JP2012516639A

JP2012516639A - オーディオヘッドホンのユーザのためのメニューナビゲーション方法

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Publication number: JP2012516639A
Application number: JP2011547982A
Authority: JP
Inventors: シリージャイシムハ、; モハメドレザカンジ、; リーリアンレイ、; ジョンモリス、; ジェイムズピー．リーフェ、
Original assignee: パナソニックオートモーティブシステムズカンパニーオブアメリカディビジョンオブパナソニックコーポレイションオブノースアメリカ
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2012-07-19
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: KR101641988B1; US9699561B2; US20100195852A1; KR20110115126A; CN104066044A; WO2010087988A8; US20130216045A1; EP2384468A4; US20170265003A1; US20140198917A2; CN104066044B; US8363866B2; JP5727389B2; WO2010087988A1; US10362402B2; EP2384468A1; CN102301323B; CN102301323A

Abstract

第一と第二のソースを有するオーディオシステムを動作させる方法は、第一のソースからの第一のオーディオ信号を第一と第二のスピーカー上に出力することを含む。リスナー入力に応答して、第一のオーディオ信号と第二のソースからの第二のオーディオ信号が同時に第一と第二のスピーカー上に出力される。第一の信号は第一の信号がリスナーに向けて第一の方向から生じているようにリスナーによって知覚されるように第一と第二のスピーカーの各々から出力されている。第二の信号は第二の信号がリスナーに向けて第二の方向から生じているようにリスナーによって知覚されるように第一と第二のスピーカーの各々から出力されている。第二の方向は第一の方向から少なくとも９０度オフセットされている。

Description

［著作権通知］この文書の一部は著作権保護の対象である。著作権者は、米国特許商標庁によって利用可能とされるような特許文書のファクシミリ複製には異論はない。しかしながら、著作権者はここに記載されたソフトウェアにおける全ての著作権を保有する。以下の通知はここに記載され描写されるソフトウェアに適用される。Copyright 2008, Panasonic Automotive Systems Company of America, All Rights Reserved.
本発明はオーディオメニューナビゲーションに関し、より特定には、ヘッドホンを使用する時のオーディオメニューナビゲーションに関する。

今日のマルチメディアシステム中で利用可能なオーディオソースの数が急速に増加するなかで、車中のソースに基づいた選択オプションの数も増加している。現時点において、後部座席オーディオアプリケーションの場合におけるカーオーディオアプリケーション中のソース選択オプションは、以下のソースを含む：ＸＭまたはシリウス（衛星―ディオ）、ＣＤ、ＤＶＤ、ＡＭまたはＦＭ、ＡＵＸ、電話、Onstar（米国マーケットセグメントのみ）、ＵＳＢ、ハイデフィニションラジオ（米国マーケットセグメントのみ）、およびＤＡＢ（欧州マーケットセグメントのみ）。

現在、より効率的にオーディオソースの選択を行うことを経験豊富なユーザに可能とするような革新的なシステムは知られていない。エンドユーザにとってナビゲーションソース内のおよびそれらに跨るナビゲーションをより容易にするための、より良いヒューマンファクターエンジニアリングとソース選択の間の橋渡しは未だに達成されていない。

ＵＳＢをもったシングルソースの場合を考えてみる。例えばＵＳＢフラッシュドライブソースを通したミュージックナビゲーションは、ユーザがどの曲を選択したいかを決定するためにユーザが一度に１曲ずつ渡り歩くことができることを要求する。これは、特にＵＳＢドライブ内のフラッシュ格納コンテンツに依っては曲数が百を超えることができる圧縮オーディオでは、どちらかと言うと煩雑なプロセスである。

従って、従来技術に鑑みて先行されてもおらず自明でもないことであるのは、１つより多くのオーディオソースを有するアプリケーション中のメニューをより効率的にナビゲートすることをユーザに可能とする方法である。

本発明は、ユーザがオーディオコンテンツの２つの別々のソースを同時に聞くための方法を提供し得る。更に、ユーザは、両方のオーディオソースを同時に聞きながら、どちらかのオーディオソースのメニューをナビゲートし得る。

発明は、後部座席オーディオアプリケーションにおけるヘッドホンのユーザに利用可能であり得る多数のオーディオソース内でおよびそれらに跨ってナビゲーションする際の全体的ユーザ体験を拡大する、実効的で、新規で、実現可能なやり方を提供し得る。発明は更に、３次元オーディオ変換および多事象検出器を利用することによって、ユーザナビゲーションに新たな次元を提供し得る。

発明は、その１つの形では、第一のソースからの第一のオーディオ信号を第一と第二のスピーカー上に出力することを含んだ、第一と第二のソースを有するオーディオシステムを動作させる方法からなる。リスナー入力に応答して、第一のオーディオ信号と第二のソースからの第二のオーディオ信号が同時に第一と第二のスピーカー上に出力される。第一の信号は第一の信号がリスナーに向けて第一の方向から生じているようにリスナーによって知覚されるように第一と第二のスピーカーの各々から出力されている。第二の信号は第二の信号がリスナーに向けて第二の方向から生じているようにリスナーによって知覚されるように第一と第二のスピーカーの各々から出力されている。第二の方向は第一の方向から少なくとも９０度オフセットされている。

発明は、その別の形では、第一のソースからの第一のオーディオ信号を第一と第二のスピーカー上に出力することを含んだ、第一と第二のソースを有するオーディオシステムを動作させる方法からなる。リスナー入力に応答して、第一のオーディオ信号と第二のソースからの第二のオーディオ信号が同時に第一と第二のスピーカー上に出力される。第一の信号は第一の信号がリスナーに向けて第一の方向から生じているようにリスナーによって知覚されるように第一と第二のスピーカーの各々から出力されている。第二の信号は第二の信号がリスナーに向けて第二の方向から生じているようにリスナーによって知覚されるように第一と第二のスピーカーの各々から出力されている。リスナーは、第一のソースを聞き続けながら第二のソースのメニュー選択を通して聴覚的にナビゲートすることが可能とされている。

発明は、その更に別の形では、それぞれ第一と第二のソースに関連付けられた第一と第二のモノラル信号を受信することを含んだ、オーディオシステムを動作させる方法からなる。第一と第二のモノラル信号は、それぞれ第一と第二のステレオ信号に変換される。第一と第二のステレオ信号の各々は、それぞれの軌道角までの空間的広がりをもたされている。第一と第二のステレオ信号の各々は、左チャネルと右チャネルを有している。第一と第二のステレオ信号の各々の左および右チャネル上で非同期サンプルレート変換が行われる。第一と第二のステレオ信号の左チャネルは、組み合わせ左チャネル信号に組み合わされる。第一と第二のステレオ信号の右チャネルは、組み合わせ右チャネル信号に組み合わされる。組み合わせ左チャネル信号と組み合わせ右チャネル信号のゲインが調節される。ゲイン調節された組み合わせ左チャネル信号とゲイン調節された組み合わせ右チャネル信号は、第一と第二のスピーカー上に同時に出力される。

本発明の利点は、ユーザが、コマーシャル休憩中の第一のオーディオソースを聞き続けながら、第二のオーディオソースを一時的に聞きそれを通してナビゲートし得ることである。ユーザはそれから、コマーシャル休憩が終わった時に専ら第一のオーディオソースを聞くことに戻っていく。

別の利点は、後部座席オーディオをもったラジオがそれらのソースに跨るおよびソース内のナビゲーション能力を向上するための革新的な解決策を発明が提供し、カーオーディオシステムにおけるヒューマンマシン相互作用の進歩に合わせたユーザナビゲーションにおけるパラダイムシフトを発明が体現することである。

この発明の上述したおよびその他の特徴と目的とそれらを達成するやり方は、添付の図面との関係で発明の実施形態の以下の記載を参照することによってより明らかとなり、発明自体がより良く理解されるであろう。

図１は、本発明において採用された空間的広がりをもったオーディオの一実施形態を描いた概略図である。図２は、２つの耳と１つの鼻によって規定された方位平面中のソースについて計算された両耳間差を描いた概略図である。図３は、本発明のラジオシステムの一実施形態を描いたブロック図である。図４は、発明の方法の一実施形態に従ったモノ信号のステレオ信号への変換を描いたブロック図である。図５は、本発明の非同期サンプルレート変換プロセスの一実施形態を描いたブロック図である。図６は、オーディオシステムを動作させるための本発明の方法の一実施形態を描いたフローチャートである。図７は、オーディオシステムを動作させるための本発明の方法の別の実施形態を描いたフローチャートである。

これ以降に開示される実施形態は、網羅的であることや以下の記載に開示された厳密な形態に発明を限定することを意図されていない。寧ろ実施形態は、当業者がその教示内容を利用し得るように選択され記載される。

ここで図面、特に図１を参照すると、自動車の後部座席においてのようにオーディオヘッドホンを装着しているユーザに投射された２つのステレオオーディオソースの空間的広がりをもったオーディオの概略が示されている。発明は、２つまでのソースが同時に投射され得て、それによりより速いユーザ選択を可能とするように、空間的広がりをもった局所化効果を作り出すのに３次元オーディオ効果を利用しても良い。図１の実施形態では、６０度の空間的広がり化が利用されている。

複数オーディオ出力は、マルチスレッドオペレーティングシステムに基づいた埋め込みシステム中の多事象検出器を通して同時に同じソース（一実施形態では、ＵＳＢフラッシュドライブ）内で達成されても良い。多事象検出器は、マルチスレッドフレームワーク中で２つの同時オーディオソースを同時に作成することを許容しても良い。

フラッシュファイルシステムが、別々のフラッシュエリア中に記録されたデータの直接アクセスを許容するのに利用されても良い。マルチスレッドオペレーティングシステム環境中の別々のスレッド上で各々が実行される多事象検出器の利用がこれを可能とする。

多事象検出器の使用により、２つの曲を同時にプレイすることが可能である。ヘッドホンを装着している後部座席搭乗者に２つのオーディオソースを同時に投射することも可能である。

一実施形態では、ステレオ信号はモノ信号に変換され、それから空間的広がりをもったステレオ信号に変換し戻される。ステレオ信号は、左チャネルと右チャネルの和を２で割ること（即ち、（左チャネル＋右チャネル）／２）によってモノ信号に変換されても良い。本発明のアルゴリズムの一実施形態において考慮された異なる入力ソースのサンプリングレートの追加の詳細が、以下の表に提供されている。

本発明は、本質的に異なるソースに跨って、自動車マーケットにおける現行の後部座席オーディオ（ＲＳＡ）システム上に現在あるソース選択プッシュボタンまたはキーを再定義しても良い。ソース選択キーは、ユーザが一度に１ソースずつソースに跨ってナビゲートすることを可能としても良い。

ソースに跨った、例えばＸＭおよびＦＭオーディオのような本質的に異なるソースに跨ったオーディオソースナビゲーションは、ユーザがどのソースプログラムを聞くかを決定する前のいかなる時点においてもユーザは1つのオーディオソースのみを聞くことができるという制約をもって、ユーザがソースに跨って行くためにソースキーを押すことを要求する。「本質的に異なるソース」という用語は、お互いから独立にデコードされることができるオーディオソースを指しても良い。例えば、ＦＭオーディオ出力とＸＭオーディオ出力は、これら２つが両方のオーディオソースが同時に出力されることを妨げることができるような共有された依存性無しに独立した復調器と別々のアンテナソースを有するので、同時に起こることができる。本発明は、ユーザがヘッドホンセット中の異なる到着角度で２つの本質的に異なるソースを聞き、ヒューマンマシンインターフェースシステムとの協調作業でユーザが聞きたいオーディオソースを選択することを可能とし得る。

カーオーディオシステムのヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）は、２つの別々のソースを1つを前景としもう1つを背景として一緒に重ね合わせるためのアルファブレンディングおよびスクリーンオンスクリーン技術を利用しても良い。アルファブレンディングは、コンピューターグラフィックスにおいて透明性効果を許容する２つの色の凸状組み合わせである。これらのビデオソースは典型的にはお互いから独立であり、ユーザは、第一のソースを聞きながら第二のソースを閲覧することが可能であっても良い。本発明は、これらのビデオ技術を聴取可能に補足するためにアルファブレンディングおよびスクリーンオンスクリーン技術に適用されても良い。

ユーザがその局上のコマーシャルによって中断されたソースを聞いていて、元のソース選択にすぐに戻る意図をもって別のソース選択をブラウズしたい場合を考える。ユーザメニューナビゲーション以外に、本発明の方法の一実施形態は、ユーザが１つのソースを聞いていて現在のオーディオソース中のコマーシャルによって中断されるというシナリオに適用されても良い。コマーシャルを専ら聞きたくないので、ユーザは第一のオーディオソースを聞き続けながら第二のオーディオソースを聞くためにオーディオシステム上のコントロールを稼動する。例えば、ユーザは、ＨＭＩ上のスイッチを捻るかまたはキーを押して、空間的広がりをもったオーディオ、即ちデュアルオーディオソースモードを可能とする。空間的広がりをもったオーディオでは、ユーザは新たなソースを選択して聞くことができるが、それでもユーザは同時に前に選択されたソースを聞くことができる。ユーザは、一旦コマーシャルが終わると前に選択されたソースにチューンし戻しても良い。ユーザが聴取可能に他の局をブラウズしている間、元のソースはユーザが選択したメニュー選択によって音量が（例えば３ｄＢまたは６ｄＢ）下げられることができる。よって、両方のソースが同時にプレイされている間、新たなソースは元のソースよりも大きな音でプレイされても良い。

新たなソースの全体的に知覚された音の大きさは元のソースのそれよりも大きくても良いが、新たなソースは必ずしも両方のスピーカー上で元のソースよりも大きな音でプレイされるわけではない。例えば、新たなソースが１つのスピーカー上でほぼ全面的にプレイされても良い一方で、元のソースはスピーカー間でより均等な音の大きさの分布でもってプレイされても良い。

人間の聴覚システムは、両耳間レベル差（ＩＬＤ）および両耳間時間差（ＩＴＤ）を通して音源の位置を知覚する、即ち音源を局所化することができる。ＩＬＤは1つの耳に届くソース信号の強度がもう1つの耳に届くものと異なる時に働く。ＩＬＤは音波が人の頭に対して回折する時の回折によって起きる。

ラジオに関する両耳間レベル差は、デシベルで表現されても良い。ＩＬＤは、人の頭による散乱は周波数が増加すると急速に増加するという事実のために、入力信号の増加する周波数内容と共にＩＴＤよりも支配的になる。例えば、５００Ｈｚの音の波長は６９ｃｍであり、それは人の頭の平均的な直径の４倍である。図２は、２つの耳と１つの鼻によって規定された方位平面中のソースについて計算された両耳間レベル差を描いている。

他方で両耳間時間差（ＩＴＤ）は、５００Ｈｚより下の周波数を有する音の局所化に適用され、２つの耳における音の波形の到着時間の差の結果である。位相差は、Δｔ＝３（ａ／ｃ）＊ｓｉｎθの両耳間時間差（ＩＴＤ）に相当し、ここでθは図２に描かれた方位（左−右）角であり、ａは人の頭の半径であり、ｃは音速（３４４００ｃｍ／ｓｅｃ）である。

人間の両耳システムはよって、ＩＬＤおよびＩＴＤキューを使った空間的局所化を行う。まとめると、両耳システムは、５００Ｈｚより上でＩＬＤからの振幅キューに感度がある。これらのＩＬＤキューは３０００Ｈｚより上の周波数については大きくて信頼性があるものとなる一方、ＩＴＤキューは１５００Ｈｚより下の周波数について良く働く。２０００Ｈｚのような周波数のサイントーンについては、どちらのキューも良く働かない。結果として、人間の局所化能力は、この周波数レンジ中の信号については貧弱になる傾向がある。

平面波を回折する固い球としての頭の近似から始めて、頭の影またはＩＴＤは、

ｗ＝ｃ／a

ここでｃは音速、ａは頭の半径、であることができる。

α（θ）＝１．０５＋０．９５ｃｏｓ（１８０＊θ／１５０）

ゼロの場所は方位角θと共に変動する。上の式は、双線形変換：

H(z)=[(w+αF_s)+(w-αF_s)z^-1]/ [(w+F_s)+(w-F_s)z^-1]

ここでｗ＝ｃ／ａ、

τ_ｈ（θ）＝−ａｃｏｓ（θ）／ｃもし０≦｜θ｜＜π／２ならば、あるいは

τ_ｈ（θ）＝−ａ（｜θ｜−π／２）／ｃもしπ／２≦｜θ｜＜πならば、

を使った安定した無限インパルス応答（ＩＩＲ）デジタルフィルターに翻訳されても良い。

図３を参照すると、ユーザ入力を処理するのに使われ得るマイクロコントローラ２２を含んだ本発明の車両後部座席ラジオシステム２０の一実施形態が示されている。デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）２４は、空中のＩＦ入力信号のオーディオ復調を提供するのに使われ得る。ＤＳＰ２４はまた、Ｉ２Ｃのようなシリアル通信プロトコルを介してメインマイクロコントローラ２２に品質情報パラメータを提供するのに使われ得る。品質情報パラメータは、マルチパス、隣接チャネルノイズおよび電界強度を含み得る。ＤＳＰ２４は、フロントエンドＲＦ復調およびゲイン制御を行うことをチューナーＩＣ２６に依存しても良い。チューナーＩＣ２６はまた、中間周波数をＤＳＰ２４に出力しても良く、そこで中間周波数は復調されて処理されても良い。チューナーＩＣ２６は更に、信号をＤＳＰ２４に送る前に６ｄＢｕＶまでのＩＦ（中間周波数）へのゲインを提供しても良い。２７において示されるような、チューナーＩＣ２６とＤＳＰ２４の間の通信は、Ｉ２Ｃのようなシリアル通信プロトコルを介してであっても良く、それは４００ｋｂｐｓで動作しても良い。

アンテナシステム２８が、チューナーＩＣ２６に通信的に結合されていても良い。アンテナシステム２８は、例えば、位相ダイバーシティの受動的マストまたは能動的マストの形であっても良い。

ＤＳＰ２４は、復調されたチューナーオーディオの信号品質パラメータ化を提供しても良く、それをシリアルバス３２を介してマイクロコントローラ２２に利用可能としても良い。一実施形態では、シリアル通信バス３２は、４００ｋｂｐｓの高速Ｉ２Ｃの形である。無線データシステム（ＲＤＳ）中断ライン３０がＤＳＰ２４とマイクロコントローラ２２の間に設けられていても良い。

マイクロコントローラ２２は一方で、３６においてのように、タッチスクリーンＨＭＩディスプレイ３４にリンクされていても良く、それはユーザが聞きたいソースを選択することを可能とする。ＨＭＩディスプレイ３４は特に、空間的角度を強調し得るディスプレイキューをもったソース選択を提供しても良い。

マイクロコントローラ２２内部のソフトウェアアーキテクチャ内では、マルチスレッドシステム中で動作が行われる。アプリケーションは、メインマイクロコントローラ２２上のスレッド上で実行されても良い。

サンプル毎ベースのシステム中で動作することはＤＳＰ２４には困難であり得る。これを避けるために、フレーム中でサンプルを収集してデータを処理するために、固定されたピンポンバッファーが利用されても良い。入力信号は、ステレオまたはモノトーン信号のどちらかであることができる。もし入力がステレオ信号であれば、アルゴリズムは、入力信号が処理の前にモノトーン入力信号に変換されることを要求しても良い。

処理前のステレオ信号のモノトーン、即ちモノラル信号への変換は、上に提供されて説明された表に記載された通りに達成され得る。ソフトウェアは、現行モードに基づいてプレイしているソースのタイプを確定しても良い。

サンプリングされたソースはそれから、空間的フィルターを通されても良い。モノ信号は、図４Ａおよび４Ｂに規定された空間的フィルターを通された後に再度ステレオ信号（但し、今回は軌道角までの空間的広がりをもたされている）に変換されても良い。図４Ａでは、特定のソースのモノラルサウンド入力Ａ３８が、サウンドＡの左チャネルオーディオ４２を作り出すようにＨ（ｗ、θ）ｅ^{−ｊｗτｈ（θ）}で定義された空間的フィルター４０に入力され、サウンドＡの右チャネルオーディオ４６を作り出すようにＨ（ｗ、θ）ｅ^{−ｊｗτｈ（θ＋１８０）}で定義された空間的フィルター４４に入力される。同様に、図４Ｂでは、特定のソースのモノラルサウンド入力Ｂ４８が、サウンドＢの左チャネルオーディオ５２を作り出すようにＨ（ｗ、θ）ｅ^{−ｊｗτｈ（θ＋１８０）}で定義された空間的フィルター５０に入力され、サウンドＢの右チャネルオーディオ５６を作り出すようにＨ（ｗ、θ）ｅ^{−ｊｗτｈ（θ）}で定義された空間的フィルター５４に入力される。

各ソースが異なるサンプリングレートを有し得ることを上の表が示す通り、異なるソースを組み合わせることはトリッキーであり得る。上の表に基づいた入力ソース選択サンプリングレートに関する演繹的な情報を利用することで、本発明は、混合プロセス中に補助するための非同期サンプルレート変換器５８、６０、６２、６４（図５）を含んでも良い。

変換器５８、６０、６２、６４は、加算器６６、６８の上流に配置されても良い。加算器６６は、サウンドＡおよびＢの左チャネル部分を組み合わせる。同様に、加算器６８は、サウンドＡおよびＢの右チャネル部分を組み合わせる。図５の実施形態における共通因子サンプリングレートは４４．１ｋＨｚであり、それは信号忠実性と良好な解像度を有利に適用し得る。

ゲインブロック７０、７２は、非同期サンプルレート変換中に含まれたスペクトル振幅スケーリングを補償し得る。非同期サンプルレート変換は典型的には、アップサンプリングとそれに続くダウンサンプリング多相フィルターの利用を含む。

最も単純な例示的文脈では、サウンドＡとサウンドＢが同じサンプリングレートで記録されていると仮定して、以下のロジックが採用されても良い：

出力右チャネルオーディオ＝
０．５（サウンドＢの右チャネル）＋０．５（サウンドＡの右チャネル）

出力左チャネルオーディオ＝
０．５（サウンドＢの左チャネル）＋０．５（サウンドＡの左チャネル）

非同期サンプルレート変換器５８、６０、６２、６４は、柔軟性を提供するためにオーディオコーデック‘９７を含んでいても良い。つまり、オーディオコーデック‘９７は、開示された実施形態では出力は４４．１ｋＨｚであるが、異なる出力サンプルレートをサポートしても良い。データは、フィルター４０、４４、５０、５４を通して処理され、オーディオコーデック‘９７を実行する高優先度タスクに出力されても良い。

以下に提供されるのは、ロジックを実装するＭａｔｌａｂプログラミング言語でのシミュレーションモデルコードの例である。このシミュレーションコードは、Intel Centrino Processor(x86ターゲット)上で実行されても良い。

Ａ＝ｗａｖｒｅａｄ（‘ｓｅｓａｍｅ．ｗａｖ’）；
Ｂ＝ｗａｖｒｅａｄ（‘ｋｎｉｇｈｔ．ｗａｖ’）；
ｍａｘＡ＝ｍａｘ（Ａ）；％信号Ａ内の最大振幅を計算せよ
ｍａｘＢ＝ｍａｘ（Ｂ）；％信号Ｂ内の最大振幅を計算せよ

ｍａｘ＿ｎｏｒｍ＝ｍａｘ（ｍａｘＡ、ｍａｘＢ）；％信号ＡおよびＢに跨って最大値を見つけよ
Ａ＝Ａ／ｍａｘ（ｍａｘ＿ｎｏｒｍ）；％入力信号を最大値に正規化せよ
Ｂ＝Ｂ／ｍａｘ（ｍａｘ＿ｎｏｒｍ）；％入力信号を最大値に正規化せよ

％ＡおよびＢは共に同じサンプリングレートのステレオ信号である
ＡＬ＝ｈｓｆｉｌｔｅｒ（６０、８０００、Ａ）；％信号Ａの左チャネル上にフィルターを適用せよ
ＡＲ＝ｈｓｆｉｌｔｅｒ（２４０、８０００、Ａ）；％信号Ａの右チャネル上にフィルターを適用せよ

ＢＬ＝ｈｓｆｉｌｔｅｒ（２４０、８０００、Ｂ）；％信号Ｂの左チャネル上にフィルターを適用せよ
ＢＲ＝ｈｓｆｉｌｔｅｒ（６０、８０００、Ｂ）；％信号Ｂの右チャネル上にフィルターを適用せよ

for i=1:1:length(A(1:1000))
y(i,1)=0.5*AL(i)+0.5*(BL(i));％２つの信号を1つの出力左チャネルオーディオに組み合わせよ
y(i,2)=0.5*AR(i)+0.5*(BR(i));％２つの信号を1つの出力右チャネルオーディオに組み合わせよ
end
％各々が方位まで６０度で来る２つのオーディオソースを含んだｙ−空間的オーディオ

以下に提供されるのは、Ｍａｔｌａｂでの空間的フィルターアルゴリズムの例である。空間的フィルターは、頭の影とＩＴＤ効果、肩エコー、および耳翼反射をモデル化する。

function[output]=hsfilter(theta, Fs, input)
theta=theta+90
theta0=150; alfa_min=0.05;
c=334;
a=0.08;
w0=c/a;
alfa=1+alfa_min+(1-alfa_min)*cos(theta/theta0*pi);
B=[(alfa+w0/Fs)/(1+w0/Fs), (-alfa+w0/Fs)/(1+w0/Fs)];
A=[1, -(1-w0/Fs)/(1+w0/Fs)];
if(abs(theta)<90
gdelay=-Fs/w0*(cos(theta*pi/180)-1)
else
gdelay=Fs/w0*((abs(theta)-90)*pi/180)+1)
end
a=(1-gdelay)/(1+gdelay);
out_magn=filter(B, A, input);
output=filter([a, 1], [1, a], out_magn);

サンプリングされたオーディオソースは、左から右へまたは右から左へのどちらかでオーディオを振ることが可能である。もしこれらの入力信号に空間的フィルターが適用されれば、それはエンドユーザにとっては振られたオーディオ信号と導入されたかもしれない空間的効果の間を区別するのを困難にする。空間的広がりをもった角度のユーザの知覚が影響されることを避けるために、入力信号は空間的フィルターが適用される前にモノトーンに変換されても良い。例えば、方位平面で左に６０度まで空間的に広がりをもたされることが意図された信号は、右チャネル上でより強いスペクトル内容を顕示すべきではなく、そうでなければそれは信号に正しい方向で適切に空間的広がりをもたせるアルゴリズムの能力を阻害し得る。

使用中は、リスナーは、例えばＡＭラジオ、ＦＭラジオ、ＣＤ、衛星ラジオ、ＤＶＤ、ＡＵＸ、電話、Onstar、ＵＳＢ、高品質ラジオ、またはＤＡＢのようなオーディオ信号の第一のソースを聞いていても良い。ある時点で、リスナーは、聞いている第一のオーディオソースをそれでも監視し続けながら第二のオーディオソースをチェックしたくなり得る。例えば、リスナーは、ラジオ放送がコマーシャル休憩に入る時にラジオの形の第一のオーディオソースを聞いているかも知れない。コマーシャルを聞くよりは、リスナーは、リスナーが第二のオーディオソースをいじりながら第一のオーディオソースを聞き続け得るようなデュアルソースモードに行くようにオーディオシステムに命令するようにプッシュボタンを押すか、スイッチを捻るか、コマンドを発声するかしても良い。

一実施形態では、リスナーは、第一のソースを聞いていながら第二のオーディオソースのメニュー選択を通してナビゲートすることによって第二のオーディオソースをいじくっても良い。そのようなメニュー選択は、ラジオ周波数、曲、アルバムおよびアーティストを含んでも良い。第二のオーディオソースのメニュー選択のナビゲーションは、同時に第一のオーディオソースを聞き続けながらメニュー選択のオーディオを順番にスキャンして聞くことを含んでも良い。第二のオーディオソースのメニュー選択のナビゲーションは追加で、ディスプレイ３４上のメニュー選択の系列をスキャンして閲覧することを含んでも良い。別の実施形態では、第二のオーディオソースのメニュー選択のナビゲーションは、追加で第二のオーディオソースを聞くことなしにディスプレイ３４上のメニュー選択を閲覧することだけを含む。

リスナーは、第二のオーディオソースでのナビゲーションを行うことを要求されてはいないことが理解されるべきである。つまり、リスナーは、いかなるメニューナビゲーションを行うことなく第一のオーディオソースと同時に単に第二のオーディオソースを聞いていても良い。同様に、デュアルソースモードにある間、リスナーは第一のオーディオソースでのメニュー選択を行っても行わなくても良い。

ユーザは、第一のオーディオソース上のコマーシャル休憩が完了したことを聞いた時のように、そうすることが整った時にシングルソースモードに戻っても良い。特定には、リスナーは、リスナーが専ら第一のオーディオソースを聞くことに戻り得るシングルソースモードに行くようにオーディオシステムに命令するようにプッシュボタンを押すか、スイッチを捻るか、コマンドを発声するかを再度しても良い。

オーディオシステムを動作させるための本発明の方法６００の一実施形態が図６に描かれている。最初のステップ６０２では、第一のオーディオ信号が第一と第二のスピーカー上で第一のソースから出力される。つまり、ラジオまたはＣＤのようなオーディオソースからのオーディオ信号が、ヘッドホンのペアの２つのスピーカー上に聴覚的に出力されても良い。スピーカーは、ヘッドホンを装着しているリスナーのそれぞれ左耳と右耳と関連付けられていても良い。

次に、ステップ６０４では、リスナー入力が提供されても良い。例えば、リスナーは、デュアルオーディオソースモードに入るようにオーディオシステムに命令するようにプッシュボタンを押すか、スイッチを捻るか、音声コマンドを発声しても良い。

次のステップ６０６では、リスナー入力に応答して、第一のオーディオ信号と第二のソースからの第二のオーディオ信号が同時に第一と第二のスピーカー上に出力され、第一の信号は第一の信号がリスナーに向けて第一の方向から生じているようにリスナーによって知覚されるように第一と第二のスピーカーの各々から出力されており、第二の信号は第二の信号がリスナーに向けて第二の方向から生じているようにリスナーによって知覚されるように第一と第二のスピーカーの各々から出力されており、第二の方向は第一の方向から少なくとも９０度オフセットされている。一実施形態では、リスナーがデュアルオーディオソースモードにスイッチすることに応答して、例えばラジオからの第一のオーディオ信号と、例えばＣＤからの第二のオーディオ信号が、ヘッドホンのスピーカー上に同時に出力される。ラジオからの信号は、ラジオ信号が例えばリスナーの全体的に左の方向から来ているようにリスナーによって知覚されるように、ヘッドホンスピーカーのそれぞれから出力されても良い。ＣＤからの信号は、ＣＤ信号が例えばリスナーの全体的に右の方向から来ているようにリスナーによって知覚されるように、ヘッドホンスピーカーのそれぞれから出力されても良い。よって、そこからＣＤが来ていると知覚される方向は、そこからラジオが来ていると知覚される方向から少なくとも９０度オフセットされてもいても良い。つまり、そこから２つの音がリスナーに近づくと知覚される方向は、およそ９０度と１８０度の間でお互いからオフセットされていても良い。

最後のステップ６０８では、リスナーが第一のソースを聞き続けながら第二のソースのメニュー選択を通して聴覚的にナビゲートすることが可能とされる。つまり、デュアルオーディオソースモードにいる間、リスナーは、ＣＤ上の次の曲または次のＣＤに進むようにＣＤプレーヤーに命令する更なる入力を提供しても良い。曲またはＣＤメニュー選択は、スピーカー上で聴覚的におよび／またはディスプレイ３４上で視覚的にリスナーに提示されても良い。

オーディオシステムを動作させるための本発明の方法７００の別の実施形態が図７に描かれている。最初のステップ７０２では、それぞれ第一と第二のソースと関連付けられた第一と第二のモノラル信号が受信される。例えば、ラジオとＣＤプレーヤーのような第一と第二のオーディオソースが各々、それぞれのステレオ信号を出力しても良い。特定のオーディオソースに依存して、どのようにそれらのステレオ信号がそれぞれラジオとＣＤプレーヤーに関連付けられたモノラル信号に変換され得るかを上の表が記載している。

次に、ステップ７０４では、第一と第二のモノラル信号がそれぞれ第一と第二のステレオ信号に変換され、第一と第二のステレオ信号の各々は左チャネルと右チャネルを有する。図４Ａと４Ｂの実施形態では、ラジオとＣＤプレーヤーからの第一と第二のモノラル信号は各々、空間的フィルター４０、４４、５０および５４によって左および右チャネルのステレオ信号に変換される。更に、空間的フィルター４０、４４、５０および５４は、ステレオ信号の各々にそれぞれの軌道角までの空間的な広がりをもたせても良い。より特定には、左および右チャネルの相対的な音の大きさおよび／または位相を制御することによって、空間的フィルター４０、４４、５０および５４は、耳と交差する方位平面中のいかなる望ましい方向からでもステレオ信号が来ているように人間の両耳システムが知覚することを引き起こすような特性をステレオ信号にもたせ得る。

次のステップ７０６では、第一と第二のステレオ信号の各々の左および右チャネル上で非同期サンプルレート変換が行われる。つまり、図５に示されるように、サウンドＡとサウンドＢの両方の左および右チャネル上で非同期サンプルレート変換を行うように非同期サンプルレート変換器５８、６０、６２、６４が採用されても良い。

ステップ７０８では、第一と第二のステレオ信号の左チャネルが、組み合わせ左チャネル信号に組み合わされる。つまり、加算器６６がサウンドＡとＢの左チャネルを組み合わせ左チャネル信号に組み合わせる。

ステップ７１０では、第一と第二のステレオ信号の右チャネルが、組み合わせ右チャネル信号に組み合わされる。つまり、加算器６８がサウンドＡとＢの右チャネルを組み合わせ右チャネル信号に組み合わせる。

次に、ステップ７１２では、組み合わせ左チャネル信号のゲインが調節される。図５の実施形態では、例えば、加算器６６からの組み合わせ左チャネル信号が、そこで信号のゲインが調節されるところのゲインブロック７０に供給される。

次のステップ７１４では、組み合わせ右チャネル信号のゲインが調節される。図５では、特定には、加算器６８からの組み合わせ右チャネル信号が、そこで信号のゲインが調節されるところのゲインブロック７２に供給される。

最後のステップ７１６では、ゲイン調節された組み合わせ左チャネル信号とゲイン調節された組み合わせ右チャネル信号が、第一と第二のスピーカー上に同時に出力される。つまり、ゲインブロック７０からのゲイン調節された組み合わせ左チャネル信号とゲインブロック７２からのゲイン調節された組み合わせ右チャネル信号が、リスナーの左および右耳に対応するヘッドホンの２つのスピーカー上に同時に出力される。

本発明はここでは、ヘッドホンスピーカーに適用されているように記載された。しかしながら、発明は、より一般にはあらゆる複数スピーカーオーディオシステムに適用され得ることが理解されるべきである。

この発明は例示的なデザインを有するものとして記載されたが、本発明はこの開示の精神と範囲内で更に変形されても良い。この出願は従って、その一般的原理を使った発明のあらゆる変形、使用または適応をカバーすることが意図されている。更に、この出願は、この発明が関係する技術分野における周知または慣例的慣行内に入るような本開示からの逸脱をカバーすることが意図されている。

Claims

第一と第二のソースと、第一と第二のスピーカーを有するオーディオシステムを動作させる方法であって、
第一のソースからの第一のオーディオ信号を第一と第二のスピーカー上に出力するステップと、
リスナー入力を提供するステップと、
リスナー入力に応答して、第一のオーディオ信号と第二のソースからの第二のオーディオ信号を同時に第一と第二のスピーカー上に出力するステップであって、第一の信号は第一の信号がリスナーに向けて第一の方向から生じているようにリスナーによって知覚されるように第一と第二のスピーカーの各々から出力されており、第二の信号は第二の信号がリスナーに向けて第二の方向から生じているようにリスナーによって知覚されるように第一と第二のスピーカーの各々から出力されており、第二の方向は第一の方向から少なくとも９０度オフセットされていることと、
を含む方法。
第一のソースを聞き続けながら第二のソースのメニュー選択を通して聴覚的にナビゲートすることをリスナーに可能とするステップを更に含む、請求項１の方法。
メニュー選択は、ラジオ周波数、曲、アルバム、アーティストの１つからなる、請求項２の方法。
提供するステップは、リスナーがヒューマンマシンインターフェース上のコントロールを稼動させることからなる、請求項１の方法。
第一と第二の信号が同時に出力される間、第二の信号は第一の信号よりも大きな音量で出力される、請求項１の方法。
第一と第二のオーディオ信号はステレオ信号からなり、第一のオーディオ信号と第二のオーディオ信号を同時に出力するステップは、
第一と第二のソースからの元のステレオ信号を第一と第二のモノラル信号に変換するサブステップと、
第一と第二のモノラル信号を第一と第二のステレオオーディオ信号に変換するサブステップと、
を含む、請求項１の方法。
第一のオーディオ信号と第二のオーディオ信号を同時に出力するステップは、
第一のオーディオ信号を第二のスピーカー中よりも第一のスピーカー中でより大きな音量で出力するサブステップと、
第二のオーディオ信号を第一のスピーカー中よりも第二のスピーカー中でより大きな音量で出力するサブステップと、
を含む、請求項１の方法。
第一と第二のソースと、第一と第二のスピーカーを有するオーディオシステムを動作させる方法であって、
第一のソースからの第一のオーディオ信号を第一と第二のスピーカー上に出力するステップと、
リスナー入力に応答して、第一のオーディオ信号と第二のソースからの第二のオーディオ信号を同時に第一と第二のスピーカー上に出力するステップであって、第一の信号は第一の信号がリスナーに向けて第一の方向から生じているようにリスナーによって知覚されるように第一と第二のスピーカーの各々から出力されており、第二の信号は第二の信号がリスナーに向けて第二の方向から生じているようにリスナーによって知覚されるように第一と第二のスピーカーの各々から出力されていることと、
第一のソースを聞き続けながら第二のソースのメニュー選択を通して聴覚的にナビゲートすることをリスナーに可能とするステップと、
を含む方法。
第二の方向は第一の方向から少なくとも９０度オフセットされている、請求項８の方法。
リスナー入力は、リスナーがヒューマンマシンインターフェース上のコントロールを稼動させることからなる、請求項８の方法。
第一と第二の信号が同時に出力される間、第二の信号は第一の信号よりも大きな音量で出力される、請求項８の方法。
第一と第二のオーディオ信号はステレオ信号からなり、第一のオーディオ信号と第二のオーディオ信号を同時に出力するステップは、
第一と第二のソースからの元のステレオ信号を第一と第二のモノラル信号に変換するサブステップと、
第一と第二のモノラル信号を第一と第二のステレオオーディオ信号に変換するサブステップと、
を含む、請求項８の方法。
第一のオーディオ信号と第二のオーディオ信号を同時に出力するステップは、
第一のオーディオ信号を第二のスピーカー中よりも第一のスピーカー中でより大きな音量で出力するサブステップと、
第二のオーディオ信号を第一のスピーカー中よりも第二のスピーカー中でより大きな音量で出力するサブステップと、
を含む、請求項８の方法。
第一と第二のソースと、第一と第二のスピーカーを有するオーディオシステムを動作させる方法であって、
それぞれ第一と第二のソースに関連付けられた第一と第二のモノラル信号を受信するステップと、
第一と第二のモノラル信号をそれぞれ第一と第二のステレオ信号に変換するステップであって、第一と第二のステレオ信号の各々はそれぞれの軌道角までの空間的広がりをもたされており、第一と第二のステレオ信号の各々は左チャネルと右チャネルを有していることと、
第一と第二のステレオ信号の各々の左および右チャネル上で非同期サンプルレート変換を行うステップと、
第一と第二のステレオ信号の左チャネルを組み合わせ左チャネル信号に組み合わせるステップと、
第一と第二のステレオ信号の右チャネルを組み合わせ右チャネル信号に組み合わせるステップと、
組み合わせ左チャネル信号のゲインを調節するステップと、
組み合わせ右チャネル信号のゲインを調節するステップと、
ゲイン調節された組み合わせ左チャネル信号とゲイン調節された組み合わせ右チャネル信号を第一と第二のスピーカー上に同時に出力するステップと、
を含む方法。
第一と第二のソースからのそれぞれの元のステレオ信号を第一と第二のモノラル信号に変換するステップを更に含む、請求項１４の方法。
第一のソースを聞き続けながら第二のソースのメニュー選択を通して聴覚的にナビゲートすることをリスナーに可能とするステップを更に含む、請求項１４の方法。
変換するステップは、第一と第二のモノラル信号をそれぞれ第一と第二の空間的フィルターに入力することを含む、請求項１４の方法。
非同期サンプルレート変換は、アップサンプリングとそれに続くダウンサンプリング多相フィルターの利用を含む、請求項１４の方法。
調節するステップは、非同期サンプルレート変換と関連付けられたスペクトル振幅スケーリングを補償することを含む、請求項１４の方法。
第一の信号は第一の信号がリスナーに向けて第一の方向から生じているようにリスナーによって知覚されるように第一と第二のスピーカーの各々から出力されており、第二の信号は第二の信号がリスナーに向けて第二の方向から生じているようにリスナーによって知覚されるように第一と第二のスピーカーの各々から出力されており、第二の方向は第一の方向から少なくとも９０度オフセットされている、請求項１４の方法。