JP2017085620A - オーディオ再生のためのオーディオ音場表現のデコードのための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数のスピーカーの位置102(Lはスピーカーの数)および複数の源方向103(Sは源方向の数)に基づいて幾何学的な方法を使ってパン関数Wを計算する段階110と、源方向103および音場表現の与えられた次数Nからからモード行列Ξを計算する段階120と、擬似逆モード行列Ξ+を計算する段階130と、オーディオ音場表現SFcをデコードする段階140とを含む。デコードは、パン関数Wおよび擬似逆モード行列Ξ+から得られるデコード行列Dに基づく。
【選択図】図1
Description
Lkmn={lk,lm,ln} (1)
によって定義される。
p(Ω)={cosφsinθ,sinφsinθ,cosθ}T (2)
によって定義される。
p(Ω)=Lkmn g(Ω)=~gklk+~gmlm+~gnln (3)
によって表現できる。
g(Ω)=L-1 kmnp(Ω) (4)
によって計算できる。
ここで、Ψは当該スピーカー・セットアップのモード行列
Ψ=[Y(Ω1)*,Y(Ω2)*,…,Y(ΩL)*] (10)
であり、O×L個の要素をもつ。所望される重み付けベクトルwを得るためには、これを達成するためのさまざまな戦略が知られている。M=3が選ばれると、Ψは正方であり、可逆でありうる。ただし、非正規なスピーカー・セットアップのため、行列はスケーリングが悪い。そのような場合、しばしば擬似逆行列が選ばれ
D=[ΨHΨ]-1ΨH (11)
がL×Oのデコード行列Dを与える。最後に、
w(Ωs)=DY(Ωs)* (12)
と書くことができる。ここで、重みw(Ωs)は式(9)についての最小エネルギー解である。擬似逆行列を使うことからの帰結についてはのちに述べる。
をS個の入力信号方向(Ωs)のモード行列であるとする。入力信号方向はたとえば、1°…180°まで1度のきざみで走る傾斜角および1…360°までの方位角をもつ球面グリッドである。このモード行列はO×S個の要素をもつ。式(12)を使うと、結果として得られる行列WはL×S個の要素をもつ。行lはそれぞれのスピーカーについてのS個のパン重みをもつ。
代表例として、単一のスピーカー2のパン関数が図3のビーム・パターンとして示されている。この例では次数M=3のデコード行列Dである。見て取れるように、パン関数値は、スピーカーの物理的な位置付けには全く関係しない。これは、選ばれた次数についての空間的なサンプリング方式として十分でない、スピーカーの数学的に非正規な位置付けのためである。したがって、デコード行列は正規化されていないモード行列と称される。この問題は、式(11)におけるスピーカー・モード行列Ψの正規化によって克服できる。この解決策が機能するのは、デコード行列の空間分解能を代償するが、その代償はアンビソニックス次数の低下として表されうる。図4は、正規化されたモード行列を使う、特に正規化のためにモード行列の諸固有値の平均を使うデコードから帰結する例示的なビーム・パターンを示している。図3と比べると、対象とされるスピーカーの方向が今や明瞭に認識される。
ここで、ΞH[ΞΞH]-1または単にΞ+は、モード行列Ξの擬似逆行列である。この新たなアプローチでは、W内のパン関数をVBAPから取り、これからアンビソニックス・デコード行列を計算する。
聴取試験は、約0.2sの平均残響時間をもつ音響室内で実施された。九人の人が聴取試験に参加した。被験者には、すべての再生方法の、基準と比較しての空間的な再生性能を等級付けるよう依頼された。仮想源の定位および音色の変化を表すために単一の等級値が見出される必要があった。図5は聴取試験の結果を示している。
〔態様1〕
オーディオ再生のためのオーディオ音場表現をデコードする方法であって:
・複数のスピーカーのそれぞれについて、それらのスピーカーの位置および複数の源方向に基づいて幾何学的な方法を使ってパン関数を計算する段階と;
・前記源方向からモード行列を計算する段階と;
・前記モード行列の擬似逆モード行列を計算する段階と;
・前記オーディオ音場表現をデコードする段階とを含み、前記デコードは、少なくとも前記パン関数および前記擬似逆モード行列から得られるデコード行列に基づく、
方法。
〔態様2〕
パン関数を計算する前記段階において使われる前記幾何学的な方法がベクトル基底振幅パン(VBAP)である、態様1記載の方法。
〔態様3〕
前記音場表現が少なくとも二次のアンビソニックス・フォーマットである、態様1または2記載の方法。
〔態様4〕
Ξは前記複数の源方向のモード行列であるとして、前記擬似逆モード行列(Ξ+)がΞH[ΞΞH]-1に従って得られる、態様1ないし3のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様5〕
Wは各スピーカーについてのパン関数の集合であるとして、前記デコード行列が、D=WΞH[ΞΞH]-1=WΞ+に従って得られる、態様4記載の方法。
〔態様6〕
オーディオ再生のためのオーディオ音場表現をデコードする装置であって:
・複数のスピーカーのそれぞれについて、それらのスピーカーの位置および複数の源方向に基づいて幾何学的な方法を使ってパン関数を計算する第一計算手段と;
・前記源方向からモード行列を計算する第二計算手段と;
・前記モード行列の擬似逆モード行列を計算する第三計算手段と;
・前記音場表現をデコードするデコーダ手段とを有しており、前記デコードはデコード行列に基づき、前記デコーダ手段は、少なくとも前記パン関数および前記擬似逆モード行列を使って前記デコード行列を得る、
装置。
〔態様7〕
態様6記載の装置であって、当該デコードする装置がさらに、
前記パン関数および前記擬似逆モード行列から前記デコード行列を計算する手段を有する、
装置。
〔態様8〕
パン関数を計算する前記段階において使われる前記幾何学的な方法がベクトル基底振幅パン(VBAP)である、態様6または7記載の装置。
〔態様9〕
前記音場表現が少なくとも二次のアンビソニックス・フォーマットである、態様6ないし8のうちいずれか一項記載の装置。
〔態様10〕
Ξは前記複数の源方向のモード行列であるとして、前記擬似逆モード行列Ξ+がΞ+=ΞH[ΞΞH]-1に従って得られる、態様6ないし9のうちいずれか一項記載の装置。
〔態様11〕
Wは各スピーカーについてのパン関数の集合であるとして、前記デコード行列が、D=WΞH[ΞΞH]-1=WΞ+に従ってデコード行列を計算する手段において得られる、態様10記載の装置。
〔態様12〕
オーディオ再生のためのオーディオ音場表現をデコードする方法をコンピュータに実行させる実行可能命令を記憶しているコンピュータ可読媒体であって、前記方法が:
・複数のスピーカーのそれぞれについて、それらのスピーカーの位置および複数の源方向に基づいて幾何学的な方法を使ってパン関数を計算する段階と;
・前記源方向からモード行列を計算する段階と;
・前記モード行列の擬似逆モード行列を計算する段階と;
・前記オーディオ音場表現をデコードする段階とを含み、前記デコードは、少なくとも前記パン関数および前記擬似逆モード行列から得られるデコード行列に基づく、
コンピュータ可読媒体。
〔態様13〕
パン関数を計算する前記段階において使われる前記幾何学的な方法がベクトル基底振幅パン(VBAP)である、態様12記載のコンピュータ可読媒体。
〔態様14〕
前記音場表現が少なくとも二次のアンビソニックス・フォーマットである、態様12または13記載のコンピュータ可読媒体。
〔態様15〕
Ξは前記複数の源方向のモード行列であるとして、前記擬似逆モード行列Ξ+がΞ+=ΞH[ΞΞH]-1に従って得られる、態様12ないし14のうちいずれか一項記載のコンピュータ可読媒体。
Claims (13)
- 複数のスピーカーでの再生のためにアンビソニックス・オーディオ音場表現をデコードする方法であって:
・複数のスピーカーのそれぞれについて、それらのスピーカーの位置および複数の源方向に基づいて幾何学的な方法を使ってパン関数を取得する段階と;
・前記源方向および前記アンビソニックス・オーディオ音場表現の次数からモード行列を取得する段階と;
・前記モード行列から基底行列を取得する段階と;
・デコード行列を用いて前記アンビソニックス・オーディオ音場表現をデコードする段階とを含み、前記デコード行列は、前記パン関数および前記基底行列に基づき、前記源方向は単位球上に均等に分布しており、前記源方向の数はSであり、前記アンビソニックス・オーディオ音場表現の前記次数はNであり、S≧(N+1)2である、
方法。 - パン関数を取得する前記段階において使われる前記幾何学的な方法がベクトル基底振幅パン(VBAP)である、請求項1記載の方法。
- 前記アンビソニックス・オーディオ音場表現が少なくとも二次である、請求項1記載の方法。
- 前記基底行列が、前記モード行列と転置行列との積に基づく、請求項1記載の方法。
- 前記パン関数が行列として表わされ、前記基底行列が前記モード行列の正則化である、請求項1記載の方法。
- 前記パン関数が利得値として表わされる、請求項1記載の方法。
- 複数のスピーカーでの再生のためにアンビソニックス・オーディオ音場表現をデコードする装置であって:
・複数のスピーカーのそれぞれについて、それらのスピーカーの位置および複数の源方向に基づいて幾何学的な方法を使ってパン関数を取得する手段と;
・前記源方向および前記アンビソニックス・オーディオ音場表現の次数からモード行列を取得する手段と;
・前記モード行列から基底行列を取得する手段と;
・デコード行列を用いて前記アンビソニックス・オーディオ音場表現をデコードする手段とを有しており、前記デコード行列は前記パン関数および前記基底行列に基づき、前記源方向は単位球上に均等に分布しており、前記源方向の数はSであり、前記アンビソニックス・オーディオ音場表現の前記次数はNであり、S≧(N+1)2である、
装置。 - パン関数を取得する前記手段によって使われる前記幾何学的な方法がベクトル基底振幅パン(VBAP)である、請求項7記載の装置。
- 前記アンビソニックス・オーディオ音場表現が少なくとも二次である、請求項7記載の装置。
- 前記基底行列が、前記モード行列と転置行列との積に基づく、請求項7記載の装置。
- 前記パン関数が行列として表わされ、前記基底行列が前記モード行列の正則化である、請求項7記載の装置。
- 前記パン関数が利得値として表わされる、請求項7記載の装置。
- オーディオ再生のためのアンビソニックス・オーディオ音場表現をデコードする方法をコンピュータに実行させる実行可能命令を記憶しているコンピュータ可読媒体であって、前記方法が:
・複数のスピーカーのそれぞれについて、それらのスピーカーの位置および複数の源方向に基づいて幾何学的な方法を使ってパン関数を取得する段階と;
・前記源方向および前記アンビソニックス・オーディオ音場表現の次数からモード行列を取得する段階と;
・前記モード行列から基底行列を取得する段階と;
・デコード行列を用いて前記アンビソニックス・オーディオ音場表現をデコードする段階とを含み、前記デコード行列は、前記パン関数および前記基底行列に基づき、前記源方向は単位球上に均等に分布しており、前記源方向の数はSであり、前記アンビソニックス・オーディオ音場表現の前記次数はNであり、S≧(N+1)2である、
コンピュータ可読媒体。
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