JP2012509632A - オーディオ信号を変換するためのコンバータ及び方法。 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図5
Description
音発生位置で発生した第1の励振が音受信位置で受信されるときの模擬残響を、第1の励振に伝達関数を作用させて計算し、
模擬残響の強度包絡線内の一組の極大のサブセットを選択し、
第1の励振に作用して、選択された極大のサブセットに適合する強度包絡線を有する模擬残響をもたらす簡略伝達関数を計算する、
ステップを含む本発明による方法によって達成される。
選択される極大のサブセットは、時間強度減衰関数を越える極大の中から選択されることが有利である。
簡略伝達関数は、第1の励振との畳み込みによって作用させることが好ましい。これは特に忠実な模擬残響を与える。
上記の方法を用いて簡略化されたMチャネル音響環境のモデルにおいて、入力及び出力チャネルに関連する簡略伝達関数を選択し、
入力チャネルからの入力信号の少なくとも一部分を、選択された簡略伝達関数を作用させることによって処理して、出力チャネルの出力信号の少なくとも一部分を生成する
ステップを含む方法に関する。
M>Nであることが好ましい。これにより、第1のオーディオ・ストリームを、より多数のチャネルを有する第2のオーディオ・ストリームに変換することが可能となる。しかし、代替的実施形態においては、MはNより小さいか又はそれに等しくすることができる。
2つのチャネルの簡略伝達関数内に差異を意図的に導入することにより、2つのオーディオ・チャネルに対して同じ信号が計算されることが避けられる。室内で2つの音源に同じ信号を発生させると、システム(室、ラウドスピーカ及び音)が櫛型フィルタとして作用して室内全域にわたり2つのチャネルの不均等な知覚がもたらされる。
この方法は、2つの伝達関数を用いて、室内の単一の音源から2つの受信位置に至る信号経路をシミュレートすることにより、モノラル信号を人工的にステレオ信号に変えることを可能にする。
マルチチャネル・システムに対して、全てのM個チャネルを減結合させ、システムが櫛型フィルタとして作用して室内全域にわたり2つのチャネルの不均等な知覚をもたらすことを確実に防ぐことは有益である。
これらのステップはまた、極大のサブセットの選択を含む、本発明の他のステップ及び/又は特徴とは独立に用いることもできることに留意されたい。
この後期部分は通常、特定の反響に関係する顕著なピークを殆ど有しない傾向がある。従って、簡略伝達関数を用いて前期部分のみを生成することができ、一方後期部分は他の手法、例えば、上述の従来技術から知られる従来の手法、即ちアルゴリズムによる残響方法を用いて生成することができる。
前期部分は主要な反響を表す幾つかの顕著なピークを有する傾向があり、ここで本発明の方法は、主要でない残響成分を除去して処理要件の複雑さを減らすことを可能にする。
異なる種類の音は、幾つかの主要な極大を有する前期部分と、主要な極大を殆ど又は何も有しない後期部分との間の異なる分割を有する。
処理要件を低減するために、前期部分と後期部分の間の分割を調節して適切な方法を適切な部分に最適に適用するようにすることができる。
例えばニュース読みの場合、残響の後期部分は有利に除去することができる。
自動車内の音響環境は最適ではないことが多く、多くのオーディオ録音がなされる音響環境とは異なる。
本発明の方法及びコンバータを用いて残響を調節して自動車の音響環境内での音の最適の再生を可能にすることができる。
音響環境1、例えば室の内部に、励振音源2、例えばスピーカは音発生位置に配置される。音受信位置には計測装置3が配置され、励振音源2による励振に対する室の応答を捕捉する。
計測されたインパルス応答の強度包絡線20は、図2においては対数−線形グラフ上で時間の関数として示され、室内の複数の伝搬経路に対応する数個の極大21、22、23、24、25を含む。
室の特徴に応じて、反響は異なる量の遅延及び減衰を引き起こす。従って、包絡線20のピーク21、22、23、24、25は異なる位置及び振幅を有する。
模擬インパルス応答の強度包絡線30は図3に示され、モデル化室内の複数の伝搬経路に対応する数個の極大31、32、33、34、35を含む。
室のモデル化された特徴に応じて、異なる量の遅延及び減衰が伝達関数に組み込まれる。インパルス励振と伝達関数の畳み込みを計算することにより、包絡線30の極大21、22、23、24、25が得られ、残響内の適切な位置に配置され、異なる振幅を有し、計測されたインパルス応答に可能な限り良く適合する。
計測されたインパルス応答の強度包絡線20と計算されたインパルス応答の強度包絡線30を比較のために重ねてあり、これから分かるように、この例においては強度包絡線20と30の間で良い一致が得られている。
例えば、計算された包絡線30の第1の極大又はピーク31は、計測された包絡線20の第1のピーク21によく対応し、伝達関数がモデル化室にかなり良く適合することを示す。
本発明においては、畳み込みの複雑さを減らすために伝達関数を簡略化する。この簡略化は、簡略伝達関数を用いてインパルス応答を計算し、結果として得られるインパルス応答が依然として計測されたインパルス応答に十分に一致するかどうかをチェックすることにより検証される。
簡略伝達関数をチェックする基準は、計測されたインパルス応答の強度包絡線の一組の極大のうちの選択されたサブセットが、依然として模擬インパルス応答の強度包絡線内に保持されていることである。
コンバータ60はプロセッサ61に接続された入力チャネル64を有し、このプロセッサ61が入力チャネル及び出力チャネルの種々の組合せに関する複数の残響を計算することができる。プロセッサ61の出力信号は出力チャネル65に供給される。
プロセッサ61によって用いられる伝達関数又は伝達関数のパラメータは、パラメータ入力66からのモデル即ち伝達関数に関する情報を受け取るように配置されたモデル入力ブロックを介して供給される。
本発明の別の実施形態においては、簡略伝達関数が、各々の選択された極大に関する信号遅延及び信号減衰の組合せとして表される場合、これらは時間領域操作において入力信号に作用させる。
コンバータ60は、入力信号を分割するための分割器70に接続された入力チャネル64を有する。プロセッサ61は、入力チャネル及び出力チャネルの種々の組合せに関する複数の残響を計算して出力信号の前期部分を生成することができる。後期部分は全く生成されないか、又は分割器70に同様に接続された別個のプロセッサ72によって生成され、この場合、後期部分は、例えばアルゴリズムによる残響のような従来の方法で生成される。
プロセッサ61によって用いられる伝達関数又は伝達関数のパラメータは、パラメータ入力66からのモデル即ち伝達関数に関する情報を受け取るように配置されたモデル入力ブロックを介して供給される。
オーディオ装置80は、コンバータ60、即ち図6又は図7のコンバータ60を備える。オーディオ装置は、N個の入力チャネルを、例えば、光ディスク81又は伝送チャネル(図示せず)から受け取る。N個の入力チャネルはコンバータ60に供給されてM個のチャネルに変換される。このためにコンバータは用いる伝達関数に関する情報を必要とする。この情報はコンバータ60の内部若しくはオーディオ装置80の内部に埋込むことができ、又は外部ソースから受け取ることができる。図8には、情報が光ディスクから読み出される状況を示す。その場合には、光ディスクは入力チャネル及び室モデル情報の両方を含む。
図7に示すように、残響の前期部分と後期部分の処理を分割して別々に取り扱うことができる。
インパルス応答の模擬前期部分100は、図5と等しく、本発明のモデリング方法を用いて選択された主要なピーク31、32、33、34、35のみを含むが、後期部分は本発明の方法を適用する前に除去されている。
これは、模擬残響の後期部分101をゼロに設定することになる。
第1のモデル化されたインパルス応答120において第2のピーク32が削除されており、一方第2のモデル化されたインパルス応答121においては第4のピーク34が削除されている。
2:励振源
3:計測装置
4:第1の経路
5:第2の経路
20、30:強度包絡線
21、22、23、24、25、31、32、33、34、35:極大
40:時間−強度減衰関数
60:コンバータ
61、72:プロセッサ
64:入力チャネル
65:出力チャネル
70:分割器
71:結合器
80:オーディオ装置
81:光ディスク
91、101、111:後期部分
100:前期部分
110:モデル化された後期部分
120、121:チャネル
Claims (16)
- 音響環境のモデルを簡略化する方法であって、該モデルは一組の伝達関数を含み、各々の伝達関数は該音響環境内の音発生位置から音受信位置までの音伝搬に対応し、各々の伝達関数に関して、
前記音発生位置で発生する第1の励振の前記音受信位置で受信される模擬残響を、前記伝達関数を前記第1の励振に作用させることによって計算し、
前記模擬残響の強度包絡線内の一組の極大のサブセットを選択し、
前記第1の励振に作用して前記選択された極大のサブセットに適合する強度包絡線を有する模擬残響をもたらす簡略伝達関数を計算する、
ステップを含むことを特徴とする方法。 - 前記選択される極大のサブセットの数は所定の最大値を越えないことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記選択される極大のサブセットは、時間強度減衰関数を越える極大の中から選択されることを特徴とする、請求項1又は請求項2のいずれか1項に記載の方法。
- 前記減衰関数は指数型減衰関数であることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 前記簡略伝達関数は、前記第1の励振との畳み込みによって作用させることを特徴とする、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記簡略伝達関数は、各々の選択された極大に関する信号遅延及び信号減衰の組合せとして表され、時間領域操作で前記第1の励振に作用させることを特徴とする、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の方法。
- N個の入力チャネルを含む第1のオーディオ・ストリームを、M個の出力チャネルを含む第2のオーディオ・ストリームに変換する方法であって、各々の入力及び出力チャネルに関して、
請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の方法を用いて簡略化されたMチャネル音響環境のモデルにおいて、前記入力チャネル及び出力チャネルに関連する簡略伝達関数を選択し、
前記入力チャネルからの入力信号を、前記選択された簡略伝達関数を作用させることにより処理して前記出力チャネルの出力信号の少なくとも一部分を生成する、
ステップを含むことを特徴とする方法。 - M>Nであることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 前記簡略伝達関数が適合する選択された極大のサブセットは、前記M個の出力チャネルのうちの少なくとも2個に関して異なり、好ましくはM個の全ての出力チャネルに関して異なることを特徴とする、請求項7又は請求項8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記出力信号は前期部分と後期部分を含むことを特徴とする、請求項4から請求項8までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記前期部分のみが前記簡略伝達関数を用いて生成されることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- 前記後期部分は前記入力信号のアルゴリズムによる残響によって生成されることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
- N個の入力チャネルを含む第1のオーディオ信号を、請求項7から請求項12までのいずれか1項に記載の方法を用いて計算されたM個のチャネルを含む第2のオーディオ信号に変換するためのコンバータであって、
N個の入力及びM個の出力と、
簡略伝達関数の前記セットを、入力チャネルで受け取られたオーディオ信号に作用させて、計算された出力チャネルの残響成分を得るためのプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサによって用いるための、簡略伝達関数の前記セットに関連する少なくとも係数を有するデータ記憶媒体をさらに備える、
ことを特徴とするコンバータ。 - 前記データ記憶媒体は、前記プロセッサに接続された非常駐コンピュタ・メモリであることを特徴とする、請求項13に記載のコンバータ。
- 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の方法によって得られた、音響基準室の簡略化モデルを含むことを特徴とする信号。
- 請求項15に記載の信号を含むことを特徴とするデータ記憶媒体。
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