタスクが再生されているか、および音サンプルの特徴が何であるかを認識していなかった。参加者は、音刺激への暴露の前後に評価アンケートに回答するよう求められた。
【0231】
基本条件を含む各条件は５分間測定され、最後の１分間が分析された。ノイズの多いアーティファクトを有する被験者は、統計分析を実行する前に分析パラダイムから削除された。
【0232】
図２０Ａは、音刺激への暴露前および暴露後の被験者によって回答されたＭＤＱＭからの結果の要約を示す。ＭＤＭＱは、ドイツの多次元気分質問票（ＭＤＢＦ）の英語版であり、多くの研究で信頼できる尺度であることが証明されている（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｅｔｈｅｖａｌ．ｕｎｉ－ｊｅｎａ．ｄｅ／ｍｄｂｆ．ｐｈｐ）。結果は、暴露前と暴露後を投影された音の形状と比較し（タスク２～４）、ステレオ音投影（タスク１）の暴露後の効果を音形状投影（タスク２～４）と比較して、参加者の報告された深いリラクゼーションの大幅な増加と緊張の大幅な減少を示している。
【0233】
図２０Ｂは、音刺激への暴露前および暴露後に被験者が回答したＭＤＱＭアンケートから得られたより大きな報告を示している。すべてのカテゴリは、測定されたすべての肯定的な感情の増加と測定されたすべての負の感情の減少で、音刺激への暴露前と暴露後に比較して同じ傾向を示す。すべてのカテゴリは、タスク２～４（Ｎ＝３６）にさらされた後に回答されたＭＤＭＱアンケートの統計的に有意な結果を示している。休んでいるｐ≦０．００２、落ち着かないｐ≦０．０４５、悪いｐ≦０．００１、疲れているｐ≦０．０３０、不安なｐ≦０．０２５、リラックスしているｐ≦０．００１、不幸なｐ≦０．０４８、緊張しているｐ≦０．０００、深くリラックスしているｐ≦０．００１、である。
【0234】
すべての参加者は、実験に登録する前にＢＥＣＫ Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ（ＢＤＩ）に回答する必要があり、すべての参加者の平均スコアは７．４５で、これは正常と見なされる。ＢＥＣＫ Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ（ＢＤＩ）は、Ｈａｍｉｌｔｏｎ Ｐｓｙｃｈｉａｔｒｉｃ Ｒａｔｉｎｇ Ｓｃａｌｅ ｆｏｒ Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ（ＨＲＳＤ）に関する臨床および非臨床被験者の評価の同時妥当性に使用される。（Ａａｒｏｎ Ｔ．Ｂｅｃｋ，Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ Ｖｏｌｕｍｅ ８，Ｉｓｓｕｅ １，１９８８，Ｐａｇｅｓ ７７－１００）。
【0235】
すべての参加者は、健康と感情的な反応を監視するために、各音刺激の直前と直後に多次元気分質問票（ＭＤＭＱ）に回答するように求められた。ＳＰＳＳ ２５．０で対応のあるｔ検定法を使用して、すべてのアンケートの結果の統計分析を実施した。
【0236】
図２１Ａは、音響的に透明な球状シェルを取り囲む音形状投影のためのラウドスピーカ構成を含む、被験者の生理学的状態を改善するための音響システムの実施形態を示す。一実施形態では、無指向性ラウドスピーカは、中心から等半径で互いに等距離に配置され、上下から直角になり、「傾斜した立方体」または「星型四面体」形状を形成する。
【0237】
図２１Ｂは、音響システムの円周の内側に音響的に透明な球状シェルを備えたラウドスピーカ構成である、本発明の一実施形態を示す。そして、音響システムの円周の外側には、音響システムを球状ポッド内に囲む防音シェルがある。
【0238】
図２１Ｃは、本発明の実施形態である、音響的に透明な内側シェルの背後にラウドスピーカ構成形状が組み込まれた防音球状ポッド、および被験者がその中心に座るためにポッドの中心に配置された専用のプラットフォームおよび椅子を示す。
【0239】
図２１Ｄは、本発明の一実施形態である、８つのコーナーピースで接続された６つの外側シェルを備えた球状ポッドのシースルー、球状ポッドの寸法内で、傾斜した立方体または星型四面体構成形状の角に配置された８つのラウドスピーカ、８つのコーナーピースで接続された６つの内側シェル、および、球状ポッドの中心に被験者が座るためのプラットフォームおよび椅子を示す。
【0240】
図２１Ｅは、本発明の一実施形態である、被験者の生理学的状態を改善し、被験者がその中心に座るための音響システムを収容する閉じた球状ポッドを示す。
【0241】
図２２Ａは、本発明の一実施形態である、被験者の生理学的状態を改善するための音響システムを含む球状ポッドの中心に配置される「蓮華座」を支持する椅子に座っている被験者、および／または音形状投影用の統合ラウドスピーカ構成を含む椅子を示す。
【0242】
図２２Ｂは、本発明の一実施形態である、蓮華座に座る被験者を支持する椅子に統合された音形状投影のためのラウドスピーカ構成を備えている被験者の生理学的状態を改善するための音響システムを示す。椅子の座面、背もたれ、および側面には、椅子に座っている被験者の肩、背中、後ろ、および膝をカバーする統合ラウドスピーカおよび／または振動変換器が配置されている。
【0243】
図２３は、一実施形態による例示的なデータ処理システムを示すブロック図である。
【0244】
図２３に示すように、データ処理システム１００は、システムバス１０６を介してメモリ要素１０４に結合された少なくとも１つのプロセッサ１０２を含み得る。したがって、データ処理システムは、メモリ要素１０４内にプログラムコードを記憶することができる。さらに、プロセッサ１０２は、システムバス１０６を介してメモリ要素１０４からアクセスされたプログラムコードを実行することができる。一態様では、データ処理システムは、プログラムコードを記憶および／または実行するのに適したコンピュータとして実装され得る。ただし、データ処理システム１００は、本明細書に記載された機能を実行することができるプロセッサおよびメモリを含む任意のシステムの形で実装され得ることが理解されたい。
【0245】
メモリ要素１０４は、例えば、ローカルメモリ１０８および１つまたは複数の大容量記憶装置１１０などの１つまたは複数の物理メモリデバイスを含み得る。ローカルメモリは、プログラムコードの実際の実行中に一般的に使用されるランダムアクセスメモリまたはその他の非永続メモリデバイスを指す場合がある。大容量記憶装置は、ハードドライブまたはその他の永続的なデータ記憶デバイスとして実装され得る。処理システム１００は、実行中に大容量記憶装置１１０からプログラムコードを検索しなければならない回数を減らすために、少なくともいくつかのプログラムコードの一時記憶を提供する１つまたは複数のキャッシュメモリ（図示せず）も含み得る。
【0246】
入力デバイス１１２および出力デバイス１１４として示される入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスは、任意選択的に、データ処理システムに結合することができる。入力デバイスの例には、キーボード、マウスなどのポインティングデバイス、タッチセンシティブディスプレイなどがあるが、これらに限定されない。出力デバイスの例としては、モニタまたはディスプレイ、スピーカなどがあるが、これらに限定されない。入力および／または出力デバイスは、直接または介在するＩ／Ｏコントローラを介してのいずれかで、データ処理システムに結合することができる。
【0247】
実施形態では、入力デバイスおよび出力デバイスは、入力／出力デバイスを組み合わせて実装され得る（入力デバイス１１２および出力デバイス１１４を囲む破線がある図２３に示されている）。このような結合されたデバイスの例は、タッチセンシティブディスプレイであり、「タッチスクリーンディスプレイ」または単に「タッチスクリーン」とも呼ばれ得る。このような実施形態では、デバイスへの入力は、タッチスクリーンディスプレイの上またはその近くで、例えば、スタイラスやユーザの指などの物理対象物の動きによって提供され得る。
【0248】
ネットワークアダプタ１１６は、データ処理システムと結合して、介入するプライベートまたはパブリックネットワークを介して、他のシステム、コンピュータシステム、リモートネットワークデバイス、および／またはリモートストレージデバイスと結合できるようにすることもできる。ネットワークアダプタは、当該システムによって送信されるデータを受信するためのデータ受信機と、データ処理システム１００へのデバイスおよび／またはネットワークと、データ処理システム１００から、当該システム、デバイス、および／またはネットワークにデータを送信するためのデータ送信機と、を含み得る。モデム、ケーブルモデム、イーサネットカードは、データ処理システム１００で使用できる様々な種類のネットワークアダプタの例である。
【0249】
図２３に描かれているように、メモリ要素１０４はアプリケーション１１８を記憶することができる。様々な実施形態では、アプリケーション１１８は、ローカルメモリ１０８、１つもしくは複数の大容量記憶装置１１０、またはローカルメモリおよび大容量記憶装置とは別に記憶できる。データ処理システム１００が、アプリケーション１１８の実行を容易にし得るオペレーティングシステム（図１には示されていない）をさらに実行できることを理解されたい。実行可能なプログラムコードの形式で実装されているアプリケーション１１８は、データ処理システム１００、例えばプロセッサ１０２によって実行され得る。アプリケーションの実行に応答してデータ処理システム１００は、本明細書で説明する１つまたは複数の操作または方法の手順を実行するように構成され得る。
【0250】
本発明の様々な実施形態は、コンピュータシステムで使用するプログラム製品として実装される可能性があり、プログラム製品のプログラムが実施形態の機能を規定する（本明細書に記載されている方法を含む）。一実施形態では、プログラムは、様々な非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に含めることができ、本明細書で使用されているように、「非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体」という言い回しはすべてのコンピュータ読み取り可能な媒体を含み、唯一の例外が一時的で伝播する信号である。別の実施形態では、プログラムは、様々な一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に含めることができる。実例のようなコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、（ｉ）情報が永久に記憶されている、書き込み不可能な記憶媒体（例えば、ＣＤ－ＲＯＭドライブが読み取ることができるＣＤ－ＲＯＭディスク、ＲＯＭチップ、またはあらゆる種類のソリッドステートの非揮発性半導体メモリなどのコンピュータ内の読み取り専用メモリデバイス）、および（ｉｉ）変更可能な情報が記憶されている書き込み可能な記憶媒体（例えば、フラッシュメモリ、ディスケットドライブ内のフロッピーディスク、またはハードディスクドライブ、またはあらゆる種類のソリッドステートランダムアクセス半導体メモリ）、を含むが、これらに限定されない。コンピュータプログラムは、本明細書に記載されているプロセッサ１０２で実行され得る。
【0251】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを記述する目的であり、本発明の制限を意図していない。本明細書で使用されているように、単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が別段に明記されていない限り、複数形を含めることも目的としている。本明細書で使用される場合、「備える」および／または「備えている」という用語は、指定された機能、整数、ステップ、操作、要素、および／または成分の存在を指定することがさらに理解されるが、他の１つまたは複数の機能、整数、ステップ、操作、要素、成分、および／またはグループの存在または追加を排除しない。
【0252】
以下のクレームのあらゆる手段またはステッププラスファンクション要素の対応する構造、材料、行為、および同等のものは、具体的に主張されているように、他の主張された要素と組み合わせて機能を実行するための任意の構造、材料、または行為を含めることを目的としている。本発明の実施形態の説明は、説明目的のために提示されているが、網羅的であることを意図していないか、開示された形式の実装に限定することを意図していない。多くの変更および変形は、本発明の範囲と精神から逸脱することなく、当業者に明らかになる。実施形態は、本発明の原則といくつかの実用的な応用を最もよく説明するために、そして、当業者が、想定されている特定の使用に適した様々な変更を伴う様々な実施形態の現在の発明を理解できるようにするために選択され、説明された。
【0253】
発明者らは、Ｃｌａｉｒｅ Ｇｌａｎｏｉｓ博士、およびＧａｌｉｔ Ｆｕｈｒｍａｎｎ Ａｌｐｅｒｔ博士の本開示への貢献を認める。
【符号の説明】
【0254】
２ 被験者、観察者
４ ラウドスピーカ
４ａ～４ｈ ラウドスピーカ
６ 仮想音源情報
６ａ 形状寸法
６ｂ 仮想点の位置
８ 音声信号、音声入力信号、入力音声信号
１０ 仮想音源、仮想対象物
１２ 音声信号、音形状投影
１３ 信号分配行列
１４、１６、１８ 減少
２０ 深いリラクゼーション
２２ 自信の向上
２４ 幸福度の向上
２６ 音声信号成分
２８ 音声出力信号
３０ 音響的合計
３２ 音形状投影
３４ 形状生成器
３６ 格子生成器
３８ 空間波変換
４２ アナログデジタル変換器
４６、４８ 音声入力信号
５０ 前置増幅器
５２ 圧力速度変換器
５６ 容器
５８ 形状座標
６０ 格子
６２ 仮想点密度
６４ 空間波変換
６６ 形状符号化
６８ 深さ符号化
７０ 高さ符号化
７２ 距離符号化
７３ 信号フィードバック操作
７４ 信号反転操作
７５ 信号遅延操作
７６ 増幅器
７８ 合計、合計操作
７９ 減衰操作
８０ ハイパスフィルタ操作
８６ 時間遅延操作
８８ 信号減衰
９０ 信号フィードバック操作
１００ データ処理システム
１０２ プロセッサ
１０４ メモリ要素
１０６ システムバス
１０８ ローカルメモリ
１１０ 大容量記憶装置
１１２ 入力デバイス
１１４ 出力デバイス
１１８ アプリケーション
１４０ 信号反転操作
１４２ 信号遅延操作
１４４ 信号減衰
１４８ 減衰
１６０ 第１の信号遅延操作、時間遅延操作
１６２ 第１の信号減衰操作
１６４ 信号フィードバック操作
１６８ 第２の信号減衰
１７０ 時間遅延操作
４ ラウドスピーカ
４ａ～４ｈ ラウドスピーカ
６ 仮想音源情報
６ａ 形状寸法
６ｂ 仮想点の位置
８ 音声信号、音声入力信号、入力音声信号
１０ 仮想音源、仮想対象物
１２ 音声信号、音形状投影
１３ 信号分配行列
１４、１６、１８ 減少
２０ 深いリラクゼーション
２２ 自信の向上
２４ 幸福度の向上
２６ 音声信号成分
２８ 音声出力信号
３０ 音響的合計
３２ 音形状投影
３４ 形状生成器
３６ 格子生成器
３８ 空間波変換
４２ アナログデジタル変換器
４６、４８ 音声入力信号
５０ 前置増幅器
５２ 圧力速度変換器
５６ 容器
５８ 形状座標
６０ 格子
６２ 仮想点密度
６４ 空間波変換
６６ 形状符号化
６８ 深さ符号化
７０ 高さ符号化
７２ 距離符号化
７３ 信号フィードバック操作
７４ 信号反転操作
７５ 信号遅延操作
７６ 増幅器
７８ 合計、合計操作
７９ 減衰操作
８０ ハイパスフィルタ操作
８６ 時間遅延操作
８８ 信号減衰
９０ 信号フィードバック操作
１００ データ処理システム
１０２ プロセッサ
１０４ メモリ要素
１０６ システムバス
１０８ ローカルメモリ
１１０ 大容量記憶装置
１１２ 入力デバイス
１１４ 出力デバイス
１１８ アプリケーション
１４０ 信号反転操作
１４２ 信号遅延操作
１４４ 信号減衰
１４８ 減衰
１６０ 第１の信号遅延操作、時間遅延操作
１６２ 第１の信号減衰操作
１６４ 信号フィードバック操作
１６８ 第２の信号減衰
１７０ 時間遅延操作
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図4H】
【図4I】
【図4J】
【図4K】
【図4L】
【図4M】
【図4N】
【図4O】
【図4P】
【図4Q】
【図4R】
【図4S】
【図4T】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図8F】
【図8G】
【図8H】
【図8I】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図15D】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図16D】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【図21A】
【図21B】
【図21C】
【図21D】
【図21E】
【図22A】
【図22B】
【図23】
【国際調査報告】