JP2000295699A

JP2000295699A - オーディオ信号処理システム

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Publication number: JP2000295699A
Application number: JP11367850A
Authority: JP
Inventors: Richard J Aylward; ジェイ・リチャード・エールワード
Original assignee: Bose Corp
Current assignee: Bose Corp
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2000-10-20
Also published as: US6928169B1; CN1210993C; HK1030129A1; EP1021063A3; EP1021063B1; DE69941808D1; CN1268015A; EP1021063A2

Abstract

(57)【要約】【課題】１つ以上の入力信号から複数のオーディオ・
チャネル出力信号を得るオーディオ信号処理システムを
提供する。【解決手段】単一チャネル・オーディオ信号（１０）
を処理することによって、複数のオーディオ・チャネル
信号を得る際、単一チャネル・オーディオ信号を、概し
て音声スペクトルパターンで特徴付けられる第１の分離
信号（１８）、および第２分離信号（１４）に分離す
る。第２分離信号を処理し、複数のオーディオ出力チャ
ネル信号の残りの部分を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オーディオ信号の
処理に関し、更に特定すれば、１つ以上のオーディオ入
力信号を処理し、より多くのオーディオ信号を得ること
に関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の重要な目的
は、１つ以上の入力信号から複数のオーディオ・チャネ
ル出力信号を得るオーディオ信号処理システムを提供す
ることである。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、単一チ
ャネル・オーディオ信号を処理し、複数のオーディオ・
チャネル信号を得る方法は、単一チャネル・オーディオ
信号を、概して（大体）音声特性を示す周波数スペクト
ルで特徴付けられる第１分離信号と、第２分離信号とに
分離するステップと、第１分離信号から第１チャネル信
号を発生するステップと、第２分離信号を変更し、複数
のチャネル信号の残りの部分を生成するステップとから
成る。

【０００４】本発明の別の態様では、単一チャネル・オ
ーディオ信号を処理し、複数のオーディオ・チャネル信
号を得るオーディオ信号処理装置は、オーディオ信号
を、概して音声特性を示す周波数スペクトルで特徴付け
られる第１分離信号と、第２分離信号とに分離する音声
分離器と、音声分離器に結合され、第２分離信号から複
数のオーディオ・チャネル信号の第１部分集合（サブセ
ット：ｓｕｂｓｅｔ）を発生する回路とを備える。

【０００５】本発明の別の態様では、オーディオ信号処
理システムは、単一入力チャネル信号のための入力端子
と、中央チャネル出力信号Ｃのための中央チャネル出力
端子と、対応する複数の出力チャネル信号のための、複
数の出力端子と、入力端子および中央チャネル出力端子
を相互結合し、単一チャネル入力信号を音声オーディオ
信号および非音声オーディオ信号に分離する音声分離器
と、音声分離器を複数の出力端子に結合し、非音声オー
ディオ信号に応答して、対応する複数のオーディオ・チ
ャネル信号を出力端子上に供給する回路とを備える。

【０００６】本発明の別の態様では、単一チャネル・オ
ーディオ信号を処理し、５つのオーディオ・チャネル信
号にデコード可能な、２つのデコード可能オーディオ・
チャネル信号を得る方法は、単一チャネル・オーディオ
信号を、概して音声特性を示す周波数スペクトルによっ
て特徴付けられる第１分離信号と、第２分離信号とに分
離するステップと、第１分離信号を処理して、中央チャ
ネル信号Ｃを得るステップと、第２分離信号を変更し
て、左チャネル信号Ｌ、右チャネル信号Ｒ、左サラウン
ド・チャネル信号Ｌ_S、および右サラウンド・チャネル
信号Ｒ_Sを得るステップと、中央チャネル信号、左サラ
ウンドおよび右サラウンド・チャネル信号の和、ならび
に左チャネル信号を結合し、２つのデコード可能オーデ
ィオ・チャネル信号の第１のものを生成するステップ
と、中央チャネル信号、左サラウンドおよび右サラウン
ド・チャネル信号の和、ならびに右チャネル信号を結合
し、２つのデコード可能オーディオ・チャネル信号の第
２のものを生成するステップとを含む。

【０００７】本発明の別の態様では、単一チャネル・オ
ーディオ信号を処理し、続いて５オーディオ・チャネル
信号にデコード可能な、３つのデコード可能オーディオ
・チャネル信号を得る方法は、単一チャネル・オーディ
オ信号を、概して音声特性を示す周波数スペクトルによ
って特徴付けられる第１分離信号と、第２分離信号とに
分離するステップと、第１分離信号を処理し中央チャネ
ル信号を与え、中央チャネル信号が第１デコード可能オ
ーディオ信号を含む、ステップと、第２分離信号を変更
し、左チャネル信号、右チャネル信号、左サラウンド・
チャネル信号、および右サラウンド・チャネル信号を与
えるステップと、左サラウンドおよび右サラウンド・チ
ャネル信号の和、ならびに左チャネル信号を結合し、３
つのデコード可能オーディオ・チャネル信号の第２のも
のを生成するステップと、左サラウンドおよび右サラウ
ンド・チャネル信号との和、および右チャネル信号を結
合し、３つのデコード可能オーディオ・チャネル信号の
第３のものを生成するステップと、を含む。

【０００８】本発明の別の態様では、２つの入力オーデ
ィオ・チャネル信号を処理し、２つよりも多いオーディ
オ・チャネル信号を得る方法は、２つの入力オーディオ
・チャネル信号の各々を、概して音声特性を示す周波数
スペクトルによって特徴付けられる第１分離信号と、第
２分離信号とに分離するステップと、第１入力オーディ
オ・チャネル信号の第１分離信号を、第２入力オーディ
オ・チャネル信号の第１分離信号と結合し、２つよりも
多い出力オーディオ・チャネル信号の第１のものを形成
するステップと、第１入力信号の第２分離信号を、２つ
よりも多い出力オーディオ・チャネル信号の第２のもの
として送信するステップと、第２入力信号の第２分離信
号を、２つよりも多い出力チャネル信号の第３のものと
して送信するステップとを含む。

【０００９】本発明の更に別の態様では、２つの入力オ
ーディオ・チャネル信号を処理し、２つよりも多いオー
ディオ・チャネル信号を得るオーディオ信号処理装置
は、２つの入力オーディオ・チャネル信号の第１のもの
を、音声特性を示す周波数スペクトルによって特徴付け
られる第１分離信号に分離し、２つよりも多い出力オー
ディオ・チャネル信号の第１のものを得る第１音声分離
器と、２つのオーディオ・チャネル信号の第２のもの
を、音声特性を示す周波数スペクトルによって特徴付け
られる第１分離信号と、２つよりも多い出力オーディオ
・チャネル信号の第２のものとに分離する第２音声分離
器と、第１および第２分離信号を結合し、２つよりも多
い出力オーディオ・チャネル信号の第３のものを得る結
合器とを備える。

【００１０】その他の特徴、目的および利点は、以下の
詳細な説明から明らかとなろう。

【００１１】

【発明の実施の形態】これより、図面更に特定すれば図
１を参照すると、本発明による単一チャネル・オーディ
オ信号処理システムが示されている。単一チャネル信号
入力端子１０が、音声分離器１２に接続されている。音
声分離器１２は、非音声信号ライン１４によってマルチ
チャネル・エミュレータ１６に結合され、更に音声信号
ライン１８によってエミュレーション後処理システム
（ポストエミュレーション処理システム：ｐｏｓｔｅｍ
ｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｙｓｔｅ
ｍ）２０に結合されている。マルチチャネル・エミュレ
ータ１６は、エミュレート信号ライン２２_a〜２２_zを通
じてポストエミュレーション処理システム２０に結合さ
れている。音声分離器１２は、２つの出力タップ、即
ち、音声レベル・タップ２６および非音声レベル・タッ
プ２８を有する。

【００１２】動作において、モノフォニック（ｍｏｎｏ
ｐｈｏｎｉｃ）・オーディオ信号のような単一チャネル
信号が入力端子１０に入力される。単一チャネル入力信
号は、音声分離器１２によって音声信号および非音声信
号に分離される。音声信号は、ライン１８上に第１出力
チャネル信号としてポストエミュレーション処理システ
ム２０に出力される。ライン１４上の非音声信号部分
は、次いでマルチチャネル・エミュレータ１６によって
処理され、多数の出力オーディオ・チャネル信号を生成
し、次いでこれらをポストエミュレーション処理システ
ム２０によって処理する。ポストエミュレーション処理
システム２０の要素および機能については、図４ないし
図７に更に詳しく示し、本明細書の対応する部分におい
て更に詳しく説明する。

【００１３】音声分離器１２は、バンドパス・フィルタ
を含むことができ、その通過帯域は、３００Ｈｚないし
３ｋＨｚのような周波数範囲であり、即ち、Ａｍｅｒｉ
ｃａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＰｈｙｓｉｃｓ
ｆｏｒｔｈｅＡｃｏｕｓｔｉｃａｌＳｏｃｉｅ
ｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａが出版した刊行物ＡＮＳＩ
Ｓ１．４−１９８３に記載されている、いわゆる「重み
付け」フィルタのようなものである。これは、音声に一
般的に関連する周波数またはスペクトル成分の範囲を含
む。また、異なる言語、イントネーション等を考慮する
ために、異なる特性を有する他のフィルタを用いること
も可能である。また、音声分離器１２は、更に複雑なフ
ィルタリング・ネットワーク、または音声を表わす信号
パターンを認識するのに適したマイクロプロセッサのよ
うな、その他の種類の音声認識装置を含むことも可能で
ある。

【００１４】図１によるオーディオ信号処理システム
は、会話のオンスクリーン定位（ｏｎｓｃｒｅｅｎｌ
ｏｃａｌｉｃａｔｉｏｎ）を含む現実的な「サラウン
ド」効果を有する５チャネル・オーディオ・システム上
で、モノフォニック・オーディオ・トラックを有する伝
送信号（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）またはソース（ビ
デオカセット等）を演奏する（ｐｒｅｓｅｎｔ）ことが
できるので、有利である。

【００１５】ここで図２を参照すると、音声分離器１２
およびマルチチャネル・エミュレータ１６を実施する回
路の一実施形態が示されている。この回路は、単一の入
力チャネルおよび５つの出力チャネルを有する。入力チ
ャネルは、モノフォニック・オーディオ信号入力とする
ことができ、５つの出力チャネルは、ホーム・シアター
・システム（ｈｏｍｅｔｈｅａｔｅｒｓｙｓｔｅ
ｍ）におけるように、左チャネル、右チャネル、左サラ
ウンド・チャネル、右サラウンド・チャネル、および中
央チャネルとすることができる。

【００１６】音声分離器１２は、入力端子１０を含むこ
とができ、これは、音声フィルタ８０の入力端子、第１
信号加算器８２の＋入力端子、および第２信号加算器８
４の＋入力端子に結合されている。音声フィルタ８０の
出力端子は、第１乗算器５５および音声レベル・タップ
２６に結合され、更に第１信号加算器８２の−入力端子
に結合されている。第１乗算器５５の出力は、中央チャ
ネル信号ライン２２Ｃ、および第２信号加算器８４の−
入力端子に結合されている。第２信号加算器８４の出力
端子は、非音声内容信号ライン１４を通じて、マルチチ
ャネル・エミュレータ１６に結合されている。第１信号
加算器８２の出力端子は、非音声レベル・タップ２８に
結合されている。

【００１７】非音声内容信号ライン１４は、遅延ユニッ
ト３２を介して、第３信号加算器３４の＋入力端子、お
よび第４信号加算器３６の−端子に結合され、これによ
って、非音声信号を処理するための多数の経路を与え
る。遅延ユニット３２の出力端子は、第４信号加算器３
６の−入力端子、第７信号加算器４６の＋入力端子、お
よび第８信号加算器４８の＋入力端子に結合されてい
る。第３信号加算器３４の出力端子は、第５信号加算器
３８の入力端子、および第２乗算器４０の入力端子に結
合されている。第４信号加算器３６の出力端子は、第６
信号加算器４２の＋入力、および第３乗算器４４の入力
端子に結合されている。第５信号加算器３８の出力端子
は、左チャネル信号ライン２２Ｌ、および第３信号加算
器４６の−入力端子に結合されている。第６信号加算器
４２の出力端子は、右チャネル信号ライン２２Ｒ、およ
び第８信号加算器４８の＋入力端子に結合されている。
第７信号加算器４６の出力端子は、右サラウンド・チャ
ネル信号ライン２２Ｒ_Sに結合されている。第８信号加
算器４８の出力端子は、左サラウンド信号ライン２２Ｌ
_Sに結合されている。遅延ユニット３２の出力端子は、
第７信号加算器４６の入力端子、および第８信号加算器
４８の入力端子に結合されている。

【００１８】遅延ユニット３２は、５ｍｓの遅延を信号
に加えることができる。第３信号加算器３４は、遅延ユ
ニット３２からの入力を０．５倍に尺度調整（ｓｃａｌ
ｅ）することができる。第４信号加算器３６は、遅延ユ
ニット３２からの入力を０．５倍に尺度調整することが
できる。第７信号加算器４６および第８信号加算器４８
は、それらの出力を０．５倍に尺度調整することができ
る。第１乗算器５５は、音声フィルタ８０からの入力信
号を

【００１９】

【数１】

【００２０】モノフォニック入力信号Ｍについて、図２
の回路は、以下の信号ラインに以下の出力信号を生成す
る。

【００２１】

【表１】

【００２２】次に図３を参照すると、音声分離器１２お
よびマルチチャネル・エミュレータ１６を実施する回路
の第２実施形態が示されている。この回路は、単一の入
力チャネルおよび５つの出力チャネルを含む。入力チャ
ネルは、モノラル・オーディオ入力とすればよく、５つ
の出力チャネルは、オーム・シアター・システムにおけ
るように、左チャネル、右チャネル、左サラウンド・チ
ャネル、右サラウンド・チャネル、および中央チャネル
とすることができる。

【００２３】図３の回路は、図２の回路と実質的に同一
であるが、図３では、乗算器５５の入力が、音声フィル
タ８０の出力ではなく、入力端子１０に直接結合されて
おり、更に中央チャネル信号ライン２２Ｃ上の信号が、
１．１４１４倍に尺度調整される点が異なる。

【００２４】本発明の回路は、モノフォニック信号から
実際的（写実的）な５チャネル効果が得られるので有利
である。左および右チャネルでは、Ｃ^-成分は同相であ
るが、.５Ｃ^-Ｄｔ成分は位相外れであり、その結果ステ
レオ効果が得られる。左サラウンドおよび右サラウンド
・チャネルでは、Ｃ^-成分が位相外れであり、左サラウ
ンドおよび右サラウンド・チャネル上での定位を防止す
る。信号Ｍの音声内容は、中央チャネルのみによって放
射され、適切なパワー・レベルが得られるように尺度調
整され、音声は、スクリーン上で定位化され、適切なレ
ベルとなる。

【００２５】また、本発明による回路は、全信号パワー
が維持されるという点でも有利である。図２および図３
ならびに表１から分かるように、可変利得ａが直接チャ
ネル２２ｃ内の信号に印加され、信号ａ（Ｃ^-＋.５Ｃ^-
Ｄｔ）がチャネル２２Ｌおよび２２Ｒ内の信号と減算的
に結合されので、可変利得ａの増大のために、チャネル
２２Ｃ内の信号の信号強度が上昇し、チャネル２２Ｌお
よび２２Ｒ内の信号の信号強度が低下する。

【００２６】また、本発明による回路は、種々のチャネ
ルに接続されているスピーカによって放射される音響の
相対的な割合が、モノフォニック入力信号の音声内容に
対して適切であるという点でも有利である。入力信号Ｍ
が音声を含まない場合、Ｃはゼロに近づき、Ｃ^-はＭに
近づき、αはゼロに近づく。この状況では、中央チャネ
ル上には信号がなく、他のチャネル上の信号は、表１に
示す通りである。信号Ｍの大部分が音声である場合、Ｃ
はＭに近づき、Ｃ^-はゼロに近づき、αは１に近づく。
この場合、左および右サラウンド・チャネルにおける信
号は０に近づき、左および右チャネル上の信号は、Ｃ^-
Ｄｔおよび−Ｃ^-Ｄｔにそれぞれ近づく。信号は遅延さ
れるので、中央チャネルは最初に到達する情報源とな
り、相補チャネルからの情報が時間的に後で到達するの
で、聴取者（リスナ）は中央チャネルからの放射上に定
位する。信号の大部分が音声の場合、左サラウンドおよ
び右サラウンド・チャネル上の信号はゼロに近づくの
で、サラウンド・スピーカからの放射はない。

【００２７】本発明による回路の更に別の利点は、回路
の結合効果が時間で変動する（ｔｉｍｅ−ｖａｒｙｉｎ
ｇ）ので、左および右チャネルを知覚するソースが空間
的に固定されないことである。

【００２８】図４ないし図７を参照すると、ポストエミ
ュレーション処理システム２０の代替実施形態が示され
ている。図４では、信号ライン２２Ｌ，２２Ｌ_S，２２
Ｒ，２２Ｒ_Sおよび２２Ｃは、それぞれの電気音響変換
器５２Ｌ，５２Ｌ_S，５２Ｒ，５２Ｒ_S，および５２Ｃに
結合することができる。これらは、信号ライン２２Ｌ，
２２Ｌ_S，２２Ｒ，２２Ｒ_Sおよび２２Ｃ上の信号に対応
する音響波形をそれぞれ放射する。電気音響変換器５２
Ｌ，５２Ｌ_S，５２Ｒ，５２Ｒ_S，および５２Ｃは、ホー
ム・シアター・システムの左、左サラウンド、右、右サ
ラウンド、および中央チャネル・スピーカとすることが
できる。

【００２９】図５の実施形態では、ポストエミュレーシ
ョン処理システム２０は、クロスオーバ・ネットワーク
５４を含むことができ、これが信号ライン２２Ｌ，２２
Ｌ_S，２２Ｒおよび２２Ｒ_Sをそれぞれツィータ５６Ｌ，
５６Ｌ_S，５６Ｒ，および５６Ｒ_S、ならびにサブウーハ
５８に結合し、信号ライン２２Ｃは、電気音響変換器６
０に結合することができる。ツィータ５６Ｌ，５６
Ｌ_S，５６Ｒ，および５６Ｒ_Sは、左、左サラウンド、
右、および右サラウンド・スピーカとすることができ、
サブウーハ５８は、サブウーハとし、電気音響変換器６
０は、サブウーハ／サテライト型ホーム・シアター・シ
ステムの中央チャネルとすることができる。

【００３０】図６の実施形態では、ポストエミュレーシ
ョン処理システム２０は、マルチチャネル・エミュレー
タ１６の出力を３チャネル・システム上での記録（録
音）、送信、または再生に適する３チャネルの信号にダ
ウンミックス（ｄｏｗｎｍｉｘ）する回路を含むことも
可能である。第９信号加算器６２の入力端子は、信号ラ
イン２２Ｌ_Sおよび２２Ｒ_Sに結合されている。第９信号
加算器６２の出力端子は、第１０信号加算器６４の入力
端子、および第１１信号加算器６６の入力端子に結合さ
れている。第９信号加算器６２から第１０信号加算器６
４への信号は、０．７０７倍に尺度調整し、第９信号加
算器６２から第１１信号加算器６６への信号は、−０．
７０７倍に尺度調整することができる。第１０信号加算
器６４の入力端子は、信号ライン２２Ｌに結合し、第１
０信号加算器６４の出力信号が０．７０７（Ｌ_S＋Ｒ_S）
＋Ｌとなるようにすることができる（ここで、Ｌ_S，
Ｒ_S，およびＬは、それぞれ信号ライン２２Ｌ_S，２２Ｒ
_S，および２２Ｌからの入力を表わす）。この出力信号
は、左チャネル出力端子８６Ｌにおいて出力される。第
１１信号加算器６６の入力は、信号ライン２２Ｒに結合
し、第１１信号加算器６６の出力が−０．７０７（Ｌ_S
＋Ｒ_S）＋Ｒとなるようにすることができる（ここで、
Ｌ_S，Ｒ_S，およびＲは、それぞれ信号ライン２２Ｌ_S，
２２Ｒ_S，および２２Ｒからの入力を表わす）。この出
力は、右チャネル出力端子８６Ｒにおいて出力される。
信号ライン２２Ｃは、中央チャネル出力端子８６Ｃに結
合されている。

【００３１】図７の実施形態では、ポストエミュレーシ
ョン処理システム２０は、マルチチャネル・エミュレー
タ１６の出力信号を、２チャネル・システム上における
記録、送信または生成に適した２チャネル信号にダウン
ミックスする回路を含む。信号加算器６２の入力端子
が、信号ライン２２Ｌ_Sおよび２２Ｒ_Sに結合されてい
る。第９信号加算器６２の出力端子は、第１０信号加算
器６４の入力端子、および第１１信号加算器６６の入力
端子に結合されている。第９信号加算器６２から第１０
信号加算器６４への信号は、ファクタ（係数）０．７０
７で尺度調整し、第９信号加算器６２から第１１信号加
算器６６への信号は、係数−０．７０７で尺度調整する
ことができる。第１０信号加算器６４の入力端子は、信
号ライン２２Ｌに結合されているので、第１０信号加算
器６４の出力信号は、０．７０７（Ｌ _S＋Ｒ_S）＋Ｌとな
る（ここで、Ｌ_S，Ｒ_S，およびＬは、それぞれ、信号ラ
イン２２Ｌ_S，２２Ｒ_S，および２２Ｌ上の信号を表
す）。第１０信号加算器６４の出力端子は、第１２信号
加算器６８の入力端子に結合されている。第１１信号加
算器６６の入力端子は、信号ライン２２Ｒに結合するこ
とができるので、第１１信号加算器６６の出力信号は、
−０．７０７（Ｌ_S＋Ｒ_S）＋Ｒとなる（ここで、Ｌ_S，
Ｒ_S，およびＲは、それぞれ、信号ライン２２Ｌ_S，２２
Ｒ_S，および２２Ｒ上からの入力を表わす）。第１１信
号加算器６６の出力端子は、第１３信号加算器７０の入
力端子に結合されている。第１乗算器５５から第１０信
号加算器６８への信号は、係数０．７０７で尺度調整
し、第１０信号加算器６８の出力信号が、０．７０７Ｃ
＋７０７（Ｌ_S＋Ｒ_S）＋Ｌとなるようにすることができ
る（ここで、Ｌ_S，Ｒ_S，Ｌ，およびＣは、それぞれ、信
号ライン２２Ｌ_S，２２Ｒ_S，および２２Ｌからの、なら
びに第１乗算器５５からの入力を表わす）。第１０信号
加算器の出力端子は、左チャネル端子出力８４Ｌに結合
されている。第１乗算器５５から第１３信号加算器７０
への信号は、係数０．７０７で尺度調整し、第１３信号
加算器７０の出力が０．７０７Ｃ−７０７（Ｌ_S＋Ｒ_S）
＋Ｌとなるようにすることができる（ここで、Ｌ_S，
Ｒ_S，Ｌ，およびＣは、それぞれ、信号ライン２２Ｌ_S，
２２Ｒ_S，２２Ｌ，および２２Ｃからの入力を表わ
す）。第１３信号加算器７０の出力端子は、右チャネル
出力端子８４Ｒに結合されている。

【００３２】図６および図７の実施形態は、２チャネル
または３チャネル・フォーマットに再記録または再送信
し、続いて５チャネル・フォーマットでの表示（プレゼ
ンテーション）のためにデコードすることができるの
で、有利である。

【００３３】次に図８を参照すると、本発明の原理を２
入力チャネル・システムにおいて実施する回路が示され
ている。左入力チャネル端子９０Ｌが、左音声フィルタ
９２Ｌの入力に結合され、追加的に左加算器９４Ｌと結
合されている。音声フィルタ９２Ｌの出力は、左加算器
９４Ｌの入力と差動的に結合され、追加的に中央加算器
９６Ｃと結合されている。左加算器９４Ｌの出力は、左
チャネル出力端子９８Ｌおよび左サラウンド加算器９４
Ｌ_Sと結合され、更に右サラウンド加算器９４Ｒ_Sと差動
的に結合されている。右入力チャネル端子９０Ｒは、右
音声フィルタ９２Ｒの入力に結合され、追加的に右加算
器９４Ｒと結合されている。音声フィルタ９２Ｒの出力
は、右加算器９４Ｒの入力と差動的に結合され、追加的
に中央加算器９６Ｃと結合されている。右加算器９４Ｒ
の出力は、右チャネル出力端子９８Ｒおよび右サラウン
ド加算器９４Ｒ_Sと結合され、更に左サラウンド加算器
９４Ｌ_Sと差動的に結合されている。左サラウンド加算
器９４Ｌ_Sの出力は、左サラウンド出力端子９８Ｌ_Sに結
合され、右サラウンド加算器９４Ｒ_Sの出力は、右サラ
ウンド出力端子９８Ｒ_Sに結合されている。

【００３４】動作において、左および右チャネルを有す
るステレオ信号のような２チャネル入力信号が、入力端
子９０Ｌおよび９０Ｒにそれぞれ入力される。この回路
は、信号の音声帯域部分を分離し、左音声帯域部分Ｃ_L
および右音声帯域部分Ｃ_Rを結合し、これらを結合し、
中央チャネル信号を形成するようにこれらを基準化（ｓ
ｃａｌｅ）し、中央チャネル端子９８Ｃに出力する。左
チャネル信号の非音声部分および右チャネル信号の非音
声部分は、それぞれ、左チャネル出力端子９８Ｌおよび
右チャネル出力端子９８Ｒに出力される。次いで、中央
チャネル端子９８Ｃの出力は、３−チャネルまたは５−
チャネル・オーディオ・システムの中央チャネルとして
使用することができる。次に。左チャネル出力端子９８
Ｌおよび右チャネル出力端子９８Ｒの出力は、３チャネ
ル・システムの左および右チャネルとして使用すること
ができる。５チャネル出力が望ましい場合、加算器９４
Ｒの出力を加算器９４Ｌの出力と差動的に結合し、左サ
ラウンド・チャネル信号を形成するように基準化し、左
サラウンド出力端子９８Ｌ_Sに出力することができ、更
に加算器９４Ｌの出力を加算器９４Ｒの出力と差動的に
結合し、右サラウンド・チャネル信号を形成するように
基準化し、これを右サラウンド出力端子９８Ｒ _Sに出力
することができる。

【００３５】他の実施形態も特許請求の範囲に該当する
ものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による単一チャネル・オーディオ信号処
理システムのブロック図である。

【図２】図１の音声分離器およびマルチチャネル・エミ
ュレータを実施する回路の回路図である。

【図３】図１の音声分離器およびマルチチャネル・エミ
ュレータを実施する回路の回路図である。

【図４】図１のポストエミュレーション処理システムの
代替実施形態のブロック図である。

【図５】図１のポストエミュレーション処理システムの
代替実施形態のブロック図である。

【図６】図１のポストエミュレーション処理システムの
代替実施形態のブロック図である。

【図７】図１のポストエミュレーション処理システムの
代替実施形態のブロック図である。

【図８】２入力チャネル・システムに本発明の原理を実
施する回路の回路図である。

【符号の説明】

１０単一チャネル信号入力端子１２音声分離器１４非音声信号ライン１６マルチチャネル・エミュレータ１８音声信号ライン２０エミュレーション後処理システム２２_a〜２２_z エミュレート信号ライン２２Ｌ左チャネル信号ライン２２Ｌ_S 左サラウンド信号ライン２２Ｒ右チャネル信号ライン２２Ｒ_S 右サラウンド信号ライン２６音声レベル・タップ２８非音声レベル・タップ３２遅延ユニット５６Ｌ，５６Ｌ_S，５６Ｒ，および５６Ｒ_S ツィータ５８サブウーハ６０電気音響変換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単一チャネル・オーディオ信号を処理
し、複数のオーディオ・チャネル信号を提供する方法で
あって、前記単一チャネル・オーディオ信号を、概して音声特性
を示すスペクトル・パターンで特徴付けられる第１分離
信号と、第２分離信号とに分離するステップと、前記第１分離信号を処理し、第１オーディオ・チャネル
信号を与えるステップと、前記第２分離信号を変更し、前記複数のオーディオ・チ
ャネル信号の残りの部分を生成するステップと、を含む
方法。
【請求項２】請求項１記載のオーディオ信号処理方法
において、前記変更するステップが、前記第２分離信号を複数の信号に分割するステップと、後者の信号の１つに所定の係数を乗算するステップと、
を含むオーディオ信号処理方法。
【請求項３】請求項２記載のオーディオ信号処理方法
において、前記係数が、時間に対して可変である、オー
ディオ信号処理方法。
【請求項４】請求項２記載のオーディオ信号処理方法
において、前記係数が、前記第１分離信号を時間平均し
た大きさおよび前記第２分離信号を時間平均した大きさ
の和で除算した、前記第１分離信号の時間平均した大き
さに比例する利得を加える、オーディオ信号処理方法。
【請求項５】請求項１記載のオーディオ信号処理方法
において、前記変更するステップが、前記第２分離信号を複数の信号に分割するステップと、前記第２分離信号を時間的に遅延させるステップと、を
含むオーディオ信号処理方法。
【請求項６】請求項１記載のオーディオ信号処理方法
において、前記変更するステップが、左チャネル信号お
よび右チャネル信号を与える、オーディオ信号処理方
法。
【請求項７】請求項６記載のオーディオ信号処理方法
において、前記変更するステップが、更に、左サラウン
ド・チャネル信号および右サラウンド・チャネル信号を
与える、オーディオ信号処理方法。
【請求項８】請求項１記載の単一チャネル・オーディ
オ信号処理方法において、前記第１オーディオ・チャネ
ル信号が中央チャネル信号である、単一オーディオ信号
処理方法。
【請求項９】請求項８記載の単一チャネル・オーディ
オ信号処理方法において、前記第１分離信号を処理する
ステップが、前記第１分離信号に第１所定係数を乗算す
るステップを含む、単一チャネル・オーディオ信号処理
方法。
【請求項１０】請求項９記載の単一オーディオ信号処
理方法において、前記変更するステップが、前記第２分
離信号に第２所定係数を乗算するステップを含む、単一
オーディオ信号処理方法。
【請求項１１】請求項１０記載の単一オーディオ信号
処理方法において、前記第１所定係数および前記第２所
定係数は、前記第１分離信号の信号強度の増大が、前記
第２分離信号の信号強度の減少と一致するように決定す
る、単一オーディオ信号処理方法。
【請求項１２】請求項９記載の単一チャネル・オーデ
ィオ信号処理方法において、前記第１所定係数が、時間
に関して可変である、単一チャネル・オーディオ信号処
理方法。
【請求項１３】請求項９記載の単一チャネル・オーデ
ィオ信号処理方法において、前記所定係数が、前記第１
分離信号を時間平均した大きさおよび前記第２分離信号
を時間平均した大きさの和で除算した、前記第１分離信
号の時間平均した大きさに比例する、単一チャネル・オ
ーディオ信号処理方法。
【請求項１４】単一チャネル・オーディオ信号を処理
し、複数のオーディオ・チャネル信号を提供するオーデ
ィオ信号処理装置であって、前記オーディオ信号を、音声特性を示す周波数スペクト
ルで特徴付けられる第１分離信号と、第２分離信号とに
分離する分離器と、前記分離器に結合され、前記第２分離信号に応答して、
前記複数のオーディオ・チャネル信号の第１サブセット
を与える、前記音声分離器に結合された第１回路と、を
備えるオーディオ信号処理装置。
【請求項１５】請求項１４記載のオーディオ信号処理
装置において、前記第１回路が、前記第２分離信号に対
して複数の信号経路を備え、前記複数の信号経路の１つが時間遅延を与える、オーデ
ィオ信号処理装置。
【請求項１６】請求項１４記載のオーディオ信号処理
装置において、前記第１回路が複数の信号経路を備え、前記複数の信号経路の少なくとも１つが、乗算器を備え
る、オーディオ信号処理装置。
【請求項１７】請求項１６記載のオーディオ信号処理
装置において、前記第１の複数の信号経路が、前記可変
利得を加えた信号を、前記可変利得を加えなかった信号
経路と減算的に結合するように構成され、配列されてい
る、オーディオ信号処理装置。
【請求項１８】請求項１４記載のオーディオ信号処理
装置において、前記複数のオーディオ・チャネル信号の
前記第１サブセットが、左チャネル信号および右チャネ
ル信号を含む、オーディオ信号処理装置。
【請求項１９】請求項１８記載のオーディオ信号処理
装置において、前記複数のオーディオ・チャネル信号の
前記第１サブセットが、左サラウンド・チャネル信号お
よび右サラウンド・チャネル信号を含む、オーディオ信
号処理装置。
【請求項２０】請求項１４記載のオーディオ信号処理
装置において、前記分離器が、音声特性を示すスペクト
ル帯域に実質的に対応する通過帯域を有するバンドパス
・フィルタを含む、オーディオ信号処理装置。
【請求項２１】請求項１４記載のオーディオ信号処理
装置であって、更に、前記分離器に結合され、前記第１
分離信号に応答して、前記複数のオーディオ・チャネル
信号の第２サブセットを与える第２回路を備える、オー
ディオ信号処理装置。
【請求項２２】請求項２１記載のオーディオ信号処理
装置において、前記第２サブセットが、単一のオーディ
オ・チャネル信号を含む、オーディオ信号処理装置。
【請求項２３】請求項２２記載のオーディオ信号処理
装置において、前記単一のオーディオ・チャネル信号が
中央チャネル信号である、オーディオ信号処理装置。
【請求項２４】オーディオ信号処理システムであっ
て、単一入力チャネル信号のための入力端子と、中央チャネル出力信号Ｃのための中央チャネル出力端子
と、対応する複数の他の出力オーディオ・チャネル信号のた
めの、複数の他の出力端子と、前記単一チャネル入力信号を音声オーディオ信号および
非音声オーディオ信号に分離する分離器と、前記音声オーディオ信号を前記中央チャネル端子に結合
する第１回路と、前記非音声信号に応答して、前記分離器および前記複数
の出力端子を結合し、対応する複数の他のオーディオ・
チャネル信号を与える、第２回路と、を備えるオーディ
オ信号処理システム。
【請求項２５】請求項２４記載のオーディオ信号処理
システムにおいて、前記第２回路が複数の信号経路を備
え、前記複数の信号経路の１つが時間遅延を与える、オーデ
ィオ信号処理システム。
【請求項２６】請求項２４記載のオーディオ信号処理
システムにおいて、前記回路が複数の信号経路を備え、前記複数の信号経路の少なくとも１つが乗算器を備え
る、オーディオ信号処理システム。
【請求項２７】請求項２６記載のオーディオ信号処理
システムにおいて、前記乗算器が、左チャネル出力端子
である、その他の出力端子に結合されている、オーディ
オ信号処理システム。
【請求項２８】請求項２６記載のオーディオ信号処理
システムにおいて、前記乗算器が、右チャネル出力端子
である、その他の出力端子に結合されている、オーディ
オ信号処理システム。
【請求項２９】請求項２４記載のオーディオ信号処理
システムにおいて、前記分離器が、音声信号のスペクト
ルに実質的に対応する通過帯域を有するバンドパス・フ
ィルタを含む、オーディオ信号処理システム。
【請求項３０】請求項２４記載のオーディオ信号処理
システムであって、更に、前記分離器を前記中央チャネ
ル出力端子に結合し、前記分離器の出力に所定係数を乗
算する乗算器を備える、オーディオ信号処理システム。
【請求項３１】請求項３０記載のオーディオ信号処理
システムにおいて、前記所定係数が時間に関して可変で
ある、オーディオ信号処理システム。
【請求項３２】請求項３０記載のオーディオ信号処理
システムにおいて、前記所定係数が、前記音声オーディ
オ信号を時間平均した大きさに比例する、オーディオ信
号処理システム。
【請求項３３】請求項３２記載のオーディオ信号処理
システムにおいて、前記所定係数が、前記音声オーディ
オ信号を時間平均した大きさおよび前記非音声オーディ
オ信号を時間平均した大きさの和で除算した、前記音声
オーディオ信号の時間平均した大きさに比例する、オー
ディオ信号処理システム。
【請求項３４】請求項２４記載のオーディオ信号処理
システムにおいて、前記第２回路が、左チャネル信号
Ｌ、右チャネル信号Ｒ、左サラウンド・チャネル信号Ｌ
_S、および右サラウンド・チャネル信号Ｒ_Sを与え、更に、前記複数の他の出力端子および前記中央チャネル
出力端子に結合され、前記複数の他の出力オーディオ・
チャネル信号および前記中央チャネル信号をダウンミッ
クスし、複数のデコード可能なオーディオ・チャネル信
号を与えるダウンミキシング回路を備える、オーディオ
信号処理システム。
【請求項３５】請求項３４記載のオーディオ信号処理
システムにおいて、前記複数のデコード可能なオーディ
オ・チャネル信号が、２つのデコード可能なオーディオ
・チャネル信号から成る、オーディオ信号処理システ
ム。
【請求項３６】請求項３４記載のオーディオ信号処理
システムにおいて、前記複数のデコード可能なオーディ
オ・チャネル信号が、３つのデコード可能なオーディオ
・チャネル信号から成る、オーディオ信号処理システ
ム。
【請求項３７】単一チャネル・オーディオ信号を処理
し、５つのオーディオ・チャネル信号にデコード可能
な、２つのデコード可能オーディオ・チャネル信号を提
供する方法であって、前記単一チャネル・オーディオ信号を、概して音声特性
を示すスペクトル・パターンによって特徴付けられる第
１分離信号と、第２分離信号とに分離するステップと、前記第１分離信号を処理して、中央チャネル信号Ｃを与
えるステップと、前記第２分離信号を処理して、左チャネル信号Ｌ、右チ
ャネル信号Ｒ、左サラウンド・チャネル信号Ｌ_S、およ
び右サラウンド・チャネル信号Ｒ_Sを与えるステップ
と、前記中央チャネル信号、前記左サラウンドおよび前記右
サラウンド・チャネル信号の和信号、ならびに前記左チ
ャネル信号を結合し、前記２つのデコード可能オーディ
オ・チャネル信号の第１のものを生成するステップと、前記中央チャネル信号、前記左サラウンドおよび前記右
サラウンド・チャネル信号の前記和、ならびに前記右チ
ャネル信号を結合し、前記２つのデコード可能オーディ
オ・チャネル信号の第２のものを生成するステップと、
を含む方法。
【請求項３８】請求項３７記載の単一チャネル・オー
ディオ信号処理方法であって、更に、前記中央チャネル
信号、ならびに前記左サラウンドおよび前記右サラウン
ド・チャネル信号の前記和を、それぞれ、中央およびサ
ラウンド係数で尺度調整するステップを含む、単一チャ
ネル・オーディオ信号処理方法。
【請求項３９】請求項３８記載の単一チャネル・オー
ディオ信号処理方法であって、更に、前記第１および第
２デコード可能オーディオ信号の一方を含む前記和成分
の位相を、他方のデコード可能オーディオ信号を含む前
記和成分に対して逆転させるステップを含む、単一チャ
ネル・オーディオ信号処理方法。
【請求項４０】単一チャネル・オーディオ信号を処理
し、続いて５オーディオ・チャネル信号にデコード可能
な、３つのデコード可能オーディオ・チャネル信号を提
供する方法であって、前記単一チャネル・オーディオ信号を、概して音声特性
を示すスペクトル・パターンによって特徴付けられる第
１分離信号と、第２分離信号とに分離するステップと、前記第１分離信号を処理し、第１デコード可能オーディ
オ信号を含む中央チャネル信号を形成するステップと、前記第２分離信号を処理し、左チャネル信号、右チャネ
ル信号、左サラウンド・チャネル信号、および右サラウ
ンド・チャネル信号を与えるステップと、前記左サラウンドおよび前記右サラウンド・チャネル信
号の和を、前記左チャネル信号と結合し、前記２つのデ
コード可能オーディオ・チャネル信号の第１のものを生
成するステップと、前記左サラウンドの前記右サラウンド・チャネル信号と
の和、および前記右チャネル信号を結合し、前記デコー
ド可能オーディオ・チャネル信号の第３のものを生成す
るステップと、を含む方法。
【請求項４１】請求項４０記載の単一チャネル・オー
ディオ信号処理方法であって、更に、所定のサラウンド
係数で尺度調整するステップを含む、単一チャネル・オ
ーディオ信号処理方法。
【請求項４２】請求項４１記載の単一チャネル・オー
ディオ信号処理方法であって、更に、前記第２および第
３デコード可能オーディオ信号の１つを含む前記和の一
方の位相を、前記第２および第３デコード可能オーディ
オ信号の他方に対して逆転させるステップを含む、単一
チャネル・オーディオ信号処理方法。
【請求項４３】２つの入力オーディオ・チャネル信号
を処理し、２つよりも多い出力オーディオ・チャネル信
号を提供する方法であって、前記２つの入力オーディオ・チャネル信号の各々を、概
して音声特性を示すスペクトル・パターンによって特徴
付けられる第１分離信号と、第２分離信号とに分離する
ステップと、前記第１入力オーディオ・チャネル信号の前記第１分離
信号を、前記第２入力オーディオ・チャネル信号の前記
第１分離信号と結合し、前記２つよりも多い出力オーデ
ィオ・チャネル信号の第１のものを形成するステップ
と、を含み、前記第１入力信号の前記第２分離信号が、前記２つより
も多い出力オーディオ・チャネル信号の第２のものを含
み、前記第２入力信号の前記第２分離信号が、前記２つより
も多い出力チャネル信号の第３のものを含む、方法。
【請求項４４】請求項４３記載の２入力オーディオ・
チャネル信号処理方法において、前記第１入力信号の前
記第２分離信号が、左チャネル信号を含み、前記第２入
力信号の前記第２分離信号が、右チャネル信号を含む、
２入力オーディオ・チャネル信号処理方法。
【請求項４５】請求項４３記載の２入力オーディオ・
チャネル信号処理方法において、前記２つよりも多い出
力オーディオ・チャネル信号の前記第１のものが、中央
チャネル信号を含む、２入力オーディオ・チャネル信号
処理方法。
【請求項４６】請求項４３記載の２入力オーディオ・
チャネル信号処理方法であって、更に、前記第１入力信号の前記第２分離信号を、前記第２入力
信号の前記第２分離信号と差動的に結合し、前記２つよ
りも多い出力オーディオ・チャネル信号の第４のものを
形成するステップと、前記第２入力信号の前記第２分離信号を、前記第１入力
信号の前記第２分離信号と差動的に結合し、前記２つよ
りも多い出力オーディオ・チャネル信号の第５のものを
形成するステップと、を含む２入力オーディオ・チャネ
ル信号処理方法。
【請求項４７】２つのオーディオ・チャネル信号を処
理し、２つよりも多い出力オーディオ・チャネル信号を
提供するオーディオ信号処理装置であって、前記２つのオーディオ・チャネル信号の第１のものを、
音声特性を示すスペクトル・パターンによって特徴付け
られる第１分離信号と、前記２つよりも多い出力オーデ
ィオ・チャネル信号の第１のものを含む第２分離信号と
に分離する第１分離器と、前記２つのオーディオ・チャネル信号の第２のものを、
音声特性を示すスペクトル・パターンによって特徴付け
られる第１分離信号と、前記２つよりも多い出力オーデ
ィオ・チャネル信号の第２のものを含む第２分離信号と
に分離する第２分離器と、前記第１オーディオ・チャネル信号の前記第１分離信号
と、前記第２オーディオ・チャネル信号の前記第１分離
信号とを結合し、前記２つよりも多い出力オーディオ・
チャネル信号の第３のものを与える第１結合器と、を備
えるオーディオ信号処理装置。
【請求項４８】請求項４７記載のオーディオ信号処理
装置であって、更に、前記第１出力オーディオ・チャネル信号を前記第２出力
チャネル信号と差動的に結合し、前記２つよりも多い出
力オーディオ・チャネルの第４のものを与える第２結合
器と、前記第２出力オーディオ・チャネル信号を、前記第１出
力オーディオ・チャネルと差動的に結合し、前記２つよ
りも多い出力オーディオ・チャネルの第５のものを与え
る第３結合器と、を備えるオーディオ信号処理装置。