JP2000152396A - 音声チャンネル数変換方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３−１方式の４チャンネルステレオ音声信号
から２チャンネルステレオ音声信号への変換において、
９０度の位相シフト回路を必要とせず、著作権上の問題
も発生させず、音場の中央付近における音の消えをなく
す音声チャンネル数変換方法および装置を提供する。 【解決手段】 前方のセンタチャンネルの音声信号Ｃ
は、前方の左チャンネルの音声信号Ｌおよび右チャンネ
ルの音声信号Ｒに、同位相でそれぞれ加える。後方のサ
ラウンドチャンネルの音声信号Ｓは、前方の左チャンネ
ルの音声信号Ｌおよび右チャンネルの音声信号Ｒに、逆
位相でそれぞれ加える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声チャンネル数
変換方法および装置に関し、より特定的には、テレビジ
ョン受像機において、ハイビジョン放送で用いられてい
る３−１方式の４チャンネルステレオ音声信号と一般的
な２チャンネルステレオ音声信号とを、相互に変換する
方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、ハイビジョン放送におけるステレ
オ音声方式には、通常の２チャンネルステレオ方式と４
チャンネルサラウンドステレオの３−１方式とが存在す
る。３−１方式は、ハイビジョンの特質の一つである大
画面による再生を考慮してできた方式である。この３−
１方式では、左チャンネルの音声信号Ｌ（前方左スピー
カ用）と、右チャンネルの音声信号Ｒ（前方右スピーカ
用）と、センタチャンネルの音声信号Ｃ（前方センタス
ピーカ用）と、サラウンドチャンネルの音声信号Ｓ（後
方サラウンドスピーカ用）とを有し、サラウンドスピー
カによって音の広がり感を表すと共に、センタスピーカ
によって広範囲で映像と一致した定位（感覚的な音源で
ある音像の位置）を得ることができる（図７（ａ）を参
照）。

【０００３】ところで、３−１方式のステレオ音声信号
を有する映像信号を、センタスピーカやサラウンドスピ
ーカを持たないテレビジョン機器で視聴する場合や、Ｖ
ＨＳ方式のＶＴＲ等の音声信号記録トラックが２チャン
ネル分しかない機器で録画する場合には、４チャンネル
ステレオの音声信号を２チャンネルステレオの音声信号
に変換する必要がある。一方、逆に３−１方式で音声を
ステレオ再生できる機器において、一般的な２チャンネ
ルの音源ソースを聞く場合には、２チャンネルステレオ
の音声信号を擬似的に４チャンネルステレオの音声信号
に変換することで臨場感を得ることができる。

【０００４】そこで、従来から、４チャンネルステレオ
の音声信号と２チャンネルステレオの音声信号との相互
間におけるチャンネル数変換が行われている。以下、従
来のチャンネル数変換方法を順に説明する。

【０００５】（１）４チャンネル→２チャンネルの変換 この変換において重要なことは、４チャンネル時での音
場が違和感なく２チャンネル時で再生されることであ
る。また、変換された２チャンネルの音声信号を従来か
ら使用されているサラウンドアンプ（疑似４チャンネル
化回路付きアンプ）を用いて再生した場合、元の４チャ
ンネルの音場に近い音場が再生できるのが望ましい。

【０００６】上記内容を考慮した３−１方式の４チャン
ネルステレオ音声信号を２チャンネルステレオ音声信号
に変換する方法として、ＥＩＡＪの「ＨＤテレビ受信機
の相互接続ガイドライン 調査報告書」に示されている
以下の３通りのマトリクス計算が、従来から使用されて
いる。 Ｌ’＝Ｌ＋０．７Ｃ＋ｊ０．７Ｓ Ｒ’＝Ｒ＋０．７Ｃ−ｊ０．７Ｓ Ｌ’＝Ｌ＋０．７Ｃ＋０．７Ｓ Ｒ’＝Ｒ＋０．７Ｃ−０．７Ｓ Ｌ’＝Ｌ＋０．７Ｃ＋０．７Ｓ Ｒ’＝Ｒ＋０．７Ｃ＋０．７Ｓ ここに、Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓは、それぞれ４チャンネルステ
レオ（すなわち、変換前）の前方左，右，センタおよび
後方サラウンドの音声信号であり、Ｌ’，Ｒ’は、変換
後の２チャンネルステレオの前方左右の音声信号であ
る。また、ｊは、位相が９０度回転していることを示
す。なお、図５（ａ）〜（ｃ）に、上記３通りの従来の
３−１方式の４チャンネルステレオ音声信号から２チャ
ンネルステレオ音声信号に変換する装置の構成をそれぞ
れ示す。

【０００７】（２）２チャンネル→４チャンネルの変換 この変換は、一般に以下のマトリクス計算によって行わ
れることが多い。 Ｌ’＝Ｌ Ｒ’＝Ｒ Ｃ’＝Ｋ３・（Ｌ＋Ｒ） Ｓ’＝Ｋ１・（Ｌ−Ｒ）＋Ｋ２・Ｓ’ｔ ここに、Ｌ，Ｒは、それぞれ２チャンネルステレオ（す
なわち、変換前）の前方左右の音声信号であり、Ｌ’，
Ｒ’，Ｃ’，Ｓ’は、それぞれ変換後の４チャンネルス
テレオの前方左，右，センタおよび後方サラウンドの音
声信号である。また、Ｋ１〜Ｋ３は定数であり、一般的
にＫ１＝Ｋ３＝０．３，Ｋ２＝０．１が用いられる。
Ｓ’ｔは、Ｓ’を時間ｔだけ遅延させた信号である。な
お、図６に、上記従来の２チャンネルステレオ音声信号
から３−１方式の４チャンネルステレオ音声信号に変換
する装置の構成を示す。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たマトリクス計算による各変換においては、以下のよう
な問題が残っている。 （１）４チャンネル→２チャンネルの変換での問題 上記のマトリクス計算を用いる変換方法の場合、９０
度の位相シフト回路が必要不可欠となり、変換器全体の
回路が複雑になるという問題がある。

【０００９】上記のマトリクス計算を用いる変換方法
の場合、９０度の位相シフト回路は必要ではなく、ま
た、サラウンドチャンネル（Ｓ）成分を左右逆相で加算
しているので、２チャンネルに変換された音声信号から
再びサラウンドチャンネルの音声信号Ｓに近い成分が再
び取り出せる利点がある。すなわち、上記の変換方式
においてＬ’，Ｒ’両式の差をとると、 Ｌ’−Ｒ’＝Ｌ−Ｒ＋１．４Ｓ となるため、Ｌ＝Ｒの場合には、サラウンドチャンネル
の音声信号Ｓを取り出すことができる。

【００１０】しかし、実際にはＬ＝Ｒとなることは希で
あるから、本来のサラウンドチャンネルの音声信号Ｓを
正確に取り出すことは実質的に不可能である。もし、Ｌ
＝Ｒであると仮定して、擬似的なサラウンドチャンネル
の音声信号を作り出した場合には、著作者の意図と反す
る加工がなされることとなり、著作権に関する問題を生
じる可能性がある。このため、上記のマトリクス計算
を用いる変換方法で変換された信号は、スピーカから音
声として出力される分にはよいが、録画等に使われるテ
レビジョン機器のモニタ出力の音声信号として用いるこ
とは適切ではない。

【００１１】次に、上記のマトリクス計算を用いる変
換方法の場合、前後の中ほどに定位する（中央部の）音
が消えるという問題がある。この問題を、図７を用いて
説明する。図７（ａ）は、３−１方式４チャンネルステ
レオの音声信号を再生する一般的なスピーカの配置を示
す図である。図７（ｂ）は、通常の２チャンネルステレ
オの音声信号を再生する一般的なスピーカの配置を示す
図である。なお、図７（ａ）および（ｂ）中の矢印は、
音をベクトルで表したものである。

【００１２】通常、３−１方式では、各チャンネルの集
音マイクロホンが各スピーカの位置で集音した音は、各
スピーカからそのまま再生される。視聴者の位置におい
て図中矢印の位相で再生されている音は、前後のスピー
カから出ている音が電気的にはほぼ逆位相になることが
わかる（図７（ａ））。次に、同じ音声信号を上記の
マトリクス計算を用いて変換した信号で２チャンネルス
テレオ再生を行うと、サラウンドチャンネルの音声信号
Ｓの成分が、前方左右チャンネルの音声信号Ｌ，Ｒの成
分と打ち消す位相関係になってしまっている（図７
（ｂ））。従って、視聴者のいるセンタから後方にかけ
てＬ＋０．７Ｃ＝Ｒ＋０．７Ｃ＝０．７Ｓとなり、全く
聞こえないポイントが生じていることになる。

【００１３】（２）２チャンネル→４チャンネルの変換
での問題 上記マトリクス計算を用いる変換方法は、前方左右の２
チャンネルの音声信号Ｌ，Ｒの和を合成してセンタチャ
ンネルの音声信号Ｃに加えるので、センタ音が強調され
て、音像がセンタに寄ってしまい、ステレオ感が損なわ
れるという問題があった。

【００１４】それ故、本発明の目的は、４チャンネルか
ら２チャンネルへの変換では、９０度の位相シフト回路
を必要とせず、著作権上の問題も発生させず、音場の中
央付近における音の消えをなくし、また、２チャンネル
から４チャンネルへの変換では、ステレオ感が損なわれ
ることのない音声チャンネル数変換方法および装置を提
供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、少なくとも視聴者の前方に左右２チャンネルと
後方に１チャンネルを有する多チャンネルステレオの音
声信号（以下、原音声信号という）を、２チャンネルス
テレオの音声信号（以下、変換音声信号）に変換する音
声チャンネル数変換方法であって、原音声信号の左チャ
ンネルの音声信号Ｌに、当該音声信号Ｌの位相と逆相の
原音声信号の後方チャンネルの音声信号Ｓを加算して、
変換音声信号の左チャンネルの音声信号Ｌ’とするステ
ップと、原音声信号の右チャンネルの音声信号Ｒに、当
該音声信号Ｒの位相と逆相の原音声信号の後方チャンネ
ルの音声信号Ｓを加算して、変換音声信号の右チャンネ
ルの音声信号Ｒ’とするステップとを備えることを特徴
とする。

【００１６】上記のように、第１の発明によれば、後方
チャンネルの音声信号Ｓを、左右チャンネル（Ｌ，Ｒ）
から逆位相で加算（すなわち、減算する）構成としてい
る。これにより、９０度の位相シフト回路を必要とする
ことなく、また前後の中ほどに定位する（中央部の）音
が消えるという問題もなくなる。

【００１７】第２の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、原音声信号の左チャンネルの音声信号Ｌに、
当該音声信号Ｌの位相と同相の原音声信号の後方チャン
ネルの音声信号Ｓを加算して、変換音声信号の左チャン
ネルの音声信号Ｌ”とするステップをさらに備え、外部
のモニタ用としては、音声信号Ｌ’と音声信号Ｒ’とを
出力し、内部のスピーカ用としては、音声信号Ｌ’また
は音声信号Ｌ”のいずれか一つと音声信号Ｒ’とを出力
することを特徴とする。

【００１８】第３の発明は、第２の発明に従属する発明
であって、音声信号Ｌ’または音声信号Ｌ”のいずれか
一つは、視聴者が任意に選択できることを特徴とする。

【００１９】上記のように、第２および第３の発明によ
れば、第１の発明において、録画等に使われるテレビジ
ョン機器のモニタ出力には、上記第１の発明と同様に変
換した音声信号Ｌ’を用い、テレビジョン機器本体のス
ピーカへの出力には、音声信号Ｌ’と音声信号Ｌ”の双
方を選択的に用いるようにする。これにより、モニター
出力となる音声信号において、再変換による著作権上の
問題の発生を回避することができる。一方、スピーカ出
力となる音声信号においては、定位重視の時に効果的な
信号と、サラウンド感重視の時に効果的な信号とを、選
択的に切り換えて視聴者が好みに合わせることができ
る。

【００２０】第４の発明は、２チャンネルステレオの音
声信号（以下、原音声信号）を、少なくとも視聴者の前
方に左右２チャンネルとセンタに１チャンネルを有する
多チャンネルステレオの音声信号（以下、変換音声信号
という）に変換する音声チャンネル数変換方法であっ
て、原音声信号の左チャンネルの音声信号Ｌと、原音声
信号の右チャンネルの音声信号Ｒとを加算するステップ
と、加算するステップが出力する信号の位相を反転さ
せ、当該反転させた信号を予め定めた割合で音声信号Ｌ
に加算して、変換音声信号の左チャンネルの音声信号
Ｌ’とするステップと、加算するステップが出力する信
号の位相を反転させ、当該反転させた信号を予め定めた
割合で音声信号Ｒに加算して、変換音声信号の右チャン
ネルの音声信号Ｒ’とするステップとを備える。

【００２１】上記のように、第４の発明によれば、左右
チャンネルの音声信号ＬおよびＲから、一定の割合の
（Ｌ＋Ｒ）を差し引いて、変換後の左右チャンネルの音
声信号Ｌ’およびＲ’とする。これにより、センタ音が
強調されて音像の定位がセンタに寄ってしまい、ステレ
オ感が損なわれることがなくなる。

【００２２】第５の発明は、２チャンネルステレオの音
声信号（以下、原音声信号）を、少なくとも視聴者の前
方に左右２チャンネルとセンタに１チャンネルを有する
多チャンネルステレオの音声信号（以下、変換音声信号
という）に変換する音声チャンネル数変換方法であっ
て、原音声信号の左チャンネルの音声信号Ｌと、原音声
信号の右チャンネルの音声信号Ｒとを入力し、当該音声
信号Ｌと当該音声信号Ｒとの振幅および位相情報に基づ
いて、変換音声信号のセンタチャンネル成分の信号を抽
出するステップと、抽出するステップが出力する信号の
位相を反転させ、当該反転させた信号を予め定めた割合
で音声信号Ｌに加算して、変換音声信号の左チャンネル
の音声信号Ｌ’とするステップと、抽出するステップが
出力する信号の位相を反転させ、当該反転させた信号を
予め定めた割合で音声信号Ｒに加算して、変換音声信号
の右チャンネルの音声信号Ｒ’とするステップとを備え
る。

【００２３】上記のように、第５の発明によれば、信号
検知手段を用い、左チャンネルの音声信号Ｌと右チャン
ネルの音声信号Ｒとの位相が一致している場合にのみ、
センタチャンネル成分の信号を変換後の左右チャンネル
の音声信号Ｌ’およびＲ’から減算する。これにより、
センタチャンネルの音声信号成分の検出精度を高めるこ
とができ、より自然的で違和感のない２チャンネルステ
レオの音声信号への変換が可能となる。

【００２４】第６の発明は、３−１方式の４チャンネル
ステレオの音声信号を、２チャンネルステレオの音声信
号に変換する音声チャンネル数変換装置であって、２つ
の音声信号を入力し、双方を加算して出力する複数の加
算手段と、音声信号を入力し、予め定めた定数Ｋｎ（ｎ
は、正の整数）を乗算する複数の定数乗算手段とを備
え、３−１方式の４チャンネルステレオの左チャンネル
の音声信号Ｌ、右チャンネルの音声信号Ｒ、センタチャ
ンネルの音声信号Ｃおよびサラウンドチャンネルの音声
信号Ｓを、 Ｌ’＝Ｌ＋Ｋ１・Ｃ−Ｋ２・Ｓ Ｒ’＝Ｒ＋Ｋ１・Ｃ−Ｋ２・Ｓ の変換式に従って、２チャンネルステレオの左チャンネ
ルの音声信号Ｌ’および右チャンネルの音声信号Ｒ’に
変換することを特徴とする。

【００２５】上記のように、第６の発明によれば、後方
に位置するサラウンドチャンネルの音声信号Ｓを、左右
チャンネル（Ｌ，Ｒ）から逆位相で加算（すなわち、減
算する）構成としている。これにより、９０度の位相シ
フト回路を必要とすることなく、また前後の中ほどに定
位する（中央部の）音が消えるという問題もなくなる。

【００２６】第７の発明は、第６の発明に従属する発明
であって、音声信号Ｌ”を、 Ｌ”＝Ｌ＋Ｋ１・Ｃ＋Ｋ２・Ｓ に従って算出する加算手段と、音声信号Ｌ’と音声信号
Ｌ”とを入力し、いずれか一つを選択的に切り換えて出
力する切換手段とをさらに備え、外部のモニタ用として
は、音声信号Ｌ’と音声信号Ｒ’とを出力し、内部のス
ピーカ用としては、選択した音声信号Ｌ’または音声信
号Ｌ”のいずれか一つと音声信号Ｒ’とを出力すること
を特徴とする。

【００２７】第８の発明は、第７の発明に従属する発明
であって、切換手段の切り換えは、視聴者が任意に行え
ることを特徴とする。

【００２８】上記のように、第７および第８の発明によ
れば、第６の発明において、録画等に使われるテレビジ
ョン機器のモニタ出力には、上記第１の発明と同様に変
換した音声信号Ｌ’（＝Ｌ＋Ｋ１・Ｃ−Ｋ２・Ｓ）を用
い、テレビジョン機器本体のスピーカへの出力には、音
声信号Ｌ’と音声信号Ｌ”（＝Ｌ＋Ｋ１・Ｃ±Ｋ２・
Ｓ）の双方を選択的に用いるようにする。これにより、
モニター出力となる音声信号において、再変換による著
作権上の問題の発生を回避することができる。一方、ス
ピーカ出力となる音声信号においては、定位重視の時に
効果的な信号（Ｌ＋Ｋ１・Ｃ−Ｋ２・Ｓ）と、サラウン
ド感重視の時に効果的な信号（Ｌ＋Ｋ１・Ｃ＋Ｋ２・
Ｓ）とを、選択的に切り換えて聴取者が好みに合わせる
ことができる。

【００２９】第９の発明は、２チャンネルステレオの音
声信号を、３−１方式の４チャンネルステレオの音声信
号に変換する音声チャンネル数変換装置であって、２つ
の音声信号を入力し、双方を加算して出力する複数の加
算手段と、音声信号を入力し、予め定めた遅延をかけて
出力する信号遅延手段と、音声信号を入力し、予め定め
た定数Ｋｎ（ｎは、正の整数）を乗算する複数の定数乗
算手段とを備え、２チャンネルステレオの左チャンネル
の音声信号Ｌおよび右チャンネルの音声信号Ｒを、 Ｌ’＝Ｌ−Ｋ５・（Ｌ＋Ｒ） Ｒ’＝Ｒ−Ｋ５・（Ｌ＋Ｒ） Ｃ’＝Ｋ３・（Ｌ＋Ｒ） Ｓ’＝Ｋ２・ＳＥ（Ｌ＋Ｒ） の変換式に従って（ただし、ＳＥは、信号遅延手段に基
づいた関数）、３−１方式の４チャンネルステレオの左
チャンネルの音声信号Ｌ’、右チャンネルの音声信号
Ｒ’、センタチャンネルの音声信号Ｃ’およびサラウン
ドチャンネルの音声信号Ｓ’に変換することを特徴とす
る。

【００３０】上記のように、第９の発明によれば、左右
チャンネルの音声信号ＬおよびＲから、一定の割合のセ
ンタチャンネルの音声信号Ｃの成分（すなわち、Ｌ＋
Ｒ）を差し引いて、変換後の左右チャンネルの音声信号
Ｌ’およびＲ’とする。これにより、センタ音が強調さ
れて音像の定位がセンタに寄ってしまい、ステレオ感が
損なわれることがなくなる。

【００３１】第１０の発明は、２チャンネルステレオの
音声信号を、３−１方式の４チャンネルステレオの音声
信号に変換する音声チャンネル数変換装置であって、２
つの音声信号を入力し、双方を加算して出力する複数の
加算手段と、音声信号を入力し、予め定めた遅延をかけ
て出力する信号遅延手段と、２チャンネルステレオの左
チャンネルの音声信号Ｌと右チャンネルの音声信号Ｒと
を入力し、当該音声信号Ｌと当該音声信号Ｒとの振幅お
よび位相情報に基づいて、３−１方式の４チャンネルス
テレオのセンタチャンネルの音声信号成分を抽出する信
号検知手段と、音声信号を入力し、予め定めた定数Ｋｎ
（ｎは、正の整数）を乗算する複数の定数乗算手段とを
備え、音声信号Ｌおよび音声信号Ｒを、 Ｌ’＝Ｌ−Ｋ５・ＣＥ Ｒ’＝Ｒ−Ｋ５・ＣＥ Ｃ’＝Ｋ３・ＣＥ Ｓ’＝Ｋ２・ＳＥ（Ｌ＋Ｒ） の変換式に従って（ただし、ＳＥは、信号遅延手段に基
づいた関数、ＣＥは、信号検知手段に基づいた関数）、
３−１方式の４チャンネルステレオの左チャンネルの音
声信号Ｌ’、右チャンネルの音声信号Ｒ’、センタチャ
ンネルの音声信号Ｃ’およびサラウンドチャンネルの音
声信号Ｓ’に変換することを特徴とする。

【００３２】上記のように、第１０の発明によれば、信
号検知手段を用い、左チャンネルの音声信号Ｌと右チャ
ンネルの音声信号Ｒとの位相が一致している場合にの
み、センタチャンネルの音声信号Ｃ’の成分を変換後の
左右チャンネルの音声信号Ｌ’およびＲ’から減算す
る。これにより、センタチャンネルの音声信号Ｃ’の成
分の検出精度を高めることができ、より自然的で違和感
のない２チャンネルステレオの音声信号への変換が可能
となる。

【００３３】

【発明の実施の形態】（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声チャンネル数変換装置の
構成を示すブロック図である。図１において、第１の実
施形態に係る音声チャンネル数変換装置は、定数乗算部
１１および１２と、加算部２１〜２４とを備える。

【００３４】この第１の実施形態に係る音声チャンネル
数変換装置は、３−１方式の４チャンネルステレオの音
声信号、すなわち、左チャンネルの音声信号Ｌ，右チャ
ンネルの音声信号Ｒ，センタチャンネルの音声信号Ｃ，
サラウンドチャンネルの音声信号Ｓを、２チャンネルス
テレオの音声信号、すなわち、左チャンネルの音声信号
Ｌ’，右チャンネルの音声信号Ｒ’に変換する。以下、
その変換方法を説明する。

【００３５】図１に示すように、定数乗算部１１は、セ
ンタチャンネルの音声信号Ｃを入力し、定数Ｋ１を乗算
した同相の信号を出力する。定数乗算部１２は、サラウ
ンドチャンネルの音声信号Ｓを入力し、定数Ｋ２を乗算
した逆相の信号を出力する。そして、加算部２１は、左
チャンネルの音声信号Ｌと、定数乗算部１１が出力する
同相の信号とを入力し、双方を加算して出力する。加算
部２２は、右チャンネルの音声信号Ｒと、定数乗算部１
１が出力する同相の信号とを入力し、双方を加算して出
力する。さらに、加算部２３は、加算部２１が出力する
信号と、定数乗算部１２が出力する逆相の信号とを入力
し、双方を加算して変換後の左チャンネルの音声信号
Ｌ’として出力する。加算部２４は、加算部２２が出力
する信号と、定数乗算部１２が出力する逆相の信号とを
入力し、双方を加算して変換後の右チャンネルの音声信
号Ｒ’として出力する。

【００３６】そして、上記変換方法を実現するマトリク
ス計算は、以下の式で表せる。 Ｌ’＝Ｌ＋Ｋ１・Ｃ−Ｋ２・Ｓ Ｒ’＝Ｒ＋Ｋ１・Ｃ−Ｋ２・Ｓ なお、定数Ｋ１およびＫ２は、１以下の実数で設定する
が、Ｋ１＝Ｋ２＝０．７とするのが好ましい。

【００３７】以上のように、本発明の第１の実施形態に
係る音声チャンネル数変換装置および方法によれば、後
部に位置するサラウンドチャンネルの音声信号Ｓを、左
右チャンネル（ＬおよびＲ）から減算する構成としてい
る。これにより、９０度の位相シフト回路を必要とする
ことなく、また前後の中ほどに定位する（中央部の）音
が消えるという問題もなくなる。

【００３８】（第２の実施形態）図２は、本発明の第２
の実施形態に係る音声チャンネル数変換装置の構成を示
すブロック図である。図２において、第２の実施形態に
係る音声チャンネル数変換装置は、定数乗算部１１およ
び１２と、加算部２１〜２５と、切換部３１とを備え
る。

【００３９】図２に示すように、第２の実施形態に係る
音声チャンネル数変換装置は、上述した第１の実施形態
に係る音声チャンネル数変換装置に、加算部２５および
切換部３１をさらに加えた構成である。なお、第２の実
施形態に係る音声チャンネル数変換装置におけるその他
の構成は、上述した第１の実施形態に係る音声チャンネ
ル数変換装置における構成と同様であり、当該その他の
構成については、同一の参照番号を付してその説明を省
略する。

【００４０】定数乗算部１２は、サラウンドチャンネル
の音声信号Ｓを入力し、定数Ｋ２を乗算した逆相の信号
と共に、同相の信号をも出力する。加算部２５は、加算
部２１が出力する信号と、定数乗算部１２が出力する同
相の信号とを入力し、双方を加算して変換後の左チャン
ネルの音声信号Ｌ”として出力する。切換部３１は、加
算部２３が出力する音声信号Ｌ’（＝Ｌ＋Ｋ１・Ｃ−Ｋ
２・Ｓ）と、加算部２５が出力する音声信号Ｌ”（＝Ｌ
＋Ｋ１・Ｃ＋Ｋ２・Ｓ）とを入力し、いずれか一方の信
号を選択的に切り換える。

【００４１】以上のように、本発明の第２の実施形態に
係る音声チャンネル数変換装置および方法によれば、録
画等に使われるテレビジョン機器のモニタ出力には、上
記第１の実施形態と同様に変換した音声信号Ｌ’（＝Ｌ
＋Ｋ１・Ｃ−Ｋ２・Ｓ）を用い、テレビジョン機器本体
のスピーカへの出力には、音声信号Ｌ’と音声信号Ｌ”
（＝Ｌ＋Ｋ１・Ｃ±Ｋ２・Ｓ）の双方を選択的に用いる
ようにする。これにより、モニター出力となる音声信号
において、再変換による著作権上の問題の発生を回避す
ることができる。一方、スピーカ出力となる音声信号に
おいては、定位重視の時に効果的な信号（Ｌ＋Ｋ１・Ｃ
−Ｋ２・Ｓ）と、サラウンド感重視の時に効果的な信号
（Ｌ＋Ｋ１・Ｃ＋Ｋ２・Ｓ）とを、選択的に切り換えて
聴取者が好みに合わせることができる。

【００４２】なお、上記第１および第２の実施形態にお
いては、３−１方式における４チャンネルステレオ音声
信号のうち、サラウンドチャンネルの音声信号Ｓ’を再
生するスピーカとして、後部にスピーカを１個配置する
場合を説明した。しかし、本発明の音声チャンネル数変
換方法は、サラウンドチャンネルの音声信号Ｓ’用のス
ピーカを後部に２個配置した場合でも同様に用いること
ができ、この場合、当該２個のスピーカからは同じ音声
信号Ｓ’を出力すればよい。

【００４３】（第３の実施形態）図３は、本発明の第３
の実施形態に係る音声チャンネル数変換装置の構成を示
すブロック図である。図３において、第３の実施形態に
係る音声チャンネル数変換装置は、信号遅延部（ＳＥ）
４１と、定数乗算部１３〜１５と、加算部２６〜２８と
を備える。

【００４４】この第３の実施形態に係る音声チャンネル
数変換装置は、２チャンネルステレオの音声信号、すな
わち、左チャンネルの音声信号Ｌ，右チャンネルの音声
信号Ｒを、３−１方式の４チャンネルステレオの音声信
号、すなわち、左チャンネルの音声信号Ｌ’，右チャン
ネルの音声信号Ｒ’，センタチャンネルの音声信号
Ｃ’，サラウンドチャンネルの音声信号Ｓ’に変換す
る。以下、その変換方法を説明する。

【００４５】図３に示すように、加算部２６は、左チャ
ンネルの音声信号Ｌと右チャンネルの音声信号Ｒとをそ
れぞれ入力し、加算して出力する。定数乗算部１３は、
加算部２６が出力する信号を入力し、定数Ｋ５を乗算し
た逆相の信号を出力する。そして、加算部２７は、左チ
ャンネルの音声信号Ｌと、定数乗算部１３が出力する逆
相の信号とを入力し、双方を加算して変換後の左チャン
ネルの音声信号Ｌ’として出力する。加算部２８は、右
チャンネルの音声信号Ｒと、定数乗算部１３が出力する
逆相の信号とを入力し、双方を加算して変換後の右チャ
ンネルの音声信号Ｒ’として出力する。一方、定数乗算
部１４は、加算部２６が出力する信号を入力し、定数Ｋ
３を乗算して変換後のセンタチャンネルの音声信号Ｃ’
として出力する。信号遅延部４１は、左チャンネルの音
声信号Ｌと右チャンネルの音声信号Ｒとを入力し、当該
音声信号に予め定めた遅延をかけて出力する。定数乗算
部１５は、信号遅延部４１が出力する信号を入力し、定
数Ｋ２を乗算して変換後のサラウンドチャンネルの音声
信号Ｓ’として出力する。

【００４６】そして、上記変換方法を実現するマトリク
ス計算は、以下の式で表せる。 Ｌ’＝Ｌ−Ｋ５・（Ｌ＋Ｒ） Ｒ’＝Ｒ−Ｋ５・（Ｌ＋Ｒ） Ｃ’＝Ｋ３・（Ｌ＋Ｒ） Ｓ’＝Ｋ２・ＳＥ（Ｌ＋Ｒ） なお、定数Ｋ２およびＫ３は、１以下の実数で設定し、
定数Ｋ５は、０．５以下の実数で設定するが、Ｋ２＝Ｋ
３＝０．７およびＫ５＝０．３とするのが好ましい。

【００４７】以上のように、本発明の第３の実施形態に
係る音声チャンネル数変換装置および方法によれば、左
右チャンネルの音声信号Ｌ，Ｒから、一定の割合の変換
後のセンタチャンネルの音声信号Ｃの成分（すなわち、
Ｌ＋Ｒ）を差し引いて、変換後の左右チャンネルの音声
信号Ｌ’，Ｒ’とする。これにより、センタ音が強調さ
れて音像の定位がセンタに寄ってしまい、ステレオ感が
損なわれることがなくなる。

【００４８】（第４の実施形態）図４は、本発明の第４
の実施形態に係る音声チャンネル数変換装置の構成を示
すブロック図である。図４において、第４の実施形態に
係る音声チャンネル数変換装置は、信号遅延部（ＳＥ）
４１と、信号検知部（ＣＥ）４２と、定数乗算部１３〜
１５と、加算部２７および２８とを備える。

【００４９】図４に示すように、第４の実施形態に係る
音声チャンネル数変換装置は、上述した第３の実施形態
に係る音声チャンネル数変換装置の加算部２６を信号検
知部４２に代えた構成である。なお、第４の実施形態に
係る音声チャンネル数変換装置におけるその他の構成
は、上述した第３の実施形態に係る音声チャンネル数変
換装置における構成と同様であり、当該その他の構成に
ついては、同一の参照番号を付してその説明を省略す
る。

【００５０】信号検知部４２は、左チャンネルの音声信
号Ｌと右チャンネルの音声信号Ｒとをそれぞれ入力し、
まず、これら音声信号Ｌ，Ｒの位相が一致しているかど
うかを判断する。そして、信号検知部４２は、双方の位
相が一致したときのみセンタ信号と見なし、この音声信
号Ｌと音声信号Ｒとを加算して定数乗算部１３，１４へ
出力する。

【００５１】以上のように、本発明の第４の実施形態に
係る音声チャンネル数変換装置および方法によれば、信
号検知部４２を用い、左チャンネルの音声信号Ｌと右チ
ャンネルの音声信号Ｒとの位相が一致している場合にの
み、センタチャンネルの音声信号Ｃ’の成分であるとし
て出力する。これにより、センタチャンネルの音声信号
Ｃ’の成分の検出精度を高めることができ、より自然的
で違和感のない２チャンネルステレオの音声信号への変
換が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る音声チャンネル
数変換装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に係る音声チャンネル
数変換装置の構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の第３の実施形態に係る音声チャンネル
数変換装置の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の第４の実施形態に係る音声チャンネル
数変換装置の構成を示すブロック図である。

【図５】従来の３−１方式の４チャンネルステレオ音声
信号から２チャンネルステレオ音声信号に変換する装置
の構成を示すブロック図である。

【図６】従来の２チャンネルステレオ音声信号から３−
１方式の４チャンネルステレオ音声信号に変換する装置
の構成を示すブロック図である。

【図７】図６の従来の装置で４チャンネルから２チャン
ネルに変換した音声信号をそれぞれ再生した場合の違い
を説明する図である。

【符号の説明】

１１〜１５…定数乗算部 ２１〜２８…加算部 ３１…切換部 ４１…信号遅延部 ４２…信号検知部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも視聴者の前方に左右２チャン
   ネルと後方に１チャンネルを有する多チャンネルステレ
   オの音声信号（以下、原音声信号という）を、２チャン
   ネルステレオの音声信号（以下、変換音声信号）に変換
   する音声チャンネル数変換方法であって、 前記原音声信号の左チャンネルの音声信号Ｌに、当該音
   声信号Ｌの位相と逆相の前記原音声信号の後方チャンネ
   ルの音声信号Ｓを加算して、前記変換音声信号の左チャ
   ンネルの音声信号Ｌ’とするステップと、 前記原音声信号の右チャンネルの音声信号Ｒに、当該音
   声信号Ｒの位相と逆相の前記原音声信号の後方チャンネ
   ルの音声信号Ｓを加算して、前記変換音声信号の右チャ
   ンネルの音声信号Ｒ’とするステップとを備えることを
   特徴とする、音声チャンネル数変換方法。
2. 【請求項２】 前記原音声信号の左チャンネルの音声信
   号Ｌに、当該音声信号Ｌの位相と同相の前記原音声信号
   の後方チャンネルの音声信号Ｓを加算して、前記変換音
   声信号の左チャンネルの音声信号Ｌ”とするステップを
   さらに備え、 外部のモニタ用としては、前記音声信号Ｌ’と前記音声
   信号Ｒ’とを出力し、内部のスピーカ用としては、前記
   音声信号Ｌ’または前記音声信号Ｌ”のいずれか一つと
   前記音声信号Ｒ’とを出力することを特徴とする、請求
   項１に記載の音声チャンネル数変換方法。
3. 【請求項３】 前記音声信号Ｌ’または前記音声信号
   Ｌ”のいずれか一つは、視聴者が任意に選択できること
   を特徴とする、請求項２に記載の音声チャンネル数変換
   方法。
4. 【請求項４】 ２チャンネルステレオの音声信号（以
   下、原音声信号）を、少なくとも視聴者の前方に左右２
   チャンネルとセンタに１チャンネルを有する多チャンネ
   ルステレオの音声信号（以下、変換音声信号という）に
   変換する音声チャンネル数変換方法であって、 前記原音声信号の左チャンネルの音声信号Ｌと、前記原
   音声信号の右チャンネルの音声信号Ｒとを加算するステ
   ップと、 前記加算するステップが出力する信号の位相を反転さ
   せ、当該反転させた信号を予め定めた割合で前記音声信
   号Ｌに加算して、前記変換音声信号の左チャンネルの音
   声信号Ｌ’とするステップと、 前記加算するステップが出力する信号の位相を反転さ
   せ、当該反転させた信号を予め定めた割合で前記音声信
   号Ｒに加算して、前記変換音声信号の右チャンネルの音
   声信号Ｒ’とするステップとを備える、音声チャンネル
   数変換方法。
5. 【請求項５】 ２チャンネルステレオの音声信号（以
   下、原音声信号）を、少なくとも視聴者の前方に左右２
   チャンネルとセンタに１チャンネルを有する多チャンネ
   ルステレオの音声信号（以下、変換音声信号という）に
   変換する音声チャンネル数変換方法であって、 前記原音声信号の左チャンネルの音声信号Ｌと、前記原
   音声信号の右チャンネルの音声信号Ｒとを入力し、当該
   音声信号Ｌと当該音声信号Ｒとの振幅および位相情報に
   基づいて、前記変換音声信号のセンタチャンネル成分の
   信号を抽出するステップと、 前記抽出するステップが出力する信号の位相を反転さ
   せ、当該反転させた信号を予め定めた割合で前記音声信
   号Ｌに加算して、前記変換音声信号の左チャンネルの音
   声信号Ｌ’とするステップと、 前記抽出するステップが出力する信号の位相を反転さ
   せ、当該反転させた信号を予め定めた割合で前記音声信
   号Ｒに加算して、前記変換音声信号の右チャンネルの音
   声信号Ｒ’とするステップとを備える、音声チャンネル
   数変換方法。
6. 【請求項６】 ３−１方式の４チャンネルステレオの音
   声信号を、２チャンネルステレオの音声信号に変換する
   音声チャンネル数変換装置であって、 ２つの音声信号を入力し、双方を加算して出力する複数
   の加算手段と、 音声信号を入力し、予め定めた定数Ｋｎ（ｎは、正の整
   数）を乗算する複数の定数乗算手段とを備え、 前記３−１方式の４チャンネルステレオの左チャンネル
   の音声信号Ｌ、右チャンネルの音声信号Ｒ、センタチャ
   ンネルの音声信号Ｃおよびサラウンドチャンネルの音声
   信号Ｓを、 Ｌ’＝Ｌ＋Ｋ１・Ｃ−Ｋ２・Ｓ Ｒ’＝Ｒ＋Ｋ１・Ｃ−Ｋ２・Ｓ の変換式に従って、前記２チャンネルステレオの左チャ
   ンネルの音声信号Ｌ’および右チャンネルの音声信号
   Ｒ’に変換することを特徴とする、音声チャンネル数変
   換装置。
7. 【請求項７】 音声信号Ｌ”を、 Ｌ”＝Ｌ＋Ｋ１・Ｃ＋Ｋ２・Ｓ に従って算出する加算手段と、 前記音声信号Ｌ’と前記音声信号Ｌ”とを入力し、いず
   れか一つを選択的に切り換えて出力する切換手段とをさ
   らに備え、 外部のモニタ用としては、前記音声信号Ｌ’と前記音声
   信号Ｒ’とを出力し、内部のスピーカ用としては、選択
   した前記音声信号Ｌ’または前記音声信号Ｌ”のいずれ
   か一つと前記音声信号Ｒ’とを出力することを特徴とす
   る、請求項６に記載の音声チャンネル数変換装置。
8. 【請求項８】 前記切換手段の切り換えは、視聴者が任
   意に行えることを特徴とする、請求項７に記載の音声チ
   ャンネル数変換装置。
9. 【請求項９】 ２チャンネルステレオの音声信号を、３
   −１方式の４チャンネルステレオの音声信号に変換する
   音声チャンネル数変換装置であって、 ２つの音声信号を入力し、双方を加算して出力する複数
   の加算手段と、 音声信号を入力し、予め定めた遅延をかけて出力する信
   号遅延手段と、 音声信号を入力し、予め定めた定数Ｋｎ（ｎは、正の整
   数）を乗算する複数の定数乗算手段とを備え、 前記２チャンネルステレオの左チャンネルの音声信号Ｌ
   および右チャンネルの音声信号Ｒを、 Ｌ’＝Ｌ−Ｋ５・（Ｌ＋Ｒ） Ｒ’＝Ｒ−Ｋ５・（Ｌ＋Ｒ） Ｃ’＝Ｋ３・（Ｌ＋Ｒ） Ｓ’＝Ｋ２・ＳＥ（Ｌ＋Ｒ） の変換式に従って（ただし、ＳＥは、前記信号遅延手段
   に基づいた関数）、前記３−１方式の４チャンネルステ
   レオの左チャンネルの音声信号Ｌ’、右チャンネルの音
   声信号Ｒ’、センタチャンネルの音声信号Ｃ’およびサ
   ラウンドチャンネルの音声信号Ｓ’に変換することを特
   徴とする、音声チャンネル数変換装置。
10. 【請求項１０】 ２チャンネルステレオの音声信号を、
    ３−１方式の４チャンネルステレオの音声信号に変換す
    る音声チャンネル数変換装置であって、 ２つの音声信号を入力し、双方を加算して出力する複数
    の加算手段と、 音声信号を入力し、予め定めた遅延をかけて出力する信
    号遅延手段と、 前記２チャンネルステレオの左チャンネルの音声信号Ｌ
    と右チャンネルの音声信号Ｒとを入力し、当該音声信号
    Ｌと当該音声信号Ｒとの振幅および位相情報に基づい
    て、前記３−１方式の４チャンネルステレオのセンタチ
    ャンネルの音声信号成分を抽出する信号検知手段と、 音声信号を入力し、予め定めた定数Ｋｎ（ｎは、正の整
    数）を乗算する複数の定数乗算手段とを備え、 前記音声信号Ｌおよび前記音声信号Ｒを、 Ｌ’＝Ｌ−Ｋ５・ＣＥ Ｒ’＝Ｒ−Ｋ５・ＣＥ Ｃ’＝Ｋ３・ＣＥ Ｓ’＝Ｋ２・ＳＥ（Ｌ＋Ｒ） の変換式に従って（ただし、ＳＥは、前記信号遅延手段
    に基づいた関数、ＣＥは、前記信号検知手段に基づいた
    関数）、前記３−１方式の４チャンネルステレオの左チ
    ャンネルの音声信号Ｌ’、右チャンネルの音声信号
    Ｒ’、センタチャンネルの音声信号Ｃ’およびサラウン
    ドチャンネルの音声信号Ｓ’に変換することを特徴とす
    る、音声チャンネル数変換装置。