JP7132027B2

JP7132027B2 - 音響処理装置及びプログラム

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Publication number: JP7132027B2
Application number: JP2018152853A
Authority: JP
Inventors: 訓史大出; 弘樹久保; 岳大杉本; 一穂小野; 周北島; 敦郎伊藤; 智康小森
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2017-08-16
Filing date: 2018-08-15
Publication date: 2022-09-06
Anticipated expiration: 2038-08-15
Also published as: JP2019036961A

Description

本発明は、マルチチャンネル音響信号のチャンネル数及びチャンネル配置を変換する音響処理装置及びプログラムに関する。

複数音声チャンネルの音響信号からなる番組音声を、制作時におけるチャンネル数よりも少ないチャンネル数に変換（ダウンミックス）して聴取することがある。その際、制作時における各音声チャンネルの変換元音響信号に、それぞれダウンミックス係数（チャンネル数変換係数）を乗じて得られる音響信号を加算して、再生時における各音声チャンネルの変換先音響信号を生成する。ダウンミックス係数として、所定の音響システムの標準規格（例えば、非特許文献１参照）で規定されているものと、番組ごとに音響信号に付加したメタデータに基づいて指定されるものがある（例えば、非特許文献２参照）。

例えば、非特許文献２には、式（１）に示す関係を用いて５．１ｃｈサラウンドの音響信号からステレオ２ｃｈの音響信号へダウンミックス処理することが記載されている。

式（１）において、Ｌｔ、Ｒｔは、変換先であるステレオ２ｃｈのうち、それぞれ左チャンネル、右チャンネルの音響信号を示す。Ｌ，Ｒ，Ｃ，ＬＦＥ，Ｌｓ，Ｒｓは、変換元である５．１ｃｈサラウンドのうち、それぞれ前方左チャンネル、前方右チャンネル、前方中央チャンネル、低域効果音チャンネル、サラウンド左チャンネル、サラウンド右チャンネルそれぞれの音響信号を示す。したがって、式（１）の第１項の２行６列の行列の各要素がダウンミックス係数に相当する。ｋは、サラウンド左チャンネルＬｓ、サラウンド右チャンネルＲｓのレベルを規定する係数を示す。ｋは、例えば、１／√２、１／２、０である。メタデータが音響信号に付随して伝送されない場合、テレビジョン受信機では、ｋとして１／√２が用いられる。

また、昨今では４Ｋ／８Ｋ放送などの超高精細度テレビジョン放送において、２２．２マルチチャンネル音響（以下、「２２．２ｃｈ音響」という。）などのマルチチャンネル音響システムが導入されている。一方、昨今、５．１ｃｈサラウンドや７．１ｃｈサラウンドに上方２ｃｈや上方４ｃｈを追加したマルチチャンネル音響が提案され、２２．２ｃｈ音響で制作された番組音声を７．１ｃｈ（５．１＋２ｃｈ）や９．１ｃｈ（５．１＋４ｃｈ）、１１．１ｃｈ（７．１＋４ｃｈ）などで再生することが考えられる。

また、音の到来方向の再現を重視して、ベクトル合成による周囲のスピーカへの振幅配分を行う３次元パンニング法（例えば、非特許文献３参照）をチャンネル数変換にも応用する手法が提案されている。

International Telecommunication Union,Recommendation ITU-BS.775-3,"Multichannel stereoscopic sound system with and without accompanying picture", 08/2012 一般財団法人電波産業会，ＡＲＩＢＳＴＤ－Ｂ３２３．６版，「デジタル放送における映像符号化、音声符号化及び多重化方式」，平成２８年３月２５日 V. Pulkki, "Virtual sound source positioning using vector base amplitude panning", J. Audio Eng. Soc., 45, 6, pp.456-466, 1997

しかしながら、現状は、２２．２ｃｈ音響から、７．１ｃｈ（５．１＋２ｃｈ）、９．１ｃｈ（５．１＋４ｃｈ）、１１．１ｃｈ（７．１＋４ｃｈ）などに変換するチャンネル数変換係数は決まっていない。また、今後も様々なチャンネル数の音響方式や同じチャンネル数でも配置の異なる音響方式が提案され、多いチャンネル数のチャンネル配置から少ないチャンネル数のチャンネル配置に変換する場合だけではなく、チャンネル数が同じでもあるチャンネル配置から別のチャンネル配置へ変換する場合や、少ないチャンネル数のチャンネル配置から多いチャンネル数のチャンネル配置に変換するチャンネル数変換係数を規定する必要が生じる可能性もあるが、逐次チャンネル数変換係数を決めていくのは困難である。

また、非特許文献３に記載の手法を応用したチャンネル数変換は、変換先チャンネルとは異なる再生位置にある変換元チャンネルの数が多いと仮想音源で表現する音が多くなり、全体の音がぼけて音色が劣化しうるという問題がある。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、上下方向に複数の層を持つ任意のチャンネル配置を持つ音響方式で制作された番組音声の音響信号を、制作者の意図を大きく損なうことなく、別のチャンネル配置を持つ音響方式で再生するためのチャンネル数変換係数行列を導出可能な音響処理装置及びプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る音響処理装置は、マルチチャンネル音響信号のチャンネル数及びチャンネル配置を変換する音響処理装置であって、変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置を仰角方向の複数層に分割する変換先チャンネル分割部と、変換元マルチチャンネル音響信号の再生位置を、前記変換先チャンネル分割部により分割された各分割層上に決定する変換元チャンネル再生位置決定部と、前記変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置と、前記変換元チャンネル再生位置決定部により決定された前記変換元マルチチャンネル音響信号の再生位置とに基づいて、チャンネル数変換係数を決定するチャンネル数変換係数決定部と、前記チャンネル数変換係数決定部により決定されたチャンネル数変換係数を各要素とするチャンネル数変換係数行列を用いて、前記変換元マルチチャンネル音響信号から前記変換先マルチチャンネル音響信号を生成する出力信号生成部と、を備えることを特徴とする。

さらに、本発明に係る音響処理装置において、前記変換先チャンネル分割部は、少なくとも、仰角を足元（仰角－９０度）、床面層（仰角－９０～－４５度）、下層（仰角－４５度～０度）、中層（仰角０度）、上層（仰角０～４５度）、天井層（仰角４５度～９０度）、頭上（仰角９０度）の７層に分類し、これらの隣り合う層を任意の組合せで統合した複数層に、前記変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置を分割することを特徴とする。

さらに、本発明に係る音響処理装置において、前記変換先チャンネル分割部は、前記変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置を仰角方向の複数層に分割し、さらに分割した各分割層を方位角方向の複数の範囲に分割することを特徴とする。

さらに、本発明に係る音響処理装置において、前記変換先チャンネル分割部は、前記変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置を前記方位角方向の複数の範囲に分割したときに、変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置が存在しない再生位置欠落範囲を含む再生位置欠落層については、隣接する層の前記再生位置欠落範囲に対応する範囲に存在する変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置を、仮想的に前記再生位置欠落範囲の変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置とすることを特徴とする。

さらに、本発明に係る音響処理装置において、前記変換元チャンネル再生位置決定部は、前記変換元マルチチャンネル音響信号の再生位置の２点以上の基準点と前記変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置の２点以上の基準点が一致するように、前記変換元マルチチャンネル音響信号のサラウンドサークルを回転及び変倍させ、２点の基準点の間に存在する前記変換元マルチチャンネル音響信号の再生位置を前記変換先マルチチャンネル音響信号のサラウンドサークル上に再配置することを特徴とする。

さらに、本発明に係る音響処理装置において、前記変換先チャンネル分割部は、前記各分割層を、前後左右の４範囲に分割し、前記変換元チャンネル再生位置決定部は、変換元マルチチャンネル音響信号の再生位置と変換先チャンネルの再生位置の基準点を、前記変換先チャンネル分割部により分割された画面の両端に相当する左前、右前の２点、４分割した左前、右前、左後ろ、右後ろの４範囲の四隅の４点、該４点に左右側方９０度を加えた６点のいずれかにそれぞれ最も近くに存在する変換元マルチチャンネル音響信号の再生位置とすることを特徴とする。

さらに、本発明に係る音響処理装置において、前記変換元チャンネル再生位置決定部は、前記基準点を、予め定められた位置、ユーザによって指定された位置、メタデータによって指定された位置、又は変換元チャンネル及び変換先チャンネルの名称若しくは位置の類似度に基づいて決定することを特徴とする。

さらに、本発明に係る音響処理装置において、前記チャンネル数変換係数決定部は、隣接する２個の変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置と、該再生位置の間に挟まれる、前記変換元チャンネル再生位置決定部により決定された変換元マルチチャンネル音響信号の再生位置の数に基づいて、前記チャンネル数変換係数を算出することを特徴とする。

さらに、本発明に係る音響処理装置において、前記チャンネル数変換係数決定部は、算出したチャンネル数変換係数が、予め定められた範囲に含まれる場合、予め定められた代表値に置き換えることを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記音響処理装置として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、上下方向に複数の層を持つ任意のチャンネル配置の音響方式で制作された音響を、制作者の意図を大きく損なうことなく、別のチャンネル配置の音響方式用の再生装置で聴取するためのチャンネル数変換係数行列を生成することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る音響処理装置の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る音響処理装置において、チャンネル数変換係数を導出する手順を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る音響処理装置において、変換先チャンネルの分割の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る音響処理装置において、仰角±９０度の１点に変換先チャンネルの再生位置が存在しない場合の、仰角±９０度の変換元チャンネルの再生位置の第１の例を示す図である。本発明の一実施形態に係る音響処理装置において、仰角±９０度の１点に変換先チャンネルの再生位置が存在しない場合の、仰角±９０度の変換元チャンネルの再生位置の第２の例を示す図である。本発明の一実施形態に係る音響処理装置において、絶対位置を保持する場合の変換元チャンネルの再生位置の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る音響処理装置において、基準点による変換元チャンネルの再生位置（側方）の補正の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る音響処理装置において、基準点による変換元チャンネルの再生位置（前方、後方）の補正の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る音響処理装置において、基準点を変換元チャンネルの±６０度と変換先チャンネルの±３０度とする場合の変換元チャンネルの再生位置の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る音響処理装置において、基準点を変換元チャンネルの±３０度と変換先チャンネルの±３０度とする場合の変換元チャンネルの再生位置の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る音響処理装置において、角度比を元に変換元チャンネルの再生位置を変更する一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る音響処理装置において、２個の変換先チャンネルの再生位置と変換元チャンネルの再生位置の角度によって係数を規定する一例を説明する図である。本発明の一実施形態に係る音響処理装置において、２個の変換先チャンネルの再生位置に挟まれる変換元チャンネル数によって係数を規定する場合の、チャンネル分配係数の求め方の一例を説明する図である。本発明の一実施形態に係る音響処理装置において、音響信号の分配係数をデシベル表記したときにきりのよい数字となるように置き換える例を示す図である。本発明の実施例１に係る音響処理装置のチャンネル数変換係数を導出する手順を示すフローチャートである。本発明の実施例２に係る音響処理装置のチャンネル数変換係数を導出する手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る音響処理装置１の構成例を示すブロック図である。図１に示す音響処理装置１は、変換先チャンネル分割部１１と、変換元チャンネル再生位置決定部１２と、チャンネル数変換係数決定部１３と、チャンネル数変換係数行列記憶部１４と、出力信号生成部１５とを備える。

音響処理装置１は、任意のＭ個のチャンネル数からなる変換元マルチチャンネル音響信号を任意のＮ個のチャンネル数からなる変換先マルチチャンネル音響信号にチャンネル数とその配置を変換する。

変換先チャンネル分割部１１は、変換元チャンネル及び変換先チャンネルのチャンネル数を含む変換元・変換先チャンネル位置情報を取得する。また、変換先チャンネル分割部１１は、Ｎ個の変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置をどのように分割するかを示す変換先チャンネル分割情報を入力する。そして、変換先チャンネル分割部１１は、変換先チャンネル分割情報に基づいて、変換先チャンネルの再生位置を分割する。例えば、変換先チャンネルの再生位置を仰角方向（高さ方向、垂直軸方向）に３分割し、３分割した各層について、さらに方位角方向に４範囲に分割する。詳細については後述する。以下、「変換元マルチチャンネル音響信号の再生位置」を「変換元チャンネルの再生位置」といい、「変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置」を「変換先チャンネルの再生位置」という。

変換元チャンネル再生位置決定部１２は、変換元チャンネルの再生位置を、絶対位置にするのか（絶対位置モード）、ある基準位置に対する相対位置に変更するのか（相対位置モード）を指定する変換位置算出モード選択情報を入力する。そして、変換元チャンネル再生位置決定部１２は、変換位置算出モード選択情報に基づいて、変換元チャンネルの再生位置を、変換先チャンネル分割部１１により分割された変換先チャンネルの各分割層上に決定する。詳細については後述する。

チャンネル数変換係数決定部１３は、分配係数を２個の変換先チャンネルの再生位置と変換元チャンネルの再生位置との位置関係によって規定するのか（位置モード）、２個の変換先チャンネルの再生位置に挟まれる変換元チャンネルの数によって規定するのか（数モード）を指定する分配係数算出モード選択情報を取得する。そして、チャンネル数変換係数決定部１３は、分配係数算出モード選択情報に基づいて分配係数を算出した後、チャンネル数変換係数を決定し、チャンネル数変換係数行列記憶部１４に記憶する。

チャンネル数変換係数行列記憶部１４は、チャンネル数変換に必要なチャンネル数変換係数行列を記憶する。例えば、後述する２２．２ｃｈ音響から１１．１ｃｈ音響（７．１＋４ｃｈ）、９．１ｃｈ音響（５．１＋４ｃｈ）、７．１ｃｈ音響（５．１＋２ｃｈ）に変換するチャンネル数変換係数行列を記憶する。なお、チャンネル数変換係数行列記憶部１４は必須の構成ではなく、チャンネル数変換係数行列記憶部１４を備えていない場合や、チャンネル数変換係数行列記憶部１４にチャンネル数変換係数が記憶されていない場合には、チャンネル数変換係数行列をその都度導出してもよい。

出力信号生成部１５は、変換元マルチチャンネル音響信号を入力する。そして、出力信号生成部１５は、チャンネル数変換係数決定部１３により決定されたチャンネル数変換係数を各要素とするチャンネル数変換係数行列を用いて、変換元マルチチャンネル音響信号のチャンネル数とその配置を変換して変換先マルチチャンネル音響信号を生成し、外部に出力する。

具体的には、出力信号生成部１５は、チャンネル数変換係数行列記憶部１４からＮ×Ｍ個のチャンネル数変換係数からなるチャンネル数変換行列を読み出し、式（２）に従い、Ｍ個の変換元マルチチャンネル音響信号にチャンネル数変換係数を乗じて加算することによって、Ｎ個の変換先マルチチャンネル音響信号を生成する。

図２は、音響処理装置１における、変換元チャンネルから変換先チャンネルにチャンネル数変換するときに用いるチャンネル数変換係数を導出する手順を示すフローチャートである。任意のＭチャンネルのマルチチャンネル音響信号からＮチャンネルのマルチチャンネル音響信号に変換する場合は、まず、変換先チャンネル分割部１１により、Ｎ個の変換先チャンネルの再生位置を仰角方向の複数層に分割する（ステップＳ１１）。

立方体の試聴室を仮定した音響再生空間に設置されているスピーカ（変換先チャンネルの実際の再生位置）を床面、側壁の下方、中間、上方、天井と分類し、特異点である足元（仰角－９０度）、頭上（仰角＋９０度）を含めて多層構造とすると、足元（仰角－９０度）、床面層（仰角－９０～－４５度）、下層（仰角－４５度～０度）、中層（仰角０度：耳の高さ）、上層（仰角０～４５度）、天井層（仰角４５度～９０度）、頭上（仰角９０度）の７層に分類できる。変換先チャンネル分割部１１は、仰角を少なくともこの７層に分類し、これらの隣り合う層を任意の組合せで統合した複数層に、変換先チャンネルの再生位置を分割する。実際にはスピーカはある限られた範囲にしか設置されていないため、例えば上層と天井層は一つに統合されて上層（仰角０～９０度）となる場合がある。２２．２ｃｈの場合は、下層、中層、上層、頭上の４層、１１．１ｃｈの場合は、中層、上層の２層となる。もし、より詳細に仰角によって層が規定されている場合には、７層よりも多い層を用いてもよい。

次に、変換先チャンネル分割部１１により、変換先チャンネルの各分割層を方位角方向に左右の２範囲に分割するか（ステップＳ１２）、前後左右（横断面、正中面）の４範囲に分割するか（ステップＳ１３）、前中後左右の６範囲に分割する（ステップＳ１４）。ステップＳ１２～１４の切り替えは、デフォルト設定であらかじめ決めておいてもよいし、ユーザが決定してもよい。

ステップＳ１２～１４において、方位角方向に分割された範囲に変換先チャンネルの再生位置が存在しない場合がある。以下、変換先チャンネルの再生位置が存在しない範囲を再生位置欠落範囲といい、再生位置欠落範囲を含む層を再生位置欠落層という。変換先チャンネル分割部１１は、再生位置欠落範囲を含む再生位置欠落層については、隣接する層の再生位置欠落範囲に対応する範囲に存在する変換先チャンネルの再生位置を、仮想的に再生位置欠落範囲の変換先チャンネルの再生位置とする（ステップＳ１５）。ただし、頭上（仰角９０度）といった１点のみで構成される層に関しては除外する。

図３に、７．１ｃｈ（中層５ｃｈと上層に２ｃｈ）と１１．１ｃｈ（中層７ｃｈと上層に４ｃｈ）の変換先チャンネルの再生位置を２層に分割し、各分割層を前後左右に４分割した例を示す。図３（ａ）に示した７．１ｃｈ音響において、上層は後方の範囲に変換先チャンネルの再生位置が存在しない再生位置欠落層である。そこで、隣接する中層の後方チャンネルを上層の再生にも用いることとする。

ステップＳ１５において、再生位置欠落層に隣接する層として、仰角９０度の１点のみで構成される頭上、及び－９０度の１点のみで構成される足元は除外される。また、変換先チャンネル分割部１１は、再生位置欠落層の上下に、隣接する両方の層の再生位置欠落範囲に対応する範囲に変換先チャンネルの再生位置が存在する場合には、仰角０度から離れた方の層の対応する範囲の変換先チャンネルの再生位置を、仮想的に欠落範囲の変換先チャンネルの再生位置とする。例えば、上層が再生位置欠落層であり、上層の上下に隣接する天井層及び中層の再生位置欠落範囲に対応する範囲に変換先チャンネルの再生位置が存在する場合には、仰角０度から離れた方の天井層の変換先チャンネルの再生位置を再生位置欠落範囲の変換先チャンネルの再生位置とする。これにより、制作時の上下感を保持することができる。

ここで、変換先チャンネルがステレオの場合などであって、再生位置欠落層に隣接する層の再生位置欠落範囲に対応する範囲に変換先チャンネルの再生位置が存在しない場合には、再生位置欠落層内で変換先チャンネルの再生位置を前後に反転させることにより、変換先チャンネルの再生位置を仮想的に創出してもよい。また、上層と天井層がさらに細かく複数層に分割されている場合や、ある層に隣接する層の仰角差が小さい場合などは、隣接する両方の層の変換先チャンネルの再生位置を当該層の再生位置として、両チャンネルに変換元マルチチャンネル音響信号を分配してもよい。

図３では各分割層を４分割する例を示しているが、左前、左横、左後、右前、右横、右後と６分割してもよい。また、０度又は１８０度に再生位置が存在するチャンネルは、左前、右前、又は左後、右後に再生位置が存在するチャンネルがない場合にのみ、等分に分配して例えば左前、右前（±１度など）又は左後、右後（±１７９度）に再生位置が存在するチャンネルとみなしてもよい。また、側方±９０度に再生位置が存在するチャンネルは、通常、左後、右後の範囲に再生位置が存在するチャンネルとみなすが、左前、右前に再生位置が存在するチャンネルがない場合にのみ、左前、右前の範囲に再生位置が存在するチャンネルとみなしてもよい。

このようにして、変換先チャンネルの再生位置を仰角方向の複数層に分割することにより、上下方向に複数の層を持つ任意のチャンネル配置の音響方式で制作された音響を、制作者の意図を大きく損なうことなく、別のチャンネル配置の音響方式用の再生装置で聴取するためのチャンネル数変換係数行列を生成することが可能となる。

次に、図２に示すように、変換元チャンネル再生位置決定部１２により、仰角±９０度の１点に変換先チャンネルの再生位置が存在しない場合の、仰角±９０度にあった変換元チャンネルの再生位置を規定する（ステップＳ１６）。なお、仰角±９０度の１点に変換先チャンネルの再生位置が存在する場合には、該再生位置を変更しない。

仰角±９０度の１点に変換先チャンネルの再生位置が存在しない場合、第１の例では、頭上（仰角９０度）又は足元（仰角－９０度）の変換元チャンネルの再生位置を、仰角±９０度に隣接する層の各分割範囲の中央に最も近い変換先チャンネルの再生位置とし、該分割範囲に中央から同程度離れた複数の変換先チャンネルの再生位置が存在する場合には、該複数の変換先チャンネルの再生位置とする。

図４に、仰角±９０度の１点に変換先チャンネルの再生位置が存在しない場合の、仰角±９０度の変換元チャンネルの再生位置の第１の例を示す。各分割層を４範囲に分割した場合は、隣接する層の前後左右４範囲の変換先チャンネルのうち、それぞれ四隅（方位角４５度と１３５度）付近に再生位置が存在する変換先チャンネルの再生位置各１点を使用する。例えば、図４（ａ）に示すように、変換先チャンネルが５ｃｈの場合、黒丸で示した四隅付近に存在する４ｃｈを再生位置と規定し、図４（ｂ）に示すように、変換先チャンネルが７ｃｈの場合、黒丸で示した四隅付近に存在する４ｃｈを再生位置と規定する。また、方位角３０度と６０度など四隅から同程度離れた再生位置に変換先チャンネルが２個存在する場合には、両方を使用する。例えば、図４（ｃ）に示すように、変換先チャンネルが１０ｃｈの場合、方位角３０度と６０度を共に使用し、黒丸で示した６ｃｈを再生位置と規定する。

変換元チャンネルの再生位置を規定すると、規定されたチャンネル数に応じて、音響信号のレベルを規定する。４範囲から各１点を選出した場合、チャンネル数変換係数は√（１／４）＝０．５００であり、４範囲から各２点を選出した場合、チャンネル数変換係数は√（１／８）＝０．３５４となる。この例では、エネルギーが保存されることを想定したが、上層で再生されるべき音響信号が中層等で再生されるとき、元々中層で再生される音響信号が聞こえにくくなる可能性がある。そこで、全体のエネルギーを－１．５ｄＢするなどの補正係数を乗じてもよい。このとき、４範囲から各１点を選出する場合の各要素は０．４２１となり、４範囲から各２点を選出する場合の各要素は０．２９７となる。

第２の例では、頭上（仰角９０度）又は足元（仰角－９０度）の変換元チャンネルの再生位置を、仰角±９０度に隣接する層の後方の左右分割範囲の中央にそれぞれ最も近い変換先チャンネルの再生位置、及び前方中央の変換先チャンネルの再生位置とする。前方中央に変換先チャンネルの再生位置が存在しない場合には、代わりに前方の左右分割範囲の中央にそれぞれ最も近い変換先チャンネルの再生位置を変換元チャンネルの再生位置とする。

図５に、仰角±９０度の１点に変換先チャンネルの再生位置が存在しない場合の仰角±９０度の変換元チャンネルの再生位置の第２の例を示す。例えば、図５（ａ）に示すように、変換先チャンネルが５ｃｈの場合、黒丸で示した後方二隅付近に存在する２ｃｈ及び前方中央の１ｃｈを再生位置と規定し、図５（ｂ）に示すように、変換先チャンネルが７ｃｈの場合、黒丸で示した後方二隅付近に存在する２ｃｈ及び前方中央の１ｃｈを再生位置と規定する。また、前方中央に変換先チャンネルが存在しない場合には、前方左右に再生位置が存在する変換先チャンネルの再生位置を使用してもよい。例えば、図５（ｃ）に示すように、変換先チャンネルが４ｃｈの場合、黒丸で示した後方二隅付近に存在する２ｃｈ及び前方左右の２ｃｈを再生位置と規定する。

後方二隅付近及び前方中央を再生位置とした場合、チャンネル数変換係数行列の各要素は√（１／３）＝０．５７７となる。後方二隅付近及び前方左右を再生位置とした場合、前方左右のチャンネル数変換係数行列の各要素は√（１／６）＝０．４０８となる。また、上述したように、上層で再生されるべき音響信号が中層等で再生されることで、元々中層で再生される音響信号が聞こえにくくなることを防止するために、補正係数を乗じて全体のエネルギーを低減させてもよい。

次に、図２に示すように、仰角±９０度を除く変換元チャンネルの再生位置を変換先チャンネルの各分割層上に配置する。このとき、変換元チャンネルの再生位置をそのまま配置する絶対位置モード（ステップＳ１７）と、変換元／変換先チャンネルの基準点を指定し、基準点に対する相対関係が一致するように配置する相対位置モード（ステップＳ１８）とで、変換元チャンネルの再生位置の配置先を切り替える。ステップＳ１７～１８の切り替えは、デフォルト設定であらかじめ決めておいてもよいし、ユーザが決定してもよい。

絶対位置モード（ステップＳ１７）では、変換元チャンネル（Ｍ個）の再生位置を変えないで、そのまま再生位置とする。すなわち、あらかじめ規格で定められている再生位置をそのまま用いる。

図６に、絶対位置モードの場合における、変換元チャンネル及び変換先チャンネルの再生位置を示す。ここで、内側の白丸が変換元チャンネルの再生位置であり、外側の黒丸が変換先チャンネルの再生位置である。図６（ａ）は１０ｃｈから５ｃｈへの変換であり、図６（ｂ）は１０ｃｈから７ｃｈへの変換であり、図６（ｃ）（ｄ）は８ｃｈから４ｃｈへの変換である。図６の（ｃ）と（ｄ）では、変換先チャンネルの４ｃｈの配置が異なる。絶対位置モードにおいては、変換先チャンネルの配置にかかわらず、変換元チャンネルの再生位置を変更しない。

相対位置モード（ステップＳ１８）では、変換元チャンネル再生位置決定部１２により、変換元チャンネル（Ｍ個）の再生位置を、基準点に対する相対位置を保持するように変更する。具体的には、変換元チャンネルの再生位置の２点の基準点と変換先チャンネルの再生位置の２点の基準点が一致するように変換元チャンネルのサラウンドサークルを回転、及び変倍（拡大・縮小）させ、２点の基準点の間に存在する変換元チャンネルの再生位置を変換先チャンネルのサラウンドサークル上に再配置した再生位置を変換元チャンネルの再生位置とする。

ここで、基準点は画面の両端に相当する左前、右前の２点、各分割層を方位角方向に分割した左前、左後、右前、右後の４範囲の四隅の４点（±４５度と±１３５度）、該４点に左右側方９０度を加えた６点のいずれかにそれぞれ最も近くに存在する変換元チャンネルの再生位置でもよい。より音が聞こえてくる方向を指定したい場合は、基準点を８点などに増やすこともできる。基準点が３点以上存在する場合は、隣り合う２点の基準点を選択し、当該２点の基準点が作るサラウンドサークルの弧上に再生位置が含まれる変換元チャンネルの変換先チャンネルの再生位置を規定する。この作業を繰り返し、変換元の隣り合う２点の基準点が作る弧を変換元のサラウンドサークル上で一周させ、全ての変換元チャンネルの変換先での再生位置を決定する。

２点の基準点は、変換元チャンネル及び変換先チャンネルの再生位置に限定されず、任意の位置を指定できる。例えば、聴取者の真横となる±９０度を基準点とすることで、９０度方向を固定して聴取者の前方と後方で再生位置を変化させる割合を変えることも可能である。この基準点の位置の情報は変換位置算出モード選択情報にメタデータとして含めてもよいし、予め決められていてもよいし、Ｌｅｆｔ・Ｒｉｇｈｔといったチャンネルの名称の類似性から規定されてもよい。すなわち、変換元チャンネル再生位置決定部１２は、基準点を、予め定められた位置、ユーザによって指定された位置、メタデータによって指定された位置、又は変換元チャンネル及び変換先チャンネルの名称若しくは位置の類似度に基づいて決定する。

図７に、基準点によって変換元チャンネルの再生位置を変更する例として、前後左右の４点の基準位置の内、左前と左後の２点に挟まれた側方の変換元チャンネルの再生位置を変更する例を示す。この例では、変換先の基準点は３０度と１１０度で、変換元の基準点は６０度と１３５度を想定している。ここで、変換元の６０度（θ_in1）を変換先の３０度（θ_out1）、変換元の１３５度（θ_in2）を変換先の１１０度（θ_out2）に変換する場合、変換元チャンネルの再生位置θ_inは、式（３）に示す変換先チャンネルの再生位置θ_outに変換される。

また、図８に、左右前方の２点を基準点として、前方と後方の変換元チャンネルの再生位置を変更する例を示す。

図９に、±３０度の変換先チャンネルの再生位置と±６０度の変換元チャンネルの再生位置とを基準点とする場合（相対位置６０度）において、変換元チャンネルの再生位置を変更する例を示す。ここで、内側の白丸が変換元チャンネルの再生位置、外側の黒丸が変換先チャンネルの再生位置であり、星印は基準点を示している。図９（ａ）（ｂ）は１０ｃｈから５ｃｈへの変換であり、図９（ｃ）は１０ｃｈから７ｃｈへの変換であり、図９（ｄ）（ｅ）（ｆ）は８ｃｈから４ｃｈへの変換である。図９（ｂ）（ｃ）（ｅ）においては、側方９０度にも基準点を追加している。

図９では前方２ｃｈに加え、後方と側方にも基準点が存在する。四隅から１点を基準点とした場合、図９（ａ）に示すように変換先チャンネルの再生位置が５．１ｃｈとすると、側方のチャンネルが少し前に移動する。そこで、図９（ｂ）に示すように側方９０度には変換先チャンネルは存在しないが、基準点とすることで、後方チャンネルの再生位置によらず、側方チャンネルの再生位置を固定することができる。

また、図１０に、±３０度の変換先チャンネルの再生位置と±３０度の変換元チャンネルの再生位置とを基準点とする場合（相対位置３０度）において、変換元チャンネルの再生位置を変更する例を示す。変換元チャンネル及び変換先チャンネルのチャンネル数は図９と同じである。

基準点をもとに再生位置を変更した後、基準点に対応する変換元・変換先チャンネル以外の、対象となる変換先チャンネルの近くに存在する変換元チャンネルの再生位置を変換先チャンネルと同位置に変更する。この際、再生位置を変更する変換元チャンネルの候補が複数ある場合、シンプルに角度差でもってより近い位置の変換元チャンネルを変更する角度差モードか（ステップＳ１９）、角度比でみて最も偏っている変換元チャンネルを変更する角度比モード（ステップＳ２０）を切り替える。ステップＳ１９，２０の切り替えは、デフォルト設定であらかじめ決めておいてもよいし、ユーザが決定してもよい。

角度比モード（ステップＳ２０）の場合、具体的には、対象となる変換先チャンネルに最も偏った位置に存在する変換元チャンネルの再生位置を変更する。まず、各変換元チャンネルの再生位置に対して、変換元チャンネルに隣接する２つの変換先チャンネルの再生位置となす角度の比を求める。この比は、対象となる変換元チャンネルが、隣接する２つの変換先チャンネルの間で、片側にどのくらい偏った位置に存在するかを示している。隣接する２つの変換先チャンネルの再生位置の一方への偏りが大きい変換元チャンネルの再生位置を、近接する変換先チャンネルの再生位置に変更する。

図１１に、角度比モードの場合の再生位置の変換を行う例を示す。図１１（ａ）に示すように、１０ｃｈから５ｃｈに変換する場合、変換元チャンネルの９０度の位置に存在するチャンネルに対しては、変換先チャンネルの３０度と１１０度の位置に存在するチャンネルが隣接する。これらのチャンネルのなす角度の比は２０度対６０度である。また、変換元チャンネルの１３５度の位置に存在するチャンネルに対しては、変換先チャンネルの１１０度と２５０度の位置に存在するチャンネルが隣接する。これらのチャンネルのなす角度の比は２５度対１１５度である。すなわち、変換元チャンネルの１３５度の位置に存在するチャンネルのほうが、変換元チャンネルの９０度の位置に存在するチャンネルよりも、隣接する２つの変換先チャンネルの間における偏りが大きい。したがって、変換元チャンネルの±１３５度の位置に存在するチャンネルの再生位置を±１１０度に変換する。変換元チャンネルの残りのチャンネルについては変更しない。

同様に、図１１（ｂ）に示すように８ｃｈから４ｃｈに変換する場合、変換元チャンネルの±４５度の位置に存在するチャンネルの再生位置を±３０度に変換し、変換元チャンネルの±１３５度の位置に存在するチャンネルの再生位置を±１１０度に変換する。変換元チャンネルの残りのチャンネルについては変更しない。

上記の例では、変換元チャンネルの再生位置と変換先チャンネルの再生位置の差の大小によらず、変換元チャンネルの再生位置を規定したが、ステップＳ１７～１８において、変換元チャンネルの再生位置と変換先チャンネルの再生位置の差が閾値以下である場合には、変換元チャンネルの再生位置を当該の変換先チャンネルの再生位置に変更してもよい。なお、この閾値は、前後左右の４範囲において異なる数値を用いてもよい。例えば、前方の閾値が１５度で、後方の閾値が２５度である場合、２２．２ｃｈ音響の４５度の前方チャンネルは５．１ｃｈ音響の３０度、９０度、１３５度の後方チャンネルは、ともに５．１ｃｈ音響の１１０度で再生されることになる。

次に、図２に示すように、変更した変換元チャンネルの再生位置と変換先チャンネルの再生位置に基づいて、変換元チャンネルから再生される変換元マルチチャンネル音響信号の分配係数を規定する。２個の変換先チャンネルの再生位置に挟まれた変換元チャンネルは、該２個の変換先チャンネルに変換元マルチチャンネル音響信号を分配する。その際の係数を分配係数という。このとき、２個の変換先チャンネルの再生位置と変換元チャンネルの再生位置との位置関係（例えば、角度又は距離比）によって分配係数を規定する位置モード（ステップＳ２１）と、２個の変換先チャンネルの再生位置に挟まれる変換元チャンネルの数によって分配係数を規定する数モード（ステップＳ２２）とに動作モードを切り替える。ステップＳ２１，２２の切り替えは、デフォルト設定であらかじめ決めておいてもよいし、ユーザが決定してもよい。

図１２は、位置モード（ステップＳ２１）の場合の、分配係数の求め方の一例を説明する図である。位置モードでは、例えば、２個の変換先チャンネルのなす角（２θ₀）とその中心から変換元チャンネルのなす角（θ₁）によって、変換先チャンネルに配分する係数を算出する。係数の算出方法としては、Ｔａｎ則や非特許文献３に記載されたＶＢＡＰなどの方法があるが、その方法は問わない。例えば、式（４）により分配係数ｗ_O1，ｗ_O2を決定する。

一方、数モード（ステップＳ２２）の場合には、２つの変換先チャンネルの再生位置に挟まれる変換元チャンネルの数がｎ個である場合、分母をｎ＋１とし、分子を分配先の変換先チャンネルと逆側の変換先チャンネルから数えた変換元チャンネルの順番ｋとし、この分数の平方根である√（ｋ／（ｎ＋１））を分配係数とする。

図１３は、数モードの場合の、チャンネル分配係数の求め方の一例を説明する図である。図１３（ａ）に示すように、２つの変換先チャンネルＯ₁，Ｏ₂の再生位置に挟まれる変換元チャンネルの数が１個である場合、変換元チャンネルＩ₁は変換先チャンネルＯ₁、Ｏ₂にそれぞれ√（１／２）＝０．７０７の分配係数で割り振られる。

ここで、変換元チャンネルＩ₁が変換先チャンネルＯ₁，Ｏ₂のいずれか一方に極端に偏っている場合には、変換元チャンネルＩ₁と偏っていないほうの変換先チャンネルとの間に１個以上のダミーチャンネルを追加することで、２個以上の変換元チャンネルがある場合と同等の係数としてもよい。

図１３（ｂ）に示すように、２つの変換先チャンネルＯ₁，Ｏ₂の再生位置に挟まれる変換元チャンネルの数が２個である場合、変換元チャンネルＩ₃は変換先チャンネルＯ₁、Ｏ₂にそれぞれ√（２／３）＝０．８１６（－１．７６ｄＢ）、√（１／３）＝０．５７７（－４．７７ｄＢ）の係数で割り振られる。なお、変換先チャンネルＩ₂の再生位置と変換元チャンネルＯ₁の再生位置のように両者の位置が一致している場合には、分配係数を１．００とし、再生位置が一致している変換先チャンネルに割り振る。

いずれの場合においても、エネルギーを保存させるため、音響信号の分配係数の自乗和が１となるように係数を規定しているが、この係数に対して、変換先マルチチャンネル音響信号同士の再生位置の角度による総エネルギーの補正係数、変換元マルチチャンネル音響信号と変換先マルチチャンネル音響信号のチャンネル再生位置の層が異なることによる総エネルギーの補正係数、変換元マルチチャンネル音響信号と変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置の前後が異なることによる総エネルギーの補正係数、変換元マルチチャンネル音響信号同士の類似性による総エネルギーの補正係数のうち、少なくとも一つを乗じるようにしてもよい。本実施例における変換元マルチチャンネル音響信号同士の類似性とは、同じ変換先チャンネルＣに分配される変換元チャンネルＡの音響信号と変換元チャンネルＢの音響信号の相関などであり、変換前のＡの音響信号とＢの音響信号のエネルギーの和と、変換後のＣの音響信号に含まれるＡの音響信号とＢの音響信号のエネルギーが等しくなるように補正係数を乗じることになる。

例えば、変換先のチャンネル同士の再生位置が近い場合など、変換先チャンネルの再生位置によっては、エネルギーを保存しない方が聞いた印象が保持されることがある。そこで、変換元のチャンネルを等分配する場合には－１．５ｄＢ（係数０．８４１）となり、片側に大きく分配する場合には－０．７５ｄＢ（係数０．９１７）となるように、補正係数を乗じてもよい。このとき、等分配するときの分配係数は－４．５ｄＢ（係数０．５９５（０．７０７×０．８４１））となり、変換先チャンネルＯ₁に大きく割り振る場合はＯ₁、Ｏ₂それぞれ－２．５ｄＢ（係数０．７４９（０．８１６×０．９１７））、－５．５ｄＢ（係数０．５３０（０．５７７×０．９１７））となる。この他、上層や下層の変換元チャンネルを中層の変換先チャンネルで再生する場合において、後方の変換元チャンネルを前方の変換先チャンネルで再生するときに、総エネルギーを－１．５ｄＢや－３．０ｄＢとするなどの補正係数を乗じてもよい。また、ＬＦＥ（低域効果音チャンネル）など相関が高い信号が含まれる可能性が高い複数の変換元チャンネルを同一の変換先チャンネルに統合する場合に、－３．０ｄＢ、－４．５ｄＢ、－６．０ｄＢなどの補正係数を乗じてもよい。

最後に、図２に示すように、各チャンネル数変換係数がある範囲に含まれる数値であった場合、代表値に置き換える丸め込みを行う（ステップＳ２３）。出力信号生成部１５は、このようにして導出されたチャンネル数変換係数からなるチャンネル数変換係数行列を用いて、チャンネル数変換処理を行う。分配係数に、上述した補正係数の乗算や丸め込みを行ったものをチャンネル数変換係数という。

図１４に、音響信号の分配係数をデシベル表記したときにきりのよい数字となるように置き換える例を示す。例えば、√（１／２）＝√（３／６）＝０．７０７は０．１ｄＢ刻みで丸め込むと－３．０ｄＢに相当し、√（１／４）＝０．５００は－６.０ｄＢに相当する。このように代表値に置き換えることによって、精確な方向再現は失われるが、計算コストが軽くなると共に、変換先チャンネルの再生位置が少々異なっても同じ数値を使うことで汎用性が高くなる。

以下、２２．２ｃｈ音響（中層１０ｃｈ、上層８ｃｈ、天井１ｃｈ、下層３ｃｈ）から、１１．１ｃｈ（中層７ｃｈ、上層４ｃｈ）、９．１ｃｈ（中層５ｃｈ、上層４ｃｈ）、７．１ｃｈ音響（中層５ｃｈ、上層２ｃｈ）へのチャンネル数変換係数行列の導出例を示す。２２．２ｃｈ音響の再生位置の例は、表１に示すとおりであり、変換元チャンネルのチャンネル順は式（５）のとおりになる（Ｍ＝２４）。

変換先チャンネルの再生位置の例を表２，３，４に示す。７．１ｃｈ音響の上層後方のチャンネルが存在しないため、中層の後方チャンネルが使用される。また、どの変換先チャンネル配置にも天井チャンネルが存在しないため、上層の四隅のチャンネルが使用される。また、下層チャンネルが存在しないため、下層の再生には中層チャンネルがそのまま使用される。

７．１ｃｈ音響の変換先チャンネル順は、式（６）のとおりであり（Ｎ＝８）、９．１ｃｈ音響の変換先チャンネル順は、式（７）のとおりであり（Ｎ＝１０）、１１．１ｃｈ音響の変換先チャンネル順は、式（８）のとおりである（Ｎ＝１２）。

次に、変換元チャンネルの再生位置の変換を行う。変換元チャンネルの再生位置をそのまま用いる場合は、上記表１のとおりである。ここでは、基準点に合わせて再生位置を変更する例を説明する。ここでは、四方にあるスピーカ位置を一致させる例を考える。

２２．２ｃｈ音響を７．１ｃｈ（５．１＋２ｃｈ）に変換する例を、表５に示す。変換元の中層６０度を変換先３０度へ変換する場合と中層３０度を変換先３０度へ変換する場合がある。また、変換元の上層４５度を変換先３０度、４５度、９０度へ変換する場合がある。上層の後方には変換先チャンネルが存在しないため、中層後方の変換先チャンネルの再生位置１１０度が用いられる。ただし、変換先の上層チャンネルが側方９０度だった場合、前方、後方とも９０度の再生位置が用いられる。

２２．２ｃｈ音響を９．１ｃｈ（５．１＋４ｃｈ）に変換する例を、表６に示す。変換元の中層６０度を変換先３０度へ変換する場合と中層３０度を変換先３０度へ変換する場合がある。また、変換元の上層４５度を変換先３０度、４５度へ変換する場合、変換元の上層１３５度を変換先の上層１１０度と１３５度に変換する場合がある。

２２．２ｃｈ音響を１１．１ｃｈ（７．１＋４ｃｈ）に変換する例を、表７に示す。変換元の中層６０度を変換先３０度へ変換する場合と中層３０度を変換先３０度へ変換する場合がある。また、変換元の上層４５度を変換先３０度、４５度へ変換する場合、変換元の上層１３５度を変換先の上層１１０度と１３５度に変換する場合がある。

また、四方４点の基準点に加え、側方９０度を基準点として６点を基準点としたときの、２２．２ｃｈ音響から７．１ｃｈ音響に変換する場合の例を表８に示し、２２．２ｃｈ音響から９．１ｃｈ音響に変換する場合の例を表９に示し、２２．２ｃｈ音響から１１．１ｃｈ音響に変換する場合の例を表１０に示す。

次に、絶対位置、相対位置に対するチャンネル数変換係数行列の各要素を変換元チャンネル数に基づく場合と、変換先チャンネルの再生位置と変換元チャンネルの再生位置の角度に基づく場合とで導出する。ここで、角度に基づく係数は、Tan則を用いて算出した例である。

２２．２ｃｈ音響から７．１ｃｈ音響へ変換する際のチャンネル数変換係数の例を、表１１，１２に示す。ここで、各列の上段は変換元である２２．２ｃｈ音響のチャンネルの番号であり、各行の左端は変換先である７．１ｃｈ音響のチャンネルの番号である。

２２．２ｃｈ音響から７．１ｃｈ音響へ変換する際のチャンネル数変換係数の例を表１３～１６に示す。ここで、Ｏは絶対位置を意味し、Ｒ１は相対位置３０度を３０度へ，１３５度を１１０度へを意味し、Ｒ２は相対位置３０度を３０度へ，９０度固定，１３５度を１１０度へを意味し、Ｒ３は相対位置６０度を３０度へ，１３５度を１１０度へを意味し、Ｒ４は相対位置６０度を３０度へ，９０度固定，１３５度を１１０度へを意味する。また、上層について、Ａは３０度と１１０度を意味し、Ｏ_Aは絶対位置を意味し、Ｒ_A１は相対位置４５度を３０度へ，１３５度を１１０度へを意味し、Ｒ_A２は相対位置４５度を３０度へ，９０度固定，１３５度を１１０度へを意味し、Ｂは４５度と１１０度を、Ｏ_Bは絶対位置を、Ｒ_B１は相対位置４５度を４５度へ，１３５度を１１０度へを意味し、Ｒ_B２は相対位置４５度を４５度へ，９０度固定，１３５度を１１０度へを意味し、Ｃは９０度を意味し、Ｏ_Cは絶対位置を意味し、Ｒ_C１は相対位置４５度を９０度へ，１３５度を９０度へを意味し、Ｎは変換元チャンネル数意味しを、Ｐは再生位置を意味する。また、例えば「Ｏ，Ｎ」はチャンネル数変換係数を決めるときに、変換元と変換先の位置を絶対位置で決め、分配係数を変換元のチャンネル数で決めるという条件で算出したことを意味する。

また、２２．２ｃｈ音響から９．１ｃｈ音響へ変換する際のチャンネル数変換係数の例を表１７に示す。各列の上段は変換元である２２．２ｃｈ音響のチャンネルの番号であり、各行の左端は変換先である。

２２．２ｃｈ音響の中層、下層から９．１ｃｈ音響へのチャンネル数変換係数は、７．１ｃｈの場合（表１３、表１６）と同じである。２２．２ｃｈ音響の上層から９．１ｃｈ音響へ変換する際のチャンネル数変換係数の例を表１８に示す。ここで、Ａは３０度と１１０度を意味し、Ｏ_Aは絶対位置を意味し、Ｒ_A１は相対位置４５度を３０度へ，１３５度を１１０度へを意味し、Ｒ_A２は相対位置４５度を３０度へ，９０度固定，１３５度を１１０度へを意味し、Ｂは４５度と１１０度を意味し、Ｏ_Bは絶対位置を意味し、Ｒ_B１は相対位置４５度を４５度へ，１３５度を１１０度へを意味し、Ｒ_B２は相対位置４５度を４５度へ，９０度固定，１３５度を１１０度へを意味し、Ｄは４５度と１３５度を意味し、Ｏ_Dは絶対位置＝相対位置４５度を４５度へ，１３５度を１３５度へを意味し、Ｎは変換元チャンネル数を意味し、Ｐは再生位置を意味する。

２２．２ｃｈ音響から１１．１ｃｈ音響へのチャンネル数変換係数の例を表１９に示す。ここで、各列の上段は変換元である２２．２ｃｈ音響のチャンネルの番号であり、各行の左端は変換先である１１．１ｃｈ音響のチャンネルの番号である。

２２．２ｃｈ音響の上層から１１．１ｃｈ音響へのチャンネル数変換係数は、９．１ｃｈの場合（表１８）と同じである。ここで、Ｏは絶対位置を意味し、Ｒ５は相対位置３０度を３０度へを意味し、Ｒ６は相対位置３０度を３０度へ，９０度固定を意味し、Ｒ７は相対位置６０度を３０度へを意味し、Ｒ８は相対位置６０度を３０度へ，９０度固定を意味し、Ｎは変換元チャンネル数を意味し、Ｐは再生位置を意味する。また、添え字の_Btは、下層（ボトム層）だけを抜き出していることを意味する。

チャンネル数変換を実施するとき、精緻な角度を保存するよりも係数の簡略化が望まれる場合がある。そこで、ある一定範囲の係数を代表値に置き換えることで、チャンネル数変換の簡略化が可能である。そこで、表２２に、０．５ｄＢ単位で段階的にチャンネル数変換係数を導出する例を示す。０．５ｄＢ単位でチャンネル数変換係数を乗じた場合（上段）に、対応するチャンネルにエネルギーを保存するように乗じる必要があるチャンネル数変換係数を示す（下段）。

表２３に１．５ｄＢなどのきりのよい数値で代表値を指定した場合のチャンネル数変換係数を示す。この数値はある空間を７分割した場合の中央５段階で代表値を量子化した数値に近い。

１．５ｄＢ単位のチャンネル数変換係数の代表値を指定した場合、表１３～１６，１８，２０，２１で示した各チャンネル数変換係数の値は、それぞれ表２４～３０のようになる。

ここでは、５段階の代表値の例を示したが、表３１に示すように代表値を細分化してもよい。

また、本実施形態では、エネルギーを保存するように信号を分配したが、音響信号を分配した場合に元の信号よりも大きく知覚される場合があるため、エネルギーを減少させてもよい。例えば、等分に分配する場合に－１．５ｄＢし、片側に近づくと元のエネルギーに戻るとする。その場合、表２３の代表値は例えば表３２のようになる。

（実施例１）
次に、図２において、変換先チャンネルの各分割層を前後左右の４範囲に分割するステップＳ１３を選択し、ＦＬ／ＦＲ／ＢＬ／ＢＲを四隅の基準点として指定した後、各基準点に対する相対関係が一致するように配置するステップＳ１８（相対位置モード）を選択し、さらに２個の変換先チャンネルの再生位置に挟まれる変換元チャンネル数によって係数を規定するステップＳ２２（数モード）を選択した場合を実施例１として、実施例１に係る音響処理装置１の動作について説明する。

図１５は、実施例１に係る音響処理装置１によるチャンネル数変換係数を導出する手順を示すフローチャートである。

まず、変換元と変換先のチャンネル数及びスピーカ配置（再生位置）を比較し（ステップＳ１０１）、伝送されたチャンネル数変換係数があるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。伝送されたチャンネル数変換係数がある場合には、このチャンネル数変換係数を用いるため、処理を終了する。次に、音響処理装置１のシステム内部に保存されたチャンネル数変換係数値があるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。システム内部に保存されたチャンネル数変換係数値がある場合にも、この処理を終了する。

すなわち、チャンネル数変換係数は、他から事前に得られた係数値がない場合に用いられるものであり、変換元マルチチャンネル音響信号と合わせて受信したチャンネル数変換係数や、音響処理装置１の内部に記憶されたチャンネル数変換係数がある場合には、それらの値がチャンネル数の変換に用いられる。

チャンネル数変換係数を導出するには、まず変換先チャンネルの再生位置を仰角方向の複数層に分割する（ステップＳ１０４）。例えば、２２．２ｃｈ音響では下層、中層、上層、頭上（仰角９０度）の４層とし、７．１ｃｈ音響Ａ（音声モード２／０／０－３／０／２）や９．１ｃｈ音響（音声モード２／０／２－３／０／２）、１１．１ｃｈ音響（音声モード２／０／２－３／２／２）では中層、上層の２層とする。

その後、変換元チャンネルの各分割層を前後左右（横断面、正中面）４つの範囲に分割する（ステップＳ１０５）。ここで、４分割した範囲に変換先チャンネルの再生位置が存在しない場合には、隣接する層の変換先チャンネルの再生位置を当該層の再生位置と定める（ステップＳ１０６）。ただし、頭上（仰角９０度）といった１点のみで構成される層に関しては除外する。例えば、７．１ｃｈ音響では、変換先チャンネル配置の上層後方にチャンネルがないため、中層の後方チャンネルが上層の再生にも用いられる。また、７．１ｃｈ音響Ａや９．１ｃｈ音響、１１．１ｃｈ音響は下層を持たないため、変換元チャンネルが下層のチャンネルを持つ場合には、それらのチャンネルの再生には中層を用いる。

次に、変換元チャンネルの再生位置を変換先チャンネルの各分割層上に配置する（ステップＳ１０７）。

頭上（仰角９０度）といった1点のみの層に関して、変換先チャンネルに再生位置が存在しない場合には、前後左右４範囲の変換先チャンネルのうち、それぞれ４隅（方位角４５度と１３５度）の基準点となる変換先チャンネルの再生位置各１点を使用する（ステップＳ１０８）。例えば、２２．２ｃｈ音響の頭上（仰角９０度）にあるＴｐＣは、変換先である７．１ｃｈ音響Ａや９．１ｃｈ音響、１１．１ｃｈ音響に再生位置を持たない。よって変換先のそれぞれ４隅（方位角４５度と１３５度）付近にある変換先チャンネルの再生位置を利用することになり、９．１ｃｈ音響や１１．１ｃｈ音響では上層の４チャンネル、７．１ｃｈ音響Ａでは上層の２チャンネル及び中層後方の２チャンネルに分配する。

基準点の決定方法は、まず、変換元・変換先の同じ位置にチャンネルが存在する場合は、当該チャンネルを基準点と定める（ステップＳ１０９）。例えば、２２．２ｃｈ音響から７．１ｃｈ音響Ａ、あるいは９．１ｃｈ音響へ変換する場合、変換先である７．１ｃｈ音響Ａ、９．１ｃｈ音響では、中層の方位角０度及び±３０度にあるチャンネルが基準点と定まる。このままでは上層の４範囲、及び中層の後方２範囲に基準点がないので、変換元及び変換先チャンネルの残る基準点を定める。

横断面、正中面のチャンネルを除く各分割層の４範囲それぞれの中で同じ位置にチャンネルが一つも存在しない場合には、前方の２範囲は前面（０＜再生位置≦６０度）、後方の２範囲は側面（９０度＜再生位置≦１３５度）に近いチャンネルを基準点と定める（ステップＳ１０９）。例えば、変換元の２２．２ｃｈ音響では、上層前方は４５度の位置、後方は１３５度の位置のチャンネルが基準点となる。一方、変換先チャンネルでは、上層前方２範囲の基準点（０度＜再生位置≦６０度のうち４５度に最も近い点）としては３０度の位置、上層及び中層の後方２範囲の基準点（９０度＜再生位置≦１３５度のうち１３５度に最も近い点）としては１１０度の位置のチャンネルが該当する。

なお、４５度に対して３０度と６０度など、同じ近さに複数のチャンネルが存在する場合は、元の角度が小さい方（３０度）のチャンネルを基準点とする（ステップＳ１０９）。なお、この前方は前面、後方は側面という基準点の取り方は、人間の聴覚上の特性、及びそれを考慮してスピーカ配置が決定された５．１ｃｈ音響、及び２２．２ｃｈ音響の考えに基づいている。

基準点を定めるにあたって、前方基準点指定情報がある場合には、これをもとに前方２範囲の基準点にあたるチャンネルをステップＳ１０９で求めた基準点から別の基準点に切り替える（ステップＳ１１０）。例えば、画面の両端に対応するチャンネルの示す情報を前方基準点指定情報とする場合、位置情報とは関係なく、変換元と変換先の画面の両端に対応するチャンネルをそれぞれ、前方２範囲の基準点と差し替える。変換元が２２．２ｃｈ音響の場合は、中層の±６０度のチャンネルを基準点にとりたいケースが主に考えられる。

基準点が定まったところで、定まった変換元と変換先の基準点の再生位置が一致するよう、変換元基準点の再生位置を変更する（ステップＳ１１１）。例えば、２２．２ｃｈ音響の基準点となるチャンネルの再生位置をそれぞれ、４５度を３０度に、１３５度を１１０度に変更する。前方基準点切り換え情報によって変換元である２２．２ｃｈ音響の中層前方の基準点を±６０度のチャンネルに変更していた場合、６０度を３０度に変更し、合わせて２２．２ｃｈ音響の３０度にあったチャンネルの再生位置を１５度に変更する。

また、横断面、正中面のチャンネルを除く各分割層内４範囲の中で基準点とならなかった変換元チャンネルに関しても、元のスピーカ間の距離比が保たれるよう、基準点が変化した割合に従って同様に再生位置を変更する。変換先の７．１ｃｈ音響Ａや９．１ｃｈ音響、１１．１ｃｈ音響はすべてのチャンネルが基準点となり、このステップで再生位置が変更されるチャンネルはない。このように、現在提案されている多くのフォーマットではほぼすべてのチャンネルが基準点となり、この段階で再生位置を変更するケースは少ないと考えられる。

次に、横断面、正中面のチャンネルを除く各分割層内４範囲の中で、変換先チャンネルの再生位置それぞれにつき、最も角度差の小さい変換元チャンネルの再生位置を変更（ロック）する（ステップＳ１１２）。なお、基準点として定めたチャンネルはすでに再生位置が一致しているので、ここで再生位置が変更されるのは、４範囲の中にあり、かつ基準点とならなかった変換元チャンネルのみとなる。

仮想音源で表現するチャンネルが決定した後、具体的な係数値を規定する。各チャンネルの識別性を上げるため、再生する変換先チャンネル間に存在する変換元チャンネルの数によって係数値を決定し、再生する変換先チャンネルの間に均等に配置し直す（ステップＳ１１３）。変換元チャンネルのエネルギーと変換先チャンネルのエネルギーを一致させるよう、音響信号の分配係数の自乗和が１となるように係数を規定すると、下記の表３３のようになる。

本手法で得られた真数値を、デシベル表記した際にきりのよい値となるよう丸め込みを行ってもよい（ステップＳ１１４）。例えば、ＭＰＥＧ－４ＡＡＣで２２．２ｃｈの音響信号を伝送する場合は１．５ｄＢ刻みの値を用いるため、１／√２は－３ｄＢ、１／√３は－４．５ｄＢ、√（２／３）は－１．５ｄＢに丸め込む。デシベル表記した際の丸め込みの度合いにより、本手法の計算によって得られた真数値、あるいは例示した丸め込み例の値とは完全には一致しなくなることが考えられるが、例えば±０．０５程度の範囲のような、ある程度の数値のズレは本式に規定する関係に含まれるものとする。

次に、音声モードがマルチチャンネルステレオ（３／３／３－５／２／３－３／０／０．２）であり、マルチチャンネルステレオ（３／２．１）を超えたマルチチャンネルステレオで出力する場合の、復号後のマルチチャンネルステレオの音響信号に対して乗じるチャンネル数変換係数を、図１５に示した手順で導出したときの値を、表３５～４６に示す。表３５～４６中の記号ａ～ｊに入る値を、表３４に示す。ｄｍｉｘ＿ｐｏｓ＿ａｄｊ＿ｉｄｘは前述の前方基準点指定情報の例であり、表３４はこの前方基準点指定情報によって基準点が切り替わったことによるチャンネル数変換係数の変化を表している。ｄｍｉｘ＿ｐｏｓ＿ａｄｊ＿ｉｄｘが初めて送出されるまではｄｍｉｘ＿ｐｏｓ＿ａｄｊ＿ｉｄｘ＝０と同様の値を用いる。

表３５は、マルチチャンネルステレオ（２／０／０－３／０／２－０．１）、ITU-R BS.2051に記載のsound system C、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 14で出力する場合のチャンネル数変換係数である。

表３６は、マルチチャンネルステレオ（３／２／２．１）、ITU-R BS.2051に記載のsound system I、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 12で出力する場合のチャンネル数変換係数である。

表３７は、マルチチャンネルステレオ（３／３．１）、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 11で出力する場合のチャンネル数変換係数である。

表３８は、マルチチャンネルステレオ（５／２．１）、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 7で出力する場合のチャンネル数変換係数である。

表３９は、ITU-R勧告BS.2051に記載のsound system D、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 16で出力する場合のチャンネル数変換係数である。

表４０は、ITU-R勧告BS.2051に記載のsound system Eで出力する場合のチャンネル数変換係数である。

表４１は、ITU-R勧告BS.2051に記載のsound system F、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 15で出力する場合のチャンネル数変換係数である。

表４２は、ITU-R勧告BS.2051に記載のsound system G 、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 20で出力する場合（ただし、ディスプレイがLRの内側にあるとき）のチャンネル数変換係数である。

表４３は、ITU-R勧告BS.2051に記載のsound system J、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 19で出力する場合のチャンネル数変換係数である。

表４４は、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 17で出力する場合のチャンネル数変換係数である。

表４５は、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 18で出力する場合のチャンネル数変換係数である。

表４６は、マルチチャンネルステレオ（２／０／０－３／２／２－０．１）で出力する場合のチャンネル数変換係数である。

（実施例２）
次に、図２において、変換先チャンネルの各分割層を前後左右の４範囲に分割するステップＳ１３を選択し、ＦＬ／ＦＲを基準点として指定した後、基準点に対応する変換元・変換先チャンネル以外の対象となる変換先チャンネルに最も偏った位置に存在する変換元チャンネルの再生位置を変換先チャンネルと同位置に変更するステップＳ１８（相対位置モード）を選択し、さらに２個の変換先チャンネルの再生位置に挟まれる変換元チャンネル数によって係数を規定するステップＳ２２（数モード）を選択した場合を実施例２として、実施例２に係る音響処理装置１の動作について説明する。

図１６は、実施例２に係る音響処理装置１によるチャンネル数変換係数を導出する手順を示すフローチャートである。ステップＳ２０１～２０８，２１２，２１３は、それぞれ実施例１で説明したステップＳ１０１～１０８，１１３，１１４と同じであるため説明を省略し、ステップＳ２０９～２１１についてのみ説明する。

ステップＳ２０９では、前方基準点指定情報がある場合、この情報によって前方両端にあたる基準点を指定する。ステップＳ２１０では、変換元と変換先の基準点の再生位置が一致するよう、変換元基準点の再生位置を変更する。つまり、変換先の前方両端となるチャンネルの再生位置に変換元の前方両端のチャンネルの再生位置を変更し、その間に挟まれる変換元チャンネルも、もともとのチャンネル間の距離比を保つよう再生位置を変更する。例えば、２２．２ｃｈ音響から７．１ｃｈ音響に変換する場合、２２．２ｃｈ音響の前方両端は方位角±６０度の位置のＦＬ、ＦＲであり、７．１ｃｈ音響は±３０度のＬ、Ｒである。この場合ＦＬ、ＦＲの再生位置を３０度に変更し、その間にあったＦＬｃ、ＦＲｃは距離比を保ったまま再生位置を変更し、１５度の位置に置き直す。

ステップＳ２１１では、各分割層内の変換先チャンネルの再生位置に角度比で最も偏った変換元チャンネルの再生位置を変更（ロック）する。例えば、２２．２ｃｈ音響から７．１ｃｈ音響（５．１＋２ｃｈ）、あるいは９．１ｃｈ音響（５．１＋４ｃｈ）へ変換する場合、変換先である７．１ｃｈ音響、９．１ｃｈ音響では中層後方に、聴取者正面を０度として１１０度の位置にチャンネルがあり、変換元である２２．２ｃｈ音響はその近傍では９０度と１３５度の位置にチャンネルを持つ。ここで変換元の９０度と１３５度のどちらのチャンネルを、変換先１１０度の位置に再生位置を変更するかを求める。９０度の位置にある変換元チャンネルに隣接する２つの変換先チャンネルは３０度、１１０度の位置にあり、変換元チャンネルとなす角度はそれぞれ６０度と２０度である。これは比率でみると３：１となり、９０度の変換元チャンネルは、３０度と１１０度の変換先チャンネルの間で、３：１だけ偏っていると言える。同様に１３５度のチャンネルは、隣接する１１０度と２５０度の変換先チャンネルの間で、４．８：１で偏っていると言える。これにより、１１０度の変換先チャンネルにより偏っており、再生位置を変更すべき変換元チャンネルは、１３５度のチャンネルと決まる。このとき、物理的に１１０度により近い位置にあるのは９０度のスピーカであるが、仮に９０度のチャンネルの位置を変更し１３５度のチャンネルを仮想音源として表現すると定めると、１１０度と２５０度という大きく開いた変換先チャンネルの中で大きく偏った位置にある仮想音源を表現することになり、聴感上１３５度のチャンネルの音像や定位感が大きく劣化し得る。より偏りの少ないチャンネルを再生位置を変更するチャンネルとして選択しているのは、このように各チャンネルの全体的な印象の劣化を抑えるためである。

音声モードがマルチチャンネルステレオ（３／３／３－５／２／３－３／０／０．２）であり、マルチチャンネルステレオ（３／２．１）を超えたマルチチャンネルステレオで出力する場合の、復号後のマルチチャンネルステレオの音響信号に対して乗じるチャンネル数変換係数を、図１６に示した手順で導出したときの値は、実施例１の図１５に示した手順で導出したときの値と同一となる場合ことも多い。

マルチチャンネルステレオ（２／０／０－３／０／２－０．１）、ITU-R BS.2051に記載のsound system C、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 14で出力する場合のチャンネル数変換係数は、表３５に示したとおりである。マルチチャンネルステレオ（３／２／２．１）、ITU-R BS.2051に記載のsound system I、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 12で出力する場合のチャンネル数変換係数は、表３６に示したとおりである。マルチチャンネルステレオ（５／２．１）、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 7で出力する場合のチャンネル数変換係数は、表３８に示したとおりである。ITU-R勧告BS.2051に記載のsound system D、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 16で出力する場合のチャンネル数変換係数は、表３９に示したとおりである。ITU-R勧告BS.2051に記載のsound system Eで出力する場合のチャンネル数変換係数は、表４０に示したとおりである。ITU-R勧告BS.2051に記載のsound system F、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 15で出力する場合のチャンネル数変換係数は、表４１に示したとおりである。ITU-R勧告BS.2051に記載のsound system G 、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 20で出力する場合（ただし、ディスプレイがLRの内側にあるとき）のチャンネル数変換係数は、表４２に示したとおりである。ITU-R勧告BS.2051に記載のsound system J、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 19で出力する場合のチャンネル数変換係数は、表４３に示したとおりである。ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 17で出力する場合のチャンネル数変換係数は、表４４に示したとおりである。マルチチャンネルステレオ（２／０／０－３／２／２－０．１）で出力する場合のチャンネル数変換係数は、表４６に示したとおりである。

マルチチャンネルステレオ（３／３．１）、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 11で出力する場合のチャンネル数変換係数は、実施例１と異なるため、表４７に示す。なお、表４７の記号に入る値は、表３４に示したとおりである。

また、ISO/IEC 23008-3に記載のChannel configuration 18で出力する場合のチャンネル数変換係数も、実施例１と異なるため、表４８に示す。なお、表４８の記号に入る値は、表３４に示したとおりである。

なお、上述した音響処理装置１として機能させるためにコンピュータを好適に用いることができ、そのようなコンピュータは、音響処理装置１の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのＣＰＵによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。なお、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録可能である。

また、プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤ－ＲＯＭなどの記録媒体であってもよい。

本発明のチャンネル数変換係数の導出手法によれば、以下の効果を有する。第１に、任意のチャンネル数、チャンネル配置に対応することができる。すなわち、本導出手法は、変換元チャンネルの再生位置を適切に変更することで、変換元チャンネルの左右前方・左右後方の特徴的なチャンネルの聞こえる方向を規定した上で、仮想音源を用いることによる音色や音像の劣化を抑え、全体としての印象の変化を小さくすることができる。

第２に、変換元フォーマットとの印象（音色）の劣化を抑えることができる。すなわち、前方左右・後方左右以外の位置に、再生位置が一致する変換元チャンネルを持たない変換先チャンネルがある場合、最も近傍にある変換先のチャンネルの再生位置に、変換元チャンネルの再生位置を変更することにより、仮想音源の数の増加による全体的な印象の劣化を抑えることができる。

第３に、相対位置モードを採用し、四隅の基準点を指定した場合には、基準となる前方左右・後方左右のチャンネルの組み合わせを保つことができる。すなわち、各フォーマットの主要なチャンネルである前方左右・後方左右にあるチャンネルの組み合わせが、変換元及び変換先フォーマットのスピーカ密度の差によって変化しないよう、変換元及び変換先チャンネルの前方左右・後方左右を揃える基準点を定め、この基準点をもとに変換元チャンネルの再生位置を変更することができる。また、前方２範囲の基準点にあたるチャンネルを切り替え可能としてもよい。これにより、多くのフォーマットで主要なチャンネルとなる聴取者前方のチャンネルに関して、その視聴環境に応じて再生位置を選択できるようになる。

第４に、相対位置モードを採用し、基準点に対応する変換元・変換先チャンネル以外の対象となる変換先チャンネルに最も偏った位置に存在する変換元チャンネルの再生位置を変換先チャンネルと同位置に変更した場合には、大きく開いたスピーカ間において、どちらかに偏った位置で仮想音源を配置することで生じ得る音像のぼけや、それに伴う方向感の劣化を抑えることができる。

第５に、変換元フォーマットの表現・演出を大きく損なわないでチャンネル数変換を実現することができる。すなわち、同じ高さ（層）にあった変換元チャンネルのうち、各変換先チャンネルの再生位置に変更するのは1チャンネルのみとし、残りのチャンネルは仮想音源で表現することにより、3次元マルチチャンネル音響ならではの表現・演出を大きく損なわないようにすることが可能となる。また、仮想音源で表現する変換元チャンネルを、その再生位置を挟む２つの変換先チャンネルの間に均等に配置しなおすことにより、各変換元チャンネルの方向を識別することが容易となる。

第６に、チャンネル数変換係数に利用しやすい数値を用いることができる。すなわち、本手法によって計算されたチャンネル数変換係数を実際に用いるにあたっては、その簡便さから導かれた分配係数をデシベル表記した際にきりのよい値となるようあらかじめ置き換えることができる。

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。

１音響処理装置
１１変換先チャンネル分割部
１２変換元チャンネル再生位置決定部
１３チャンネル数変換係数決定部
１４チャンネル数変換係数行列記憶部
１５出力信号生成部

Claims

マルチチャンネル音響信号のチャンネル数及びチャンネル配置を変換する音響処理装置であって、
変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置を仰角方向の複数層に分割する変換先チャンネル分割部と、
変換元マルチチャンネル音響信号の再生位置を、前記変換先チャンネル分割部により分割された各分割層上に決定する変換元チャンネル再生位置決定部と、
前記変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置と、前記変換元チャンネル再生位置決定部により決定された前記変換元マルチチャンネル音響信号の再生位置とに基づいて、チャンネル数変換係数を決定するチャンネル数変換係数決定部と、
前記チャンネル数変換係数決定部により決定されたチャンネル数変換係数を各要素とするチャンネル数変換係数行列を用いて、前記変換元マルチチャンネル音響信号から前記変換先マルチチャンネル音響信号を生成する出力信号生成部と、
を備えることを特徴とする音響処理装置。
前記変換先チャンネル分割部は、少なくとも、仰角を足元（仰角－９０度）、床面層（仰角－９０～－４５度）、下層（仰角－４５度～０度）、中層（仰角０度）、上層（仰角０～４５度）、天井層（仰角４５度～９０度）、頭上（仰角９０度）の７層に分類し、これらの隣り合う層を任意の組合せで統合した複数層に、前記変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置を分割することを特徴とする、請求項１に記載の音響処理装置。
前記変換先チャンネル分割部は、前記変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置を仰角方向の複数層に分割し、さらに分割した各分割層を方位角方向の複数の範囲に分割することを特徴とする、請求項１又は２に記載の音響処理装置。
前記変換先チャンネル分割部は、前記変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置を前記方位角方向の複数の範囲に分割したときに、変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置が存在しない再生位置欠落範囲を含む再生位置欠落層については、隣接する層の前記再生位置欠落範囲に対応する範囲に存在する変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置を、仮想的に前記再生位置欠落範囲の変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置とすることを特徴とする、請求項３に記載の音響処理装置。
前記変換元チャンネル再生位置決定部は、前記変換元マルチチャンネル音響信号の再生位置の２点以上の基準点と前記変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置の２点以上の基準点が一致するように、前記変換元マルチチャンネル音響信号のサラウンドサークルを回転及び変倍させ、基準点の間に存在する前記変換元マルチチャンネル音響信号の再生位置を前記変換先マルチチャンネル音響信号のサラウンドサークル上に再配置することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の音響処理装置。
前記変換先チャンネル分割部は、前記各分割層を、前後左右の４範囲に分割し、
前記変換元チャンネル再生位置決定部は、変換元マルチチャンネル音響信号の再生位置と変換先チャンネルの再生位置の基準点を、前記変換先チャンネル分割部により分割された画面の両端に相当する左前、右前の２点、４分割した左前、左後、右前、右後の４範囲の四隅の４点、該４点に左右側方９０度を加えた６点のいずれかにそれぞれ最も近くに存在する変換元マルチチャンネル音響信号の再生位置とすることを特徴とする、請求項５に記載の音響処理装置。
前記変換元チャンネル再生位置決定部は、前記基準点を、予め定められた位置、ユーザによって指定された位置、メタデータによって指定された位置、又は変換元チャンネル及び変換先チャンネルの名称若しくは位置の類似度に基づいて決定することを特徴とする、請求項５又は６に記載の音響処理装置。
前記チャンネル数変換係数決定部は、隣接する２個の変換先マルチチャンネル音響信号の再生位置と、該再生位置に挟まれる、前記変換元チャンネル再生位置決定部により決定された変換元マルチチャンネル音響信号の再生位置の数に基づいて、前記チャンネル数変換係数を算出することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の音響処理装置。
前記チャンネル数変換係数決定部は、算出したチャンネル数変換係数が、予め定められた範囲に含まれる場合、予め定められた代表値に置き換えることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の音響処理装置。
コンピュータを、請求項１から９のいずれか一項に記載の音響処理装置として機能させるためのプログラム。