JP2014222852A - 音響信号再生装置、音響信号作成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の音響空間層を持つマルチチャンネル音響方式に対応し、再生環境に合った音響空間層の音響チャンネル信号を選択して復号する。【解決手段】本発明に係る音響信号再生装置は、放送番組として単独で完成された音響空間層を複数含むマルチチャンネル音響信号の再生装置であって、前記マルチチャンネル音響信号に含まれるメタデータに記載された音響空間層のデータと、再生環境のデータとに基づき選択した１つの音響空間層の音響チャンネル信号の復号化を行う復号化部、を備える。【選択図】図１

Description

この発明は、複数の音響空間層を持つマルチチャンネル音響方式の音響信号再生装置、音響信号作成装置に関する。

現在番組制作が行われている2チャンネル音響方式、5.1チャンネル音響方式に加え、7.1チャンネルや22.2チャンネルなどの5.1チャンネル音響方式を超えた「3次元(立体)音響方式」など複数の音響方式が提案されている。オーディオ関連の国際標準化団体であるITU-Rでは、ITU-R勧告として5.1チャンネル音響方式を超えた3次元音響方式（advanced multichannel audio system）に対する要求条件（非特許文献１）を定めており、今後も複数の音響方式が提案されることが予測される。これらの音響方式を共通のフォーマットで表現することで、次世代オーディオシステムに適用可能であり種々の方面への活用が可能な柔軟なシステムとすることができる。

"Performance requirements for an advanced multichannel stere ophonic sound system for use with or without accompanying picture", ITU-R勧告BS. 1909

種々の音響方式を表現可能な共通のフォーマットとして、「単一の音響空間層を持つ音響信号」の検討は進んでいる。ここで、空間的に配置された複数のチャンネル信号によって構築される音を単一の音響空間層とする。これまでの番組制作では番組に必要な音を全て単一の音響空間層に配置している。これまで一つにまとめていた音響空間層を幾つかの層に分割して音響番組制作を行い、「複数の音響空間層を持つ音響信号」の形式を用いることで、番組交換時の受取先や家庭の環境に合わせて受信した音響信号の変形・変換・入替を容易に行うことができるようになる。これ以降、「マルチチャンネル音響方式」とは「複数の音響空間層を持つ音響方式」を意図するものとして説明を行う。

例えば、マルチチャンネル音響方式を用いて放送される放送番組は、様々な音響方式によって制作され、様々な再生環境において再生される。近年、5.1chサラウンド音響方式を上回るチャンネル数の音響方式が提案されている。チャンネル変換による品質劣化を防ぐため、再生環境に合致したマルチチャンネル音響方式を選択できるよう、複数のマルチチャンネル音響方式で制作された音響チャンネル信号を伝送することが考えられる。しかし、不要な音響チャンネル信号まで復号化することによる計算コストを削減するため、再生環境に合致したマルチチャンネル音響方式に係る音響チャンネル信号だけを復号化することが望まれる。

したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、複数の音響空間層を持つマルチチャンネル音響方式に対応し、再生環境に合った音響空間層の音響チャンネル信号を選択して復号可能な音響信号再生装置、及び当該音響信号を作成する音響信号作成装置を提供することにある。

上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る音響信号再生装置は、放送番組として単独で完成された音響空間層を複数含むマルチチャンネル音響信号の再生装置であって、前記マルチチャンネル音響信号に含まれるメタデータに記載された音響空間層のデータと、再生環境のデータとに基づき選択した１つの音響空間層の音響チャンネル信号の復号化を行う復号化部、を備える。

また、前記復号化部は、前記選択した音響空間層以外の音響空間層の音響チャンネル信号の復号化は行わない、ことが好ましい。

また、前記音響空間層のデータは、前記音響空間層のチャンネル数に関するものであり、前記復号化部は、前記再生環境のデータである前記再生環境のチャンネル数に基づき、前記１つの音響空間層を選択する、ことが好ましい。

また、前記音響空間層のデータは、映像と前記音響空間層との対応に関するものであり、前記復号化部は、前記再生環境のデータである映像の切替信号に基づき、前記１つの音響空間層を選択する、ことが好ましい。

また、前記復号化部は、前記音響空間層を他の音響空間層に切り替える際、所定の期間、前記音響空間層及び前記他の音響空間層の音響チャンネル信号の復号化を行う、ことが好ましい。

さらに、上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る音響信号作成装置は、複数の音響空間層を含むマルチチャンネル音響信号の作成装置であって、放送番組として単独で完成された音響空間層の音響チャンネル信号と、音響空間層の選択に係るデータを含むメタデータと、を多重化する多重化部を備える。

また、前記音響空間層の選択に係るデータは、前記音響空間層のチャンネル数に関するものである、ことが好ましい。

また、前記音響空間層の選択に係るデータは、映像と前記音響空間層との対応に関するものである、ことが好ましい。

本発明に係る音響信号再生装置及び音響信号作成装置によれば、複数の音響空間層を持つマルチチャンネル音響方式に対応し、再生環境に合った音響空間層の音響チャンネル信号を選択して復号することが可能になる。

本発明の第１の実施形態に係る音響信号再生装置の構成を示す図である。 マルチチャンネル音響信号に含まれる音響空間層の一例を示す図である。 マルチチャンネル音響信号におけるメタデータの一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る音響信号再生装置の構成を示す図である。 マルチチャンネル音響信号に含まれる音響空間層の一例を示す図である。 マルチチャンネル音響信号におけるメタデータの一例を示す図である。 音響空間層切替時の雑音軽減方法の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る音響信号作成装置の構成を示す図である。

以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。ここで、本発明は、「複数の音響空間層を持つ音響信号」であるマルチチャンネル音響信号に対応するものである。本件出願人は、「単一の音響空間層を持つ音響信号」について韓国特許出願（10-2012-0112984）を行っており、また、「複数の音響空間層を持つ音響信号」について日本国特許出願（特願2013-010544）を行っている。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る音響信号再生装置の構成を示す図である。音響信号再生装置１０は、デマルチプレクサ１１（ＤＥＭＵＸ）と、復号化部１２と、再生チャンネル変換部１３とを備え、音響信号再生装置１０の出力信号はスピーカ１４により音として再生される。

デマルチプレクサ１１は、入力されたマルチチャンネル音響データストリームをメタデータと音響チャンネル信号に分離する。デマルチプレクサ１１は、音響チャンネル信号を復号化部１２に出力し、メタデータを復号化部１２及び再生チャンネル変換部１３に出力する。

図２は、本実施形態におけるマルチチャンネル音響信号（音響データストリーム）に含まれる音響空間層の一例を示す図である。本実施形態におけるマルチチャンネル音響信号は、利用者１００を中心とした３つの音響空間層を含むものである。第１の音響空間層２００は、利用者１００を中心に５チャンネル（２１０〜２５０）が配置される。第２の音響空間層３００は、利用者１００を中心に２チャンネル（３１０，３２０）が配置される。第３の音響空間層４００は、利用者１００を中心に１チャンネル（４１０）が配置される。本実施形態において、この３つの音響空間層は、それぞれ完プロ番組（complete mix）であり、放送番組として単独で完成されている音響空間層である。すなわち、同じ番組の音楽であっても、異なるチャンネル数で制作した音響信号をそれぞれ独立した音響空間層として視聴者に送信し、視聴者側で再生環境に合致する音響空間層を選択して再生することができる。

図３は、マルチチャンネル音響信号における音響チャンネル信号及びメタデータの一例を示す図である。図３のメタデータ（Sound Essence 000）には、当該マルチチャンネル音響信号が音楽（Music）の役割を持つ３層の音響空間層（Sound Field）を持つことが記載されている。第１の音響空間層（Sound Field 01）は、５チャンネルの完プロ番組であり、各音響チャンネル信号２１０〜２５０に対して、音響チャンネル信号の番号（Channel 01-05）、チャンネルラベル（L R C BL BR）が記載されている。第２の音響空間層（Sound Field 02）は、２チャンネルの完プロ番組であり、各音響チャンネル信号３１０，３２０に対して、音響チャンネル信号の番号（Channel 06-07）、チャンネルラベル（L R）が記載されている。第３の音響空間層（Sound Field 03）は、１チャンネルの完プロ番組であり、音響チャンネル信号４１０に対して、音響チャンネル信号の番号（Channel 08）、チャンネルラベル（Mono）が記載されている。

復号化部１２は、マルチチャンネル音響信号に含まれるメタデータに記載された音響空間層のデータと、再生環境のデータとに基づき選択した１つの音響空間層の音響チャンネル信号の復号化を行う。なお、再生環境のデータとは、再生環境のスピーカ配置（チャンネル数、チャンネル位置など）や、後述する映像の切替信号などを示すものであって、装置毎に予め定められたデータを保持したり、リモコン等を通じて利用者から入力されたりするものである。

図２、３に示すマルチチャンネル音響信号の場合、復号化部１２は、再生環境データとしてスピーカ構成が５チャンネルである旨の情報を受信すると、第１の音響空間層を選択し、各音響チャンネル信号２１０〜２５０の復号化を行う。また、復号化部１２は、再生環境データとしてスピーカ構成がステレオである旨の情報を受信すると、第２の音響空間層を選択し、各音響チャンネル信号３１０，３２０の復号化を行う。さらに、復号化部１２は、再生環境データとしてスピーカ構成がモノラルである旨の情報を受信すると、第３の音響空間層（Sound Field 03）を選択し、音響チャンネル信号４１０の復号化を行う。なお、復号化部１２は、メタデータ及び再生環境データを参照し、再生対象とならない音響空間層については、当該音響空間層の各音響チャンネル信号の復号化は行わなくてもよい。これにより、復号化に関する消費電力を低減することができる。

再生チャンネル変換部１３は、復号化された音響チャンネル信号を適宜変換調整し、各再生スピーカへの信号として出力する。

このように、本実施形態によれば、復号化部１２は、マルチチャンネル音響信号に含まれるメタデータに記載された音響空間層のデータと、再生環境のデータとに基づき選択した１つの音響空間層の音響チャンネル信号の復号化を行う。これにより、複数の音響空間層を持つマルチチャンネル音響方式に対応し、再生環境に合った音響空間層の音響チャンネル信号を選択して復号することが可能になる。また、再生環境に合致した音響空間層に関する復号化のみが行われるため、復号化に関する計算コストを低減することができる。

また、音響空間層のデータは音響空間層のチャンネル数に関するものであり、復号化部１２は、再生環境のデータである再生環境のチャンネル数に基づき、１つの音響空間層を選択する。これにより、再生環境に適したチャンネル数の音響空間層を選択し、より臨場感の高い音響再生が可能となる。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る音響信号再生装置の構成を示す図である。第２の実施形態に係る音響信号再生装置は、第１の実施形態に係る音響信号再生装置に、利用者からの映像切替信号に対応して音響空間層を切り替えるための音響信号切替部１５を加えた構成である。第１の実施形態と共通の機能ブロックについては、第１の実施形態と重複する説明は省略する。

図５は、本実施形態におけるマルチチャンネル音響信号（音響データストリーム）に含まれる音響空間層の一例を示す図である。本実施形態におけるマルチチャンネル音響信号は、利用者１００を中心とした２つの音響空間層を含むものである。第１の音響空間層２００は、利用者１００を中心に２チャンネル（２１０，２２０）が配置される。第２の音響空間層３００は、利用者１００を中心に２チャンネル（３１０，３２０）が配置される。本実施形態において、この２つの音響空間層は、それぞれ完プロ番組（complete mix）であり、放送番組として単独で完成されている音響空間層である。本実施形態は、いわゆるマルチアングルコンテンツに関するものであって、マルチアングルを採用した放送番組中の映像信号の切り替えに合わせて音響空間層を切り替えるものである。

図６は、図５に示すマルチチャンネル音響信号における音響チャンネル信号及びメタデータの一例を示す図である。図６のメタデータ（Sound Essence 000）には、当該マルチチャンネル音響信号が音楽（Music）の役割を持つ２層の音響空間層（Sound Field）を持つことが記載されている。第１の音響空間層（Sound Field 01）は、映像Ｖ１に関連付けられた完プロ番組であり、各音響チャンネル信号２１０，２２０に対して、音響チャンネル信号の番号（Channel 01-02）、チャンネルラベル（L R）が記載されている。また、第２の音響空間層（Sound Field 02）は、映像Ｖ２に関連付けられた完プロ番組であり、各音響チャンネル信号３１０，３２０に対して、音響チャンネル信号の番号（Channel 03-04）、チャンネルラベル（L R）が記載されている。

音響信号切替部１５は、再生環境のデータとして、利用者からマルチアングルコンテンツへの映像切替信号を受信すると、復号化部１２にその情報を通知する。例えば、利用者から映像Ｖ１に切り替えたことを示す映像切替信号を受信すると、音響信号切替部１５はその旨を復号化部１２に通知し、復号化部１２は、映像Ｖ１に関連付けられた第１の音響空間層の音響チャンネル信号を復号化する。また、利用者から映像Ｖ２に切り替えたことを示す映像切替信号を受信すると、音響信号切替部１５はその旨を復号化部１２に通知し、復号化部１２は、映像Ｖ２に関連付けられた第２の音響空間層の音響チャンネル信号を復号化する。復号化部１２は、復号化した音響チャンネル信号を再生チャンネル変換部１３に出力する。

復号化部１２は、音響空間層切替時の雑音低減のため、音響空間層を他の音響空間層に切り替える際、所定の期間、切替前後の音響空間層の音響チャンネル信号の復号化を行うことができる。図７は、音響空間層切替時の雑音軽減方法の一例を示す図である。復号化部１２は、映像の切り替えと同期して音響空間層を切り替える際、所定の期間、切替前後の音響空間層の音響チャンネル信号を復号化して再生チャンネル変換部１３に出力する。再生チャンネル変換部１３が、切替前後の音響空間層の音響チャンネル信号を適宜調整してスピーカ１４に出力することにより、音響空間層切替時の雑音を低減することができる。例えば、図７に示す通り、再生チャンネル変換部１３は、徐々に切替前の音響空間層の比率と、切替後の音響空間層の比率とを変化させることにより、音響空間層切替時の雑音を低減することができる。

このように、本実施形態によれば、音響空間層のデータは、映像と音響空間層との対応に関するものであり、復号化部１２は、再生環境のデータである映像の切替信号に基づき、１つの音響空間層を選択する。これにより、マルチアングルコンテンツにおいて、映像の切り替えに同期して対応する音響空間層に切り替え、マルチアングルコンテンツに応じた音響サービスを提供することが可能となる。

また、復号化部１２は、音響空間層を他の音響空間層に切り替える際、所定の期間、音響空間層及び他の音響空間層の音響チャンネル信号の復号化を行う。これにより、所定の期間、切り替えの前後の音響空間層の音響チャンネル信号を合成した再生が可能となるため、音響空間層切替時の雑音を低減することができる。

図８は、本発明の一実施形態に係る音響信号作成装置の構成を示す図である。音響信号作成装置２０は、ミキサ２１と、符号化部２２と、マルチプレクサ２３（ＭＵＸ）とを備える。

ミキサ２１は、複数の音響信号をミキシングして、音響空間層毎の音響チャンネル信号として符号化部２２に出力する。ここで、各音響空間層は、放送番組として単独で完成された音響空間層である。

符号化部２２は、ミキサ２１からの各音響空間層の音響チャンネル信号を符号化してマルチプレクサ２３に出力する。

マルチプレクサ２３（多重化部）は、放送番組として単独で完成された音響空間層の音響チャンネル信号と、音響空間層の選択に係るデータを含むメタデータとを多重化するものであり、番組制作者等により入力されるメタデータと、符号化された音響チャンネル信号を多重化して複数の音響空間層を持つマルチチャンネル音響信号を作成する。ここで、音響空間層の選択に係るデータとは、例えば音響空間層のチャンネル数や、映像と音響空間層との対応に関するものである。マルチプレクサ２３は、放送又は伝送によりマルチチャンネル音響信号を伝えるため、マルチチャンネル音響信号を多重化して電波またはＩＰ回線等で家庭など遠隔地に伝送する。

このように、本実施形態によれば、マルチプレクサ２３は、放送番組として単独で完成された音響空間層の音響チャンネル信号と、音響空間層の選択に係るデータを含むメタデータとを多重化する。これにより、音響信号再生装置側で、複数の音響空間層を持つマルチチャンネル音響方式に対応し、再生環境に合った音響空間層の音響チャンネル信号を選択して復号することが可能になる。

また、音響空間層のデータは音響空間層のチャンネル数に関するものである。これにより、音響信号再生装置側で、再生環境に適したチャンネル数の音響空間層を選択し、より臨場感の高い音響再生が可能となる。

また、音響空間層のデータは、映像と音響空間層との対応に関するものである。これにより、音響信号再生装置側で、マルチアングルコンテンツにおいて、映像の切り替えに同期して対応する音響空間層に切り替え、マルチアングルコンテンツに応じた音響サービスを提供することが可能となる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１０ 音響信号再生装置
１１ デマルチプレクサ
１２ 復号化部
１３ 再生チャンネル変換部
１４ スピーカ
１５ 音響信号切替部
２０ 音響信号作成装置
２１ ミキサ
２２ 符号化部
２３ マルチプレクサ（多重化部）

Claims (8)

1. 放送番組として単独で完成された音響空間層を複数含むマルチチャンネル音響信号の再生装置であって、
   前記マルチチャンネル音響信号に含まれるメタデータに記載された音響空間層のデータと、再生環境のデータとに基づき選択した１つの音響空間層の音響チャンネル信号の復号化を行う復号化部、を備える音響信号再生装置。
2. 前記復号化部は、前記選択した音響空間層以外の音響空間層の音響チャンネル信号の復号化は行わない、請求項１に記載の音響信号再生装置。
3. 前記音響空間層のデータは、前記音響空間層のチャンネル数に関するものであり、前記復号化部は、前記再生環境のデータである前記再生環境のチャンネル数に基づき、前記１つの音響空間層を選択する、請求項１又は２に記載の音響信号再生装置。
4. 前記音響空間層のデータは、映像と前記音響空間層との対応に関するものであり、前記復号化部は、前記再生環境のデータである映像の切替信号に基づき、前記１つの音響空間層を選択する、請求項１又は２に記載の音響信号再生装置。
5. 前記復号化部は、前記音響空間層を他の音響空間層に切り替える際、所定の期間、前記音響空間層及び前記他の音響空間層の音響チャンネル信号の復号化を行う、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の音響信号再生装置。
6. 複数の音響空間層を含むマルチチャンネル音響信号の作成装置であって、
   放送番組として単独で完成された音響空間層の音響チャンネル信号と、
   音響空間層の選択に係るデータを含むメタデータと、を多重化する多重化部を備える音響信号作成装置。
7. 前記音響空間層の選択に係るデータは、前記音響空間層のチャンネル数に関するものである、請求項６に記載の音響信号作成装置。
8. 前記音響空間層の選択に係るデータは、映像と前記音響空間層との対応に関するものである、請求項６に記載の音響信号作成装置。

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