JP2008522483A - 多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネル出力で再生するための装置及び方法と、これを行うためのプログラムが記録された記録媒体 - Google Patents
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Abstract
本発明は、多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネル出力で再生可能にするためのものであり、本発明による再生装置は、多重チャンネルオーディオ入力信号のうち、第1チャンネルオーディオ入力信号及び第2チャンネルオーディオ入力信号の相関度を低下させるための第1フィルタ部を備えて、両オーディオ入力信号の相関度を低下させ、第1フィルタ部から出力された第1チャンネルオーディオ入力信号及び第2チャンネルオーディオ入力信号を所定位置での仮想音源に変換させるための仮想音源生成部を備え、出力利得の変化と時間遅延とが発生した第1チャンネルオーディオ入力信号及び第2チャンネルオーディオ入力信号と残りのチャンネルオーディオ入力信号とが互いに合うように調節するための出力調節部を備え、2チャンネル出力のみを利用して多チャンネルスピーカーシステムが与える立体感を形成することができ、サウンドの定位感を向上させ、臨場感を形成して、聴取者にさらに改善された立体音響を提供する。
Description
本発明は、多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネル出力で再生するための装置及び方法に係り、より詳細には、5.1チャンネルオーディオ入力信号のうち、左側サラウンドチャンネル及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号のみ仮想音源を生成させ、残りのチャンネルオーディオ入力信号は、出力利得と時間遅延とを調節して自然な立体感を形成するためのオーディオ後処理技術に関する。
図1を参照して、従来のダウンミキシング技術による仮想スピーカー装置の概略構成図を説明すれば、次の通りである。前記図1は、特許文献1に掲載されたドルビ仮想スピーカーのブロック図である。
前記図1は、2チャンネルスピーカーを通じて6チャンネルの立体感を形成するダウンミキシング技術であり、ヘッド伝達関数(HRTF;Head Related Transfer Function)から求めた各チャンネルに対するインパルス応答、入力信号とインパルス応答とをコンボリューションするための手段、及び前記コンボリューションされた信号を2チャンネルにそれぞれ加えるための手段で構成される。
前記図1は、2チャンネルスピーカーを通じて6チャンネルの立体感を形成するダウンミキシング技術であり、ヘッド伝達関数(HRTF;Head Related Transfer Function)から求めた各チャンネルに対するインパルス応答、入力信号とインパルス応答とをコンボリューションするための手段、及び前記コンボリューションされた信号を2チャンネルにそれぞれ加えるための手段で構成される。
前記図1に図示された装置は、左側チャンネル、右側チャンネル、中央チャンネル、左側サラウンドチャンネル、右側サラウンドチャンネル及び低音域効果チャンネル(LFE;Low Frequency Effect)のオーディオ入力信号とそれに相応するインパルス応答とをそれぞれコンボリューションして、一チャンネル当たり左側及び右側2つの信号を生成する。次いで、6つのチャンネルに対して左側信号同士で、右側信号同士で加算して最終的に2チャンネルの出力信号が得られる。
2チャンネルの出力信号を再生すれば、仮想のスピーカーが聴取者を中心に左側、右側、中央、左側サラウンド、右側サラウンドに位置したような立体感を形成する。
しかし、前記図1に図示された従来技術による場合、左側サラウンドチャンネルと右側サラウンドチャンネルとの相関度が高い場合に、音像が後に結ばれ難いという問題点が発生する。
ここで、相関度が高いということは、サウンド特性がほぼ同じ場合を意味し、相関度が高い場合に音像が後に結ばれ難い理由は、次の通りである。
仮想音源を形成するために、人の頭及び耳の形状による耳での音響信号の特性であるHRTFを利用する。このようなHRTFは、両耳間のレベル差(ILD;Inter−aural Level Difference)及び両耳間音の時間差(ITD;Inter−aural Time Difference)の単純な経路差だけでなく、頭表面での回折、耳殻による反射など複雑な経路上の特性が音の渡来方向によって変化する現象により3次元オーディオを知覚できる。水平及び垂直各方向でのHRTFは唯一の特性を持つために、これを利用すれば、3次元オーディオを生成できる。
HRTFは、水平面上での左右区別は容易にできるが、標準HRTFの誤差によって前後区別が難しくなる。前後位置の区別のためには、実際ユーザーの正確な周波数特性を測定せねばならないが、標準ダミーヘッドを使用すれば、実際のユーザーとの周波数特性差のためにフロント/バック混同現象が発生する。
サラウンドチャンネルの場合、聴取者の左側及び右側後方に音像が位置してこそ、サラウンドチャンネルの効果を得ることができるが、左側及び右側サラウンドチャンネルのオーディオ入力信号の相関度が高い場合には、後方の中央部に音像が位置する効果が発生し、標準ダミーヘッドの使用によって、前記で述べたフロント/バック混同現象まで生じるので、サラウンドチャンネルの効果を得難いという問題点が発生する。
国際公開特許第WO99/49574号パンフレット
本発明は、前述した従来の問題点を乗り越えるためのものであり、本発明の目的は、本発明は多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネルスピーカーシステムを使用して再生するための装置及び方法に係り、2チャンネルスピーカーシステムだけを利用して多チャンネルスピーカーシステムがあたえる立体感を形成し、特に、サラウンドチャンネルオーディオ入力信号については聴取者の左側/右側後方に仮想スピーカーを生成することによって、聴取者に立体感を効果的に形成するためのものである。
前記本発明の目的を達成するための本発明の一側面によれば、多重チャンネルオーディオ入力信号のうち、少なくとも2チャンネルオーディオ入力信号間の相関度を低下させるための第1フィルタ部と、第1フィルタ部から出力された2チャンネルのオーディオ入力信号を所定位置での仮想音源に変換させるための仮想音源生成部と、2チャンネルのオーディオ入力信号を除外した残りのチャンネルオーディオ入力信号の利得及び遅延を、仮想音源生成部から出力された2チャンネルオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延とに相応するように調節するための出力調節部とを備える装置が提供される。
本発明の他の側面によれば、多重チャンネルオーディオ入力信号のうち、所定の2チャンネルのオーディオ入力信号間の特定周波数成分をグループ遅延させるための第1フィルタ部と、第1フィルタ部から出力された2チャンネルのオーディオ入力信号を所定位置での仮想音源に変換させるための仮想音源生成部と、2チャンネルのオーディオ入力信号を除外した残りのチャンネルオーディオ入力信号を、仮想音源生成部から出力された2チャンネルのオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延とに相応するように調節するための出力調節部とを備える装置が提供される。
前記本発明の目的を達成するための本発明のさらに他の側面によれば、記多重チャンネルオーディオ入力信号のうち、所定の2チャンネル間オーディオ入力信号の相関度を低下させるステップと、2チャンネルオーディオ入力信号を所定位置での仮想音源に変換させるステップと、2チャンネルオーディオ入力信号を除外した残りのチャンネルオーディオ入力信号の利得及び遅延を、前記仮想音源に変換された2チャンネルオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延とに相応するように調節するステップとを含む方法が提供される。
前記本発明の目的を達成するための本発明のさらに他の側面によれば、多重チャンネルオーディオ入力信号のうち、所定の2チャンネルのオーディオ入力信号間の特定周波数成分をグループ遅延させるステップと、2チャンネルオーディオ入力信号を所定位置での仮想音源に変換させるステップと、2チャンネルオーディオ入力信号を除外した残りのチャンネルオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延とを、仮想音源に変換された2チャンネルオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延とに相応するように調節するステップとを含む方法が提供される。
前記本発明の目的を達成するための本発明のさらに他の側面によれば、前記2チャンネル以上の多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネル出力で再生するための方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体が提供される。
本発明の多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネルで再生するための装置及び方法によれば、多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネル出力を使用して再生可能であり、2チャンネル出力のみを利用して多チャンネルスピーカーシステムが与える立体感を形成することができる。
また、左側及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号については、聴取者の左側及び右側後方に仮想スピーカーを生成することによって聴取者に立体感を効果的に形成する。
さらに、左側及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号の相関度が高い場合にも、サウンドの定位感を向上させ、臨場感を形成して聴取者にさらに改善された立体音響を提供する。
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照して説明する。
図2を参照して、本発明による多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネル出力で再生するための装置の概略構成図である。
前記図2に図示された装置は、多重チャンネルオーディオ入力信号100、仮想サラウンドフィルタ200、出力調節部300、加算器400、左側チャンネルスピーカー500及び右側チャンネルスピーカー600で構成される。
前記多重チャンネルオーディオ入力信号100は、左側チャンネルL、中央チャンネルC、低音域効果チャンネルLFE、右側チャンネルR、左側サラウンドチャンネルLs及び右側サラウンドチャンネルRsで構成される。本実施形態では、5.1チャンネルを例として説明しているが、6.1チャンネル及び7.1チャンネルなどの多重チャンネルの場合も本実施形態を適用できるということは、当業者の側面で自明であると言える。
前記仮想サラウンドフィルタ200は、前記多重チャンネルオーディオ入力信号のうち、左側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号Ls及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号Rsを入力信号として受信する。
前記仮想サラウンドフィルタ200は、入力された左側及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号の相関度を低下させ、聴取者の左側後方及び右側後方に仮想音源を生成させる役割を行う。このような動作は、以下の図3ないし図7で詳細に説明する。
前記出力調節部300は、前記多重チャンネルオーディオ入力信号のうち、左側チャンネルL、中央チャンネルC、低音域効果チャンネルLFE及び右側チャンネルRを入力として受信する。
仮想サラウンドフィルタ200は、仮想音源を形成するために左側及び右側サラウンドチャンネルオーディオ信号の出力利得を変化して時間遅延させる。前記出力調節部300は、左側及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延とに合わせて、前記左側チャンネルL、中央チャンネルC、低音域効果チャンネルLFE及び右側チャンネルRの出力利得と時間遅延とを調節する機能を行う。
前記加算器400は、前記仮想サラウンドフィルタ200及び前記出力調節部300から出力された多重チャンネルオーディオ信号のうち、左側信号同士で加算し、右側信号同士で加算する。次いで、加算された左側信号は、前記左側チャンネルスピーカー500に出力され、加算された右側信号は、前記右側チャンネルスピーカー600に出力される。
前記で言及したように、仮りに、6.1チャンネルオーディオ入力信号である場合ならば、5.1チャンネルに後方サラウンドチャンネルが追加された場合である。このような場合には、前記仮想サラウンドフィルタ200と同じもう一つの仮想サラウンドフィルタを備え、後方サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を2つに分けて入力すればよい。
仮りに、7.1チャンネルオーディオ入力信号の場合ならば、5.1チャンネルに後方サラウンドチャンネルが2つ追加された場合である。このような場合には、前記仮想サラウンドフィルタ200と同じもう一つの仮想サラウンドフィルタを備え、2個の後方サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を、前記備わった仮想サラウンドフィルタに入力すればよい。
図3は、本発明による仮想サラウンドフィルタの概略構成図である。
前記図3に図示された仮想サラウンドフィルタは、第1フィルタ部220及び仮想音源生成部280で構成される。
前記第1フィルタ部220は、サウンドフィールドを再生し、特に、前記左側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号Lsと右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号Rsとの相関度を低下させて、サラウンドチャンネルサウンドの定位感を向上させると同時に臨場感を形成する機能を行う。第1フィルタ部220を使用せずに左側サラウンドチャンネル及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号の相関度が高い場合には、音像が聴取者の左/右後方に生じずに聴取者の真ん中後方に幻像(Phantom Image)が生じ、フロント/バック混同現象により音像が再び前方に越え出る恐れがあるので、サラウンド効果を感じ難い。
したがって、前記第1フィルタ部は、左側サラウンドチャンネルLs及び右側サラウンドチャンネルRsのサウンド相関度を低下させ、臨場感を形成して自然なサラウンドチャンネル効果を奏する役割を行う。前記第1フィルタ部の構成は、以下の図4及び図5で詳細に説明する。
前記仮想音源生成部280は、前記第1フィルタ部220から出力された信号を受信して、聴取者の左側/右側後方に仮想音源を配置して立体感を形成する役割を行う。前記仮想音源生成部280の構成は、以下の図6及び図7で詳細に説明する。
図4は、本発明の一実施形態による第1フィルタ部220のブロック構成図である。
前記第1フィルタ部は、互いに非対称の複数の遅延部、複数の利得部及び複数の加算部を利用して具現される。
前記第1フィルタ部220は、第1遅延部221、第2遅延部222、第3遅延部223、第4遅延部224、第1利得部225、第2利得部226、第1加算部228、第2加算部227、第1フィルタ229、第2フィルタ230、第3フィルタ231、第4フィルタ232、第5遅延部233、第6遅延部234、第3利得部235、第4利得部236、第3加算部237及び第4加算部238で構成される。
第1遅延部221は、左側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を所定時間遅延させ、本実施形態で第1遅延部221は、伝達関数がZ−mLLである遅延フィルタで具現される。
第2遅延部222は、右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を所定時間遅延させ、本実施形態で第2遅延部222は、伝達関数がZ−mRRである遅延フィルタで具現される。
このような第1遅延部221と第2遅延部222とは互いに非対称であり、すなわち、その遅延される所定時間がそれぞれ相異なる。
第3遅延部223は、左側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を所定時間遅延させ、本実施形態で第3遅延部223は、伝達関数がZ−mLRである遅延フィルタで具現される。
第4遅延部224は、右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を所定時間遅延させ、本実施形態で第4遅延部224は、伝達関数がZ−mRLである遅延フィルタで具現される。
このような第3遅延部223と第4遅延部224とは互いに非対称であり、すなわち、その遅延される所定時間がそれぞれ相異なる。
第1利得部225は、第3遅延部223の出力利得を変化させ、第2利得部226は、第4遅延部224の利得を変化させる。
第1加算部227は、第1遅延部221の出力と第2利得部226の出力とを加算し、第2加算部228は、第2遅延部222の出力と第1利得部225の出力とを加算する。
ここで、第1利得部225と第2利得部226とでは、第3及び第4遅延部223、224により所定時間遅延された左側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号の出力利得を、所定大きさほど減少させる。このような第1利得部225と第2利得部226とによって両チャンネルのオーディオ入力信号が互いに混合されることが防止される。
第1フィルタ229は、第1加算部227の出力信号をフィルタリングし、第2フィルタ230は、第2加算部228の出力信号をフィルタリングする。第1フィルタ229及び第2フィルタ230の出力信号は、仮想音源生成部280に入力される。
第5遅延部233は、第1フィルタ229及び第3フィルタ231の出力信号を所定時間遅延させ、本実施形態で第5遅延部233は、伝達関数がZ−mLLSである遅延フィルタで具現される。
第6遅延部234は、第2フィルタ230及び第4フィルタ232の出力信号を所定時間遅延させ、本実施形態で第6遅延部234は、伝達関数がZ−mRRSである遅延フィルタで具現される。このような第5遅延部233と第6遅延部234とは互いに非対称であり、すなわち、その遅延される所定時間がそれぞれ相異なる。遅延部233、221、223、224、222、234の伝達関数はデザイン仕様書(specifications)によって選択されうる。
本実施形態で使われた第1フィルタ229、第2フィルタ230、第3フィルタ231及び第4フィルタ232は、高域部分をフィルタリングするための低域通過フィルタである。
第3利得部237は、第5遅延部233の出力利得を変化させ、第4利得部236は、第6遅延部233の出力利得を変化させる。
第3加算部237は、第3利得部237の出力信号と左側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号とを加算し、第4加算部238は、第4利得部236の出力信号と右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号とを加算する。
図5は、本発明の他の実施形態による第1フィルタ部のブロック構成図である。
前記図5に開示された第1フィルタ部は、本発明に適用される他の実施形態であり、前記図4の第1フィルタ部と類似した特性を表すが、空間の残響特性を人工的に摸写するために人工残響器に適用される全域フィルタを使用することによって、前記図4の第1フィルタ部より自然な臨場感を得ることができる。また、全域フィルタは、特定周波数成分をグループ遅延させる特性があり、これを応用することによりモノ信号の類似ステレオ化が可能である。
図5に図示された第1フィルタ部は、左側サラウンドチャンネルと右側サラウンドチャンネルとにそれぞれ2個の全域フィルタを従属的に連結した形態で構成される。
左側チャンネルサラウンドオーディオ入力信号は、第1全域フィルタ(Z−L0)251に入力され、左側チャンネルサラウンドオーディオ入力信号は、利得部(GL)252を通じて出力利得が変化される。利得部(GL)252及び第1全域フィルタ(Z−L0)251から出力された信号が、加算部253により加算される。加算部253により加算された信号は、利得部(−GL)254を通じて出力利得が変化される。利得部(−GL)254の出力信号と左側サラウンドオーディオ入力信号とは、加算部255により加算される。
加算部253により加算された出力信号は、第2全域フィルタ(Z−L1)256に入力され、加算部253の出力信号は、利得部(GL)257を通じて出力利得が変化される。利得部(GL)257及び第2全域フィルタ(Z−L1)256から出力された信号は、加算部258により加算される。加算部258により出力された信号は、利得部(−GL)259を通じて出力利得が変化される。利得部(−GL)259の出力信号と加算部253の出力信号とは、加算部260により加算される。
右側サラウンドチャンネルに従属的に連結された2個の全域フィルタ、すなわち、第3全域フィルタ(Z−R0)261及び第4全域フィルタ(Z−R1)266の構成は、前述した左側サラウンドチャンネルに連結された第1全域フィルタ251及び第2全域フィルタ256と同一に構成される。加算部263、265、268、270は、加算部253、255、258、250の動作と同一であり、利得部262、267、264、269は、利得部252、257、254、259の動作と同一である。
ここで、入力信号がモノである場合にステレオ化するために、4個の各全域フィルタの遅延値は、それぞれL0≠L1≠R0≠R1とに相異なって設定し、各チャンネルで従属的に連結された2個の全域フィルタの遅延値は、それぞれL0>L1、R0>R1、あるいはL0<L1、R0<R1の関係を持つ。これは、前記図4の第1フィルタ部のように非対称性による相関度の低下を最大化するためのものである。
また、各フィルタの利得部の値は通常同じ値を持ち、場合によって異なって設定することもある。そして、位相離脱現象を防止するために、GLとGRとは互いに同じ符号あるいは異なる符号を持つことができるが、2個の従属的に連結されたフィルタの利得は同じ符号になるように構成される。
図6は、本発明による仮想音源生成部の構成図である。
前記図6に図示された仮想音源生成部は、図4及び図5で説明された第1フィルタ部から出力された左側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を、左側後方及び右側後方位置での仮想音源に変換させる役割を行う。
仮想音源生成部280は、第1フィルタ部から出力された左側サラウンドチャンネル及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を入力として受けて、4個のFIR(finite impulse response)フィルタK11、K12、K21、K22とコンボリューション演算を行って互いに加算する構造で構成される。
左側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号とFIRフィルタK11とがコンボリューションされ、右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号とK12とがコンボリューションされた後、二つの信号は互いに加算されて左側チャンネル出力信号を生成する。左側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号とFIRフィルタK21とがコンボリューションされ、右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号とK22とがコンボリューションされた後、二つの信号は互いに加算されて右側チャンネル出力信号を生成する。
このような左側チャンネル出力信号と右側チャンネル出力信号とは、以下で説明される出力調節部300の出力信号とそれぞれ加算されて、2チャンネルの最終出力信号となる。
図7は、図3に図示された仮想音源生成部280の計算ブロック図である。図7の仮想音源生成部は、仮想音源と仮想聴取者間のHRTF行列で具現されたバイノーラル合成フィルタB11、B12、B21、B22、及び仮想聴取者と2チャンネル出力位置間のHRTF行列の逆行列で具現された相互干渉消去フィルタC11、C12、C21、C22によって計算される。2チャンネル出力の位置は2スピーカーの位置に該当する。
前記バイノーラル合成フィルタは、次のように設計される。バイノーラル合成フィルタB11、B12、B21、B22は、音源と鼓膜間の音響学的伝達関数であるHRTFを利用して具現される。
HRTFは、両耳間の時間差と両耳間のレベル差、耳殻の形状(pinna)を含んで音が伝達されてきた空間の特性を表す多くの情報が含まれている。特に上下の音像定位に決定的な影響を及ぼす耳殻についての情報が含まれているが、形状が複雑な耳殻はモデリングが容易ではないという理由で、HRTFは、主にダミーヘッドを利用した測定を通じて得る。サラウンドスピーカーは、一般的に聴取者位置の正面から90〜110°間に位置させるので、仮想のスピーカーをその位置に定位させるために、正面から左側と右側に90°〜110°間でHRTFを測定する。
左側90°〜110°に位置した音源からダミーヘッドの左耳と右耳とに該当するHRTFを、それぞれB11、B21とし、右側90°〜110°間に位置した音源からダミーヘッドの左耳と左耳とに該当するHRTFを、それぞれB12、B22とする。
前記バイノーラル合成フィルタの出力信号をヘッドホンを通じて聞けば、聴取者は音像が左側と右側に90°〜110°間に結ばれるように感じる。バイノーラル合成技術は、ヘッドホンで再生した時に最も良い性能を表す。
前記バイノーラル合成フィルタの出力信号をヘッドホンを通じて聞けば、聴取者は音像が左側と右側に90°〜110°間に結ばれるように感じる。バイノーラル合成技術は、ヘッドホンで再生した時に最も良い性能を表す。
しかし、二つのスピーカーを通じて再生すれば、二つのスピーカーと両耳との間で相互干渉現象が発生して定位感性能が低下する。すなわち、左側チャンネルのサウンドは左耳でのみ聞こえ、右側チャンネルのサウンドは左耳でのみ聞こえなければならないが、2つのチャンネル間に相互干渉現象が発生して、左側チャンネルのサウンドが左耳にも聞こえるようになり、右側チャンネルのサウンドは左耳にも聞こえるようになって、定位感性能が低下して音像が正確に結ばれなくなる。
したがって、前記相互干渉現象を除去するための、相互干渉消去フィルタC11、C12、C21、C22を設計せねばならない。これを設計するために、聴取者と二つのスピーカーとの間のHRTFを測定せねばならない。左側の特定位置に位置したスピーカーからダミーヘッドの左耳と左耳とに該当するHRTFを、それぞれH11、H21とし、右側の特定位置に位置したスピーカーからダミーヘッドの左耳と左耳とに該当するHRTFを、それぞれH12、H22と仮定すれば、相互干渉消去フィルタ行列C(z)は、次の式のようにHRTF行列の逆行列で設計される。
バイノーラル合成フィルタ行列B11、B12、B21、B22は、仮想のスピーカーを左側サラウンドスピーカーと右側サラウンドスピーカーとの位置に定位させるフィルタ行列であり、相互干渉消去フィルタ(C(z))は、二つのスピーカーと左右耳との間の相互干渉現象を除去するフィルタ行列であり、次の式のように二行列を乗算して仮想音源生成部で使われた行列K(z)を計算する。
左側チャンネルオーディオ入力信号Lは、利得部(Ga)310を通じて出力利得が変化し、遅延部(Z−Δ)315により時間遅延がなされる。
中央チャンネルオーディオ入力信号Cは、利得部(Gb)320を通じて出力利得が変化し、遅延部(Z−Δ)325により時間遅延がなされる。
低音域効果チャンネルオーディオ入力信号LFEは、利得部(Gc)330を通じて出力利得が変化し、遅延部(Z−Δ)335により時間遅延がなされる。
右側チャンネルRは、利得部(Ga)340を通じて出力利得が変化し、遅延部(Z−Δ)345により時間遅延がなされる。
仮想サラウンドフィルタ200を通過すれば、元来の左側及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号に比べて出力利得と時間遅延とに変化が生じる。したがって、仮想サラウンドフィルタが持っている特性に基づいて、図8のように残りのチャンネル、すなわち、左側チャンネル、中央チャンネル、低音域効果チャンネル及び右側チャンネルのオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延とを調節する。ここで、仮想サラウンドフィルタが持っている特性に基づくという意味は、左側及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延との変化が入力信号の変化によって左右されるというものではなく、仮想サラウンドフィルタの構成要素によって左右されるということを意味するのである。
ここで、利得部の値Ga、Gb、Gcは、出力利得と関連した値であり、仮想サラウンドフィルタ200の入力信号と出力信号とのRMS電力を比較して決定し、時間遅延値は、仮想サラウンドフィルタ200のインパルス応答やグループ遅延を通じて求める。具体的に、K11のグループ遅延に基づいて決定する。
図9は、本発明による多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネル出力で再生するための方法のフローチャートである。
まず、多重チャンネルオーディオ入力信号のうち、左側サラウンドチャンネル及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号の相関度を低下させる(S100)。相関度を低下させるための詳細な方法については、以下で説明する。
S100ステップにより相関度が低下した左側サラウンドチャンネル及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を、所定位置、すなわち、左側サラウンド及び右側サラウンドでの仮想音源に変換させる(S200)。
次いで、左側サラウンドチャンネル及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を除外した残りのチャンネル(すなわち、左側、中央、低音域効果及び右側チャンネル)オーディオ入力信号を、前記S200ステップを経て仮想音源に変換された左側サラウンドチャンネル及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延とに相応するように調節する(S300)。
前記S200及びS300ステップを経て出力された多重チャンネルオーディオ入力信号を、左側チャンネルに出力される信号同士で加算し、右側チャンネルに出力される信号同士で加算して、2個チャンネルスピーカーに出力させる(S400)。次いで、左、右チャンネルの信号はそれぞれ左、右スピーカーに出力されうる。
図10は、本発明の一実施形態による左側サラウンドチャンネル及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号の相関度を低下させるための方法のフローチャートである。
まず、左側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を第1時間遅延させる過程を行う(S101)。そして、右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を第2時間遅延させる過程を行う(S102)。
左側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を第3時間遅延させ(S103)、右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を第4時間遅延させる(S104)。
左側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を第3時間遅延させ(S103)、右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を第4時間遅延させる(S104)。
S103ステップによって遅延された左側チャンネルオーディオ入力信号の出力利得を変化させ(S105)、S104ステップによって遅延された右側チャンネルオーディオ入力信号の出力利得を変化させる(S106)。
S101ステップによって遅延された信号とS106ステップによって利得変化された信号とを加算する過程を行い(S107)、S102ステップによって遅延された信号とS105ステップによって利得変化された信号とを加算する(S108)。
S107ステップにより加算された信号の高域部分をフィルタリングし(S109)、S108ステップにより加算された信号の高域部分をフィルタリングする過程(S110)を行う。
S109ステップによってフィルタリングされた信号の出力利得を変化させ(S111)、S110ステップによってフィルタリングされた信号の出力利得を変化させる(S112)。
S111ステップにより利得変化された信号を第5時間遅延させた後(S113)、前記S101ステップに復帰し、S112ステップにより利得変化された信号を第6時間遅延させた後(S114)、S102ステップに復帰する。
本発明の実施形態で、第1時間ないし第6時間はそれぞれ相異なる。
図11は、本発明の他の実施形態による左側サラウンドチャンネル及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号の特定周波数成分をグループ遅延させるための方法のフローチャートである。図11Aは、左側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号の特定周波数成分をグループ遅延させるための方法を示し、図11Bは、右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号の特定周波数成分をグループ遅延させるための方法を示す。
まず、図11Aを説明すれば、左側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を所定時間遅延させる過程を行う(S151)。
左側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号の利得を変化させる過程を行う(S152)。
次いで、前記S151及びS152ステップを経た信号を加算する過程を行う(S153)。S153ステップにより加算された信号は利得を変化させた後(S154)、S151ステップに復帰する。
また、前記S153ステップにより加算された信号を所定時間遅延させる過程を行う(S155)。
前記S153ステップにより加算された信号の利得を変化させる過程を行う(S156)。
次いで、前記S155及びS156ステップを経た信号を加算する過程を行った後(S157)、出力される。一方、S157により加算された信号の利得を変化させた後(S158)、S155ステップに復帰する。
図11Bに図示された過程も前記図11Aの過程と同一に進む。
右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を所定時間遅延させる過程を行う(S161)。右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号の利得を変化させる過程を行う(S162)。
次いで、前記S161及びS162ステップを経た信号を加算する過程を行う(S163)。S163ステップにより加算された信号は、利得を変化させた後(S164)にS161ステップに復帰する。
また、前記S163ステップにより加算された信号を所定時間遅延させる過程を行う(S165)。
前記S163ステップにより加算された信号の利得を変化させる過程を行う(S166)。
次いで、前記S165及びS166ステップを経た信号を加算する過程を行った後(S167)、出力される。一方、S167により加算された信号の利得を変化させた後(S168)、S165ステップに復帰する。
前述した実施形態で、S151、S155、S161及びS165ステップでの所定時間は、それぞれ異なって設定される。また、S151での遅延時間がS155での遅延時間よりさらに長く、S161での遅延時間がS165での遅延時間よりさらに長く設定されるか、またはその逆にS155での遅延時間がS151での遅延時間よりさらに長く、S165での遅延時間がS161での遅延時間よりさらに長く設定されることもある。
また、各ステップでの利得変化値は通常同じ値を持ち、場合によって異なって設定してもよい。
図12は、左側サラウンドチャンネル及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を仮想音源に変換させる方法のフローチャートである。
まず、仮想音源と仮想聴取者間のHRTF行列Bを計算する過程を行う(S210)。
仮想聴取者と2チャンネル出力位置(すなわち、左側スピーカー及び右側スピーカー)間のHRTF行列を求めた後、その逆行列Cを計算する過程を行う(S220)。
前記S210及びS220で計算された行列Bと行列Cとを乗算する演算を行う(S230)。
次いで、前記S100ステップにより出力された信号と前記S230を通じて求めた行列とのコンボリューション演算を行う(S240)。
図13は、左側サラウンドチャンネル及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号を除外した残りのチャンネルオーディオ入力信号を調節するための方法のフローチャートである。
まず、左側サラウンドチャンネル及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号のRMS電力と仮想音源変換後に出力された信号のRMS電力とを比較する(S310)。
S310ステップで比較されたRMS電力差に基づいて、残りのチャンネル(すなわち、左側チャンネル、中央チャンネル、低音域効果チャンネル、右側チャンネル)オーディオ入力信号の出力利得を調節する過程を行う(S320)。
次いで、左側サラウンドチャンネル及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号の仮想音源変換時の時間遅延ほど、残りのチャンネルオーディオ入力信号の時間を遅延する過程を行う(S330)。
以上で説明したのは、本発明による多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネルで再生するための装置及び方法の例示的な実施形態に過ぎず、本発明は、前記実施形態に限定されず、特許請求の範囲で請求するように、本発明の要旨を逸脱せずに当業者ならば多様な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的精神があると言える。
本発明は、5.1チャンネルオーディオ入力信号のうち、左側サラウンドチャンネル及び右側サラウンドチャンネルオーディオ入力信号のみ仮想音源を生成させ、残りのチャンネルオーディオ入力信号は、出力利得と時間遅延とを調節して自然な立体感を形成するためのオーディオ後処理技術に係り、一般的にテレビ、パソコン、ノート型パソコン、PDA、携帯電話などに適用できる。
Claims (113)
- m個のチャンネルオーディオ入力信号をそのmより少ないn個のチャンネル出力で再生するための装置において、
前記多重チャンネルオーディオ入力信号のうち、少なくとも2チャンネルオーディオ入力信号間の相関度を低下させるための第1フィルタ部と、
前記第1フィルタ部から出力された前記少なくとも2チャンネルのオーディオ入力信号を所定位置での仮想音源に変換させるための仮想音源生成部と、
前記少なくとも2チャンネルのオーディオ入力信号を除外した残りのチャンネルオーディオ入力信号の利得及び遅延を、前記仮想音源生成部から出力された前記少なくとも2チャンネルオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延とに相応するように調節するための出力調節部とを備えることを特徴とする装置。 - 前記第1フィルタ部は、前記相関性が低下するように複数の遅延部、利得部、フィルタ部を備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記複数の遅延部のそれぞれは、相異なる遅延値を含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記仮想音源生成部及び前記出力調節部から出力された前記多重チャンネルオーディオ入力信号を、第1チャンネル出力として出力される信号同士で加算し、第2チャンネル出力として出力される信号同士で加算するための加算部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第1フィルタ部は、
前記少なくとも2チャンネルのうち、第1チャンネルオーディオ入力信号を第1時間遅延させるための第1遅延部と、
前記少なくとも2チャンネルのうち、第2チャンネルオーディオ入力信号を第2時間遅延させるための第2遅延部とを備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記第1フィルタ部は、
前記少なくとも2チャンネルのうち、第1チャンネルオーディオ入力信号を第3時間遅延させるための第3遅延部と、
前記少なくとも2チャンネルのうち、第2チャンネルオーディオ入力信号を第4時間遅延させるための第4遅延部と、
前記第3遅延部の出力利得を変化させるための第1利得部と、
前記第4遅延部の出力利得を変化させるための第2利得部と、
前記第1遅延部の出力と前記第2利得部の出力とを加算するための第1加算部と、
前記第2遅延部の出力と前記第1利得部の出力とを加算するための第2加算部とをさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の装置。 - 前記第1フィルタ部は、
前記第1加算部の出力をフィルタリングするための第1フィルタと、
前記第2加算部の出力をフィルタリングするための第2フィルタと、
前記第1フィルタの出力を第5時間遅延させるための第5遅延部と、
前記第2フィルタの出力を第6時間遅延させるための第6遅延部と、
前記第5遅延部の出力利得を変化させるための第3利得部と、
前記第6遅延部の出力利得を変化させるための第4利得部と、
前記第1チャンネルオーディオ入力信号と前記第3利得部の出力とを加算するための第3加算部と、
前記第2チャンネルオーディオ入力信号と前記第4利得部の出力とを加算するための第4加算部とをさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の装置。 - 前記第1時間ないし前記第6時間は、それぞれ相異なることを特徴とする請求項7に記載の装置。
- 前記仮想音源生成部は、前記第1フィルタ部から出力された前記第1チャンネルオーディオ入力信号及び前記第2チャンネルオーディオ入力信号を所定位置の仮想音源に生成させるための手段と、
前記仮想音源間の相互干渉現象を消去するための手段とを備える第2フィルタ部で構成されることを特徴とする請求項5に記載の装置。 - 前記第2フィルタ部は、
前記仮想音源と仮想聴取者間のヘッド伝達関数行列で具現されたバイノーラル合成フィルタと、
前記仮想聴取者と前記2チャンネル出力位置間のヘッド伝達関数行列の逆行列に具現された相互干渉消去フィルタとを備えることを特徴とする請求項9に記載の装置。 - 前記出力調節部は、
前記少なくとも2チャンネルオーディオ入力信号を除外した前記多重チャンネルオーディオ入力信号の利得を変化させるための利得部と、
前記少なくとも2チャンネルチャンネルオーディオ入力信号を除外した前記多重チャンネルオーディオ入力信号を所定時間遅延させるための遅延部とを備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記利得部の利得は、前記仮想音源生成部の出力信号と前記第1チャンネル及び第2チャンネルオーディオ入力信号とを比較して決定されることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記利得部の利得は、前記仮想音源生成部の出力信号のRMS電力と前記第1チャンネル及び第2チャンネルオーディオ入力信号のRMS電力とを比較して決定されることを特徴とする請求項12に記載の装置。
- 前記所定時間は、前記第1フィルタ部のグループディレーに基づいて決定することを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記第1フィルタ部は、臨場感を形成することを特徴とする請求項9に記載の装置。
- 多重チャンネルオーディオ入力信号を少なくとも2チャンネル出力で再生するための装置において、
前記多重チャンネルオーディオ入力信号のうち、前記2チャンネルのオーディオ入力信号間の特定周波数成分をグループ遅延させるための第1フィルタ部と、
前記第1フィルタ部から出力された前記2チャンネルのオーディオ入力信号を所定位置での仮想音源に変換させるための仮想音源生成部と、
前記2チャンネルのオーディオ入力信号を除外した残りのチャンネルオーディオ入力信号を、前記仮想音源生成部から出力された前記2チャンネルのオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延とに相応するように調節するための出力調節部とを備えることを特徴とする装置。 - 前記第1フィルタ部は、複数の遅延部、ゲイン部を備えることを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 前記複数の遅延部のそれぞれは、相異なる遅延値を含むことを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記仮想音源生成部及び前記出力調節部から出力された前記多重チャンネルオーディオ入力信号を、第1チャンネル出力として出力される信号同士で加算し、第2チャンネル出力として出力される信号同士で加算するための加算部をさらに備えることを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 前記第1フィルタ部は、複数の全域フィルタで構成され、前記所定の2チャンネルのうち、第1チャンネル及び第2チャンネルそれぞれにn個の全域フィルタが従属的に連結されることを特徴とする請求項19に記載の装置。
- 前記複数の全域フィルタは、
オーディオ入力信号を所定時間遅延させるための全域フィルタ遅延部と、
前記オーディオ入力信号の利得を変化させるための全域フィルタ第1利得部と、
前記全域フィルタ第1利得部の出力と前記全域フィルタ遅延部の出力とを加算するための全域フィルタ第1加算部と、
前記全域フィルタ第1加算部の出力利得を変化させるための全域フィルタ第2利得部と、
前記全域フィルタ第2利得部の出力と前記オーディオ入力信号とを加算するための全域フィルタ第2加算部とを備えることを特徴とする請求項20に記載の装置。 - 前記第1チャンネル及び前記第2チャンネルのそれぞれの全域フィルタ遅延部で、前記所定時間はそれぞれ相異なることを特徴とする請求項21に記載の装置。
- 前記所定時間は、前記第1チャンネルに従属に連結された全域フィルタ遅延部及び前記第2チャンネルに従属に連結された全域フィルタ遅延部で同時に順に延長するか、または順に短縮することを特徴とする請求項22に記載の装置。
- 前記全域フィルタ第1利得部及び前記全域フィルタ第2利得部は、利得は同一であり、符号が逆であることを特徴とする請求項21に記載の装置。
- 前記仮想音源生成部は、前記第1フィルタ部から出力された前記第1チャンネルオーディオ入力信号及び前記第2チャンネルオーディオ入力信号を所定位置の仮想音源に生成させるための手段と、
前記仮想音源間の相互干渉現象を消去するための手段とを備える第2フィルタ部で構成されることを特徴とする請求項20に記載の装置。 - 前記第2フィルタ部は、
仮想音源と仮想聴取者間のヘッド伝達関数行列で具現されたバイノーラル合成フィルタと、
前記仮想聴取者と前記2チャンネル出力位置間のヘッド伝達関数行列の逆行列で具現された相互干渉消去フィルタとを備えることを特徴とする請求項25に記載の装置。 - 前記出力調節部は、
前記所定の2チャンネルオーディオ入力信号を除外した前記多重チャンネルオーディオ入力信号の利得を変化させるための利得部と、
前記所定の2チャンネルオーディオ入力信号を除外した前記多重チャンネルオーディオ入力信号を所定時間遅延させるための遅延部とを備えることを特徴とする請求項19に記載の装置。 - 前記利得部の利得は、前記仮想音源生成部の出力信号と前記所定の2チャンネルオーディオ入力信号とを比較して決定されることを特徴とする請求項27に記載の装置。
- 前記利得部の利得は、前記仮想音源生成部の出力信号のRMS電力と前記所定の2チャンネルオーディオ入力信号のRMS電力とを比較して決定されることを特徴とする請求項28に記載の装置。
- 前記所定時間は、前記第1フィルタ部のグループディレーに基づいて決定することを特徴とする請求項27に記載の装置。
- 前記第1フィルタ部は、臨場感を形成することを特徴とする請求項27に記載の装置。
- 多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネル出力で再生するための方法において、
(a)前記多重チャンネルオーディオ入力信号のうち、所定の2チャンネル間オーディオ入力信号の相関度を低下させるステップと、
(b)前記2チャンネルオーディオ入力信号を所定位置での仮想音源に変換させるステップと、
(c)前記2チャンネルオーディオ入力信号を除外した残りのチャンネルオーディオ入力信号の利得及び遅延を、前記仮想音源に変換された前記2チャンネルオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延に相応するように調節するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 前記(a)ステップは、
所定時間中に前記2つのチャンネルのオーディオ入力信号を遅延させるステップと、
前記遅延された2つのチャンネルのオーディオ入力信号の利得を変化させるステップと、
前記2つのチャンネルのオーディオ入力信号をフィルタリングするステップとをさらに含むことを特徴とする請求項32に記載の方法。 - 前記2つのチャンネルオーディオ入力信号が遅延される所定時間は、相異なることを特徴とする請求項33に記載の方法。
- (d)前記(b)及び(c)ステップを行った多重チャンネルオーディオ入力信号を、第1チャンネルに出力される信号同士で加算し、第2チャンネルに出力される信号同士で加算するステップをさらに含むことを特徴とする請求項32に記載の方法。
- 前記(a)ステップは、
(a1)前記所定の2チャンネルのうち、第1チャンネルオーディオ入力信号を第1時間遅延させるステップと、
(a2)前記所定の2チャンネルのうち、第2チャンネルオーディオ入力信号を第2時間遅延させるステップとを含むことを特徴とする請求項32に記載の方法。 - 前記(a)ステップは、
(a3)前記所定の2チャンネルのうち、第1チャンネルオーディオ入力信号を第3時間遅延させるステップと、
(a4)前記所定の2チャンネルのうち、第2チャンネルオーディオ入力信号を第4時間遅延させるステップと、
(a5)前記(a1)ステップにより遅延された信号と、前記(a4)ステップにより遅延された信号の利得を変化させた信号とを加算するステップと、
(a6)前記(a2)ステップにより遅延された信号と、前記(a3)ステップにより遅延された信号の利得を変化させた信号とを加算するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項32に記載の方法。 - (a7)前記(a5)ステップにより加算された信号をフィルタリングするステップと、
(a8)前記(a6)ステップにより加算された信号をフィルタリングするステップと、
(a9)前記(a7)ステップによりフィルタリングされた信号の利得を変化させた後、第5時間遅延させるステップと、
(a10)前記(a8)ステップによりフィルタリングされた信号の利得を変化させた後、第6時間遅延させるステップと、
(a11)前記(a9)ステップにより遅延された信号を前記第1チャンネルオーディオ入力信号と加算するステップと、
(a12)前記(a10)ステップにより遅延された信号を前記第2チャンネルオーディオ入力信号と加算するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項37に記載の方法。 - 前記第1時間ないし前記第6時間は、それぞれ相異なることを特徴とする請求項38に記載の方法。
- 前記(b)ステップは、
(b1)仮想聴取者と前記仮想音源間のヘッド伝達関数行列(B)を計算するステップと、
(b2)前記仮想聴取者と前記2チャンネル出力位置間のヘッド伝達関数行列の逆行列Cを計算するステップと、
(b3)前記(b1)ステップ及び前記(b2)ステップの結果を乗算するステップと、
(b4)前記(a)ステップによって相関度が低下した前記第1チャンネルオーディオ入力信号及び前記第2チャンネルオーディオ入力信号と前記(b3)ステップの結果とをコンボリューション演算するステップとを含むことを特徴とする請求項32に記載の方法。 - 前記(c)ステップは、
(c1)前記2チャンネルオーディオ入力信号と、前記仮想音源変換後の前記2チャンネルオーディオ入力信号の出力利得とを比較して、前記残りのチャンネルオーディオ入力信号の出力利得を調節するステップと、
(c2)前記2チャンネルオーディオ入力信号の仮想音源変換時の時間遅延に基づいて、前記残りのチャンネルオーディオ入力信号の時間を遅延させるステップとを含むことを特徴とする請求項32に記載の方法。 - 前記(c1)で、前記2チャンネルオーディオ入力信号のRMS電力と、前記仮想音源変換後の前記2チャンネルオーディオ入力信号のRMS電力とを比較して、前記残りのチャンネルオーディオ入力信号の出力利得を調節することを特徴とする請求項41に記載の方法。
- 多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネル出力で再生するための方法において、
(a)前記多重チャンネルオーディオ入力信号のうち、所定の2チャンネルのオーディオ入力信号間の特定周波数成分をグループ遅延させるステップと、
(b)前記2チャンネルオーディオ入力信号を所定位置での仮想音源に変換させるステップと、
(c)前記2チャンネルオーディオ入力信号を除外した残りのチャンネルオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延とを、前記仮想音源に変換された前記2チャンネルオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延に相応するように調節するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 前記(a)ステップは、
所定時間に前記2つのチャンネルのオーディオ入力信号を遅延させるステップと、
前記遅延された2つのチャンネルのオーディオ入力信号の利得を変化させるステップと、
前記2つのチャンネルのオーディオ入力信号をフィルタリングするステップとをさらに含むことを特徴とする請求項43に記載の方法。 - 前記所定時間は、2つのチャンネルオーディオ入力信号のそれぞれに対して相異なることを特徴とする請求項44に記載の方法。
- (d)前記(b)及び(c)ステップを行った多重チャンネルオーディオ入力信号を、第1チャンネルに出力される信号同士で加算し、第2チャンネルに出力される信号同士で加算するステップを含むことを特徴とする請求項43に記載の方法。
- 前記(a)ステップは、
(a1)前記所定の2チャンネルのうち、第1チャンネルオーディオ入力信号を全域フィルタに通過させるステップと、
(a2)前記所定の2チャンネルのうち、第2チャンネルオーディオ入力信号を全域フィルタに通過させるステップとを含み、前記全域フィルタは、n個が前記第1チャンネル及び前記第2チャンネルそれぞれに従属的に連結されたことを特徴とする請求項43に記載の方法。 - 前記(a1)ステップは、
(a11)前記第1チャンネルオーディオ入力信号を所定時間遅延させるステップと、
(a12)前記(a11)により遅延された信号と前記第1チャンネルオーディオ入力信号の利得を変化させた信号とを加算するステップと、
(a13)前記(a12)により加算された信号は、次の全域フィルタの入力に使われるステップと、
(a14)前記(a12)により加算された信号は、利得を変化させた後に前記第1チャンネルオーディオ入力信号と加算されるステップとを含み、
前記(a2)ステップは、(a21)前記第2チャンネルオーディオ入力信号を所定時間遅延させるステップと、
(a22)前記(a21)により遅延された信号と前記第2チャンネルオーディオ入力信号の利得を変化させた信号とを加算するステップと、
(a23)前記(a22)により加算された信号は、次の全域フィルタの入力に使われるステップと、
(a24)前記(a22)により加算された信号は、利得を変化させた後に前記第2チャンネルオーディオ入力信号と加算されるステップとを含むことを特徴とする請求項47に記載の方法。 - 前記(a11)ステップ及び前記(a21)ステップでの所定時間は、それぞれ相異なることを特徴とする請求項48に記載の方法。
- 前記(a11)ステップ及び前記(a21)ステップでの所定時間は、同時に順に延長するか、または同時に順に短縮することを特徴とする請求項41に記載の方法。
- 前記(b)ステップは、
(b1)仮想聴取者と前記仮想音源間のヘッド伝達関数行列(B)を計算するステップと、
(b2)前記仮想聴取者と前記2チャンネル出力位置間のヘッド伝達関数行列の逆行列Cを計算するステップと、
(b3)前記(b1)ステップ及び前記(b2)ステップの結果を乗算するステップと、
(b4)前記(a)ステップによって相関度が低下した前記2チャンネルオーディオ入力信号と前記(b3)ステップの結果とをコンボリューション演算するステップとを含むことを特徴とする請求項46に記載の方法。 - 前記(c)ステップは、
(c1)前記2チャンネルオーディオ入力信号と前記仮想音源変換後の前記2チャンネルオーディオ入力信号の出力利得とを比較して、前記残りのチャンネルオーディオ入力信号の出力利得を調節するステップと、
(c2)前記2チャンネルオーディオ入力信号の仮想音源変換時の時間遅延に基づいて、前記残りのチャンネルオーディオ入力信号の時間を遅延させるステップとを含むことを特徴とする請求項46に記載の方法。 - 前記(c1)で、前記2チャンネルオーディオ入力信号のRMS電力と前記仮想音源変換後の前記2チャンネルオーディオ入力信号のRMS電力とを比較して、前記残りのチャンネルオーディオ入力信号の出力利得を調節することを特徴とする請求項52に記載の方法。
- 多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネル出力で再生するための実行可能コードを含むコンピュータ読み取り媒体において、
前記多重チャンネルオーディオ入力信号のうち、所定の2チャンネル間オーディオ入力信号の相関度を低下させる実行可能コードと、
前記2チャンネルオーディオ入力信号を所定位置での仮想音源に変換させる実行可能コードと、
前記2チャンネルオーディオ入力信号を除外した残りのチャンネルオーディオ入力信号の利得及び遅延を、前記仮想音源に変換された前記2チャンネルオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延とに相応するように調節する実行可能コードとを含むことを特徴とするコンピュータ読み取り媒体。 - 前記相関度を低下させる実行可能コードは、
所定時間に前記2つのチャンネルのオーディオ入力信号を遅延させる実行可能コードと、
前記遅延された2つのチャンネルのオーディオ入力信号の利得を変化させる実行可能コードと、
前記2つのチャンネルのオーディオ入力信号をフィルタリングする実行可能コードとを含むことを特徴とする請求項54に記載の媒体。 - 前記2つのチャンネルオーディオ入力信号が遅延される所定時間は、相異なることを特徴とする請求項55に記載の媒体。
- 前記多重チャンネルオーディオ入力信号を、第1チャンネルに出力される信号同士で加算し、第2チャンネルに出力される信号同士で加算する実行可能コードをさらに含むことを特徴とする請求項54に記載の媒体。
- 前記相関度を低下させる実行可能コードは、
前記所定の2チャンネルのうち、第1チャンネルオーディオ入力信号を第1時間遅延させる実行可能コードと、
前記所定の2チャンネルのうち、第2チャンネルオーディオ入力信号を第2時間遅延させる実行可能コードとを含むことを特徴とする請求項54に記載の媒体。 - 前記相関度を低下させる実行可能コードは、
(a3)前記所定の2チャンネルのうち、第1チャンネルオーディオ入力信号を第3時間遅延させる実行可能コードと、
(a4)前記所定の2チャンネルのうち、第2チャンネルオーディオ入力信号を第4時間遅延させる実行可能コードと、
(a5)前記(a1)で遅延された信号と、前記(a4)で遅延された信号の利得を変化させた信号とを加算する実行可能コードと、
(a6)前記(a2)で遅延された信号と、前記(a3)で遅延された信号の利得を変化させた信号とを加算する実行可能コードとをさらに含むことを特徴とする請求項54に記載の媒体。 - (a7)前記(a5)で加算された信号をフィルタリングする実行可能コードと、
(a8)前記(a6)で加算された信号をフィルタリングする実行可能コードと、
(a9)前記(a7)でフィルタリングされた信号の利得を変化させた後、第5時間遅延させる実行可能コードと、
(a10)前記(a8)でフィルタリングされた信号の利得を変化させた後、第6時間遅延させる実行可能コードと、
(a11)前記(a9)で遅延された信号を、前記第1チャンネルオーディオ入力信号と加算する実行可能コードと、
(a12)前記(a10)で遅延された信号を、前記第2チャンネルオーディオ入力信号と加算する実行可能コードとをさらに含むことを特徴とする請求項54に記載の媒体。 - 前記第1時間ないし前記第6時間は、それぞれ相異なることを特徴とする請求項60に記載の媒体。
- 前記2つのチャンネルオーディオ入力信号を変換させる実行可能コードは、
(b1)仮想聴取者と前記仮想音源間のヘッド伝達関数行列(B)を計算する実行可能コードと、
(b2)前記仮想聴取者と前記2チャンネル出力位置間のヘッド伝達関数行列の逆行列(C)を計算する実行可能コードと、
(b3)前記(b1)及び前記(b2)の結果を乗算する実行可能コードと、
(b4)前記(a)で、相関度が低下した前記第1チャンネルオーディオ入力信号及び前記第2チャンネルオーディオ入力信号と前記(b3)での結果とをコンボリューション演算する実行可能コードを含むことを特徴とする請求項58に記載の媒体。 - 前記利得及び遅延を調節する実行可能コードは、
(c1)前記2チャンネルオーディオ入力信号と、前記仮想音源変換後の前記2チャンネルオーディオ入力信号の出力利得とを比較して、前記残りのチャンネルオーディオ入力信号の出力利得を調節する実行可能コードと、
(c2)前記2チャンネルオーディオ入力信号の仮想音源変換時の時間遅延に基づいて、前記残りのチャンネルオーディオ入力信号の時間を遅延させる実行可能コードとを含むことを特徴とする請求項54に記載の媒体。 - 前記(c1)で、前記2チャンネルオーディオ入力信号のRMS電力と、前記仮想音源変換後の前記2チャンネルオーディオ入力信号のRMS電力とを比較して、前記残りのチャンネルオーディオ入力信号の出力利得を調節することを特徴とする請求項63に記載の媒体。
- 多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネル出力で再生するための実行可能コードを含むコンピュータ読み取り媒体において、
(a)前記多重チャンネルオーディオ入力信号のうち、所定の2チャンネルのオーディオ入力信号間の特定周波数成分をグループ遅延させる実行可能コードと、
(b)前記2チャンネルオーディオ入力信号を所定位置での仮想音源に変換させる実行可能コードと、
(c)前記2チャンネルオーディオ入力信号を除外した残りのチャンネルオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延とを、前記仮想音源に変換された前記2チャンネルオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延とに相応するように調節する実行可能コードとを含むことを特徴とする媒体。 - 多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネル出力で再生するための装置において、
サウンドフィールドを再生する第1フィルタ部と、
前記第1フィルタ部から出力された前記再生サウンドフィールドを定義する2チャンネルのオーディオ入力信号を所定位置での仮想音源に変換させるための仮想音源生成部と、
前記2チャンネルのオーディオ入力信号を除外した残りのチャンネルオーディオ入力信号の利得及び遅延を、前記仮想音源生成部から出力された前記2チャンネルオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延とに相応するように調節するための出力調節部とを備えることを特徴とする装置。 - 前記第1フィルタ部は、複数の遅延部、利得部、フィルタ部を備えることを特徴とする請求項66に記載の装置。
- 前記複数の遅延部のそれぞれは、相異なる遅延値を含むことを特徴とする請求項66に記載の装置。
- 前記仮想音源生成部及び前記出力調節部から出力された前記多重チャンネルオーディオ入力信号を、第1チャンネル出力として出力される信号同士で加算し、第2チャンネル出力として出力される信号同士で加算するための加算部をさらに備えることを特徴とする請求項66に記載の装置。
- 前記第1フィルタ部は、
前記所定の2チャンネルのうち、第1チャンネルオーディオ入力信号を第1時間遅延させるための第1遅延部と、
前記所定の2チャンネルのうち、第2チャンネルオーディオ入力信号を第2時間遅延させるための第2遅延部とを備えることを特徴とする請求項66に記載の装置。 - 前記第1フィルタ部は、
前記所定の2チャンネルのうち、第1チャンネルオーディオ入力信号を第3時間遅延させるための第3遅延部と、
前記所定の2チャンネルのうち、第2チャンネルオーディオ入力信号を第4時間遅延させるための第4遅延部と、
前記第3遅延部の出力利得を変化させるための第1利得部と、
前記第4遅延部の出力利得を変化させるための第2利得部と、
前記第1遅延部の出力と前記第2利得部の出力とを加算するための第1加算部と、
前記第2遅延部の出力と前記第1利得部の出力とを加算するための第2加算部とをさらに備えることを特徴とする請求項70に記載の装置。 - 前記第1フィルタ部は、
前記第1加算部の出力をフィルタリングするための第1フィルタと、
前記第2加算部の出力をフィルタリングするための第2フィルタと、
前記第1フィルタの出力を第5時間遅延させるための第5遅延部と、
前記第2フィルタの出力を第6時間遅延させるための第6遅延部と、
前記第5遅延部の出力利得を変化させるための第3利得部と、
前記第6遅延部の出力利得を変化させるための第4利得部と、
前記第1チャンネルオーディオ入力信号と前記第3利得部の出力とを加算するための第3加算部と、
前記第2チャンネルオーディオ入力信号と前記第4利得部の出力とを加算するための第4加算部とをさらに備えることを特徴とする請求項71に記載の装置。 - 前記第1時間ないし前記第6時間は、それぞれ相異なることを特徴とする請求項72に記載の装置。
- 前記仮想音源生成部は、前記第1フィルタ部から出力された前記第1チャンネルオーディオ入力信号及び前記第2チャンネルオーディオ入力信号を所定位置の仮想音源に生成させるための手段と、
前記仮想音源間の相互干渉現象を消去するための手段とを備える第2フィルタ部で構成されることを特徴とする請求項70に記載の装置。 - 前記第2フィルタ部は、
前記仮想音源と仮想聴取者間のヘッド伝達関数行列で具現されたバイノーラル合成フィルタと、
前記仮想聴取者と前記2チャンネル出力位置間のヘッド伝達関数行列の逆行列で具現された相互干渉消去フィルタとを備えることを特徴とする請求項74に記載の装置。 - 前記出力調節部は、
前記所定の2チャンネルオーディオ入力信号を除外した前記多重チャンネルオーディオ入力信号の利得を変化させるための利得部と、
前記所定の2チャンネルチャンネルオーディオ入力信号を除外した前記多重チャンネルオーディオ入力信号を所定時間遅延させるための遅延部とを備えることを特徴とする請求項66に記載の装置。 - 前記利得部により印加された利得変化は、前記仮想音源生成部の出力信号と前記第1チャンネル及び第2チャンネルオーディオ入力信号とを比較して決定されることを特徴とする請求項76に記載の装置。
- 前記利得部より印加された利得変化は、前記仮想音源生成部の出力信号のRMS電力と前記第1チャンネル及び第2チャンネルオーディオ入力信号のRMS電力とを比較して決定されることを特徴とする請求項77に記載の装置。
- 前記所定時間は、前記第1フィルタ部のグループディレーに基づいて決定することを特徴とする請求項76に記載の装置。
- 前記第1フィルタ部は、臨場感を形成することを特徴とする請求項76に記載の装置。
- 多重チャンネルオーディオ入力信号を2チャンネル出力で再生するための装置において、
サウンドフィールドを再生して、前記多重チャンネルオーディオ入力信号のうち、所定の2チャンネルオーディオ入力信号間の相関度を低下させるための第1フィルタ部と、
前記第1フィルタ部から出力された前記2チャンネルのオーディオ入力信号を所定位置での仮想音源に変換させるための仮想音源生成部と、
前記2チャンネルのオーディオ入力信号を除外した残りのチャンネルオーディオ入力信号を、前記仮想音源生成部から出力された前記2チャンネルのオーディオ入力信号の出力利得と時間遅延に相応するように調節するための出力調節部とを備えることを特徴とする装置。 - 前記第1フィルタ部は、複数の遅延部、ゲイン部を備えることを特徴とする請求項81に記載の装置。
- 前記複数の遅延部のそれぞれは、相異なる遅延値を含むことを特徴とする請求項82に記載の装置。
- 前記仮想音源生成部及び前記出力調節部から出力された前記多重チャンネルオーディオ入力信号を、第1チャンネル出力として出力される信号同士で加算し、第2チャンネル出力として出力される信号同士で加算するための加算部をさらに備えることを特徴とする請求項81に記載の装置。
- 前記第1フィルタ部は、
前記所定の2チャンネルのうち、第1チャンネルオーディオ入力信号を第1時間遅延させるための第1遅延部と、
前記所定の2チャンネルのうち、第2チャンネルオーディオ入力信号を第2時間遅延させるための第2遅延部とを備えることを特徴とする請求項81に記載の装置。 - 前記第1フィルタ部は、
前記所定の2チャンネルのうち、第1チャンネルオーディオ入力信号を第3時間遅延させるための第3遅延部と、
前記所定の2チャンネルのうち、第2チャンネルオーディオ入力信号を第4時間遅延させるための第4遅延部と、
前記第3遅延部の出力利得を変化させるための第1利得部と、
前記第4遅延部の出力利得を変化させるための第2利得部と、
前記第1遅延部の出力と前記第2利得部の出力とを加算するための第1加算部と、
前記第2遅延部の出力と前記第1利得部の出力とを加算するための第2加算部とをさらに備えることを特徴とする請求項85に記載の装置。 - 前記第1フィルタ部は、
前記第1加算部の出力をフィルタリングするための第1フィルタと、
前記第2加算部の出力をフィルタリングするための第2フィルタと、
前記第1フィルタの出力を第5時間遅延させるための第5遅延部と、
前記第2フィルタの出力を第6時間遅延させるための第6遅延部と、
前記第5遅延部の出力利得を変化させるための第3利得部と、
前記第6遅延部の出力利得を変化させるための第4利得部と、
前記第1チャンネルオーディオ入力信号と前記第3利得部の出力とを加算するための第3加算部と、
前記第2チャンネルオーディオ入力信号と前記第4利得部の出力とを加算するための第4加算部とをさらに備えることを特徴とする請求項86に記載の装置。 - 前記第1時間ないし前記第6時間は、それぞれ相異なることを特徴とする請求項87に記載の装置。
- 前記仮想音源生成部は、前記第1フィルタ部から出力された前記第1チャンネルオーディオ入力信号及び前記第2チャンネルオーディオ入力信号を所定位置の仮想音源に生成するための手段と、
前記仮想音源間の相互干渉現象を消去するための手段とを備える第2フィルタ部で構成されることを特徴とする請求項85に記載の装置。 - 前記第2フィルタ部は、
前記仮想音源と仮想聴取者間のヘッド伝達関数行列で具現されたバイノーラル合成フィルタと、
前記仮想聴取者と前記2チャンネル出力位置間のヘッド伝達関数行列の逆行列で具現された相互干渉消去フィルタとを備えることを特徴とする請求項89に記載の装置。 - 前記出力調節部は、
前記所定の2チャンネルオーディオ入力信号を除外した前記多重チャンネルオーディオ入力信号の利得を変化させるための利得部と、
前記所定の2チャンネルチャンネルオーディオ入力信号を除外した前記多重チャンネルオーディオ入力信号を所定時間遅延させるための遅延部とを備えることを特徴とする請求項81に記載の装置。 - 前記利得部の利得変化は、前記仮想音源生成部の出力信号と前記第1チャンネル及び第2チャンネルオーディオ入力信号とを比較して決定されることを特徴とする請求項81に記載の装置。
- 前記利得部の利得変化は、前記仮想音源生成部の出力信号のRMS電力と前記第1チャンネル及び第2チャンネルオーディオ入力信号のRMS電力とを比較して決定されることを特徴とする請求項92に記載の装置。
- 前記所定時間は、前記第1フィルタ部のグループディレーに基づいて決定することを特徴とする請求項91に記載の装置。
- 前記第1フィルタ部は、臨場感を形成することを特徴とする請求項91に記載の装置。
- 所定数のスピーカーを持つシステムで複数チャンネル信号を持つサラウンドサウンドを再生し、その所定数のスピーカーは、複数チャンネル信号の数より少ない装置において、
同じ信号特性を持つ複数チャンネル信号のうち、少なくとも第1及び第2チャンネル信号を受信し、第1及び第2チャンネル信号の信号特性が異なって設けられるように、第1及び第2チャンネル信号を異なって処理するフィルタ処理部と、
前記異なる信号特性を持つ前記第1、第2チャンネル信号から、サウンドフィールド内所定の位置で少なくとも第1、第2仮想音源を再生する仮想サウンド部とを備える装置。 - 前記フィルタ処理部は、
前記第1チャンネル信号で第1遅延を誘導する一つ以上の第1遅延部と、
前記第2チャンネル信号で第2遅延を誘導する一つ以上の第2遅延部とを備え、前記第2遅延は、前記第1遅延と異なることを特徴とする請求項96に記載の装置。 - 前記フィルタ処理部は、
第1チャンネル信号の利得を調整する一つ以上の第1利得部と、
第1チャンネル信号をフィルタリングする一つ以上の第1フィルタ部と、
第2チャンネル信号の利得を調整する一つ以上の第2利得部と、
第2チャンネル信号をフィルタリングする一つ以上の第2フィルタ部とをさらに備えることを特徴とする請求項97に記載の装置。 - 前記第1、第2チャンネル信号は、少なくとも二つの左サラウンドチャンネル信号、右サラウンド信号チャンネル信号、及び後方サラウンドチャンネル信号を含むことを特徴とする請求項96に記載の装置。
- 前記所定位置は、サウンド空間内聴取位置の真ん中から90°と100°との間に位置することであることを特徴とする請求項96に記載の装置。
- 前記仮想サウンド部は、
サウンド空間内の第1位置で第1チャンネル信号を出力するための第1仮想音源と、サウンド空間内の第2位置で第2チャンネル信号を出力するための第2仮想音源とを決定する第1ヘッド伝達部を備えることを特徴とする請求項96に記載の装置。 - 前記第1チャンネル信号と第2チャンネル信号との間のクロストークを除去するために、第2ヘッド伝達部をさらに備えることを特徴とする請求項101に記載の装置。
- 前記フィルタ処理部は、少なくとも第1及び第2信号間の相関性を低減し、前記第1及び第2チャンネル信号でグループ遅延を誘導することを特徴とする請求項96に記載の装置。
- nより少ないm個のスピーカーを持つスピーカーシステムで、サラウンド効果を再生するためにn個のチャンネル信号を処理する装置において、
前記n個のチャンネル信号のうち、少なくとも二つで他の遅延を誘導するフィルタ部と、
n個のチャンネル信号のうち、少なくとも遅延された二つを受信し、受信されたn個のチャンネル信号のうち、少なくとも二つを聴取位置周辺所定の位置に定位させる仮想サウンド部と、
前記n個のチャンネル信号のうち、少なくとも二つの利得と遅延によって、前記n個のチャンネル信号のうち、少なくとも二つを除外した残りのチャンネルオーディオ入力信号の利得及び遅延を調節するための出力調節部とを備える装置。 - 所定数のスピーカーは、複数チャンネル信号の数より少ない所定数のスピーカーを持つシステムで、少ない複数チャンネル信号を持つサラウンドサウンドを再生する方法において、
同じ信号特性を持つ複数チャンネル信号のうち、少なくとも第1及び第2チャンネル信号を受信するステップと、
第1及び第2チャンネル信号の信号特性が異なって設けられるように、第1及び第2チャンネル信号を異なって処理するステップと、
前記異なる信号特性を持つ前記第1、第2チャンネル信号から、サウンドフィールド内所定の位置で少なくとも第1、第2仮想音源を再生するステップとを含む方法。 - 前記処理ステップは、
前記第1チャンネル信号で第1遅延を誘導するステップと、
前記第2チャンネル信号で第2遅延を誘導し、前記第2遅延は前記第1遅延と異なることを特徴とする請求項105に記載の方法。 - 前記フィルタ処理部は、
第1チャンネル信号の利得を調整するステップと、
第1チャンネル信号をフィルタリングするステップと、
第2チャンネル信号の利得を調整するステップと、
第2チャンネル信号をフィルタリングするステップとをさらに含むことを特徴とする請求項106に記載の装置。 - 前記第1、第2チャンネル信号は、少なくとも二つの左サラウンドチャンネル信号、右サラウンド信号チャンネル信号、及び後方サラウンドチャンネル信号を含むことを特徴とする請求項105に記載の方法。
- 前記所定位置は、サウンド空間内聴取位置の真ん中から90°と100°との間に位置することを特徴とする請求項105に記載の方法。
- 前記第1、第2仮想音源の再生ステップは、
サウンド空間内の第1位置で第1チャンネル信号を出力するための第1仮想音源と、サウンド空間内の第2位置で第2チャンネル信号を出力するための第2仮想音源とを決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項105に記載の方法。 - 前記第1、第2仮想音源の再生ステップは、
第1チャンネル信号と第2チャンネル信号との間のクロストークを除去するステップをさらに含むことを特徴とする請求項110に記載の方法。 - 前記処理ステップは、少なくとも第1チャンネル信号と第2チャンネル信号との相関性を低減し、前記第1及び第2チャンネル信号でグループ遅延を誘導することを特徴とする請求項105に記載の方法。
- nより少ないm個のスピーカーを持つスピーカーシステムで、サラウンド効果を再生するためにn個のチャンネル信号を処理する方法において、
前記n個のチャンネル信号のうち、少なくとも二つで異なる遅延を誘導するステップと、
n個のチャンネル信号のうち、遅延された少なくとも二つを聴取位置周辺所定の位置に定位させるステップと、
前記n個のチャンネル信号のうち、少なくとも二つの利得と遅延とによって、前記n個のチャンネル信号のうち、少なくとも二つを除外した残りのチャンネルオーディオ入力信号の利得及び遅延を調節するステップとを含む方法。
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