JP2011066868A - オーディオ信号符号化方法、符号化装置、復号化方法及び復号化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】3次元空間分割部11は、複数チャンネルのオーディオ信号を出力する3次元空間に立体的に配置される複数のスピーカの各スピーカの位置と、3次元空間を複数の平面に分割するための方向である分割方向とに基づいて、平面情報とチャンネルマッピング情報を出力する。平面符号化部12〜14は、平面情報とチャンネルマッピング情報とに基づいて、2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化を行うことで符号化要素を生成し、さらに平面位置情報を生成して出力する。ストリーム統合部15は、符号化要素と平面位置情報とを全て統合して、1本の符号化ストリームを生成して出力する。
【選択図】図1
Description
R’=C1×[R+C2×(C+RS)] (2b)
ただし、式(2a)、(2b)中、C1、C2は係数である。
M_R=C1×[MFR+C2×(MFRC+MSR)] (3b)
M_C=C1×[MFC+C2×(MFLC+MFRC)] (3c)
M_BL=C1×[MBL+C2×(MSL+MBC)] (3d)
M_BR=C1×[MBR+C2×(MSR+MBC)] (3e)
M_LFE=0 (3f)
上層部についても、これを応用して、上層ダウンミックスLをU_L、上層ダウンミックスRをU_R、上層ダウンミックスCをU_C、上層ダウンミックスBLをU_BL、上層ダウンミックスBRをU_BRとし、上層ダウンミックスLFEをU_LFEとすると、これらは、係数C1、C2、C3と、上層の9チャンネル(UFL,UFC,UFR,USL,USC,USR,UBL,
UBC,UBR)とを用いて以下のような式となる。ここでは、係数C1、C2、C3の値として、例えば、C1=(2/3)、C2=C3=(1/√2)としている。
U_R=C1×[C3×(UFR+C2×USR)] (4b)
U_C=C1×[C3×(UFC+C2×USC)] (4c)
U_BL=C1×[C3×{UBL+C2×(USL+UBC)+USC}] (4d)
U_BR=C1×[C3×{UBR+C2×(USR+UBC)+USC}] (4e)
U_LFE=0 (4f)
下層部については、ダウンミックスすべき信号は、LFEチャンネルだけである。下層ダウンミックスLをL_L、下層ダウンミックスRをL_R、下層ダウンミックスCをL_C、下層ダウンミックスBLをL_BL、下層ダウンミックスBRをL_BRとし、下層ダウンミックスLFEをL_LFEとすると、係数C1、C2と下層の3チャンネル(LFL,LFC,LFR)とLFEの2チャンネル(LFEL,LFER)とを用いて以下のような式となる。ここでは、係数C1、C2の値として、例えば、C1=(2/3)、C2=(1/√2)としている。
L_R=C1×LFR (5b)
L_C=C1×LFC (5c)
L_BL=0 (5d)
L_BR=0 (5e)
L_LFE=C2×(LFEL+LFER) (5f)
以上より、最終の5.1chダウンミックス信号を、L'、R'、C'、BL'、BR'、LFE’とすると、これらは以下の式で表される。
R’=(U_R)+(M_R)+(L_R) (6b)
C’=(U_C)+(M_C)+(L_C) (6c)
BL’=(U_BL)+(M_BL)+(L_BL) (6d)
BR’=(U_BR)+(M_BR)+(L_BR) (6e)
LFE’=(U_LFE)+(M_LFE)+(L_LFE) (6f)
前述の例で示したC1=(2/3)、C2=C3=(1/√2)の場合、C1=(−3.5)dB、C2=C3=(−3.0)dBであるので、この値と加算時の増加量(+6dB)とを考慮して信号の増加レベルを計算すると、ダウンミックス後の信号(L'、R'、C'、BL'、BR')は、−1.44dB、LFE’は0dBとなり、ほぼ元の信号レベルに近い値を持つダウンミックス信号を生成することができる。
11 3次元空間分割部
12、13、14 平面符号化部
15 ストリーム統合部
20、30 オーディオ信号復号化装置
21、31 ストリーム分離部
22、23、24 平面復号化部
25 3次元空間合成部
32 ダウンミックス部
41〜45 トールボーイ型スピーカ
101、201、3241 上層チャンネルダウンミックス部
102、202、3242 中層チャンネルダウンミックス部
103、203、3243 下層チャンネルダウンミックス部
104、204 5.1ch合成部
205 2ch合成部
321 モード1ブロック
322 モード2ブロック
323 モード3ブロック
324 モード4ブロック
325 出力セレクタ
Claims (18)
- 複数チャンネルのオーディオ信号を出力する3次元空間に立体的に配置される複数のスピーカの各スピーカの位置と、前記3次元空間を複数の2次元平面に分割するための方向である分割方向とに基づいて、前記2次元平面の数と、各2次元平面に対応するチャンネル数と、前記2次元平面の分割順序とを含む平面情報を出力し、さらに、各チャンネルが対応する各スピーカの前記2次元平面内における位置を示すチャンネルマッピング情報を出力する第1のステップと、
前記平面情報と前記チャンネルマッピング情報とに基づいて、前記複数チャンネルのオーディオ信号を前記2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化を行うことで符号化要素を生成し、さらに、前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む平面位置情報を生成し、前記符号化要素と前記平面位置情報とを前記2次元平面毎に出力する第2のステップと、
前記第2のステップにより前記2次元平面毎に出力された前記符号化要素と前記平面位置情報とを全て統合して、1本の符号化ストリームを生成して出力する第3のステップと
を含むことを特徴とするオーディオ信号符号化方法。 - 前記第3のステップで生成される前記1本の符号化ストリームには、3次元空間に立体的に配置される前記複数チャンネルのオーディオ信号の内、一部のチャンネルのみを復号化できるようにするための情報が前記平面位置情報として付加されていることを特徴とする請求項1記載のオーディオ信号符号化方法。
- 前記第3のステップで生成される前記1本の符号化ストリームには、3次元空間に立体的に配置される前記複数チャンネルのオーディオ信号を、前記複数チャンネルよりも少ないチャンネル数に変換したオーディオ信号として再生できるようにするための変換係数情報が付加されていることを特徴とする請求項1記載のオーディオ信号符号化方法。
- 前記変換係数情報は、前記3次元空間に立体的に配置される前記少ないチャンネル数のスピーカの各スピーカの位置から、視聴者の右耳までの頭部伝達関数に相当するフィルタ係数と、前記視聴者の左耳までの頭部伝達関数に相当するフィルタ係数とを有していることを特徴とする請求項3記載のオーディオ信号符号化方法。
- 前記第1のステップで生成されるチャンネルマッピング情報には、3次元空間に立体的に配置される前記複数のスピーカのうち、前記複数のチャンネルよりも少ないチャンネル数に予め変換したオーディオ信号を出力する各スピーカの前記2次元平面における位置を示す情報も含むようにし、
前記第2のステップでは、前記3次元空間に立体的に配置される前記複数のスピーカから出力するための前記複数チャンネルのオーディオ信号とは別に、前記少ないチャンネル数に予め変換したオーディオ信号について、前記2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化を行うことで第2の符号化要素を生成し、さらに、前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む第2の平面位置情報を生成して、前記第2の符号化要素と前記第2の平面位置情報とを前記2次元平面毎に出力するようにし、
前記第3のステップでは、前記第2の符号化要素と前記第2の平面位置情報とを、前記複数チャンネルのオーディオ信号を前記2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化を行うことで生成した前記符号化要素と、前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む前記平面位置情報と一緒に統合した、1本の符号化ストリームを生成して出力するようしたことを特徴とする請求項1記載のオーディオ信号符号化方法。 - 複数チャンネルのオーディオ信号を出力する3次元空間に立体的に配置される複数のスピーカの各スピーカの位置と、前記3次元空間を複数の2次元平面に分割するための方向である分割方向とに基づいて、前記2次元平面の数と、各2次元平面に対応するチャンネル数と、前記2次元平面の分割順序とを含む平面情報を出力し、さらに、各チャンネルが対応する各スピーカの前記2次元平面内における位置を示すチャンネルマッピング情報を出力する3次元空間分割部と、
前記平面情報と前記チャンネルマッピング情報とに基づいて、前記複数チャンネルのオーディオ信号を前記2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化を行うことで符号化要素を生成し、さらに、前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む平面位置情報を生成し、前記符号化要素と前記平面位置情報とを前記2次元平面毎に出力する平面符号化部と、
前記平面符号化部により前記2次元平面毎に出力された前記符号化要素と前記平面位置情報とを全て統合して、1本の符号化ストリームを生成して出力するストリーム統合部と
を有することを特徴とするオーディオ信号符号化装置。 - 前記ストリーム統合部は、3次元空間に立体的に配置される前記複数チャンネルの音源情報の内、一部のチャンネルのみを復号化できるようにするための情報を前記平面位置情報として付加した前記1本の符号化ストリームを生成することを特徴とする請求項6記載のオーディオ信号符号化装置。
- 前記ストリーム統合部は、3次元空間に立体的に配置される前記複数チャンネルのオーディオ信号を前記複数チャンネルよりも少ないチャンネル数に変換した信号に再生できるようにするための変換係数情報を付加した前記1本の符号化ストリームを生成することを特徴とする請求項6記載のオーディオ信号符号化装置。
- 前記変換係数情報は、前記3次元空間に立体的に配置される前記少ないチャンネル数のスピーカの各スピーカの位置から、視聴者の右耳までの頭部伝達関数に相当するフィルタ係数と、前記視聴者の左耳までの頭部伝達関数に相当するフィルタ係数とを有していることを特徴とする請求項8記載のオーディオ信号符号化装置。
- 前記3次元空間分割部は、3次元空間に立体的に配置される前記複数のスピーカのうち、前記複数チャンネルよりも少ないチャンネル数に予め変換したオーディオ信号を出力するスピーカの前記2次元平面における位置を示す情報も出力するようにし、
前記平面符号化部は、前記複数チャンネルのオーディオ信号とは別に、前記少ないチャンネル数に予め変換したオーディオ信号について、前記2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化を行うことで第2の符号化要素を生成し、さらに、前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む第2の平面位置情報を生成して、前記第2の符号化要素と前記第2の平面位置情報とを前記2次元平面毎に出力するようにし、
前記ストリーム統合部は、前記第2の符号化要素と前記第2の平面位置情報とを、前記複数チャンネルのオーディオ信号を前記2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化を行うことで生成した前記符号化要素と前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む平面位置情報と一緒に統合した、1本の符号化ストリームを生成して出力するようしたことを特徴とする請求項6記載のオーディオ信号符号化装置。 - 3次元空間に立体的に配置される複数のスピーカから出力するための複数チャンネルのオーディオ信号を、前記3次元空間に含まれる複数の2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化することで符号化要素を生成し、さらに、前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む平面位置情報を生成し、それらを統合して得られる1本の符号化ストリームを入力として受け、その符号化ストリームから、前記平面位置情報と前記符号化要素とを前記複数の2次元平面のそれぞれについて分離する第1のステップと、
前記第1のステップにおいて分離された前記2次元平面毎の前記符号化要素をそれぞれ復号化して、前記3次元空間に配置された前記複数チャンネルのオーディオ信号へと復号する第2のステップと、
前記第1のステップで分離された前記2次元平面毎の前記平面位置情報を合成して、復号された前記複数チャンネルのオーディオ信号の各チャンネルのオーディオ信号を出力するスピーカの位置を示す3次元チャンネル配置情報を生成する第3のステップと
を含むことを特徴とするオーディオ信号復号化方法。 - 3次元空間に立体的に配置される複数のスピーカから出力するための複数チャンネルのオーディオ信号を、前記3次元空間に含まれる複数の2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化することで第1の符号化要素を生成し、さらに、前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む第1の平面位置情報を生成すると共に、前記複数チャンネルのオーディオ信号よりも少ないチャンネル数に予め変換したオーディオ信号についても、前記3次元空間に含まれる複数の2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化することで第2の符号化要素を生成し、さらに、前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む第2の平面位置情報を生成し、それらを統合して得られる1本の符号化ストリームを入力として受け、その符号化ストリームから、前記第1及び第2の平面位置情報と前記第1及び第2の符号化要素とを前記複数の2次元平面のそれぞれについて分離する第1のステップと、
前記第1のステップで分離された前記2次元平面毎の前記第1及び第2の符号化要素をそれぞれ復号化して、前記複数チャンネルのオーディオ信号と、前記複数チャンネルよりも少ないチャンネル数に予め変換したオーディオ信号へと復号する第2のステップと、
前記第1のステップで分離された前記2次元平面毎の前記第1及び第2の平面位置情報を合成して、復号された前記複数チャンネルのオーディオ信号と、前記複数チャンネルよりも少ないチャンネル数に予め変換したオーディオ信号の各チャンネルのオーディオ信号をそれぞれ出力するスピーカの位置を示す3次元チャンネル配置情報を生成する第3のステップと
を含むことを特徴とするオーディオ信号復号化方法。 - 3次元空間に立体的に配置される複数のスピーカから出力するための複数チャンネルのオーディオ信号を、前記3次元空間に含まれる複数の2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化することで符号化要素を生成し、さらに、前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む平面位置情報を生成し、さらに、3次元空間に配置される前記複数チャンネルのオーディオ信号を前記複数チャンネルよりも少ないチャンネル数のオーディオ信号として再生できるようにするための変換係数を示す情報を含む変換係数情報を生成し、それらを統合して得られる1本の符号化ストリームを入力として受け、その符号化ストリームから、前記平面位置情報と前記符号化要素とを前記複数の2次元平面のそれぞれについて分離し、さらに、前記変換係数情報を分離する第1のステップと、
前記第1のステップで分離された前記2次元平面毎に前記符号化要素をそれぞれ復号化して、前記複数チャンネルのオーディオ信号へと復号する第2のステップと、
前記第1のステップで分離された前記2次元平面毎の前記平面位置情報を合成して、前記複数チャンネルのオーディオ信号の各チャンネルのオーディオ信号を出力するスピーカの位置を示す3次元チャンネル配置情報を生成する第3のステップと、
復号された前記複数チャンネルのオーディオ信号に対して、前記3次元チャンネル配置情報を基に得られる前記第1のステップで分離された前記変換係数情報を乗じて、1枚以上の2次元平面で再生されるように、前記複数チャンネルのオーディオ信号よりも少ないチャンネル数のオーディオ信号に変換する第4のステップと
を含むことを特徴とするオーディオ信号復号化方法。 - 3次元空間に立体的に配置される複数のスピーカから出力するための複数チャンネルのオーディオ信号を、前記3次元空間に含まれる複数の2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化することで符号化要素を生成し、さらに、前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む平面位置情報を生成し、さらに、3次元空間に配置される前記複数チャンネルのオーディオ信号を少ないチャンネル数で再生できるようにするための変換係数を示す情報を含む変換係数情報を生成し、それらを統合して得られる1本の符号化ストリームを入力として受け、その符号化ストリームから、前記平面位置情報と前記符号化要素とを前記複数の2次元平面のそれぞれについて分離し、さらに、前記変換係数情報を分離する第1のステップと、
前記第1のステップで分離された前記2次元平面毎に前記符号化要素をそれぞれ復号化して、前記複数チャンネルのオーディオ信号へと復号する第2のステップと、
前記第1のステップで分離された前記2次元平面毎の前記平面位置情報を合成して、前記複数チャンネルのオーディオ信号の各チャンネルのオーディオ信号を出力するスピーカの位置を示す3次元チャンネル配置情報を生成する第3のステップと、
復号された前記複数チャンネルのオーディオ信号に対して、前記3次元チャンネル配置情報を基に得られる前記第1のステップで分離された前記変換係数情報を乗じて、前記複数チャンネルのオーディオ信号から2チャンネルのバイノーラル信号に変換する第4のステップと
を含むことを特徴とするオーディオ信号復号化方法。 - 3次元空間に立体的に配置される複数のスピーカから出力するための複数チャンネルのオーディオ信号を、前記3次元空間に含まれる複数の2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化することで符号化要素を生成し、さらに、前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む平面位置情報を生成し、それらを統合して得られる1本の符号化ストリームを入力として受け、その符号化ストリームから、前記平面位置情報と前記符号化要素とを前記複数の2次元平面のそれぞれについて分離するストリーム分離部と、
前記ストリーム分離部において分離された前記2次元平面毎の前記符号化要素をそれぞれ復号化して、前記複数チャンネルのオーディオ信号へと復号する平面復号化部と、
前記ストリーム分離部で分離された前記2次元平面毎の前記平面位置情報を合成して、復号された前記複数チャンネルのオーディオ信号の各チャンネルのオーディオ信号を出力するスピーカの位置を示す3次元チャンネル配置情報を生成する3次元空間合成部と
を有することを特徴とするオーディオ信号復号化装置。 - 3次元空間に立体的に配置される複数のスピーカから出力するための複数チャンネルのオーディオ信号を、前記3次元空間に含まれる複数の2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化することで第1の符号化要素を生成し、さらに、前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む第1の平面位置情報を生成すると共に、予め変換した前記複数チャンネルよりも少ないチャンネル数のオーディオ信号についても、前記3次元空間に含まれる複数の2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化することで第2の符号化要素を生成し、さらに、前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む第2の平面位置情報を生成し、それらを統合して得られる1本の符号化ストリームを入力として受け、その符号化ストリームから、前記第1及び第2の平面位置情報と前記第1及び第2の符号化要素とを前記複数の2次元平面のそれぞれについて分離するストリーム分離部と、
前記ストリーム分離部で分離された前記2次元平面毎の前記第1及び第2の符号化要素をそれぞれ復号化して、前記複数チャンネルのオーディオ信号と、前記予め変換した前記複数チャンネルよりも少ないチャンネル数のオーディオ信号へと復号する平面復号化部と、
前記ストリーム分離部で分離された前記2次元平面毎の前記第1及び第2の平面位置情報を合成して、復号された前記複数チャンネルのオーディオ信号と、前記予め変換した前記複数チャンネルよりも少ないチャンネル数のオーディオ信号の各チャンネルのオーディオ信号をそれぞれ出力するスピーカの位置を示す3次元チャンネル配置情報を生成する3次元空間合成部と
を有することを特徴とするオーディオ信号復号化装置。 - 3次元空間に立体的に配置される複数のスピーカから出力するための複数チャンネルのオーディオ信号を、前記3次元空間に含まれる複数の2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化することで符号化要素を生成し、さらに、前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む平面位置情報を生成し、さらに、3次元空間に配置される前記複数チャンネルよりも少ないチャンネル数のオーディオ信号で再生できるようにするための変換係数を示す情報を含む変換係数情報を生成し、それらを統合して得られる1本の符号化ストリームを入力として受け、その符号化ストリームから、前記平面位置情報と前記符号化要素とを前記複数の2次元平面のそれぞれについて分離し、さらに、前記変換係数情報を分離するストリーム分離部と、
前記ストリーム分離部で分離された前記2次元平面毎の前記符号化要素をそれぞれ復号化して、前記複数チャンネルのオーディオ信号へと復号する平面復号化部と、
前記ストリーム分離部で分離された前記2次元平面毎の前記平面位置情報を合成して、復号された前記複数チャンネルのオーディオ信号の各チャンネルのオーディオ信号を出力するスピーカの位置を示す3次元チャンネル配置情報を生成する3次元空間合成部と、
復号された前記複数チャンネルのオーディオ信号に対して、前記3次元チャンネル配置情報を基に得られる前記ストリーム分離部で分離された前記変換係数情報を乗じて、1枚以上の2次元平面で再生されるように、前記複数チャンネルよりも少ないチャンネル数のオーディオ信号に変換するダウンミックス部と
を有することを特徴とするオーディオ信号復号化装置。 - 3次元空間に立体的に配置される複数のスピーカから出力するための複数チャンネルのオーディオ信号を、前記3次元空間に含まれる複数の2次元平面毎にひとまとまりのプログラムとして符号化することで符号化要素を生成し、さらに、前記2次元平面内のチャンネル配置を示す情報を含む平面位置情報を生成し、さらに、3次元空間に配置される前記複数チャンネルよりも少ないチャンネル数で再生できるようにするための変換係数を示す情報を含む変換係数情報を生成し、それらを統合して得られる1本の符号化ストリームを入力として受け、その符号化ストリームから、前記平面位置情報と前記符号化要素とを前記複数の2次元平面のそれぞれについて分離し、さらに、前記変換係数情報を分離するストリーム分離部と、
前記ストリーム分離部で分離された前記2次元平面毎の前記符号化要素をそれぞれ復号化して、前記複数チャンネルのオーディオ信号へと復号する平面復号化部と、
前記ストリーム分離部で分離された前記2次元平面毎の前記平面位置情報を合成して、復号された前記複数チャンネルのオーディオ信号の各チャンネルのオーディオ信号を出力するスピーカの位置を示す3次元チャンネル配置情報を生成する3次元空間合成部と、
復号された前記複数チャンネルのオーディオ信号に対して、前記3次元チャンネル配置情報を基に得られる前記ストリーム分離部で分離された前記変換係数情報を乗じて、前記複数チャンネルのオーディオ信号から2チャンネルのバイノーラル信号に変換するダウンミックス部と
を有することを特徴とするオーディオ信号復号化装置。
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