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(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】2024-01-31
(54)【発明の名称】低周波自動校正音響システム
(51)【国際特許分類】
H04S 7/00 20060101AFI20240124BHJP
H04R 3/00 20060101ALI20240124BHJP
H04R 1/32 20060101ALI20240124BHJP
【ＦＩ】
H04S7/00 310
H04R3/00 320
H04R1/32 320
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023541040
(86)(22)【出願日】2021-01-15
(85)【翻訳文提出日】2023-07-05
(86)【国際出願番号】 US2021013586
(87)【国際公開番号】W WO2022154802
(87)【国際公開日】2022-07-21
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】512168283
【氏名又は名称】ハーマン インターナショナル インダストリーズ， インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【弁護士】
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】ウェルティ， トッド エス．
(72)【発明者】
【氏名】シャンク， ケビン
【テーマコード（参考）】
5D162
5D220
【Ｆターム（参考）】
5D162AA09
5D162DA02
5D162EG03
5D220BA06
(57)【要約】
室内に音を投射するための少なくとも２つの低周波トランスデューサと、第１の聴取位置で多方向から音を受信するための少なくとも２つのマイクロホンを備えた携帯型装置と、を備えるオーディオシステムが提供される。マイクロコントローラは、ユーザ入力に応答して校正コマンドを提供し、マイクロホンアレイが受信した音を示す測定信号を提供するようにプログラムされる。プロセッサは、校正コマンドの受信に応答してテスト信号を提供するようにプログラムされており、各低周波トランスデューサは、テスト信号に応答してテスト音を生成するように適合される。プロセッサは、測定信号を処理して、第１の聴取位置に隣接する第２の聴取位置における音響応答を予測し、各低周波トランスデューサに関連付けられた音響設定を調整して、第１の聴取位置及び第２の聴取位置における音を最適化するようにさらにプログラムされる。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
室内に音を投射するための少なくとも２つの低周波トランスデューサと、携帯型装置であって、
少なくとも２つのマイクロホンを備え、第１の聴取位置において前記少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれによって生成された音を複数の方向から受信するマイクロホンアレイと、
ユーザ入力に応答して校正コマンドを提供し、前記マイクロホンアレイが受信した前記音を示す測定信号を提供するようにプログラムされるマイクロコントローラを備える、前記携帯型装置と、
プロセッサであって、
前記校正コマンドの受信に応答してテスト信号を提供し、そこで、前記少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれが、前記テスト信号に応答してテスト音を生成するように適合され、
前記測定信号を処理して、前記第１の聴取位置に隣接する第２の聴取位置における音声応答を予測し、
前記少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれに関連付けられた音響設定を調整して、前記第１の聴取位置及び前記第２の聴取位置における音を最適化するようにプログラムされた前記プロセッサと、を含む、オーディオシステム。
【請求項2】
前記少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれが、前記テスト信号に応答して１２０ヘルツ未満のテスト音を生成するように適合されている、請求項１に記載のオーディオシステム。
【請求項3】
前記少なくとも２つのマイクロホンが、軸上に配置され、第１の方向に配置されて入射音を受信し、軸外からの入射音を減衰させる第１のマイクロホンと、
前記軸上に配置され、前記第１の方向とは反対の第２の方向に配置されて入射音を受信し、軸外からの入射音を減衰させる第２のマイクロホンと、をさらに備える、請求項１に記載のオーディオシステム。
【請求項4】
前記プロセッサが、前記第１の聴取位置と前記第２の聴取位置との間の距離に基づいて、前記第１のマイクロホンと前記第２のマイクロホンのそれぞれで受信される前記音に関連する時間遅延をシフトすることによって、前記第１の聴取位置に隣接する前記第２の聴取位置における前記音声応答を予測するために、前記測定信号を処理するようにさらにプログラムされる、請求項３に記載のオーディオシステム。
【請求項5】
前記マイクロホンアレイが、多方向からの音を受信するために、前記第１のマイクロホンと前記第２のマイクロホンとの間の前記軸上に配置された第３のマイクロホンをさらに備える、請求項３に記載のオーディオシステム。
【請求項6】
前記携帯型装置の前記マイクロコントローラが、前記第１及び前記第２のマイクロホンによって受信された前記音と、前記第３のマイクロホンによって受信された前記音との間の差に基づいて、結合された音の指向性を決定し、
前記結合された音の指向性に基づいて前記測定信号を提供するようにさらにプログラムされる、請求項５に記載のオーディオシステム。
【請求項7】
前記プロセッサが、前記測定信号を直交成分に分離し、
前記直交成分を前記第２の聴取位置に外挿するようにさらにプログラムされる、請求項１に記載のオーディオシステム。
【請求項8】
前記テスト信号は、所定のサウンドスイープを示す、請求項１に記載のオーディオシステム。
【請求項9】
前記プロセッサが、音楽信号を示すオーディオ信号及び調整された前記音響設定を前記少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれに提供するようにさらにプログラムされる、請求項１に記載のオーディオシステム。
【請求項10】
前記携帯型装置が、外部からアクセス可能なボタンをさらに備え、前記携帯型装置の前記マイクロコントローラが、ユーザが前記外部からアクセス可能なボタンを押すことに応答して、前記校正コマンドを提供するようにさらにプログラムされる、請求項１に記載のオーディオシステム。
【請求項11】
少なくとも２つの低周波トランスデューサであって、前記少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれがオーディオ信号の受信に応答して室内に音を投射するように適合されている、前記少なくとも２つの低周波トランスデューサと、コントローラであって、
校正コマンドの受信に応答して、前記少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれにテスト信号を提供し、
前記室内の第１の聴取位置で少なくとも２つのマイクロホンによって受信された前記音を示す測定信号を処理して、前記第１の聴取位置に隣接する第２の聴取位置での音の応答を予測し、
前記少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれに関連付けられた音響設定を調整して、前記第１の聴取位置及び前記第２の聴取位置における音を最適化するように構成される、前記コントローラを備える、オーディオシステム。
【請求項12】
前記コントローラが、前記測定信号を直交成分に分離し、
前記直交成分を前記第２の聴取位置に外挿するようにさらに構成される、請求項１１に記載のオーディオシステム。
【請求項13】
前記テスト信号が、所定のサウンドスイープを示す、請求項１１に記載のオーディオシステム。
【請求項14】
前記コントローラが、音楽信号を示すオーディオ信号及び前記調整された音響設定を、前記少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれに提供するようにさらに構成される、請求項１１に記載のオーディオシステム。
【請求項15】
前記少なくとも２つのマイクロホンに結合され、前記少なくとも２つのマイクロホンによって受信された前記音を示す前記測定信号を提供するように構成される、マイクロコントローラを備える携帯型装置をさらに備え、前記少なくとも２つのマイクロホンが、
軸上に配置され、第１の方向に配置されて入射音を受信し、軸外からの入射音を減衰させる第１のマイクロホンと、
前記軸上に配置され、前記第１の方向とは反対の第２の方向に配置されて入射音を受信し、軸外からの入射音を減衰させる第２のマイクロホンと、を備える、請求項１１に記載のオーディオシステム。
【請求項16】
前記コントローラが、前記第１の聴取位置と前記第２の聴取位置との間の距離に基づいて、前記第１のマイクロホンと前記第２のマイクロホンのそれぞれで受信される前記音に関連する時間遅延をシフトすることによって、前記第１の聴取位置に隣接する前記第２の聴取位置における前記音声応答を予測するために、前記測定信号を処理するようにさらに構成される、請求項１５に記載のオーディオシステム。
【請求項17】
多方向からの音を受信するために、前記第１のマイクロホンと前記第２のマイクロホンとの間の前記軸上に配置された第３のマイクロホンをさらに備える、請求項１５に記載のオーディオシステム。
【請求項18】
前記携帯型装置の前記マイクロコントローラが、前記第１及び前記第２のマイクロホンによって受信された前記音と、前記第３のマイクロホンによって受信された前記音との間の差に基づいて、結合された音の指向性を決定し、
前記結合された音の指向性に基づいて前記測定信号を提供するようにさらに構成される、請求項１７に記載のオーディオシステム。
【請求項19】
少なくとも２つの低周波トランスデューサであって、前記少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれがオーディオ信号の受信に応答して室内に音を投射するように適合されている、前記少なくとも２つの低周波トランスデューサと、携帯型装置であって、
第１の聴取位置で音を受信するように適合された少なくとも３つのマイクロホンと、
ユーザ入力に応答して校正コマンドを提供し、前記少なくとも３つのマイクロホンが受信した前記音を示す測定信号を提供するように構成されるマイクロコントローラと、を備える前記携帯型装置と、
コントローラであって、
前記校正コマンドの受信に応答して、所定のサウンドスイープを示す第１のオーディオ信号を、前記少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれに提供し、
前記測定信号を処理して、前記第１の聴取位置に隣接する第２の聴取位置における音声応答を予測し、
前記少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれに関連付けられた音響設定を調整して、前記第１の聴取位置及び前記第２の聴取位置における音を最適化し、
音楽信号を受信し、
前記音楽信号及び前記調整されたサウンド設定を示す第２のオーディオ信号を、前記少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれに提供するように構成される、前記コントローラと、を備えるオーディオシステム。
【請求項20】
前記少なくとも３つのマイクロホンが、軸上に配置され、第１の方向に配置されて入射音を受信し、軸外からの入射音を減衰させる第１のマイクロホンと、
前記軸上に配置され、前記第１の方向とは反対の第２の方向に配置されて入射音を受信し、軸外からの入射音を減衰させる第２のマイクロホンと、
前記第１のマイクロホンと前記第２のマイクロホンとの間の前記軸上に配置され、多方向からの音を受信する第３のマイクロホンと、を備え、
前記携帯型装置の前記マイクロコントローラが、
前記第１及び前記第２のマイクロホンによって受信された前記音と、前記第３のマイクロホンによって受信された前記音との間の差に基づいて、結合された音の指向性を決定し、
前記結合された音の指向性に基づいて前記測定信号を提供するようにさらに構成される、請求項１９に記載のオーディオシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、音響システムを自動的に校正するためのシステム及び方法を対象とする。
【背景技術】
【0002】
音響システムは通常、電気信号を音響信号に変換するラウドスピーカを含む。ラウドスピーカは、高周波信号、中周波信号、及び低周波信号などの、ある範囲の音響信号を生成する１つまたは複数のトランスデューサを含み得る。ラウドスピーカの１つのタイプは、低周波信号を生成する低周波トランスデューサを含み得るサブウーファである。
【0003】
音響システムは、家庭のリスニングルーム、ホームシアター、映画館、コンサートホール、車内、レコーディングスタジオなどのさまざまなリスニング環境で音響信号を生成し得る。聴取環境には、ラウドスピーカによって生成された音響信号を人が聞くための複数の聴取位置、例えば、家庭のリスニングルーム内の異なるセクションのソファが含まれる。
【0004】
聴取環境は、聴取位置での低周波、中周波、及び／または高周波信号を含む音響信号に影響を与える場合がある。聴取者が部屋のどこにいるかに応じて、音量はさまざまなトーンで変化する可能性がある。これは、特定のトーンまたは周波数の音量（振幅で測定）が人為的に増減され得るため、家の小さな部屋の低周波数に特に当てはまり得る。低周波数は、音楽、映画、及びその他のほとんどのオーディオエンターテイメントの形態を楽しむために重要である場合がある。ホームシアターの例では、壁、カーテン、家具、調度品などを含む部屋の境界が、音響信号がラウドスピーカから聴取位置に伝わる際に音響信号に影響を与える場合がある。
【0005】
聴取位置で受信された音響信号は測定され得る。音響信号の１つの尺度は、単一周波数、離散的な数の周波数、または周波数範囲での振幅及び／または位相を含む音響信号の側面を測定し得る伝達関数である。伝達関数はさまざまな範囲の周波数を測定し得る。伝達関数の振幅は音量に関係する。一般に、単一周波数または周波数範囲の振幅はデシベル（ｄＢ）単位で測定される。振幅偏差は、指定された目標値に対する正または負のデシベル値として表され得る。振幅偏差が複数の周波数で考慮される場合、ターゲット曲線は平坦または任意の形状になり得る。相対振幅応答は、１つまたは複数の周波数における目標値からの１つまたは複数の周波数における振幅偏差の測定値である。聴取位置で測定された振幅値が目標値に近ければ近いほど、振幅応答は良好になる。目標値からの偏差は、音響信号が部屋の境界と相互作用する際に生じる変化を反映している。ピークは目標値からの振幅偏差の増加を表し、ディップは目標値からの振幅偏差の減少を表す。
【0006】
振幅応答のこれらの偏差は、サブウーファで再生される音響信号の周波数、サブウーファの位置、及びリスナーの位置に依存する場合がある。リスナーには、サウンドトラックや映画などの低周波が、記録媒体に記録された状態で聞こえるのではなく、部屋の境界によって歪んだように聞こえる場合がある。したがって、部屋によってサブウーファによって再生される音響信号が変化し、音響システムの低周波性能を含む周波数応答性能に悪影響を及ぼす可能性がある。
多くの技術は、単一の聴取位置での振幅偏差を低減または除去しようとする。追加の技術では、複数の聴取位置における振幅偏差を低減または除去しようとする。例えば、Ｈａｒｍａｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．に譲渡されたＤｅｖａｎｔｉｅｒ ｅｔ ａｌ．の米国特許第７，５２６，０９３号では、各サブウーファ位置及び各聴取位置から音響測定を行うことを含む、音場測定アプローチを使用してオーディオシステムを構成するシステムを開示している。複数の異なる聴取位置での振幅偏差を除去することはより困難であり、通常は部屋の異なる場所で複数の音源を使用することに依存する。
多くの技術は、単一の聴取位置での振幅偏差を低減または除去しようとする。追加の技術では、複数の聴取位置における振幅偏差を低減または除去しようとする。例えば、Ｈａｒｍａｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．に譲渡されたＤｅｖａｎｔｉｅｒ ｅｔ ａｌ．の米国特許第７，５２６，０９３号では、各サブウーファ位置及び各聴取位置から音響測定を行うことを含む、音場測定アプローチを使用してオーディオシステムを構成するシステムを開示している。複数の異なる聴取位置での振幅偏差を除去することはより困難であり、通常は部屋の異なる場所で複数の音源を使用することに依存する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】米国特許第７，５２６，０９３号明細書
【発明の概要】
【0008】
１つの実施形態では、オーディオシステムは、室内及び携帯型装置に音を投射するための少なくとも２つの低周波トランスデューサを備える。携帯型装置は、第１の聴取位置で複数の方向から音を受信するための少なくとも２つのマイクロホンを備えるマイクロホンアレイを含む。マイクロコントローラは、ユーザ入力に応答して校正コマンドを提供し、マイクロホンアレイが受信した音を示す測定信号を提供するようにプログラムされる。プロセッサは、校正コマンドの受信に応答して各低周波トランスデューサにテスト信号を提供するようにプログラムされており、各低周波トランスデューサは、テスト信号に応答してテスト音を生成するように適合される。プロセッサは、測定信号を処理して、第１の聴取位置に隣接する第２の聴取位置における音響応答を予測し、各低周波トランスデューサに関連付けられた音響設定を調整して、第１の聴取位置及び第２の聴取位置における音を最適化するように、さらにプログラムされる。
【0009】
別の実施形態では、オーディオシステムは、少なくとも２つの低周波トランスデューサを備え、少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれは、オーディオ信号の受信に応答して室内に音を投射するように適合される。コントローラは、校正コマンドの受信に応答して、各低周波トランスデューサにテストオーディオ信号を提供するように構成され、室内の第１の聴取位置で少なくとも２つのマイクロホンによって測定された音を示す測定信号を処理して、第１の聴取位置に隣接する第２の聴取位置での音響応答を予測し、少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれに関連付けられた音響設定を調整して、第１の聴取位置及び第２の聴取位置における音を最適化する。
【0010】
さらに別の実施形態では、オーディオシステムは、少なくとも２つの低周波トランスデューサ、携帯型装置、及びコントローラを備える。少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれは、オーディオ信号の受信に応答して室内に音を投射するように適合されている。携帯型装置は、第１の聴取位置での音を複数の方向から測定するための少なくとも２つのマイクロホンと、ユーザ入力に応答して校正コマンドを提供し、少なくとも２つのマイクロホンによって測定された音を示す測定信号を提供するようにプログラムされたマイクロコントローラとを含む。コントローラは、校正コマンドの受信に応答して、所定のサウンドスイープを示す第１のオーディオ信号を少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれに提供し、測定信号を処理して第１の聴取位置に隣接する第２の聴取位置での音響応答を予測するように構成され、第１の聴取位置に合わせて、少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれに関連付けられた音響設定を調整して、第１の聴取位置及び第２の聴取位置における音を最適化する。コントローラは、音楽信号を受信し、音楽信号及び調整された音響設定を示す第２のオーディオ信号を少なくとも２つの低周波トランスデューサのそれぞれに提供するように、さらに構成される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】１つまたは複数の実施形態による携帯型測定装置を含むオーディオシステムの上面図である。
【図4A】オーディオシステムの１つのラウドスピーカによって生成され、室内の２つの聴取位置で測定された音の振幅応答を示すグラフであり、２つの聴取位置間では振幅応答に差異はない。
【図4B】オーディオシステムの１つのラウドスピーカによって生成され、室内の２つの聴取位置で測定された、等化された音の振幅応答を示すグラフであり、２つの聴取位置間では振幅応答に差異はない。
【図5A】オーディオシステムの１つのラウドスピーカによって生成され、室内の２つの聴取位置で測定された音の振幅応答を示すグラフであり、２つの聴取位置間では振幅応答に差異がある。
【図5B】オーディオシステムの１つのラウドスピーカによって生成され、室内の２つの聴取位置で測定された、等化された音の振幅応答を示すグラフであり、２つの聴取位置間では振幅応答に差異がある。
【図7】室内でのマルチサブウーファ、マルチレシーバーのシナリオを示す図である。
【図10】全方向から聴取位置に到達する音を示す図である。
【図13】２次マイクロホンアレイを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
必要に応じて、本発明の詳細な実施形態が本明細書中に開示されるが、開示される実施形態は、さまざまな形式及び代替の形式で具現化され得る本開示の単なる例示にすぎないことを理解されたい。図は必ずしも縮尺通りではなく、一部の特徴は、特定の構成要素の詳細を示すために誇張または最小限に抑えられる場合がある。したがって、本明細書で開示される特定の構造的な詳細及び機能的な詳細は、限定として解釈されず、代表的な原理として解釈されるにすぎない。
【0013】
図１を参照すると、１つまたは複数の実施形態によるオーディオシステムが示されており、全体的に符号１００で参照されている。オーディオシステム１００は、部屋１０２などの家庭の聴取環境内に示されている。オーディオシステム１００は、１つまたは複数の高周波トランスデューサ、中周波トランスデューサ、及び低周波トランスデューサ（例えば、サブウーファ）を含むサウンドバー１０４などのラウドスピーカを含む。オーディオシステム１００は、コントローラ１０６及び携帯型測定装置１０８をさらに含む。オーディオシステム１００は、部屋１０２の別の場所に取り付けられる外部サブウーファ１１０などの追加のラウドスピーカをさらに含んでもよい。ユーザ１１２は、第１の聴取位置１１４、例えばソファの中央の座席で携帯型測定装置１０８を保持している状態で示されている。ユーザ１１２の隣には２人の追加の聴取者がおり、１人の聴取者はユーザ１１２の左側の第２の聴取位置１１６に座っており、別の聴取者はユーザ１１２の右側の第３の聴取位置１１８に座っている。オーディオシステム１００は、「ワンクリック」または携帯型測定装置１０８を起動し、第１の聴取位置１１４で音響測定を行うためのユーザ１１２からのコマンドに応答して、サウンドバー１０４及び外部サブウーファ１１０によって部屋１０２内の複数の位置、例えば第１、第２、及び第３の聴取位置１１４、１１６、１１８に投射される音を自動的に校正する。
【0014】
図２を参照すると、サウンドバー１０４は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）などのプロセッサ１２０及びメモリ（図示せず）を含むコントローラ１０６を含む。サウンドバー１０４は、１つまたは複数の実施形態によれば、高周波（ＨＦ）トランスデューサ１２２、中周波トランスデューサ１２３、及び低周波トランスデューサすなわちサブウーファ１２４を含む。１つまたは複数の実施形態では、サブウーファ１２４は、約０から１２０Ｈｚの間の音を提供し、中周波トランスデューサ１２３は、約１２０Ｈｚから２ｋＨｚの間の音を提供し、高周波（ＨＦ）トランスデューサ１２２は、約２ｋＨｚから２０ｋＨｚの間の音を提供する。サウンドバー１０４は、他の装置と無線通信するためにコントローラ１０６に接続されるトランシーバ１２６、例えば低出力無線周波数（ＲＦ）トランシーバをさらに含む。プロセッサ１２０は、テレビ、メディアプレーヤーなどの音源１２７からオーディオ信号を受信し、そのオーディオ信号を各サウンドバートランスデューサ１２２、１２３、及び１２４と、任意の追加のトランスデューサ（例えば、外部サブウーファ１１０のＬＦトランスデューサ１４４）のチャネルに分離する。
【0015】
携帯型測定装置１０８は、小型ハウジング１３０（例えば、ハンドヘルドリモコン）内に支持されたマイクロホンアレイ１２８を含む。１つの実施形態によれば、マイクロホンアレイ１２８は、２つのマイクロホン、すなわち左マイクロホン１３２及び右マイクロホン１３４を含む一次アレイである。左右のマイクロホン１３２、１３４は、互いに比較的近く、例えば約１０ｃｍ離れてパッケージされ、指向性センサを提供するために反対方向、例えば左右に配置される。各マイクロホン１３２、１３４は、ＫｎｏｗｌｅｓのＭＭ２０－３３３６６－Ｂ１１６マイクロホンなどの無指向性マイクロホンであってもよい。別の実施形態では、マイクロホンアレイ１２８は、３つの無指向性マイクロホン、すなわち、左マイクロホン１３２、右マイクロホン１３４、及び左マイクロホン１３２と右マイクロホン１３４との間の中央に位置する中央マイクロホン１３６を含む二次アレイである。オーディオシステム１００の他の実施形態では、マイクロホンアレイ１２８と、異なるマイクロホン、例えば１つまたは複数のアコースティックカーディオイドマイクロホンと１つまたは複数の無指向性マイクロホンの組み合わせを含み、左右に向いたローブ、オプションで、前向き及び後ろ向きのローブを有する２次 以上のアレイを形成する。
【0016】
携帯型測定装置１０８は、マイクロコントローラ１３８と、トランシーバ１４０（例えば低出力無線周波数（ＲＦ）トランシーバ）を含む。トランシーバ１４０は、サウンドバー１０４等の他の装置と無線通信するためにマイクロコントローラ１３８に接続される。携帯型測定装置１０８は、オーディオシステム１００の自動校正シーケンスを開始するためにマイクロコントローラ１３８と通信する外部からアクセス可能なボタン１４２をさらに含む。１つまたは複数の実施形態では、携帯型測定装置１０８の機能の一部またはすべては、スマートフォンまたはタブレットによって提供され得る。例えば、スマートフォンは、マイクロコントローラ１３８、トランシーバ１４０、及びボタン１４２のように、プロセッサ、トランシーバ、及びタッチスクリーン（ボタン）を含んでもよい。
【0017】
外部サブウーファ１１０は、１つまたは複数の低周波トランスデューサ１４４及びサブウーファコントローラ１４６を含む。外部サブウーファ１１０は、トランシーバ１４８（例えば、低出力無線周波数（ＲＦ）トランシーバ）をさらに含む。トランシーバ１４８は、サウンドバー１０４及び携帯型測定装置１０８等の他の装置と無線通信するために、サブウーファコントローラ１４６に接続される。他の実施形態では、外部サブウーファ１１０は有線通信によってサウンドバー１０４と通信する。
【0018】
コントローラ１０６は、校正シーケンスを制御するための測定モジュール１５０を含む。１つまたは複数の実施形態によると、コントローラ１０６は、各オーディオチャネルまたはトランスデューサのパラメータを調整するための最適化モジュール１５２をさらに含み、そのようなパラメータは、個々のチャネル遅延、ゲイン、極性、フィルタなどを含む。
【0019】
コントローラ１０６、マイクロコントローラ１３８、及びサブウーファコントローラ１４６はそれぞれ単一のコントローラとして示されるが、それぞれ複数のコントローラを包含してもよく、または、１つまたは複数の他のコントローラ内でソフトウェアコードとして具体化されてもよい。コントローラ１０６、１３８、１４６は全体的に、一連の動作を実行するよう相互に協働する、いずれかの数のマイクロプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＩＣ、メモリ（例えば、ＦＬＡＳＨ（登録商標）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、及び／またはＥＥＰＲＯＭ）、ならびにソフトウェアコードを含む。このようなハードウェア及び／またはソフトウェアは、特定の機能を実行するためにモジュールにグループ化される場合がある。本明細書に説明するコントローラまたは装置の任意の１つ以上は、さまざまなプログラミング言語及び／または技術を使用し、作成されたコンピュータプログラムからコンパイルまたは解釈され得るコンピュータ実行可能命令を含む。一般に、（マイクロプロセッサ等の）プロセッサは、例えばメモリ、コンピュータ可読媒体等から命令を受け取り、命令を実行する。処理ユニットは、ソフトウェアプログラムの命令を実行可能である非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体は、電子記憶装置、磁気記憶装置、光学記憶装置、電磁記憶装置、半導体記憶装置、またはそれらの任意の適切な組み合わせであってよいが、これに限定されるものではない。１つまたは複数の実施形態によると、コントローラ１０６、１３８、１４６は、メモリ内に記憶された所定のデータ、すなわち「ルックアップテーブル」をさらに含む。
【0020】
図３を参照すると、小さな部屋でのサブウーファと聴取者の配置、部屋のサイズと形状が、結果として生じる低周波応答に影響を与える。図３は、一端にサウンドバー１０４がある場合に、部屋１０２内で定在波がどのように見えるかを示している。サウンドバー１０４のサブウーファ１２４は低周波音を生成し、最も低い周波数の定在波のうちの３つが、第１のモード３２０、第２のモード３２２、及び第３のモード３２４として示されており、各モードは、例えば、１組の軸モードに対してそれぞれ３０Ｈｚ、６０Ｈｚ、及び９０Ｈｚのように、異なる周波数に対応する。図３は、ある瞬間における部屋１０２の一次元の３軸モードを表す。最大音圧は部屋の境界（すなわち、図２の部屋１０２の両端）に存在する。音圧が最小値に低下する点は、一般に「ヌル」と呼ばれる。モード減衰がない場合、ヌルでの音圧はゼロに低下する。ただし、実際の部屋のほとんどでは、ヌルでの応答のディップは約－２０ｄＢの範囲である。
【0021】
定在波は部屋全体のさまざまな位置でピークとディップを有し、聴取者の位置に応じて大きな振幅偏差が発生する場合がある。したがって、ユーザ１１２は第１のモード３２０及び第３のモード３２４の両方に対してヌル位置にあるため、これらの周波数でサブウーファ１２４によって生成される音は、本来よりもはるかに小さく聞こえることになる。逆に、ユーザ１１２は第２のモード３２２のピークに位置しているため、この周波数でサブウーファ１２４によって生成される音は、本来よりもはるかに大きく聞こえることになる。第２の聴取位置１１６及び第３の聴取位置１１８の聴取者は、いずれのモードに関してもヌル位置に配置されていないため、３つのモードすべてを聞き、より快適で正確な聴取体験を得ることができる。
【0022】
図４Ａから図４Ｂを参照すると、図３の単一のサブウーファシナリオにおける定在波問題に対処する１つのアプローチは、周波数応答を等化することである。図４Ａは、１つの実施形態によると、室内の単一のサブウーファ、例えば図３の部屋１０２内のサブウーファ１２４によって生成される音響測定の周波数応答を表す３つの曲線４０４、４０６、４０８を有するグラフ４００である。第１の曲線４０４は、第１の聴取位置１１４で測定された音の周波数応答を表す。第２の曲線４０６は、第２の聴取位置１１６で測定された音の周波数応答を表す。第３の曲線４０８は、第１の曲線４０４と第２の曲線４０６の空間平均を表す。図４Ａに示すように、第１の曲線４０４と第２の曲線４０６は、異なる周波数で同時に上昇及び下降するため、聴取位置間の差異、または座席間の差異はほとんど、またはまったくなく、周波数応答は、各トランスデューサに提供される信号のパラメータにイコライザフィルタを適用することにより、目的の目標値に合わせて等化され得る。
【0023】
図４Ｂは、第１の聴取位置で測定された音の等化された周波数応答を表す第１の曲線４１４と、第２の聴取位置で測定された音の等化された周波数応答を表す第２の曲線４１６と、第１の曲線４１４と第２の曲線４１６の空間平均を示す第３の曲線４１８と、を含むグラフ４１０である。第１の曲線４１４、第２の曲線４１６、及び第３の曲線４１８は、すべて互いにほぼ平行であり、これは、（図４Ａに示すように）聴取位置間に変動がない場合、両方の聴取位置の周波数応答が、サブウーファ１２４に供給される音響信号を等化することによって改善され得ることを示している。
【0024】
図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、図４Ａ及び図４Ｂの単純な等化アプローチは、座席ごとに差異がある場合には効果的ではない。図５Ａは、別の実施形態によると、室内の単一のサブウーファ、例えば、図３の部屋１０２内のサブウーファ１２４によって生成される音響測定の周波数応答を表す、第１の曲線５０４、第２の曲線５０６、及び第３の曲線５０８を有するグラフ５００である。第１の曲線５０４は、第１の聴取位置１１４で測定された音の周波数応答を表す。第２の曲線５０６は、第２の聴取位置１１６で測定された音の周波数応答を表す。第３の曲線５０８は、第１の曲線５０４と第２の曲線５０６の空間平均を表す。空間平均曲線５０８は、図４Ａの空間平均曲線４０８とほぼ等しい。図５Ａに示すように、第１の曲線５０４と第２の曲線５０６は、周波数範囲全体にわたって同時に上昇及び下降しないため、聴取位置間に差異が存在する。
【0025】
図５Ｂは、第１の聴取位置１１４で測定された音の等化された周波数応答を表す第１の曲線５１４と、第２の聴取位置１１６で測定された音の等化された周波数応答を表す第２の曲線５１６と、第１の曲線５１４と第２の曲線５１６の空間平均を示す第３の曲線５１８と、を含むグラフ５１０である。空間平均曲線４０８、５０８はほぼ互いに等しいが、等化曲線５１４及び５１６は互いに発散しており、これは、（図５Ａに示すように）聴取位置間に差異がある場合、そのような等化アプローチは効果的ではないことを示している。周波数応答に聴取位置間の差異があるということは、ある位置の音を単純な等化で修正すると、別の位置の音に悪影響を与える場合があることを意味する。
【0026】
図６を参照すると、聴取位置間の音質の差異に対処する別のアプローチは、部屋１０２内の異なる位置にあるサブウーファが特定の定在波を部分的に打ち消すことができるため、異なる位置にある複数のサブウーファを使用することである。図６は、サウンドバー１０４のサブウーファ１２４と外部サブウーファ１１０の両方が異なる位置から低周波モードを生成する部屋１０２を示しており、これにより３つのモードのうちの２つ、すなわち第１のモード６２０と第３のモード６２４が打ち消されるが、第１の聴取場所１１４における第２のモード６２２は打ち消されない。しかしながら、このアプローチは、追加のラウドスピーカ、例えば、外部サブウーファ１１０を必要とし、部屋１０２内には依然として、第２及び第３の聴取位置１１６、１１８に隣接するヌルが存在する。
【0027】
図７は、室内でのマルチサブウーファ、マルチレシーバーのシナリオの例を示す図である。参照記号Ｉは、オーディオシステム１００へ入力されたオーディオ信号である。室内１０２における、サウンドバー１０４のサブウーファ１２４（スピーカ１）及び外部サブウーファ１１０（スピーカ２）から２つの受信位置（例えば、第１の聴取位置１１４及び第２の聴取位置１１６）への、ラウドスピーカ／部屋の伝達関数は、Ｈ１１、Ｈ１２、Ｈ２１、及びＨ２２によって表され、Ｒ１及びＲ２は、受信（聴取）位置で得られる伝達関数を表す。各音源には各受信者への伝送路があり、この例では４つの伝達関数が生じる。各ラウドスピーカに送信される信号が、Ｍ１及びＭ２で表されるように電気的に修正可能であると仮定すると、変更された信号が加算され得る。ここで、Ｍは周波数に依存する場合と依存しない場合がある複素修正因子である。数学的解の複雑さを説明するために、次の方程式は周波数領域で線形時不変系を解決する。
【0028】
Ｒ１（ｆ）＝ＩＨ１１（ｆ）Ｍ１（ｆ） ＋ ＩＨ２１（ｆ）Ｍ２（ｆ）
Ｒ２（ｆ）＝ＩＨ１２（ｆ）Ｍ１（ｆ） ＋ ＩＨ２２（ｆ）Ｍ２（ｆ） （１）
ここで、すべての伝達関数と修正因子は複素数であると理解される。これは一組の連立一次方程式として認識され、次のように行列形式でよりコンパクトに表すことができる。
Ｒ２（ｆ）＝ＩＨ１２（ｆ）Ｍ１（ｆ） ＋ ＩＨ２２（ｆ）Ｍ２（ｆ） （１）
ここで、すべての伝達関数と修正因子は複素数であると理解される。これは一組の連立一次方程式として認識され、次のように行列形式でよりコンパクトに表すことができる。
【0029】
【数1】
ＨＭ＝Ｒ， （３）
ここで、入力 Ｉ は １ であると仮定されている。
【0030】
最適化の一般的な目標は、Ｒイコール１にすること、つまりすべての受信機の信号が互いに同一になることである。Ｒは、Ｒ１とＲ２が両方とも１に等しい目的関数と見なしてもよい。Ｍ（オーディオシステムの修正因子）について方程式（３）を解くと、Ｍ＝Ｈ－１、Ｈの逆数になる。Ｈは周波数に依存するため、Ｍの解は各周波数で計算される。ただし、Ｈの値は、逆数の計算が困難であるか、実装が非現実的である場合がある（一部の周波数における一部のラウドスピーカのゲインが非現実的なほど高いなど）。
【0031】
正確な数学的解を決定することが常に実行可能であるとは限らないため、従来のアプローチでは、誤差が最小の解など、計算可能な最良の解を決定することが試みられてきた。誤差関数は、特定の構成が望ましい解にどの程度近づいているかを定義し、最も低い誤差が最良の解を表す。ただし、この数学的方法論は多量の計算エネルギーを必要とするが、解決できるのは２つのパラメーターの解だけである。より多くのパラメータを調べる音響問題は、解決がますます困難になっている。一部のオーディオシステムでは、リスニングルーム内のさまざまな場所で取得した音響測定を分析することで問題を解決しようとしているが、そのようなアプローチは家庭の聴取環境におけるエンドユーザーにとっては困難な場合がある。
【0032】
図８を参照し、図２に戻ってこれを参照すると、オーディオシステム１００を自動的に校正するための方法が、１つまたは複数の実施形態に従って示されており、全体的に符号８００を付されている。方法８００は、１つまたは複数の実施形態に従って、コントローラ１０６内に含まれるソフトウェアコードを使用して実装される。本方法はいくつかの順次的なステップにより示されるフローチャートを使用して説明され、１つまたは複数のステップは、省略されてもよく、及び／または１つまたは複数の他の実施形態における別の方式において実行されてもよい。他の実施形態では、ソフトウェアコードは、複数のコントローラ、例えば、コントローラ１０６及びマイクロコントローラ１３８に分散される。
【0033】
ステップ８０２で、ユーザ１１２は、第１の聴取位置１１４に着席しながら、携帯型測定装置１０８のボタン１４２を押すことによって、校正シーケンスを初期化する。他の実施形態では、校正手順は、音声コマンドに応答して、またはスマートフォンまたはタブレットを使用して信号を送ることによって初期化され得る。携帯型測定装置１０８のマイクロコントローラ１３８は、初期化コマンド（ＣＡＬ）を生成し、トランシーバ１４０を介して初期化コマンドをサウンドバー１０４に送信する。
【0034】
ステップ８０４で、コントローラ１０６はトランシーバ１２６を介して初期化コマンドを受信し、プロセッサ１２０は測定モジュール１５０を起動して、サウンドスイープ信号をサブウーファ１２４に提供して音として放射する。１つの実施形態では、サウンドスイープは、振幅が－６０から６０ｄＢまで変化し、周波数が０から１５０Ｈｚまで変化する音に対応する。ステップ８０６で、携帯型測定装置１０８のマイクロホンアレイ１２８は、第１のリスニング位置１１４におけるサウンドスイープを測定し、スイープデータ（ＭＩＣ）をサウンドバー１０４に送信する。
【0035】
ステップ８０８で、コントローラ１０６は、スイープデータを処理して、他の聴取位置、例えば、第２の聴取位置１１６及び第３の聴取位置１１８での応答を予測する。プロセッサ１２０は、予測された応答を最適化モジュール１５２に提供し得、この最適化モジュール１５２は、Ｄｅｖａｎｔｉｅｒ ｅｔ ａｌ．の米国特許第７，５２６，０９３号に記載されている音場管理アルゴリズムなどの最適化アルゴリズムを使用するが、データをさらに処理するために、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。１つまたは複数の実施形態では、コントローラ１０６は、複数のスイープを実行してステップ８０４から８０８を繰り返す、または背景ノイズをサンプリングして、より多くのエネルギーをノイズが多い周波数に与えるように励振を調整するなど、信号対雑音比を高めるために他の技術またはアルゴリズムを使用してもよい。次に、ステップ８１０で、コントローラ１０６は、予測された応答に基づいて、音響設定、例えば、時間遅延、ゲイン、極性及びフィルタ係数を含む個々のチャネルごとのパラメータを調整する。
【0036】
図９は、自動校正方法８００を実行する、一次マイクロホンアレイを含むオーディオシステム１００の１つの実施形態を示す。図９を参照し、図１に戻ってこれを参照すると、マイクロホンアレイ１２８は、１つまたは複数の実施形態によると、左マイクロホン１３２及び右マイクロホン１３４を含む一次アレイである。オーディオシステム１００によって提供される音は、部屋１０２内の表面で反射し、部屋の外側の対応する位置に配置された複数の仮想音源によって提供される音に類似する。部屋１０２内の第１の聴取位置１１４における音響応答は、そのような仮想音源に部屋及びクラウドがない場合に生じるものと同様である。ユーザ１１２が第１の聴取位置１１４から第２の聴取位置１１６に移動するとき、ユーザ１１２は、すぐ左側の虚像に約１メートル、すなわちソファ上の隣接するクッションの中心間の距離に１メートル近づき、すぐ右側の虚像から１メートル離れる。ユーザの真正面または真後ろにある仮想音源の場合、距離の差異は最小限かまったくない。他の方向の仮想音源の場合、仮想音源までの距離に中間の差異が存在する。
【0037】
図９は、指向性マイクロホン１３２、１３４を使用してステップ８０６で左到達音及び右到達音が測定され、聴取位置間の推定距離に基づいてインパルス応答をシフトすることによってステップ８０８で処理され、その後再結合される方法を示す。ステップ８０６で、携帯型測定装置１０８は、一次マイクロホンアレイ１２８を使用してサウンドスイープを測定する。マイクロホンアレイ１２８は、左右のマイクロホン１３２、１３４が軸Ａ－Ａに沿って反対方向に狭い間隔、例えば約１０ｃｍ離れて配置された指向性マイクロホンとして構成される。図９は、左マイクロホン１３２によって測定された音を表す左極プロット９０２と、右マイクロホン１３４によって測定された音を表す右極プロット９０４とを含む。図示の実施形態では、左右のマイクロホン１３２、１３４はカーディオイドマイクロホンであり、軸外方向から到来する音を減衰させる。
【0038】
ステップ８０８で、サウンドバー１０４のコントローラ１０６はサウンドスイープデータを処理する。プロセッサ１２０は、各マイクロホン１３２、１３４に対する正確な信号遅延成分及びゲイン成分を含む。プロセッサ１２０は、左リフレクトグラム９０８及び右リフレクトグラム９１０によって示されるように、マイクロホンアレイ１２８の各マイクロホン１３２、１３４で受信された音を左到達成分と右到達成分に分解する。サウンドバー１０４から直接受信された音は、マイクロホンアレイ１２８のフロントローブ及びリアローブ（図示せず）によって受信され、時間的なずれはない。
【0039】
測定モジュール１５０は、以下に示す式４及び５に従って、左マイクロホン１３２で測定された音（ΔｔＬ）及び右マイクロホン１３４で測定された音 （ΔｔＲ）に関連する時間遅延をシフトすることによって、ステップ８１０において音響設定を調整することによって、異なる聴取位置、例えば第２の聴取位置１１６及び第３の聴取位置１１８に存在する音を予測することができる。
【0040】
ΔｔＬ＝＋／－ｄ／ｃ （４）
ΔｔＲ＝－／＋ｄ／ｃ （５）
ここで、（ｄ）は聴取位置間の距離、例えば、１メートルを表し、（ｃ）は音速を表し、（－）は、マイクロホンと同じ方向の位置（例えば、左マイク１３２の左側の位置）での音を予測するために使用され、（＋）は、マイクロホンと反対方向の位置（例えば、左マイクロホン１３２の右側の位置）での音を予測するために使用される。例えば、オーディオシステム１００は、符号９１６で参照されるように、左マイクロホン１３２によって測定された各インパルスからｄ／ｃを減算し、符号９１８で参照されるように、右マイクロホン１３４によって測定された各インパルスにｄ／ｃを加算することによって、第１の聴取位置１１４の左側を向いている第２の聴取位置１１６における音を予測する。次に、オーディオシステム１００は、符号９２０で全体的に参照されるように、簡略化されたリフレクトグラムによって表される、シフトされた信号を再結合する。
ΔｔＲ＝－／＋ｄ／ｃ （５）
ここで、（ｄ）は聴取位置間の距離、例えば、１メートルを表し、（ｃ）は音速を表し、（－）は、マイクロホンと同じ方向の位置（例えば、左マイク１３２の左側の位置）での音を予測するために使用され、（＋）は、マイクロホンと反対方向の位置（例えば、左マイクロホン１３２の右側の位置）での音を予測するために使用される。例えば、オーディオシステム１００は、符号９１６で参照されるように、左マイクロホン１３２によって測定された各インパルスからｄ／ｃを減算し、符号９１８で参照されるように、右マイクロホン１３４によって測定された各インパルスにｄ／ｃを加算することによって、第１の聴取位置１１４の左側を向いている第２の聴取位置１１６における音を予測する。次に、オーディオシステム１００は、符号９２０で全体的に参照されるように、簡略化されたリフレクトグラムによって表される、シフトされた信号を再結合する。
【0041】
図１０から図１６は、二次マイクロホンアレイを含むオーディオシステム１００の１つの実施形態によって実行される自動校正方法８００の一部を示す。マイクロホンアレイ１２８は、１つまたは複数の実施形態によると、左マイクロホン１３２、右マイクロホン１３４、及び中央マイクロホン１３６を含む二次アレイである。図１０から１２は、複雑な音場を分解し、その後音を外挿して新しい位置での応答を予測することによって、図８を参照して説明したオーディオシステムを自動的に校正するための方法８００の背後にある基本理論を示す。
【0042】
図１０を参照すると、空間内の任意の点、例えば、第１の聴取位置１１４において、収束する矢印によって示されるように、音が全方向から到来する。図１１を参照すると、オーディオシステム１００は、二次マイクロホンアレイ１２８を利用して、図１０の複雑な音場をその直交成分、すなわち、左音成分１１０２、右音成分１１０４、前方音成分１１０６、後方音成分１１０８に単純化する。次に、図１２を参照すると、オーディオシステム１００は、その後、成分に遅延を追加し、成分を合計することによって、音を外挿し、新しい位置での応答を予測する。
【0043】
図１３から１５は、オーディオシステム１００がアレイの指向性を使用して、左方向、右方向、及び前方／後方に指向性成分を分離する方法を示している。図１３は、左マイクロホン１３２、右マイクロホン１３４、及び中央マイクロホン１３６を含む二次マイクロホンアレイ１２８を示す。
【0044】
図１４は、各マイクロホンによって測定された音のオーバーレイされた極プロットを示す。極プロットは、左マイクロホン１３２によって測定された音を表す左極プロット１４０２、右マイクロホン１３４によって測定された音を表す右極プロット１４０４、及び中央マイクロホン１３６によって測定された音を表す中央極プロット１４０６を含む。図示の実施形態によると、左右のマイクロホン１３２、１３４はカーディオイドマイクロホンであり、軸外方向から到来する音を減衰させる。しかしながら、中央マイクロホン１３６は全方向の音を測定する無指向性マイクロホンである。中央極プロット１４０６は、中央マイクロホン１３６によって生成された音声データから、左マイクロホン１３２及び右マイクロホン１３４によって測定された音声データを減算することによって生成される。オーディオシステム１００は、マイクロホン１３２、１３４、１３６からの結合された指向性データの合計がゼロになるように、この減算を実行する。
【0045】
図１５は、極プロットの３次元（３Ｄ）図を示す。３Ｄ図は、左極プロット１４０２を表す左カーディオイド成分１５１２、右極プロット１４０４を表す右カーディオイド成分１５１４、及び中央極プロット１４０６を表す中央成分１５１６を含む。
【0046】
図１６を参照すると、オーディオシステム１００は、ステップ８０８で、図１３から１５の複雑な音場をその直交成分、すなわち左音成分１６０２、右音成分１６０４、前方音成分１６０６、後方音成分１６０８に単純化することによってスイープデータを処理する。次に、オーディオシステム１００は、その後、音成分１６０２、１６０４、１６０６、１６０８を外挿し、成分に遅延を追加し、成分を合計することによって、新しい位置での応答を予測する。
【0047】
図１７から１８は、自動校正方法８００を実行する場合の一次マイクロホンアレイを備えたオーディオシステム１００の性能と、二次マイクロホンアレイを備えたオーディオシステム１００の性能の比較を示す。図１７は、オーディオシステム１００の振幅応答を示す４つの曲線１７０２、１７０４、１７０６、及び１７０８を含むグラフ１７００であり、図１７Ａは、－２０から２０ｄＢ及び５０から１５０Ｈｚの間のグラフ１７００の拡大図である。
【0048】
第１の曲線１７０２は、第１の聴取位置１１４に存在する実際の音を表す。第２の曲線１７０４は、図９を参照して上述したように、左マイクロホン１３２及び右マイクロホン１３４を含む一次マイクロホンアレイから取得したセンサデータに基づいて、オーディオシステム１００によって第２の聴取位置１１６で予測される音を表す。第３の曲線１７０６は、図１０から１６を参照して上述したように、左マイクロホン１３２、右マイクロホン１３４、及び中央マイクロホン１３６を含む二次マイクロホンアレイから取得されたセンサデータに基づいて、オーディオシステム１００によって第２の聴取位置１１６で予測される音を表す。第４の曲線１７０８は、第２の聴取位置に存在する実際の音を表す。
【0049】
第２の曲線１７０４（一次アレイ）及び第３の曲線１７０６（二次アレイ）と第４の曲線１７０８との比較は、一次アレイの性能よりも二次アレイの性能が向上していることを示している。例えば、８５Ｈｚでは、二次曲線１７０６は実際の音響曲線１７０８と約２ｄＢ異なるのに対し、一次曲線１７０４は実際の音響曲線と約１２ｄＢ異なる。同様に、１１０Ｈｚでは、二次曲線１７０６は実際の音響曲線１７０８と約４ｄＢ異なるのに対し、一次曲線１７０４は実際の音響曲線と約１４ｄＢ異なる。どちらの位置でも、二次アレイは一次アレイに比べて約１０ｄＢの改良を提供する。
【0050】
図１３の符号１７１０で示すように、振幅応答は低周波数、例えば２５Ｈｚ未満で低下する。この低下はマイクロホンの間隔に依存し、これは、大きな波長を持つ音を区別するマイクロホンの能力は、マイクロホン自体に十分な間隔があることに依存するためである。オーディオシステム１００は、低下を補償するために、一次システムについてはオクターブ当たり６ｄＢの補正を含み、二次システムについては１２ｄＢの補正を含む。
【0051】
図１８は、オーディオシステム１００の位相応答を示す２つの曲線１８０２及び１８０４を含むグラフ１８００である。第１の曲線１８０２は、第２の聴取位置１１６における実際の音と、一次マイクロホンアレイを使用してオーディオシステム１００によって第２の聴取位置１１６において予測される音との間の差を表す。第２の曲線１８０４は、第２の聴取位置１１６における実際の音と、二次マイクロホンアレイを使用してオーディオシステム１００によって第２の聴取位置１１６において予測される音との間の差を表す。第１の曲線１８０２は、０から１５０Ｈｚの周波数範囲にわたって大きく変化する。例えば、第１の曲線は８５Ｈｚで約２００度に等しく、１１０Ｈｚで約ー２００度に等しくなる。一方、第２の曲線１８０４は、周波数範囲全体にわたってほぼゼロに等しく、これは、二次システムの位相応答が一次システムよりもはるかに優れていることを示している。
【0052】
自動校正方法８００は、マイクロホンの３Ｄ配置を有する三次マイクロホンアレイ（すなわち、４つのマイクロホン）を使用することによって、左／右以外の方向での同様の音声予測を可能にするように拡張することができる。３Ｄ配置は、例えばスタジアムの座席等の、異なる垂直位置に座席を有する部屋１０２に対応するための、上下を含む、聴取位置の近くの任意の位置での応答を予測し得る。方法８００は時間領域アプローチとして説明されているが、同様の計算が周波数領域で実行されてもよい。
【0053】
方法８００は、広範な所定のデータに基づく音響環境についていかなる仮定も行わず、また、複雑な部屋モデリングまたは機械学習方法などにも依存しない。むしろ、方法８００は、マイクロホンアレイ１２８によって測定される室内の音場を利用する。したがって、オーディオシステム１００は、大規模な設置、例えば多くの初期測定を必要とせず、これによりユーザ１１２はシステムを校正することができる。
【0054】
例示的な実施形態が上述されているが、これらの実施形態が本開示のすべての可能な形式を説明することは意図されていない。むしろ、本明細書において使用された用語は、限定ではなく説明の用語であり、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更が行われてもよいことが理解されよう。加えて、実施形態を実装する様々な特徴は、更なる実施形態を形成するために組み合わされてもよい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図17A】
【図18】
【国際調査報告】