JP2004529515A

JP2004529515A - マルチチャンネル・オーディオを再構築するために２チャンネル・マトリックス符号化オーディオを復号する方法

Info

Publication number: JP2004529515A
Application number: JP2002535441A
Authority: JP
Inventors: スミス，ウィリアム・ピー; スミス，スティーブン・エム; ヤン，ミン
Original assignee: デジタル・シアター・システムズ・インコーポレーテッド
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2004-09-24
Also published as: WO2002032186A2; IL155129A; CA2423893A1; IL155129A0; KR100666019B1; US7003467B1; EP1354495A2; WO2002032186A3; EP1354495B1; TR200300428T2; KR20030038786A; CN1575621A; AU2002211400A1; US20060095269A1; HK1071271A1; CN100496149C; CA2423893C

Abstract

本発明は、ディスクリート・サラウンドサウンド・プレゼンテーションをより厳密に近似するマルチチャンネル・オーディオ（３４）を再構築するために２チャンネル・マトリックス符号化オーディオ（３２）を復号する方法を提供する。これは、２チャンネル・マトリックス符号化オーディオをサブバンド・フィルタリングし（５４）、サブバンド信号のそれぞれを拡張音場（６８）へマップして（７０）マルチチャンネル・サブバンド信号を生成し、それらのサブバンド信号を合成して（７８）マルチチャンネル・オーディオを再構築することによって、達成される。サブバンドを拡張音場について別々にステアリングすることによって、様々なサウンドを、音場についての異なる位置に同時に配置することができ、各サウンド要素のより正確な配置とより明確な明瞭度を可能とする。

Description

【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は、マルチチャンネル・オーディオに関し、より具体的には、ディスクリート・サラウンド・サウンド・プレゼンテーションをより厳密に近似するマルチチャンネルを再構築するために、２チャンネル・マトリックス符号化されたオーディオを復号する方法に関する。
【０００２】
関連技術の説明
マルチチャンネル・オーディオは、映画およびホーム・シアタの標準となり、音楽、自動車、コンピュータ、ゲーム、および他のオーディオ応用分野で、ますます受け入れられるようになりつつあり、そして、ブロードキャスト・テレビジョンについても検討されている。マルチチャンネル・オーディオは、リスニング（傾聴）環境と、あらゆるオーディオ・ビジュアル・システムのプレゼンテーション（提示）全体とを大きく改善するサラウンド・サウンド環境を提供する。ステレオからマルチチャンネル・オーディオへの移行は、いくつかの要因によって加速されたが、とりわけ、より高品質のオーディオ・プレゼンテーションに対する消費者の欲求によって加速された。より高品質とは、より多いチャンネルだけでなく、より忠実度の高いチャンネルと、チャンネル間の向上した分離性または「ディスクリート性」をも意味する。消費者と製造業者の両方にとって重要な他の要因は、既存のスピーカ・システムおよび符号化されたコンテンツとの旧版互換性の保持と、それらの既存のシステムおよびコンテンツを用いてのオーディオ・プレゼンテーションの改良である。
【０００３】
最初期のマルチチャンネル・システムは、複数のオーディオ・チャンネル、例えば、左、右、中央、およびサラウンド（Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｓ）のチャンネルを、左トータルおよび右トータル（Ｌｔ、Ｒｔ）のチャンネルにマトリックス符号化し、それらを標準のステレオ・フォーマットで記録した。ドルビー（Ｒ）・プロロジック（ＤｏｌｂｙＰｒｏｌｏｇｉｃ）（ＴＭ）などのような、これらの２チャンネル・マトリックス符号化システムは、サラウンド・サウンド・オーディオを提供したが、オーディオ・プレゼンテーションは、ディスクリート的でなく、クロストークと位相ひずみとにより特徴付けられる。マトリックス復号アルゴリズムは、単一の主な信号を識別して、その信号を５点音場に配置し、それにより、Ｌ、Ｒ、Ｃ、およびＳの信号を再構築する。その結果は、「煮詰まっていない」オーディオ・プレゼンテーションとなることがあり、別々の信号が空間的に明確に分離されず、特に、主ではないが重要な信号が事実上失われる可能性がある。
【０００４】
消費者アプリケーションの現在の規格は、ディスクリート５．１チャンネル・オーディオであり、これは、サラウンド・チャンネルを左サラウンド・チャンネルと右サラウンド・チャンネルに分割して、サブウーファ・チャンネルを追加する（Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｌｓ、Ｒｓ、Ｓｕｂ）。各チャンネルは、独立して圧縮され、次いで、５．１フォーマットで一緒にミックスされて、それにより、各信号のディスクリート性を維持する。ドルビー（Ｒ）ＡＣ−３（ＴＭ）、ソニー（Ｒ）ＳＤＤＳ（ＴＭ）、およびＤＴＳ（Ｒ）コヒーレント・アコースティックス（ＣｏｈｅｒｅｎｔＡｃｏｕｓｔｉｃｓ）（ＴＭ）は、すべて、５．１システムの例である。最近、中央サラウンド・チャンネルＣｓを追加する６．１チャンネル・オーディオが導入された。真にディスクリート的なオーディオは、オーディオ・チャンネルの明確な空間的分離を提供し、複数の主な信号をサポートして、それにより、より豊かでより自然なサウンド・プレゼンテーションを提供することができる。
【０００５】
消費者は、ディスクリート・マルチチャンネル・オーディオに慣れ、家庭用として５．１スピーカ・システムに投資してきたので、明らかに質の劣るサラウンド・サウンド・プレゼンテーションを受け入れるのは不本意である。残念ながら、コンテンツのうちの比較的少数のみが、現在、５．１フォーマットで利用可能である。コンテンツの大部分は、主にドルビー（Ｒ）・プロロジック（ＴＭ）である２チャンネル・マトリックス符号化フォーマットでのみ利用可能である。プロロジック・デコーダが多く装備されているので、５．１コンテンツも、プロロジック・フォーマットで符号化されることが続くことになる。従って、当業界には、「ディスクリート」マルチチャンネル・オーディオをより厳密に近似するマルチチャンネル・オーディオを再構築するように、２チャンネル・マトリックス符号化されたオーディオを復号する方法を提供するという、まだ満たされていない要求が依然として存在する。
【０００６】
ドルビー（Ｒ）・プロロジック（ＴＭ）は、最初期の２チャンネル・マトリックス符号化マルチチャンネル・システムの１つを提供した。プロロジックは、位相シフト・サラウンド・サウンド項を導入することによって、４チャンネル（Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｓ）を２チャンネル（Ｌｔ、Ｒｔ）に絞り込んだ。次いで、これらの２チャンネルを既存の２チャンネル・フォーマットに符号化する。復号は、２ステップのプロセスであり、既存のデコーダがＬｔ、Ｒｔを受信し、次いで、プロロジック・デコーダがＬｔ、ＲｔをＬ、Ｒ、Ｃ、Ｓに拡張する。４つの信号（未知）をわずかに２つのチャンネル（式）上で搬送するので、プロロジック復号オペレーションは、単なる近似であり、真のディスクリート・マルチチャンネル・オーディオを提供することはできない。
【０００７】
図１に示すように、スタジオ２は、幾つかの、例えば４８の、オーディオ・ソースをミックスして、４チャンネル・ミックス（Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｓ）を提供する。プロロジック・エンコーダ４は、このミックスを以下のようにマトリックス符号化する。
【０００８】
Ｌｔ＝Ｌ＋０．７０７Ｃ＋Ｓ（＋９０°）（１）
Ｒｔ＝Ｒ＋０．７０７Ｃ＋Ｓ（−９０°）（２）
これらは、２つのディスクリート・チャンネルで搬送され、既存の２チャンネル・フォーマットに符号化され、フィルム、ＣＤ、またはＤＶＤなどの媒体６に記録される。
【０００９】
プロロジック・マトリックス・デコーダ８は、２つのディスクリート・チャンネルＬｔ、Ｒｔを復号し、それらを４つのディスクリート再構築チャンネルＬｒ、Ｒｒ、Ｃｒ、およびＳｒに拡張する。これらのディスクリート再構築チャンネルは、増幅されて、５スピーカ・システム１０へ分配される。アクティブ・デコードを実施するために、多くの異なる専有されたアルゴリズムが使用され、これらはすべて、Ｌｔ＋Ｒｔ、Ｌｔ−Ｒｔ、ＬｔおよびＲｔのパワーを測定することに基づいて、利得ファクタＧｉを計算するものであり、
Ｌｒ＝Ｇ１＊Ｌｔ＋Ｇ２＊Ｒｔ（３）
Ｒｒ＝Ｇ３＊Ｌｔ＋Ｇ４＊Ｒｔ（４）
Ｃｒ＝Ｇ５＊Ｌｔ＋Ｇ６＊Ｒｔ（５）
Ｓｒ＝Ｇ７＊Ｌｔ＋Ｇ８＊Ｒｔ（６）
となる。
【００１０】
より具体的には、ドルビー（Ｒ）は、図２に示すように、５点音場１１の中心のヌル点に対し、１組の利得係数を提供する。デコーダは、２チャンネル・マトリックス符号化された信号ＬｔおよびＲｔの絶対パワーを測定し、下の式により、Ｌ、Ｒ、ＣおよびＳのパワー・レベルを計算する。
【００１１】
Ｌｐｏｗ（ｔ）＝Ｃ１＊Ｌｔ＋Ｃ２＊Ｌｐｏｗ（ｔ−１）（７）
Ｒｐｏｗ（ｔ）＝Ｃ１＊Ｒｔ＋Ｃ２＊Ｒｐｏｗ（ｔ−１）（８）
Ｃｐｏｗ（ｔ）＝Ｃ１＊（Ｌｔ＋Ｒｔ）＋Ｃ２＊Ｃｐｏｗ（ｔ−１）（９）
Ｓｐｏｗ（ｔ）＝Ｃ１＊（Ｌｔ−Ｒｔ）＋Ｃ２＊Ｓｐｏｗ（ｔ−１）（１０）
上式で、Ｃ１とＣ２は、時間平均の度合いを指図する係数であり、（ｔ−１）パラメータは、前のインスタンスにおけるそれぞれのパワー・レベルである。
【００１２】
次いで、これらのパワー・レベルを用いて、下式により、Ｌ／Ｒ主ベクトルとＣ／Ｓ主ベクトルとを計算する。
【００１３】
Ｌｐｏｗ（ｔ）＞Ｒｐｏｗ（ｔ）の場合、ＤｏｍＬ／Ｒ＝１−Ｒｐｏｗ（ｔ）／Ｌｐｏｗ（ｔ）であり、そうでない場合、ＤｏｍＬ／Ｒ＝Ｌｐｏｗ（ｔ）／Ｒｐｏｗ（ｔ）−１（１１）
および
Ｃｐｏｗ（ｔ）＞Ｓｐｏｗ（ｔ）の場合、ＤｏｍＣ／Ｓ＝１−Ｓｐｏｗ（ｔ）／Ｃｐｏｗ（ｔ）であり、そうでない場合、ＤｏｍＣ／Ｒ＝Ｃｐｏｗ（ｔ）／Ｓｐｏｗ（ｔ）−１（１２）。
【００１４】
Ｌ／Ｒ主ベクトルとＣ／Ｓ主ベクトルのベクトル和は、単一の主信号が発出されるところである５点音場における主ベクトル１２を確定する。デコーダは、以下のように、主ベクトルにより、ヌル点における利得係数の組をスケールする。
【００１５】
［Ｇ］_Ｄｏｍ＝［Ｇ］_Ｎｕｌｌ＋ＤｏｍＬ／Ｒ＊［Ｇ］_Ｒ＋ＤｏｍＣ／Ｓ＊［Ｇ］_Ｃ（１３）
上式で、［Ｇ］は、１組の利得係数Ｇ１，Ｇ２，．．．，Ｇ８を表す。
【００１６】
これは、主となる点が、５点音場のＲ／Ｃ象限にあることを想定している。一般に、主となる点がどの象限にあるかに基づいて、適切なパワー・レベルが式に挿入される。次いで、［Ｇ］_Ｄｏｍ係数を用いて、式３〜６により、Ｌ、Ｒ、ＣおよびＳのチャンネルを再構築し、次いで、それらを増幅器へ渡し、更にスピーカ構成へ渡す。
【００１７】
ディスクリート５．１システムと比較したとき、欠点は明瞭である。サラウンド・サウンド・プレゼンテーションには、クロストークと位相ひずみが含まれ、最善でも、ディスクリート・オーディオ・プレゼンテーションを近似する程度である。様々な位置から発出されるか、または異なるスペクトル・バンドにある単一の主信号以外の信号は、その単一の主信号によって曇ってしまう傾向がある。
【００１８】
ドルビー（Ｒ）ＡＣ−３（ＴＭ）、ソニー（Ｒ）ＳＤＤＳ（ＴＭ）、およびＤＴＳ（Ｒ）ＣｏｈｅｒｅｎｔＡｃｏｕｓｔｉｃｓ（ＴＭ）などの５．１サラウンド・サウンド・システムは、マルチチャンネル・オーディオのディスクリート性を維持し、それにより、より豊かでより自然なオーディオ・プレゼンテーションを提供する。図３に示すように、スタジオ２０は、５．１チャンネル・ミックスを提供する。５．１エンコーダ２２は、各信号または各チャンネルを独立して圧縮し、それらを一緒に多重化して、オーディオ・データを所与の５．１フォーマットにパックし、これが、ＤＶＤなどの適切な媒体２４に記録される。５．１デコーダ２６は、１回にフレーム、ビット・ストリームを復号するものであり、それは、オーディオ・データを抽出し、それを５．１チャンネルにデマルチプレクスし、次いで各チャンネルを圧縮解除して信号（Ｌｒ、Ｒｒ、Ｃｒ、Ｌｓｒ、Ｒｓｒ、Ｓｕｂ）を再生することによって行われる。５．１ディスクリート・オーディオ信号を搬送するこれらの５．１ディスクリート・チャンネルは、スピーカ構成２８の適切なディスクリート・スピーカへと向けられる（サブウーファは図示していない）。
【００１９】
発明の概要
上記の問題を考慮して、本発明は、ディスクリート・サラウンド・サウンド・プレゼンテーションをより厳密に近似するマルチチャンネル・オーディオを再構築するために、２チャンネル・マトリックス符号化オーディを復号する方法を提供する。
【００２０】
これは、２チャンネル・マトリックス符号化されたオーディオをサブバンド・フィルタリングし、サブバンド信号のそれぞれを拡張された音場にマッピングしてマルチチャンネル・サブバンド信号を生成し、それらのサブバンド信号を合成してマルチチャンネル・オーディオを再構築することによって、達成される。拡張された音場についてサブバンドを別々にステアリングすることによって、様々な音を、音場について、異なる位置で同時に配置することができ、各サウンド要素のより正確な配置とより明確な明瞭度とを可能とする。
【００２１】
サブバンド・フィルタリングのプロセスは、複数の主信号、即ちそれぞれのサブバンドに１つの主信号、を提供するものである。そうすることにより、そうでない場合には単一の主信号によってマスクされ得るであろう、オーディオ・プレゼンテーションにとって重要な信号が、異なるサブバンドに存在することを条件として、サラウンド・サウンド・プレゼンテーションにおいて保持される。性能と計算との兼合いを最適にするために、バーク・フィルタ（ｂａｒｋｆｉｌｔｅｒ）手法が好ましい可能性がある。バーク・フィルタ手法では、サブバンドが人の耳の感度にあわせて調節される。
【００２２】
音場を拡張することによって、デコーダは、より正確にオーディオ信号を音場に配置することができる。そうすることにより、そうでない場合には同じ位置から発出されるように見える信号を、よりディスクリート的に見えるように分離することができる。性能を最適化するために、拡張された音場をマルチチャンネル入力に整合させることが好ましい可能性がある。例えば、９点音場は、Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｌｓ、ＲｓおよびＣｓのチャンネルのそれぞれの点を含むディスクリートの点を提供し、それぞれの点が１組の最適化された利得係数を有する。
【００２３】
本発明のこれらおよび他の特徴と利点は、添付の図面および好ましい実施形態の以下の詳細な記述から、当業者には明らかになるであろう。
【００２４】
発明の詳細な説明
本発明は、「ディスクリート」マルチチャンネル・オーディオをより厳密に近似するマルチチャンネル・オーディオを再構築するように、２チャンネル・マトリックス符号化オーディオを復号する方法を提供するという、業界の要求を満たす。この技術は、マルチチャンネルＡ／Ｖ受信器に組み込まれる可能性がもっとも高く、それにより、単一のユニットで、真の５．ｌ（または６．１）マルチチャンネル・オーディと、２チャンネル・マトリックス符号化オーディオとに適応することができる。真のディスクリート・マルチチャンネル・オーディオには劣るが、２チャンネル・マトリックス符号化コンテンツからのサラウンド・サウンド・プレゼンテーションにより、より自然でより豊かなオーディオ経験が提供されることになる。これは、２チャンネル・オーディオをサブバンド・フィルタリングし、それぞれのスピーカ位置についての最適化した利得係数を有するディスクリート点を含む拡張音場内において、サブバンド・オーディオをステアリングし、次いで、マルチチャンネル・サブバンドを合成してマルチチャンネル・オーディオを再構築することによって、達成される。好ましい実施態様は、サブバンド・フィルタリングと拡張音場の特徴との両方を使用するが、これを独立して使用することもできる。
【００２５】
図４に示したように、デコーダ３０は、２チャンネル・マトリックス符号化信号３２（Ｌｔ、Ｒｔ）を受信して、マルチチャンネル信号３４を再構築し、この信号は次いで増幅されてスピーカ３６へ分配され、より自然でより豊かなサラウンド・サウンド経験を提供する。復号アルゴリズムは、特定の２チャンネル・マトリックス符号化とは独立であり、従って、信号３２（Ｌｔ、Ｒｔ）は、標準的なプロロジックのミックス（Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｓ）、５．０のミックス（Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｌｓ、Ｒｓ）、６．０のミックス（Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｌｓ、Ｒｓ、Ｃｓ）、またはその他を表すことができる。マルチチャンネル・オーディオの再構築は、ユーザのスピーカ構成に依存する。例えば、６．０信号に対しては、デコーダは、Ｃｓスピーカが存在する場合はディスクリート中央サウンドＣｓチャンネルを生成するが、そうでない場合、その信号はＬｓチャンネルおよびＲｓチャンネルにミックスダウンされて、ファントム中央サラウンドを提供する。同様に、ユーザが、５より少ないスピーカを有する場合、デコーダはミックスダウンする。サブウーファまたは０．１チャンネルはミックスには含まれない、ということに留意されたい。バス応答は、再構築されたチャンネルから低周波数信号を抽出する別個のソフトウエアによって提供されるものであり、本発明の一部ではない。
【００２６】
デコーダ３０には、サブバンド・フィルタ３８と、マトリックス・デコーダ４０と、合成フィルタ４２とが含まれ、これらは共になり、２チャンネル・マトリックス符号化オーディオＬｔおよびＲｔを復号して、マルチチャンネル・オーディオを再構築する。図５に示したように、復号および再構築には、以下の一連のステップが必要である。
【００２７】
１．各入力チャンネル（Ｌｔ、Ｒｔ）について、例えば６４の、サンプルのブロックを抽出する（ステップ５０）。
【００２８】
２．例えば図６ａに示したタイプの６４バンド多相フィルタバンク５２などのような、マルチバンド・フィルタ・バンク３８を用いて、各ブロックをフィルタリングし、サブバンド・オーディオ信号を形成する（ステップ５４）。
【００２９】
３．（オプション）結果として得られるサブバンド・サンプルを、図７に示すように、最も近い結果的なバーク・バンド５６にグループ分けする（ステップ５８）。バーク・バンド（ｂａｒｋｂａｎｄ）は、更に組み合わされて、計算労力を低減されることが可能である。
【００３０】
４．ＬｔサブバンドとＲｔサブバンドのそれぞれについて、パワー・レベルを測定する（ステップ６０）。
【００３１】
５．Ｌ、Ｒ、ＣおよびＳのサブバンドのそれぞれについて、パワー・レベルを計算する（ステップ６２）。
【００３２】
Ｌｐｏｗ（ｔ）^ｉ＝Ｃ１＊Ｌｔ＋Ｃ２＊Ｌｐｏｗ^ｉ（ｔ−１）（１４）
Ｒｐｏｗ（ｔ）^ｉ＝Ｃ１＊Ｒｔ＋Ｃ２＊Ｒｐｏｗ^ｉ（ｔ−１）（１５）
Ｃｐｏｗ（ｔ）^ｉ＝Ｃ１＊（Ｌｔ＋Ｒｔ）＋Ｃ２＊Ｃｐｏｗ^ｉ（ｔ−１）（１６）
Ｓｐｏｗ（ｔ）^ｉ＝Ｃ１＊（Ｌｔ−Ｒｔ）＋Ｃ２＊Ｓｐｏｗ^ｉ（ｔ−１）（１７）
上式で、ｉは、サブバンドを示し、Ｃ１およびＣ２は、時間平均係数であり、（ｔ−１）は前のインスタンスを表す。
【００３３】
６．各サブバンドについて、Ｌ／Ｒ主ベクトルとＣ／Ｓ主ベクトルを計算する（ステップ６４）。
【００３４】
Ｌｐｏｗ（ｔ）^ｉ＞Ｒｐｏｗ（ｔ）^ｉの場合、ＤｏｍＬ／Ｒ^ｉ＝１−Ｒｐｏｗ（ｔ）^ｉ／Ｌｐｏｗ（ｔ）^ｉ
そうでない場合、ＤｏｍＬ／Ｒ^ｉ＝Ｌｐｏｗ（ｔ）^ｉ／Ｒｐｏｗ（ｔ）^ｉ−１（１８）
および
Ｃｐｏｗ（ｔ）^ｉ＞Ｓｐｏｗ（ｔ）^ｉの場合、ＤｏｍＣ／Ｓ^ｉ＝１−Ｓｐｏｗ（ｔ）^ｉ／Ｃｐｏｗ（ｔ）^ｉ
そうでない場合、ＤｏｍＣ／Ｒ^ｉ＝Ｃｐｏｗ（ｔ）^ｉ／Ｓｐｏｗ（ｔ）^ｉ−１（１９）
７．低速および高速の平均処理とスレッショルド処理との両方を使用して、各サブバンドについて、Ｌ／Ｒ主ベクトルとＣ／Ｓ主ベクトルを平均し、マトリックス変数を計算するために、何れの平均を使用するかを決定する（ステップ６６）。これは、適切な場合、即ち、大きな変化の場合において、意図しない遊走を回避しつつ、迅速なステアリングを可能にする。
【００３５】
８．Ｌｔ、Ｒｔサブバンド信号を、図８に示したタイプの拡張音場６８にマップし、これにより、スピーカの配置に対して動画／ＤＶＤチャンネル構成を整合させる（ステップ７０）。９点の格子（より大きなプロセッサの力で拡張可能）は、音空間における位置を示す。各点は、［Ｇ］によって表された１組の利得値Ｇ１，Ｇ２，．．．，Ｇ１２に対応し、これらの値は、Ｌ／Ｒ主ベクトルとＣ／Ｓ主ベクトルが、その点に対応する信号ベクトル７２を定義するときに、スピーカのそれぞれに対する「最適の」出力を生成するように決定される。
【００３６】
上記の式１８と１９において定義されるように、ＤｏｍＬ／ＲとＤｏｍＣ／Ｓは、それぞれ、［−１、１］の領域の値を有し、ここで、主ベクトルの符号は、ベクトル７２が存在する象限を示し、ベクトルの大きさは、各サブバンドに対しての象限内における相対的位置を示す。
【００３７】
各サブバンドにおける信号ベクトル７２の利得係数は、信号ベクトル７２が存在する象限の４コーナ（４−ｃｏｒｎｅｒｓ）における利得係数の値に基づいて計算されることが好ましい。１つの手法は、その点における利得係数を、コーナの点における係数値に基づいて、補間することである。
【００３８】
左上象限に存在する点に対する一般化した補間の式は、以下の式によって与えられる。
【００３９】
［Ｇ］_{ｖｅｃｔｏｒ} ^ｉ＝Ｄ１^ｉ＊［Ｇ］_Ｎｕｌｌ＋Ｄ２^ｉ＊［Ｇ］_Ｌ＋Ｄ３^ｉ＊［Ｇ］_Ｃ＋Ｄ４^ｉ＊［Ｇ］_ＵＬ（２０）
上式で、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４は、線形補間係数であり、以下のように与えられる。
【００４０】
Ｄ１^ｉ＝１−ヌル（０，０）とベクトル７２との間の距離
Ｄ２^ｉ＝１−Ｌ（０，１）とベクトル７２との間の距離
Ｄ３^ｉ＝１−Ｃ（１、０）とベクトル７２との間の距離
Ｄ４^ｉ＝１−ＵＬ（１，１）とベクトル７２との間の距離
上式で、「距離」は、あらゆる適切な距離計量である。
【００４１】
より高次の関数を使用することができるが、初期の試験では、簡単な１次または線形の補間で最適に実施されることを示し、その場合に係数は以下のように与えられる。
【００４２】
Ｄ１^ｉ＝（１−｜ＤｏｍＬＲ^ｉ｜−｜ＤｏｍＣＳ^ｉ｜＋｜ＤｏｍＬＲ^ｉ｜＊｜ＤｏｍＣＳ^ｉ｜）
Ｄ２^ｉ＝（｜ＤｏｍＬＲ^ｉ｜−｜ＤｏｍＬＲ^ｉ｜＊｜ＤｏｍＣＳ^ｉ｜）
Ｄ３^ｉ＝（｜ＤｏｍＣＳ^ｉ｜−｜ＤｏｍＬＲ^ｉ｜＊｜ＤｏｍＣＳ^ｉ｜）
Ｄ４^ｉ＝（｜ＤｏｍＬＲ^ｉ｜＊｜ＤｏｍＣＳ^ｉ｜）
上式で、｜＊｜は大きさの関数であり、ｉはサブバンドを示す。
【００４３】
信号ベクトル７２がヌル点に一致する場合、係数は、デフォルトとなりヌル点の係数になる。その点が、象限の中心（１／２，１／２）にある場合、４つのコーナ点は、すべて、その値の４分の１が均等に寄与する。その点が、１つの点の近くにある場合、その点は、より重く寄与するが、その寄与は線形的なものである。例えば、その点が、ヌル点の近くの（１／４，１／４）にある場合、その寄与は、９／１６［Ｇ］_Ｎｕｌｌ、３／１６［Ｇ］_Ｌ、３／１６［Ｇ］_Ｃ、および１／１６［Ｇ］_ＵＬである。
【００４４】
９．以下のように、マルチチャンネル・サブバンド・オーディオ信号を再構築する（ステップ７４）。
【００４５】
Ｌｒ^ｉ＝Ｇ１^ｉ＊Ｌｔ^ｉ＋Ｇ２^ｉ＊Ｒｔ^ｉ（２１）
Ｒｒ^ｉ＝Ｇ３^ｉ＊Ｌｔ^ｉ＋Ｇ４^ｉ＊Ｒｔ^ｉ（２２）
Ｃｒ^ｉ＝Ｇ５^ｉ＊Ｌｔ^ｉ＋Ｇ６^ｉ＊Ｒｔ^ｉ（２３）
Ｌｓｒ^ｉ＝Ｇ７^ｉ＊Ｌｔ^ｉ＋Ｇ８^ｉ＊Ｒｔ^ｉ（２４）
Ｒｓｒ^ｉ＝Ｇ９^ｉ＊Ｌｔ^ｉ＋Ｇ１０^ｉ＊Ｒｔ^ｉ（２５）
Ｃｓｒ^ｉ＝Ｇ１１^ｉ＊Ｌｔ^ｉ＋Ｇ１２^ｉ＊Ｒｔ^ｉ（２６）
ここにおいて［Ｇ」_{ｖｅｃｔｏｒ} ^ｉはＧ１^ｉ，Ｇ２^ｉ，．．．，Ｇ１２^ｉを提供する。
【００４６】
１０．マルチチャンネル・サブバンド・オーディオ信号を、例えば逆多相フィルタ７６などのような、図６ｂに示したタイプの合成フィルタ４２を通過させて、再構築されたマルチチャンネル・オーディオを生成する（ステップ７８）。オーディオのコンテンツに応じて、再構築されたオーディオは、サブバンドあたり１つまでの、複数の主信号を備えることが可能である。
【００４７】
この手法は、プロロジックなど既知のステアリングされマトリックのスシステムに対して、２つの重要な利点を有する。
【００４８】
１．サブバンドを別々にステアリングすることによって、様々なサウンドを、マトリックスについて、異なる位置に同時に配置することができ、各サウンド要素のより正確な配置とより著しい明瞭度とを可能にする。
【００４９】
２．本マトリックスは、３つのフロント・チャンネルと２つまたは３つのリア・チャンネルとの動画／ＤＶＤチャンネル構成を観察する。これにより、マトリックスを通じてのＬｔ／Ｒｔの再生と５．１／６．１ディスクリートＤＶＤとの双方に対する単一ラウド・スピーカ・レイアウトが最適に使用される。
【００５０】
本発明のいくつかの例示的な実施形態について示し、記述してきたが、当業者なら、多くの変形形態と代替実施形態を思い付くであろう。そのような変形形態と代替実施形態は企図され、請求項で定義された本発明の精神および範囲から逸脱せずに実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、上述のように、２チャンネル・マトリックス符号化サラウンド・サウンドシステムのブロック図である。
【図２】
図２は、上述のように、５点音場を示す。
【図３】
図３は、上述のように、５．１チャンネル・サラウンド・サウンドシステムのブロック図である。
【図４】
図４は、本発明による、２チャンネル・マトリックス符号化オーディオからマルチチャンネル・オーディオを再構築するためのデコーダのブロック図である。
【図５】
図５は、本発明による、２チャンネル・マトリックス符号化オーディオからマルチチャンネル・オーディオを再構築するステップを示すフローチャートである。
【図６】
図６ａは、ディスクリート・マルチチャンネル・オーディオを再構築するために使用される図４に示したサブバンドフィルタを示し、図６ｂは、ディスクリート・マルチチャンネル・オーディオを再構築するために使用される図４に示した合成フィルタを示す。
【図７】
図７は、特定のバーク・サブバンド・フィルタを示す。
【図８】
図８は、ディスクリート・マルチチャンネル・・オーディオ・プレゼンテーションに整合する９点拡張音場を示す。

Claims

ディスクリート・サラウンドサウンド・プレゼンテーションを近似するマルチチャンネル・オーディオ（３４）を再構築するために２チャンネル・マトリックス符号化オーディオ（３２）を復号する方法であって、
前記２チャンネル・マトリックス符号化オーディオを、複数の２チャンネル・サブバンド・オーディオ信号にサブバンド・フィルタリングするステップ（５４）と、
マルチチャンネル・サブバンド・オーディオ信号を形成するために、音場（６８）において、前記２チャンネル・サブバンド・オーディオ信号を別々にステアリングするステップ（７０）と、
前記マルチチャンネル・オーディオを再構築するために、サブバンドにおいて、前記マルチチャンネル・サブバンド・オーディオ信号を合成するステップ（７８）と
を備える方法。
再構築された前記マルチチャンネル・オーディオが、複数の主オーディオ信号を含む、請求項１に記載の方法。
前記主オーディオ信号が、異なるサブバンドに存在する、請求項２に記載の方法。
前記２チャンネル・サブバンド・オーディオ信号をステアリングする前記ステップが、それぞれの前記サブバンドについて前記音場における主ベクトル（７２）を計算するステップ（６４）を備え、前記主ベクトルが、前記サブバンドにおける前記主オーディオ信号によって決定されるものである、請求項３に記載の方法。
サブバンド・フィルタリングする前記ステップが、前記サブバンド・オーディオ信号を複数のバーク・バンドにグループ分けする（５８）、請求項１に記載の方法。
前記２チャンネル・マトリックス符号化オーディオが、少なくとも左、右、中央、左サラウンドおよび右サラウンド（Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｌｓ、Ｒｓ）のオーディオ・チャンネルを含み、前記２チャンネル・サブバンド・オーディオ信号が、それぞれの前記オーディオ・チャンネルに対するディスクリート点を含む拡張音場（６８）へとステアリングされる、請求項１に記載の方法。
それぞれの前記ディスクリート点が、前記２チャンネル・サブバンド・オーディオ信号が前記拡張音場におけるその点へステアリングされるときに、それぞれ、Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｌｓ、Ｒｓのスピーカのそれぞれにおいて最適のオーディオ出力を生成するように予め決定された１組の利得値に対応する、請求項６に記載の方法。
それぞれの前記ディスクリート点が、前記サブバンド・オーディオ信号が前記拡張音場におけるその点へステアリングされるときに、中央サラウンド（Ｃｓ）・スピーカにおいて最適のオーディオ出力を生成するように時前に決定された利得値を更に含む、請求項７に記載の方法。
オーディオ信号をステアリングすることが、
それぞれの前記サブバンドについての前記音場における主ベクトルを計算するステップ（６４）であって、前記主ベクトルが前記サブバンドにおける前記主オーディオ信号によって決定されるものである、ステップと、
前記ディスクリート点に対する前記所定の利得値と前記主ベクトルとを用いて、それぞれのサブバンドに対して１組の利得値を計算するステップと、
前記２チャンネル・サブバンド・オーディオ信号と前記利得値とを用いて、前記マルチチャンネル・サブバンド・オーディオ信号を計算するステップと
を含む、
請求項７に記載の方法。
各サブバンドに対しての前記利得値を、前記主ベクトルの周囲の所定の利得値の線形補間を行うことにより計算して、前記主ベクトルにより示される前記音場における前記点での利得値の組を定義する、請求項９に記載の方法。
前記拡張音場が９点音場を含み、それぞれの前記ディスクリート点が、前記２チャンネル・サブバンド・オーディオ信号が前記拡張音場におけるその点へステアリングされるときに、それぞれ、Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｌｓ、Ｒｓのスピーカのそれぞれにおいて最適のオーディオ出力を生成するように予め決定された１組の利得値に対応する、請求項１に記載の方法。
ディスクリート・サラウンドサウンド・プレゼンテーションを近似するマルチチャンネル・オーディオ（３４）を再構築するために２チャンネル・マトリックス符号化オーディオ（３２）を復号する方法であって、
少なくとも左、右、中央、左サラウンドおよび右サラウンド（Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｌｓ、Ｒｓ）のオーディオ・チャンネルを含む２チャンネル・マトリックス符号化オーディオを提供するステップと、
前記マルチチャンネル・オーディオを再構築するために、それぞれの前記オーディオ・チャンネルに対するディスクリート点を含む拡張音場（６８）において、前記２チャンネル・マトリックス符号化オーディオをステアリングするステップと、
前記Ｌ、Ｒ、Ｃ、ＬｓおよびＲｓのオーディオ・チャンネルのそれぞれに対するスピーカを含むスピーカ構成（３６）へ前記マルチチャンネル・オーディオを分配するステップと
を備える方法。
それぞれの前記ディスクリート点は、前記２チャンネル・マトリックス符号化オーディオが前記拡張音場におけるその点へステアリングされるときに、それぞれ、前記Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｌｓ、Ｒｓの前記スピーカのそれぞれにおいて最適のオーディオ出力を生成するように予め決定された１組の利得値に対応する、請求項１２に記載の方法。
それぞれの前記ディスクリート点は、前記サブバンド・オーディオ信号が前記拡張音場におけるその点へステアリングされるときに、中央サラウンド（Ｃｓ）・スピーカにおいて最適のオーディオ出力を生成するように予め決定された利得値を更に含む、請求項１３に記載の方法。
ディスクリート・サラウンドサウンド・プレゼンテーションを近似するマルチチャンネル・オーディオ（３４）を再構築するために２チャンネル・マトリックス符号化オーディオ（３２）を復号する方法であって、
少なくとも左、右、中央、左サラウンドおよび右サラウンド（Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｌｓ、Ｒｓ）のオーディオ・チャンネルを含む２チャンネル・マトリックス符号化オーディオを提供するステップと、
前記２チャンネル・マトリックス符号化オーディオを、複数の２チャンネル・サブバンド・オーディオ信号へとサブバンド・フィルタリングする（５４）ステップと、
マルチチャンネル・サブバンド・オーディオ信号を形成するために拡張音場において前記２チャンネル・サブバンド・オーディオ信号を別々にステアリングするステップ（７０）であって、前記音場は、それぞれの前記オーディオ・チャンネルに対するディスクリート点を有するものであり、それぞれの前記ディスクリート点は、前記２チャンネル・サブバンド・オーディオ信号が前記拡張音場のその点へステアリングされるときに、それぞれ、Ｌ、Ｒ、Ｃ、Ｌｓ、Ｒｓのスピーカのそれぞれにおいて最適のオーディオ出力を生成するように予め決定された１組の利得値に対応するものである、ステップと、
前記マルチチャンネル・オーディオを再構築するためにサブバンドにおける前記マルチチャンネル・サブバンド・オーディオ信号を合成する（７８）ステップと
を備える方法。
再構築した前記マルチチャンネル・オーディオが複数の主オーディオ信号を含み、前記複数の主オーディオ信号は異なるサブバンドに存在する、請求項１５に記載の方法。
前記サブバンド・フィルタリングが、前記サブバンド・オーディオ信号を複数のバーク・バンドにグループ分けする（５８）、請求項１５に記載の方法。
それぞれの前記ディスクリート点は、前記サブバンド・オーディオ信号が前記拡張音場におけるその点へステアリングされるときに、中央サラウンド（Ｃｓ）スピーカにおいて最適のオーディオ出力を生成するように予め決定された利得値を更に含む、請求項１５に記載の方法。
拡張音場が９点音場を含む、請求項１５に記載の方法。