JP2004517538A

JP2004517538A - 多チャネル・オーディオ変換器

Info

Publication number: JP2004517538A
Application number: JP2002553868A
Authority: JP
Inventors: イルワン，ロイ; エムアールツ，ロナルデュス
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2004-06-10
Also published as: EP1275271A2; US20020118840A1; CN1248544C; WO2002052896A3; KR100909971B1; US6882731B2; KR20020079885A; CN1426669A; WO2002052896A2

Abstract

初期オーディオ信号（ｘ，ｘ_ｌ，ｘ_ｒ）から別のオーディオ信号（ｕ，ｕ_ｌ，ｕ_ｒ，ｕ_ｃ，ｕ_ｓ）を生成する方法及びオーディオ変換器であって、情報信号（ｃ_ｌ，ｃ_ｒ，ｃ_ｓ，ｃ_ｃ）が（手段２３において）上記初期オーディオ信号（ｘ）から任意的に求められる。初期オーディオ信号（ｘ，ｘ_ｒ，ｘ_ｌ）に基づいて、互いにほぼ横方向の優勢信号ｙ（ｋ）及び１又は複数の残留信号ｑ（ｋ）が（手段２１及び２２において）決定される。少なくとも２つの周波数レンジにおいて、優勢信号の周波数成分が（手段２４において）分析され、優勢信号から該優勢信号の１以上の周波数レンジ（ｙ_ｂ（ｋ））における周波数レンジ成分を引いたものに対応する差分信号ｙ_ｒ（（ｙ（ｋ）−ｙ_ｂ（ｋ））が形成される。差分オーディオ信号ｙ_ｒと残留信号ｑ（ｋ）とは（手段２５において）上記別のオーディオ信号ｕへ変換される。すなわち、式（Ｉ）。上記手段（２５）において、周波数レンジ成分は更に差分信号とは別に変換されることが好ましい。すなわち、ＴγＭを有する式（ＩＩ）。

Description

【０００１】
（従来技術）
本発明は、初期オーディオ信号からオーディオ信号を生成する手段と、この初期オーディオ信号（
【０００２】
【数１】

）を別のオーディオ信号（
【０００３】
【数２】

）へ変換する手段と、を有する多チャネル・オーディオ変換器に関する。
【０００４】
本発明は、更に、初期オーディオ信号（
【０００５】
【数３】

）からオーディオ信号を生成する方法であって、情報信号が上記初期信号（
【０００６】
【数４】

）から求められ、該情報信号を用いて上記初期オーディオ信号（
【０００７】
【数５】

）を上記別のオーディオ信号（
【０００８】
【数６】

）へ変換するオーディオ信号生成方法にも関する。
【０００９】
このような多チャネル・ステレオ・システム及び方法は、欧州特許出願第０７５７５０６号から知られている。この既知のシステムは、いわゆるカラオケ・システムであり、このシステムにおいては、エンコーディング工程中に記録媒体に埋め込まれたサラウンド・チャネルが用いられる。
【００１０】
この既知のシステム及び方法の欠点は、特殊なエンコード／デコード方法を必要とする点である。このシステムは、現存するＣＤがその既知システム用に特殊にエンコードされていない限り、それらについて動作しない。
【００１１】
よって、本発明の目的は、ＣＤなどの現存するオーディオ・キャリアを取り扱い、ユーザが記録されたオーディオ信号と双方向のやりとりができるようにすることが可能なシステム及び対応する方法を提供することである。
【００１２】
（発明の開示）
さらに、本発明に係る多チャネル変換器は、上記変換手段が、上記初期オーディオ信号（
【００１３】
【数７】

）に基いて、互いにほぼ横方向の優勢信号（ｙ（ｋ））及び１又は複数の残留信号（ｑ（ｋ））を決定する手段と、少なくとも２つの周波数レンジにおいて、上記優勢信号の周波数成分を分析する手段と、上記優勢信号（ｙ（ｋ））から該優勢信号の１以上の選択された周波数レンジ（ｙ_Ｂ（ｋ））における周波数レンジ成分を引いたものに対応する差分信号（ｙ_ｒ｛ｙ（ｋ）−ｙ_Ｂ（ｋ））を形成する手段と、上記差分オーディオ信号（ｙ_ｒ）及び上記残留信号ｑ（ｋ）を上記別のオーディオ信号（
【００１４】
【数８】

）へ変換する手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る上記変換手段は、上記初期オーディオ信号に基づいて、優勢信号を決定する手段を有する。非常にしばしば、これら初期信号は、２つの信号：左（ｘ_ｌ）及び右（ｘ_ｒ）から成る。すなわち、ステレオ信号である。しかし、本発明は、２つの初期ステレオ信号のみを用いるシステムに限定されず、初期記録は２つより多い初期信号（例えば、左、右、中央（ｘ_ｃ）、及びサラウンド（ｘ_ｓ）信号、或いはより複雑な信号）を有してもよい。初期オーディオ信号に基づいて、１又は複数の残留信号（ｑ（ｋ））と同様に、優勢信号（ｙ（ｋ））が決定される。その結果、優勢方向が決定される。優勢信号は、例えば、初期信号ｙ（ｋ）＝Σｗ_ｉｘ_ｉ（ｋ）の線形合成としてｙ（ｋ）を定義することによって見つけることができる。ここで、ｗ_ｉは重み付け因子であり、ｗ_ｉ＝１である。エネルギ
【００１６】
【数９】

を最大化することによって、優勢信号が得られる。残った信号は上記残留信号である。このオペレーションを実行する方法は複数知られている。
【００１７】
別の方法として、この重み付け因子ｗ_ｉ（ｗ_ｒ、ｗ_ｌ、ことによるとｗ_ｓ、ｗ_ｃも）は予めセットされていてもよい。この場合、優勢信号ｙ（ｋ）は異なる初期オーディオ信号の相対的強度によって決定される。更に別の実施形態において、この重み付け因子は、ユーザによって双方向的に選ばれてもよい。この場合、ユーザは優勢方向又は優勢信号を決定する。すべてのケースにおいて、優勢信号は、残留信号と同様に、初期信号に基づいて決定される。
【００１８】
次の工程において、優勢信号の周波数成分が分析される。このとき、少なくとも２つの周波数レンジが区別される。これらレンジのそれぞれは、特定の音楽情報を有する。優勢信号（ｙ）から特定の周波数レンジ（ｙ_ｂ）内の該優勢信号の周波数成分を引いたものに対応する少なくとも１つの信号が作られ、周波数スペクトラムの残りの部分に対応する他の信号も作られることが好ましい。この特定の周波数レンジは、例えば、特定の周波数より上又は下のすべての周波数でもよいが、好ましくは一周波数帯域である。これら信号の後続の変換において、変換行列は信号毎に異なる。シンプルな実施形態において、３つの周波数レンジ：下、中、上、が区別され、上記特定の周波数レンジは中レンジ、すなわち一周波数帯域である。簡素化のため、このようなシンプルな実施形態においては、中の周波数レンジが優勢信号から除去される。帯域拒絶フィルタが用いられ、周波数スペクトラムの真ん中の部分だけが除去されることが好ましい。これは、ヴォーカル・エネルギのほどんとを優勢信号から除去するため、伝統的な意味での「カラオケ」ができる。すなわち、ヴォーカル・エネルギのほとんどが再現音から除去される。換言すれば、周波数レンジ優勢信号（ｙ_ｂ（ｋ））用の変換行列が０である。このようなシンプルな実施形態においては、差分信号だけが変換される。本発明は、本発明に係る装置は事実上あらゆる記録に対して良好な「カラオケ」を可能にすることを発見した。
【００１９】
上記変換手段は、上記優勢信号（ｙ_ｂ（ｋ））の周波数レンジ成分に対応する周波数レンジ優勢信号（ｙ_ｂ（ｋ））を形成する手段と、上記差分オーディオ信号（ｙ_ｒ｛ｙ（ｋ）−ｙ_ｂ（ｋ））、上記周波数レンジ優勢信号（ｙ_ｂ（ｋ））、及び上記残留信号ｑ（ｋ）を上記別のオーディオオーディオ信号（ｕ_ｌ，ｕ_ｒ，ｕ_ｃ，ｕ_ｓ）へ変換する手段と、を有し、上記変換行列は、上記差分オーディオ信号（ｙ_ｒ｛ｙ（ｋ）−ｙ_ｂ（ｋ））用と上記周波数レンジ優勢信号（ｙ_ｂ（ｋ））用とで異なる、ことが好ましい。
【００２０】
ｙｒを形成する１つの方法は、優勢信号ｙ（ｋ）に帯域拒絶フィルタを適用することによる。「純粋なカラオケ」モードのように優勢信号の周波数成分を完全に除去するのではなく、本発明の上記実施形態においては、上記周波数レンジ優勢信号（ｙ_ｂ（ｋ））を上記差分オーディオ信号（ｙ_ｒ｛ｙ（ｋ）−ｙ_ｂ（ｋ））とは異なって変換する。これにより、上記信号ｙ_ｂ（ｋ）に提示された情報を操作すること、例えば歌手を中央のステージからサイドの位置へ「動かす」ことができる。
【００２１】
上記オーディオ変換器は、上記初期オーディオ信号
【００２２】
【数１０】

から情報信号を求める手段と、該情報信号から上記オーディオ差分信号（ｙ_ｒ｛ｙ（ｋ）−ｙ_ｂ（ｋ））用変換行列の信号係数を求める手段とを有することが好ましい。
【００２３】
本発明のより洗練されたより好ましい実施形態において、
上記変換手段は、上記周波数レンジ優勢信号（ｙ_ｂ（ｋ））用変換行列に双方向的に影響を与える手段を有する。このような好ましい実施形態において、周波数レンジ優勢信号（ｙ_ｂ（ｋ））の変換による明らかなソースの変換及び／又は位置の全体の利得に対してユーザが影響を与えることができる。これにより、ユーザは、信号を双方向的に操作すること、例えば、歌手に「１人で歌わせる」こと、歌手の位置をサイドへ移動させ、ユーザが中央のステージに立てるようにすること、を可能にする。このようにするために、上記変換手段は、上記周波数レンジ優勢信号ｙ_ｂ（ｋ）用変換行列に影響を与える手段を有する。
【００２４】
上記特定の周波数レンジは、３００Ｈｚ〜４．５ｋＨｚであることが好ましい。
【００２５】
（発明の詳細な説明）
現在、本発明に係る多チャネル・ステレオ変換器及び対応する方法は、それらの追加的利点と共に、添付図面を参照して、明らかにされる。同様の成分は同じ参照番号を用いて呼ばれる。
【００２６】
図１は、瞬時的な左（ｘ_ｌ）及び右（ｘ_ｒ）のオーディオ信号振幅によって定義された２次元のいわゆるステート・エリア（リサージュ図形）のプロットを示す。垂直軸に沿って、左（ｘ_ｌ）オーディオ（ここではステレオ）信号の入力信号値が示され、水平軸に沿って、右（ｘ_ｒ）のオーディオ信号の入力信号値が示されている。ステレオ音楽は、このエリアに点として示される多くのサンプルを導く。点から成るエリアは、例えば、図示するように、角度αに指向された長楕円形となる。この角度αは、エリアのすべての点にわたるいくつかの平均によって形成され、優勢信号の方向に関する情報を提供することがわかる。優勢方向を推定する推定技術はいくつか知られている。最小二乗法は、適切な方向感知又は位置測定アルゴリズムを提供することがよく知られている。優勢信号ｙに直交するように、優勢信号ｙに対して横方向のオーディオ信号に関する情報を提供する１又は複数の残留信号ｑを定義することができる。
【００２７】
図２は、本発明に係る多チャネル・オーディオ変換器についての概略的な回路を示す。初期信号
【００２８】
【数１１】

は、決定手段２１へ送られる。決定手段２１は、例えば以下に説明する重み付け因子を決定することによって、優勢方向を決定する専用回路でもよく、同じ機能を実行するいくつかのソフトウェアでもよい。これら
【００２９】
【数１２】

及び
【００３０】
【数１３】

についてのデータは、手段２３へ送られる。手段２３は、手段２４へ送られる係数
【００３１】
【数１４】

を決定する。手段２２は、優勢信号ｙ及び残留信号ｑを決定する。優勢信号ｙは、フィルタリング手段２４（Ｆ）によってフィルタリングされる。ここで、信号ｙ_ｒ（すなわち、優勢信号からその周波数成分を引いたもの）と、任意的にその周波数成分に対応する信号ｙ_ｂとを考える。手段２５において、ベクトル（ｙ_ｒ，ｑ）に（係数ｃに依存する）変換行列Ｔを掛けてベクトル
【００３２】
【数１５】

を得るマッピングが実行される。
【００３３】
図３は、多チャネル・オーディオ変換器１の複数の考えられる実施形態の組み合わせを示す。変換器１は、その信号についての優勢信号、すなわち重み付け因子ｗ_ｌ及びｗ_ｒを決定する手段２１を有する。これら重み付け因子は、優勢信号の方向を示す。この重み付け因子は、前述のようにいくつかの平均化方法を用いて推定されてもよく、予めセットされていてもよく、或いは、ユーザによって双方向的に決定可能であってもよい（図８も参照のこと）。ｗ_ｌ、ｘ_ｌ、及びｗ_ｒ、ｘ_ｒに対応するデータは生成される。これらデータ、次いで、手段２２において変換され、優勢信号ｙ及び１又は複数の残留信号ｑが生成される。これらは互いにほぼ横向きである。初期信号ｘが２つの信号ｘｌ及びｘｒから成るとき、この変換は結局座標系の回転ということになり、
【００３４】
【数１６】

【００３５】
【数１７】

と表すことができる。
【００３６】
信号ｙ（ｋ）は、手段２５において、周波数分析される、差分信号ｙ_ｒ｛ｙ−ｙ_Ｂは（実施形態において）信号ｙ_ｂと同じように生成される。信号ｙ_ｂは、１又は複数の周波数レンジ内での優勢信号ｙの周波数成分に対応する。｛記号は、ｙ_ｒ及びｙ_ｂがほぼ補完的であることを示すのに用いられる。しかし、例えば、フィルタ（ｙ_ｂの帯域は通し、ｙ_ｒの帯域は通さない）を用いると、理想的な場合においてのみ完全な一致が実現可能となる。実際には、２つのフィルタを用いると、いくつかの非補完性が生じする。これら信号ｙ_ｒ及びｙ_ｂは、行列乗算手段２５において、最終的なオーディオ信号ｕ_ｌ、ｕ_ｒ、ｕ_ｃ、及びｕ_ｓに変換される。さらに、この好ましい実施形態において、データｘ_ｒ、ｗ_ｒ、ｘ_ｌ、ｗ_ｌは、手段２３へ送られ、変換手段２５において用いられる変換係数ｃ_ｌ、ｃ_ｒ、ｃ_ｃ、及びｃ_ｓ、より具体的には変換行列Ｔ（後述）を提供するのに用いられる。
これが好ましい実施形態であるが、係数ｃ_ｌ、ｃ_ｒ、ｃ_ｃ、及びｃ_ｓは他の手段によって決定されてもよく、予めセットされていてもよい。
【００３７】
図４は、手段２５の詳細を概略的に示す。手段２５ａにおいて、周波数レンジ優勢信号ｙ_ｂ（ｋ）及び残留信号ｑ（ｋ）は、行列乗算（又は、しばしば「マッピング」と呼ばれる、行列乗算と同様の又は同等のあらゆる変換）を用いて変換される。上記係数（又は、上記行列Ｍを特徴付ける又は限定する少なくとも１つの係数）は、図４に手段２６として概略的に示すように、少なくとも部分的にはユーザによって双方向的に決定可能であることが好ましい。このような双方向的決定は、例えば、明らかな強度（例えば、行列乗算に対する全体的因子）や明らかな位置などである。これに関しては、下記の説明に役立つ例も参照のこと。差分信号（ｙ_ｂ｛ｙ（ｋ）−ｙ_ｂ（ｋ））及び残留信号は、手段２５ｂにおいて、異なる行列によって変換される。このようにして得られた２つの信号は合成され、図４に示すような信号ｕ_ｌ、ｕ_ｒ、ｕ_ｃ、及びｕ_ｓとなる。
【００３８】
このような行列乗算の一例Ｔを図５〜７を参照して説明する。
【００３９】
前述のように、優勢信号は、
【００４０】
【数１８】

によって見つけることができる。
【００４１】
重みｗ_ｌ及びｗ_ｒは、図５に概略的に示すように、単位円上で角度αを有するベクトルを表す。左及び右の信号から中央のチャネルを求めるために、この角度は、図６において、２倍される。すると、図６に示すように、結果として得られたベクトルの水平・垂直両軸上への投影がそれぞれ右（Ｒ）、左（Ｌ）、及び中央（Ｃ）チャネルを表すことを見つけることができる。ゴニオメトリック関数を用いると、この投影は、
【００４２】
【数１９】

【００４３】
【数２０】

と求めることができる。
【００４４】
図６の円の下部を用いることによって、３つのチャネルを４へ拡張することは直感的である。これは、単に、αを４倍することによって実現することができる。これは可能であるが、図７は、４つのチャネル（Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｓ）上へのマッピングの代替的な方法を示す。
【００４５】
多チャネル・オーディオ・システムの主たる目標は、リスナーに環境効果を提供することである。これら効果は、入力信号に固有の同位相成分及び非位相成分の組み合わせを再生することによって生成することができる。この同位相成分は、通常、前面チャネルに分配され、非位相成分はサラウンド・チャネルに分配される。バランスを見つけることは、所望の効果を実現するためには重要である。
【００４６】
このバランスを見つける１つの方法は、入力信号の非位相成分及び同位相成分の双方を測定する相互相関技術を用いることである。これは、
【００４７】
【数２１】

と表すことができる。ここで、下線は平均値を表す。相互相関αの実際の測定又は推定は、あらゆる適切な手段を用いて行うことが可能であり、これら信号のそれぞれは、ステレオ・マグニチュード情報を提供するために自由に取ることができる。
【００４８】
入力信号の非位相成分及び同位相成分の双方の測定値が発見又は計算されると、図６に示す３チャネル表示を、同位相成分が通常はＬ、Ｃ、及びＲチャネルに分配され、非位相成分がサラウンド・チャネル（Ｓ）に分配されるように留意した４チャネル表示へと変換するためのベクトル変換内へ上記測定値を組み込むように残される。これを実現する１つの方法は、例えば、一例として
【００４９】
【数２２】

【００５０】
【数２３】

である角度βを定義し、図６に示すベクトルをその平面外の上記角度より上に持ち上げることによってゴニオメトリック・ツールを用いることである。このマッピングを定義すると、変換されたベクトルの各軸上への投影を計算し、ｃ_ｓ、ｃ’_ｌｒ、ｃ’_ｃを得ることができる。これを図７に示す。このように、強力に関連する入力信号についてはβが少ないため、ほとんどの信号がＬ、Ｒ、及びＣチャネルへ分配される。他方、入力信号が弱い場合、βは大きくなり、非位相成分が、予想通り、サラウンド・チャネル（ｓ）へ分配される。これメカニズムは、ｃ_ｌｒ及びｃ_ｃにおけるプライムからわかる。ベクトルが持ち上げられた場合（すなわち、βがゼロに等しくない場合）、ｃ_ｌｒ及びｃ_ｃの投影は、図にｃ’_ｌｒ及びｃ’_ｃで表すように、より短くなり、βが増えるほど多くなるようになる。他方、βがゼロの場合、水平（すなわち、Ｌ、Ｒ、Ｃ）面上での最大投影が実現される。これら係数を用いると、差分信号及び周波数レンジ信号の行列乗算を実行することができる。
【００５１】
マトリックス化として知られる考え得るマッピングの一例を以下に示す。この例は、時間サンプルｋに関して表現されたベクトル
【００５２】
【数２４】

として
【００５３】
【数２５】

、又は省略して
【００５４】
【数２６】

と表すことが可能な信号ｕ_ｌ、ｕ_ｒ、ｕ_ｒ、およびｕ_ｓを出力する４つのチャネルを生成する。ここで、
【００５５】
【数２７】

【００５６】
【数２８】

であり、Ｍは、シンプルな実施形態では０である行列である。すなわち、ｙ_Ｂ（ｋ）は最終的な結果に全く影響を与えない。換言すれば、信号ｙ_ｂ（ｋ）は除去される。これは、「純粋なカラオケ・モード」を形成する。このような一実施形態は、帯域阻止フィルタを用いることによって得ることができる。より洗練された実施形態においては、例えば、
【００５７】
【数２９】

であり、この場合、周波数レンジ優勢信号ｙ_ｂ（ｋ）は左チャネルの信号へ変換される。
【００５８】
同様に、周波数レンジ優勢信号ｙ_ｂ（ｋ）は、行列
【００５９】
【数３０】

を用いて右チャネルへ変換されてもよい。
【００６０】
このように、（上記実施形態における）行列Ｍは、周波数優勢信号が送られるチャネルに依存する。好ましい実施形態において、チャネル分配は、ユーザによって設定されてもよい。シンプルなダイヤル又はシンプルなダイヤルの組み合わせをこのために用いることができる。例えば、１つのダイヤルが左右を規定し、別の１つのダイヤルがサラウンド音量を規定してもよい。
【００６１】
信号の強度も強度因子、すなわち実際の行列の前の全因子と乗算することによって規定されてもよく、規定可能であってもよい。行列の係数を選ぶことによって、（行列を通じて様々なチャネル上で信号ｙ_ｂ（ｋ）を区切ることによって）信号ｙ_ｂ（ｋ）の明らかな強度及び／又は明らかな位置を規定することが可能となる。
【００６２】
一般的に、上記行列変換の行列係数は、オーディオ信号の図７に示す主軸上の実際のオーディオ信号の投影（Ｒ、Ｌ、Ｃ、Ｓ）に基づき得る。しかし、これら行列係数は、経験に基づいて部分的に決定される係数と自由に組み合わせされ得る。
【００６３】
一般的に、上記変換は、
【００６４】
【数３１】

【００６５】
【数３２】

と書くことができる。ここでも、ｙ（ｋ）は優勢信号と呼ばれ、ｑ（ｋ）は残留信号と呼ばれる。また、ここでは２より多い初期オーディオ信号が存在する。
【００６６】
ｙ_ｂ（ｋ）は、周波数レンジ内のｙ（ｋ）の周波数成分（ここでは、周波数レンジ優勢信号とも呼ばれる）であり、
【００６７】
【数３３】

である。ここで、
【００６８】
【数３４】

は別のオーディオ信号であり、（あらゆるマッピング・オペレーションをその定義に含む）Ｔは差分信号ｙ_ｒ（｛ｙ（ｋ）−ｙ_ｂ（ｋ））及び残留信号用の変換行列であり、Ｍは周波数レンジ優勢信号ｙ_ｂ（ｋ）用の変換行列である。
【００６９】
【数３５】

は、２、３、４、又はそれ以上の成分を有するベクトルであってもよい。Ｍは、最もシンプルな構成において、０である。この場合、周波数レンジ優勢信号ｙ_ｂは単に除去される。好ましい実施形態において、Ｍを双方向的に制御する手段、すなわち効果的な明らかな方向及び／又はマグニチュード周波数レンジ共鳴信号を選ぶ手段が存在する。手段２６は、例えば、ユーザが方向を選ぶことを可能にするシンプルなノブを有してよい。手段２５ａは、この選ばれた方向をベクトル｛ｙ_ｂ（ｋ），ｑ（ｋ）｝と掛け合わせるのに適した行列Ｍへ変換する手段を有する。
【００７０】
以上は、原則として好ましい実施形態と最良と考えられるモデルとを参照して説明したが、上記実施形態は関係する装置の例を限定するものとは決して解釈されるべきではない。なぜなら、付属の請求項の範囲内に収まる様々な修正、特徴、及び特徴の組み合わせは、上述のように、今や当業者の手の届く範囲である。特に、行列Ｍにおいて、例えば信号ｙ_ｂ（ｋ）のピッチ変化などの複数の別の態様が組み込まれてもよい。周波数レンジ優勢信号ｙ_ｂ（ｋ）に関連する周波数レンジは、３００Ｈｚより高く、４．５ｋＨｚより低いことが好ましい。これは、「広範囲な音」を提供するために記録にとって最も重要な低周波信号のほとんどを変えないまま残す。同様に、通常は非常に局部集中するシンバルや他の高周波生成楽器も変わらないまま残される。好ましい実施形態において、特定の周波数レンジが調整可能である。これにより、良好なチューニングが可能となる。周波数レンジ・フィルタを適用する前に、音声認識システムが実施されてもよい。
【００７１】
図７及び８は、複数の本発明の考え得る実施形態を示す。図７に示す実施形態においては、別々に用いられ得る２つの異なる追加的特徴が概略的に示されている。手段２１に結合されている手段７１が図示されている。この手段によって、重み付け因子ｗ_ｌ及びｗ_ｒを設定してもよい。このような手段は、例えば、方向を示すダイヤルでもよい。ここで、そのダイヤルによって示された角度の余弦及び正弦が重み付け因子ｗ_ｒ及びｗ_ｌである。このように、優勢方向は、ユーザによって双方向的に設定されてもよい。さらに、手段７２が実施される。この手段は、音声認識システムを有する。この音声認識システムが音声部分の存在を認識しないかった場合、フィルタ手段２４は、迂回されるか、又は非稼動とされる。その結果、ヴォーカルが認識されない場合及び時に、音楽が効果的に変わらないまま残される。これにより、音楽の歌手が静かな部分の再現が向上する。この音声認識システムは、それ自体が人間の活動に依存するようにされてもよい。すなわち、ユーザがそのような追加的機能を用いるか否かを設定できるスイッチ又はあらゆる他の稼動化／非稼動化手段があってもよい。図８において、信号ｙ_ｂは記録装置（すなわち、マイク）からの信号ｙ_ｍと合成される。換言すれば、
【００７２】
【数３６】

となる。Ａ／Ｂの比は、予め設定されていてもよく、ユーザによって設定可能であってもよい。信号ｙ_ｍは、フィルタ手段２４のフィルタに匹敵するフィルタによってまずフィルタリングされてもよい。
【００７３】
図９は、本発明のより洗練された別の実施形態を示す。この実施形態において、信号ｙ_ｂ及びｙ_ｍのそれぞれは、手段２６ａ及び２６ｃにおいて調整可能な行列と別々に掛け算される。このとき、合計信号
【００７４】
【数３７】

は、
【００７５】
【数３８】

となる。ここで、Ｔ、Ｍ、及び／又はＭ’の係数は、ｗ_ｒ及びｗ_ｌから求められ、ユーザによる（手段２６ａ及び／又は２６ｃを通じた）選択（方向及び／又は相対的強度）に依存し得る。例えば、マイク信号を左チャネルに入れる選択は、
【００７６】
【数３９】

を意味する。ここで、Ｓはいくつかの強度因子である。マイク信号を右チャネルに入れる選択は、
【００７７】
【数４０】

を導く。
【００７８】
これにより、ユーザは、元々の歌手を１つの位置に位置決めするか、或いは歌手をサラウンドでのみ聞こえるようにし、彼／彼女自身の位置をあらゆる所望の位置に選ぶことができる。彼／彼女がＭγＭ’を選んだ場合、彼／彼女は、元々の歌手と異なる位置を取る、例えば、元々の歌手が右でユーザが左とする、ことができる。
【００７９】
手短に言えば、本発明は以下のように言うことができる。初期オーディオ信号（
【００８０】
【数４１】

，ｘ_ｌ，ｘ_ｒ）から別のオーディオ信号（
【００８１】
【数４２】

，，ｕ_ｌ，ｕ_ｒ，ｕ_ｃ，ｕ_ｓ）を生成する方法及びオーディオ変換器において、情報信号（ｃ_ｌ，ｃ_ｒ，ｃ_ｓ，ｃ_ｃ）が（手段２３において）上記初期オーディオ信号（
【００８２】
【数４３】

）から任意的に求められ、初期オーディオ信号（
【００８３】
【数４４】

）は別のオーディオ信号（
【００８４】
【数４５】

）に変換される。初期オーディオ信号（
【００８５】
【数４６】

，ｘｒ，ｘｌ）に基づいて、互いにほぼ横方向の優勢信号ｙ（ｋ）及び１又は複数の残留信号ｑ（ｋ）が（手段２１及び２２において）決定される。少なくとも２つの周波数レンジにおいて、優勢信号の周波数成分が（手段２４において）分析され、優勢信号から該優勢信号の１以上の周波数レンジ（ｙ_ｂ（ｋ））における周波数レンジ成分を引いたものに対応する差分信号ｙ_ｒ（｛ｙ（ｋ）−ｙ_ｂ（ｋ））が形成され、差分オーディオ信号ｙ_ｒ（｛ｙ（ｋ）−ｙ_ｂ（ｋ））と残留信号ｑ（ｋ）とが、（手段２５において）上記別のオーディオ信号へ変換される。すなわち、
【００８６】
【数４７】

である。
【００８７】
上記手段において、周波数レンジ成分は更に差分信号とは別に変換されることが好ましい。すなわち、数式で書くと、ＴγＭ
【００８８】
【数４８】

となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る多チャネル・オーディオ変換器のオペレーションの説明部分についての左（ｘ_ｌ）及び右（ｘ_ｒ）のオーディオ信号振幅の組み合わせによって定義される２次元ステート・エリアを示す図である。
【図２】
本発明に係る多チャネル・オーディオ変換器についての概略的な回路を示す図である。
【図３】
本発明に係る多チャネル・オーディオ変換器の複数の実施形態の全般的な概要を示す図である。
【図４】
本発明に係るオーディオ変換器の一実施形態をより詳細に示す図である。
【図５】
本発明に係る多チャネル・オーディオ変換器においてサラウンド信号を生成する際に使用可能な行列乗算の一例の概要を示す図である。
【図６】
本発明に係る多チャネル・オーディオ変換器においてサラウンド信号を生成する際に使用可能な行列乗算の一例の概要を示す図である。
【図７】
本発明に係る多チャネル・オーディオ変換器においてサラウンド信号を生成する際に使用可能な行列乗算の一例の概要を示す図である。
【図８】
本発明の別の一実施形態を示す図である。
【図９】
本発明の更に別の一実施形態を示す図である。
【図１０】
本発明の更に別の一実施形態を示す図である。

Claims

初期オーディオ信号からオーディオ信号を生成する手段と、前記初期オーディオ信号を別のオーディオ信号へ変換する変換手段に結合された変換手段と、を有する多チャネル・オーディオ変換器であって、
前記変換手段は、前記初期オーディオ信号に基いて、互いにほぼ横方向の優勢信号及び１又は複数の残留信号を決定する手段と、
少なくとも２つの周波数レンジにおいて、前記優勢信号の周波数成分を分析し、前記優勢信号から該優勢信号の１以上の選択された周波数レンジにおける周波数レンジ成分を引いたものに対応する差分信号を形成する分析手段と、
前記差分オーディオ信号及び前記残留信号を前記別のオーディオ信号へ変換する手段と、を有することを特徴とする多チャネル・オーディオ変換器。
請求項１記載の多チャネル・オーディオ変換器であって、
前記変換手段は、
前記優勢信号の周波数レンジ成分に対応する周波数レンジ優勢信号を形成する手段と、
前記差分オーディオ信号、前記周波数レンジ優勢信号、及び前記残留信号を前記別のオーディオオーディオ信号へ変換する手段と、を有し、
前記変換行列は、前記差分オーディオ信号用と前記周波数レンジ優勢信号用とで異なる、ことを特徴とする多チャネル・オーディオ変換器。
請求項１又は２記載の多チャネル・オーディオ変換器であって、
前記変換手段は、前記初期オーディオ信号から、前記オーディオ差分信号用の前記変換行列のための信号係数を形成する手段を有することを特徴とする多チャネル・オーディオ変換器。
請求項１乃至３のいずれか一項記載の多チャネル・オーディオ変換器であって、
前記変換手段は、前記周波数レンジ優勢信号用変換行列に影響を与える手段を有することを特徴とする多チャネル・オーディオ変換器。
請求項４記載の多チャネル・オーディオ変換器であって、
前記変換手段は、前記周波数レンジ優勢信号の明らかな強度に影響を与える手段を有することを特徴とする多チャネル・オーディオ変換器。
請求項４又は５記載の多チャネル・オーディオ変換器であって、
前記変換手段は、前記選択された周波数レンジ信号の明らかな位置に影響を与える手段を有することを特徴とする多チャネル・オーディオ変換器。
請求項１乃至６のいずれか一項記載の多チャネル・ステレオ変換器であって、
前記選択された周波数レンジは、選択されていない周波数レンジに両端を挟まれていることを特徴とする多チャネル・ステレオ変換器。
請求項６記載の多チャネル・ステレオ変換器であって、
前記選択された周波数レンジは、約３００Ｈｚから約４〜５ｋＨｚまでであることを特徴とする多チャネル・ステレオ変換器。
初期オーディオ信号から別のオーディオ信号を生成する方法であり、
前記初期オーディオ信号から求められた情報信号を前記初期オーディオ信号を前記別のオーディオ信号へ変換するのに用いる方法であって、
前記初期オーディオ信号に基いて、互いにほぼ横方向の優勢信号及び１又は複数の残留信号が決定され、
少なくとも２つの周波数レンジにおいて、前記優勢信号の周波数成分が分析され、
前記優勢信号から該優勢信号の１以上の選択された周波数レンジにおける周波数レンジ成分を引いたものに対応する差分信号が形成され、
前記差分信号及び前記残留信号が前記別のオーディオ信号へ変換される、ことを特徴とする方法。