JP2019033352A - チャンネル数変換装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】前方チャンネルの音像定位を保持しつつ、ダウンミックスをしても音質が劣化しない、アップミックスされた信号を生成する。【解決手段】チャンネル数変換装置１は、Ｌ信号に含まれているＲ信号と相関の低い成分Ｅ１及び相関の高い成分Ｐ１と、Ｒ信号に含まれているＬ信号と相関の低い成分Ｅ２及び相関の高い成分Ｐ２を抽出し、成分Ｅ１をＦＬ信号とし、成分Ｅ２をＦＲ信号として出力する第１の適応フィルタ部２０と、成分Ｐ１に含まれている成分Ｐ２と相関の低い成分Ｅ４及び相関の高い成分Ｐ４と、成分Ｐ２に含まれている成分Ｐ１と相関の低い成分Ｅ３及び相関の高い成分Ｐ３を抽出し、成分Ｅ３をＦＬｃ信号とし、成分Ｅ４をＦＲｃ信号とし、成分Ｐ３及び成分Ｐ４を加算した信号をＦＣ信号として出力する第２の適応フィルタ部３０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、マルチチャンネルの音響信号のチャンネル数を変換するチャンネル数変換装置及びプログラムに関する。

２ｃｈステレオから５．１ｃｈサラウンドに変換するといった、少ないチャンネル数のオーディオ信号から、より多いチャンネルフォーマットのオーディオ信号を作り出すことをアップミックスと呼ぶ。２ｃｈステレオの信号から５．１ｃｈサラウンドの信号を作り出すアルゴリズムは色々と提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。これらの機器は、例えば、ポストプロダクションなどで既存の２チャンネルオーディオ素材を５．１ｃｈサラウンド制作に応用する、あるいは、５．１ｃｈサラウンドの音楽番組で２チャンネル制作のカラオケを５．１ｃｈに変換して使用するといった用途に使われている。このように、音響制作において、異なるチャンネル方式で制作された素材を融合したり、互換したりする上で、アップミックス技術は重要である。特に、音響制作の効率的化には、アップミックス用の付帯情報（サイド情報）を持たない従来の２ｃｈステレオ、５．１ｃｈの音声信号又は音声データから、音響エンジニアがミキシング作業を行うことなく、より多チャンネルの音声信号又は音声データを得ることができる、自動アップミックス技術が不可欠である。

さらに近年、８Ｋスーパーハイビジョン放送用の２２．２ｃｈ音響を始め、５．１ｃｈを上回る多数のチャンネルを有する音響システム（例えば、非特許文献１参照）の開発が進められている。これらのマルチチャンネル音響による制作においても、上記と同様の理由により、自動アップミックスを実現する技術が必要不可欠である。

一方、２２．２ｃｈを５．１ｃｈや２ｃｈステレオに変換するといった、より少ないチャンネル数のオーディオ信号を作り出すことをダウンミックスと呼ぶ。２２．２ｃｈの再生に対応しない機器（受信機、オーディオアンプ等）では、予め定められた配分（ダウンミックス係数）（例えば、非特許文献２のＰ．２７３参照）で複数チャンネルの信号を混合し、再生可能なより少ないチャンネル数に再構成するダウンミックスが行われる。

また、アップミックス用の付帯情報（サイド情報）を持たない従来の２ｃｈステレオ、５．１ｃｈサラウンドの音声信号からミキシング作業を行うことなく２２．２ｃｈの音声信号を得る技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特許第４７９２０８６号公報 特許第４６６４４３１号公報 特開２０１５−７６８５７号公報

Rec. ITU-R BS.2051, "Advanced sound system for programme production" 一般社団法人 電波産業会、「デジタル放送における映像符号化、音声符号化及び多重化方式」、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３２ ３．９版

８Ｋ高精細映像と２２．２ｃｈ音響のように、映像と音響が同期した高臨場感コンテンツを制作、再生する場合、画面内の映像と音像の方向の一致が重要である。しかし、従来の自動アップミックス技法では、音像定位が考慮されていない。また、従来の技法で２ｃｈステレオ、５．１ｃｈサラウンドの音声信号をアップミックスして得られた２２．２ｃｈ信号に対して、例えば非特許文献２のような固定ダウンミックス係数を使ったダウンミックスを行った場合、音質が劣化する場合があるという課題があった。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、ダウンミックスをしても音質が劣化しない、アップミックスされた信号を生成することが可能なチャンネル数変換装置及びプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るチャンネル数変換装置は、２ｃｈステレオの音響信号であるＬ信号及びＲ信号を入力信号とし、２ｃｈを超えるチャンネル数を持つマルチチャンネル音響の前方チャンネル信号であるＦＬ信号、ＦＬｃ信号、ＦＣ信号、ＦＲｃ信号、及びＦＲ信号へ変換するチャンネル数変換装置であって、前記Ｌ信号に含まれている前記Ｒ信号と相関の低い成分Ｅ１及び相関の高い成分Ｐ１と、前記Ｒ信号に含まれている前記Ｌ信号と相関の低い成分Ｅ２及び相関の高い成分Ｐ２を抽出し、前記成分Ｅ１を前記ＦＬ信号とし、前記成分Ｅ２を前記ＦＲ信号として出力するフィルタ処理を行う第１の適応フィルタ部と、前記成分Ｐ１に含まれている前記成分Ｐ２と相関の低い成分Ｅ４及び相関の高い成分Ｐ４と、前記成分Ｐ２に含まれている前記成分Ｐ１と相関の低い成分Ｅ３及び相関の高い成分Ｐ３を抽出し、前記成分Ｅ３を前記ＦＬｃ信号とし、前記成分Ｅ４を前記ＦＲｃ信号とし、前記成分Ｐ３及び前記成分Ｐ４を加算した信号を前記ＦＣ信号として出力するフィルタ処理を行う第２の適応フィルタ部と、を備えることを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係るチャンネル数変換装置は、５．１ｃｈサラウンドの音響信号の前方チャンネル信号であるＬ信号、Ｃ信号、及びＲ信号を入力信号とし、５．１ｃｈを超えるチャンネル数を持つマルチチャンネル音響の前方チャンネル信号であるＦＬ信号、ＦＬｃ信号、ＦＣ信号、ＦＲｃ信号、及びＦＲ信号へ変換するチャンネル数変換装置であって、前記Ｌ信号に含まれている前記Ｃ信号と相関の低い成分Ｅ１及び相関の高い成分Ｐ１と、前記Ｃ信号に含まれている前記Ｌ信号と相関の低い成分Ｅ２及び相関の高い成分Ｐ２を抽出し、前記成分Ｅ１を前記ＦＬ信号とし、前記成分Ｐ１及び前記成分Ｐ２を加算した信号を前記ＦＬｃ信号として出力するフィルタ処理を行う第１の適応フィルタ部と、前記Ｒ信号に含まれている前記Ｃ信号と相関の低い成分Ｅ４及び相関の高い成分Ｐ４と、前記Ｃ信号に含まれている前記Ｒ信号と相関の低い成分Ｅ３及び相関の高い成分Ｐ３を抽出し、前記成分Ｅ４を前記ＦＲ信号とし、前記成分Ｐ３及び前記成分Ｐ４を加算した信号を前記ＦＲｃ信号として出力するフィルタ処理を行う第２の適応フィルタ部と、前記成分Ｅ２及び前記成分Ｅ３を加算した信号を前記ＦＣ信号として出力する加算部と、を備えることを特徴とする。

さらに、本発明に係るチャンネル数変換装置において、前記ＦＬ信号、前記ＦＬｃ信号、前記ＦＲｃ信号、及び前記ＦＲ信号は、それぞれ所定の振幅の前記ＦＣ信号と減算されることを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係るチャンネル数変換装置は、２ｃｈステレオの音響信号を２２．２ｃｈ音響のチャンネル信号へ変換するチャンネル数変換装置であって、２入力の信号について、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の低い成分及び相関の高い成分と、前記他方の入力信号に含まれている前記一方の入力信号と相関の低い成分及び相関の高い成分と、を出力するフィルタ処理を行う複数の第１の適応フィルタ部と、２入力の信号について、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の低い成分と、前記他方の入力信号に含まれている前記一方の入力信号と相関の低い成分と、前記一方の入力信号に含まれている前記他方の入力信号と相関の高い成分及び前記他方の入力信号に含まれている前記一方の入力信号と相関の高い成分を加算した成分と、を出力するフィルタ処理を行う複数の第２の適応フィルタ部と、をそれぞれ組み合わせて構成されることを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係るチャンネル数変換装置は、５．１ｃｈサラウンドの音響信号を２２．２ｃｈ音響のチャンネル信号へ変換するチャンネル数変換装置であって、２入力の信号について、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の低い成分と、前記他方の入力信号に含まれている前記一方の入力信号と相関の低い成分と、前記一方の入力信号に含まれている前記他方の入力信号と相関の高い成分及び前記他方の入力信号に含まれている前記一方の入力信号と相関の高い成分を加算した成分と、を出力するフィルタ処理を行う複数の第１の適応フィルタ部と、２入力の信号について、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の低い成分と、前記他方の入力信号に含まれている前記一方の入力信号と相関の低い成分と、を出力するフィルタ処理を行う複数の第２の適応フィルタ部と、２入力の信号について、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の低い成分及び相関の高い成分と、前記他方の入力信号に含まれている前記一方の入力信号と相関の低い成分及び相関の高い成分と、を出力するフィルタ処理を行う複数の第３の適応フィルタ部と、をそれぞれ組み合わせて構成されることを特徴とする。

さらに、本発明に係るチャンネル数変換装置において、前記適応フィルタ部は、分割された周波数帯域ごとにフィルタ処理を行うことを特徴とする。

さらに、本発明に係るチャンネル数変換装置において、前記入力信号に雑音を加算する前処理部を備えることを特徴とする。

さらに、本発明に係るチャンネル数変換装置において、前記前処理部は、前記入力信号のあるチャンネルの信号に、振幅を調節した他のチャンネルの信号を前記雑音として加算することを特徴とする。

さらに、本発明に係るチャンネル数変換装置において、前記適応フィルタ部は、ステップサイズパラメータを用いて信号の分離度を調整可能であることを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記チャンネル数変換装置として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、前方チャンネルの音像定位を保持しつつ、ダウンミックスをしても音質が劣化しない、アップミックスされた信号を生成することができるようになる。

本発明の第１の実施形態に係るチャンネル数変換装置の構成例を示すブロック図である。 図１に示すチャンネル数変換装置の変形例を示すブロック図である。 図１に示すチャンネル数変換装置の変形例を示すブロック図である。 図３に示した適応振幅調節器について説明する図である。 図１に示すチャンネル数変換装置の変形例を示すブロック図である。 図１に示すチャンネル数変換装置の変形例を示すブロック図である。 チャンネル数変換前のステレオ信号の一例を示す図である。 前処理を行わずに、図７に示した波形に対してチャンネル数変換処理を行った波形を示す図である。 前処理を加えて、図７に示した波形に対してチャンネル数変換処理を行った波形を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るチャンネル数変換装置の構成例を示すブロック図である。 図１０に示すチャンネル数変換装置の変形例を示すブロック図である。 図１０に示すチャンネル数変換装置の変形例を示すブロック図である。 図１０に示すチャンネル数変換装置の変形例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るチャンネル数変換装置の構成例を示すブロック図である。 図１４に示すチャンネル数変換装置における第２チャンネル数変換部の構成例を示すブロック図である。 図１４に示すチャンネル数変換装置における第３チャンネル数変換部の構成例を示すブロック図である。 図１４に示すチャンネル数変換装置における第４チャンネル数変換部の構成例を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係るチャンネル数変換装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第５の実施形態に係るチャンネル数変換装置の構成例を示すブロック図である。 図１９に示すチャンネル数変換装置における第６チャンネル数変換部の構成例を示すブロック図である。 図１９に示すチャンネル数変換装置における第７チャンネル数変換部の構成例を示すブロック図である。 図１９に示すチャンネル数変換装置における第８チャンネル数変換部の構成例を示すブロック図である。 本発明の第６の実施形態に係るチャンネル数変換装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の効果を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、従来の２ｃｈステレオや５．１ｃｈサラウンドの前方チャンネル信号を、マルチチャンネル音響の前方チャンネル信号に自動でアップミックスする処理について述べる。２ｃｈステレオでコンテンツを視聴する際、左右のチャンネルにおいてチャンネル間相関の高い成分は左右のスピーカの中間の位置に定位し、相関が低くなるにつれて、左右のスピーカそれぞれに位置に近づいて定位するという特徴がある。そこで２ｃｈステレオに含まれる成分を、チャンネル間相関に応じて抜き出し、それぞれ前方の複数チャンネルに振り分けることで、２ｃｈステレオとして受聴した際の定位感を保ったまま、複数チャンネルに変換することができる。また、本実施形態ではマルチチャンネル音響を２２．２ｃｈ音響とする。なお、２２．２ｃｈ音響のチャンネル配置及びチャンネルラベルは、例えば非特許文献１に記載されている。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るチャンネル数変換装置について、以下に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るチャンネル数変換装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すチャンネル数変換装置１−１は、第１適応フィルタ部２０と、第２適応フィルタ部３０とを備え、２ｃｈステレオの音響信号であるＬ，Ｒ信号を、２ｃｈを超えるチャンネル数を持つマルチチャンネル音響（２２．２ｃｈ音響）の前方チャンネル信号（ＦＬ，ＦＬｃ，ＦＣ，ＦＲｃ，ＦＲ信号）へ変換する。

Ｌ信号とＲ信号の相関に応じて、相関の低い成分からＦＬ信号、ＦＲ信号とし、相関が高くなるにつれてＦＬｃ信号、ＦＲｃ信号とし、さらに相関の高い成分はＦＣ信号として構成することを考える。

第１適応フィルタ部２０は、Ｌ信号を、Ｒ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解するとともに、Ｒ信号を、Ｌ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解する。第１適応フィルタ部２０は、ＦＬ側適応フィルタ２１と、ＦＲ側適応フィルタ２２とを有する。

ＦＲ側適応フィルタ２２は、Ｒ信号を入力し、Ｒ信号に含まれる、Ｌ信号と相関の高い成分（第２高相関成分）Ｐ２を出力する。さらにその後段で、Ｌ信号から第２高相関成分Ｐ２を減算することにより、Ｌ信号に含まれる、Ｒ信号と相関の低い成分（第１低相関成分）Ｅ１を抽出する。ここで、ＦＲ側適応フィルタ２２は、第１低相関成分Ｅ１をＦＲ側適応フィルタ２２自身にフィードバックすることで、第１低相関成分Ｅ１が最小化するよう時々刻々とフィルタ特性が変化するフィルタである。

同様に、ＦＬ側適応フィルタ２１は、Ｌ信号を入力し、Ｌ信号に含まれる、Ｒ信号と相関の高い成分（第１高相関成分）Ｐ１を出力する。さらにその後段で、Ｒ信号から第１高相関成分Ｐ１を減算することにより、Ｒ信号に含まれるＬ信号と相関の低い成分（第２低相関成分）Ｅ２を抽出する。ここで、ＦＬ側適応フィルタ２１は、第２低相関成分Ｅ２をＦＬ側適応フィルタ２１自身にフィードバックすることで、第２低相関成分Ｅ２が最小化するよう時々刻々とフィルタ特性が変化するフィルタである。

つまり、第１適応フィルタ部２０は、Ｌ信号に含まれているＲ信号と相関の低い第１低相関成分Ｅ１及び相関の高い第１高相関成分Ｐ１と、Ｒ信号に含まれているＬ信号と相関の低い第２低相関成分Ｅ２及び相関の高い第２高相関成分Ｐ２とを抽出する。そして、第１低相関成分Ｅ１をＦＬ信号とし、第２低相関成分Ｅ２をＦＲ信号として出力するフィルタ処理を行う。また、第１高相関成分Ｐ１及び第２高相関成分Ｐ２を後段の第２適応フィルタ部３０に出力する。

第２適応フィルタ部３０は、高相関成分Ｐ１，Ｐ２を入力し、ＦＬｃ，ＦＣ，ＦＲｃ信号を出力する。第２適応フィルタ部３０は、ＦＬｃ側適応フィルタ３１と、ＦＲｃ側適応フィルタ３２とを有する。

ＦＲｃ側適応フィルタ３２は、第１高相関成分Ｐ１を入力し、第１高相関成分Ｐ１に含まれる、第２高相関成分Ｐ２と相関の高い成分（第４高相関成分）Ｐ４を出力する。さらにその後段で、第２高相関成分Ｐ２から第４高相関成分Ｐ４を減算することにより、第１高相関成分Ｐ１に含まれる、第２高相関成分Ｐ２と相関の低い成分（第３低相関成分）Ｅ３を抽出する。ここで、ＦＲｃ側適応フィルタ３２は、第３低相関成分Ｅ３をＦＲｃ側適応フィルタ３２自身にフィードバックすることで、第３低相関成分Ｅ３が最小化するよう時々刻々とフィルタ特性が変化するフィルタである。

同様に、ＦＬｃ側適応フィルタ３１は、第２高相関成分Ｐ２を入力し、第２高相関成分Ｐ２に含まれる、第１高相関成分Ｐ１と相関の高い成分（第３高相関成分）Ｐ３を出力する。さらにその後段で、第１高相関成分Ｐ１から第３高相関成分Ｐ３を減算することにより、第２高相関成分Ｐ２に含まれる、第１高相関成分Ｐ１と相関の低い成分（第４低相関成分）Ｅ４を抽出する。ここで、ＦＬｃ側適応フィルタ３１は、第４低相関成分Ｅ４をＦＬｃ側適応フィルタ３１自身にフィードバックすることで、第４低相関成分Ｅ４が最小化するよう時々刻々とフィルタ特性が変化するフィルタである。

つまり、第２適応フィルタ部３０は、第１高相関成分Ｐ１に含まれている第２高相関成分Ｐ２と相関の低い第４低相関成分Ｅ４及び相関の高い第４高相関成分Ｐ４と、第２高相関成分Ｐ２に含まれている第１高相関成分Ｐ１と相関の低い第３低相関成分Ｅ３及び相関の高い第３高相関成分Ｐ３を抽出する。そして、第３低相関成分Ｅ３をＦＬｃ信号とし、第４低相関成分Ｅ４をＦＲｃ信号とし、第３高相関成分Ｐ３及び第４高相関成分Ｐ４を加算した信号をＦＣ信号として出力するフィルタ処理を行う。

適応フィルタのアルゴリズムには、ＬＭＳアルゴリズムや射影アルゴリズムなどが適用できる。また、どの適応アルゴリズムにおいても共通に、ステップサイズパラメータを設定することができる。また、適応アルゴリズムには時間領域で適応するものと、周波数領域で適応するものがあるが、どちらを使ってもよい。ステップサイズパラメータは適応アルゴリズムにおける学習の速度に関係するパラメータであるが、これを用いて変換後の信号の分離度を調整することができる。この場合、チャンネル数変換装置１−１はステップサイズパラメータを入力するＩ／Ｆを有し、ユーザにより入力されたステップサイズパラメータは、ＦＬ側適応フィルタ２１、ＦＲ側適応フィルタ２２、ＦＬｃ側適応フィルタ３１、及びＦＲｃ側適応フィルタ３２でそれぞれ用いられる。

ステップサイズパラメータを大きく設定すると、各適応フィルタの学習の速度が向上するため、出力される相関の高い成分が大きくなり、結果的にＦＣ信号に近づくにつれて信号レベルが上がる傾向にある。一方、ステップサイズパラメータを小さく設定すると、ＦＣ信号のレベルは小さく、ＦＬ，ＦＲ信号に近づくにつれて信号レベルが上がる傾向にある。これはユーザが好みに合わせて自由に設定可能であるが、各適応フィルタにおけるステップサイズパラメータは個々に値を設定することも、同一の値を用いることも可能である。また、適応フィルタは時々刻々と学習するため、長い音源を使用したときに、処理の開始直後と終了前とで信号の分離度合いが変わることがある。これを緩和するために、あらかじめ学習が可能である場合においては、音源の冒頭部分をあらかじめ学習しておき、その学習された適応フィルタを初期値として再度変換処理を行うことも考えられる。

（第１の実施形態の変形例）
図２に、チャンネル数変換装置１−１の変形例としてチャンネル数変換装置１−２を示す。チャンネル数変換装置１−２は、チャンネル数変換装置１−１と比較して、さらに振幅調節部４０を備える。

第２適応フィルタ部３０により抽出されたＦＣ信号は、Ｌ信号及びＲ信号の共通成分であるが、適応過程においてはＬ信号及びＲ信号から十分に共通成分を抽出されていない場合がある。そこで、チャンネル数変換装置１−２では、振幅調節部４０において、振幅調節器４１により、ＦＣ信号に対しユーザが振幅値を調節したのちに、Ｅ１，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ２成分との差分をとることで、残留している共通成分をキャンセルし、ＦＬ，ＦＬｃ，ＦＲｃ，ＦＲ信号とする。すなわち、チャンネル数変換装置１−２では、上述した、チャンネル数変換装置１−１で求めたＦＬ信号、ＦＬｃ信号、ＦＲｃ信号、及びＦＲ信号に対して、それぞれＦＣ信号の振幅を調節した値（所定の振幅のＦＣ信号）と減算されることとなる。

（第１の実施形態の変形例）
図３に、チャンネル数変換装置１−１の変形例としてチャンネル数変換装置１−３を示す。チャンネル数変換装置１−３は、チャンネル数変換装置１−１と比較して、さらに適応振幅調節部４２を備える。

第２適応フィルタ部３０により抽出されたＦＣ信号は、Ｌ信号及びＲ信号の共通成分であるが、適応過程においてはＬ信号及びＲ信号から十分に共通成分を抽出されていない場合がある。そこで、チャンネル数変換装置１−３では、適応振幅調節部４２において、適応振幅調節器４３により、ＦＣ信号に対し、Ｅ１，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ２成分との差分をとることで、残留している共通成分をキャンセルし、ＦＬ，ＦＬｃ，ＦＲｃ，ＦＲ信号とする。ここで、適応振幅調節器４３はＦＣ信号と、Ｅ１，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ２成分との差分を適応振幅調節器４３にフィードバックさせることで、Ｅ１，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ２成分に残留したＦＣ成分が最小となるよう、適応的に振幅値を調節することができる。

この適応振幅調節器４３は、適応フィルタを用いて実現することができる。通常、適応フィルタは周波数特性を持ち、音源の周波数特性に応じて適応的にフィルタリングをするものであるが、フィルタ長が１タップの適応フィルタは、周波数特性を持たないため、信号の振幅値のみを調節することができる。

図４に、Ｅ１とＦＣの関係を示す。適応振幅調節器４３を用いて最適な振幅値として得られるＦＣ信号に対し、ユーザが調節可能な減衰器４４を通過させた信号をＥ１信号から減算することで、ユーザはＦＣ成分を過減算することなく、Ｅ１，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ２に残留したＦＣ成分を調節することができる。これにより、ユーザはＦＣ成分の音像の大きさを自由に調節することができる。すなわち、チャンネル数変換装置１−３では、上述した、チャンネル数変換装置１−１で求めたＦＬ信号、ＦＬｃ信号、ＦＲｃ信号、及びＦＲ信号に対して、それぞれＦＣ信号の振幅を減衰器４４を用いて適応的に調節した値が減算されることとなる。

適応フィルタのアルゴリズムには、ＬＭＳアルゴリズムや射影アルゴリズムなどが適用できる。また、適応アルゴリズムには時間領域で適応するものと、周波数領域で適応するものがあるが、どちらを使ってもよい。また、適応振幅調節器４３として使用する適応フィルタのタップ数は１タップのものに限らず、周波数特性を持つものであってもよい。

（第１の実施形態の変形例）
図５に、チャンネル数変換装置１−１の変形例としてチャンネル数変換装置１−４を示す。チャンネル数変換装置１−４は、チャンネル数変換装置１−１と比較して、さらに帯域分割部５０と、帯域統合部６０とを備える。

信号の相関は、高い周波数の成分よりも低い周波数の成分の方が高いことが多い。したがって、本技術を用いて信号を変換する場合、相関の低いＦＬ，ＦＲ信号には高い周波数の成分が構成され、ＦＣ信号に近づくにつれて低い周波数の成分が構成されることがある。そのため、Ｌ信号及びＲ信号の中心にボーカルが定位するよう制作された音楽などを変換処理した場合、ボーカルの歌声に含まれる高い周波数成分のみがＦＬ，ＦＲ信号に、低い周波数成分のみがＦＣ信号に分離されてしまうことがある。同じ歌声でありながら、周波数ごとに別々のチャンネルに信号が割り当てられてしまうのは、コンテンツ制作において望ましくはない。

そこで、チャンネル数変換装置１−４では、第１適応フィルタ部２０及び第２適応フィルタ部３０は、分割された周波数帯域ごとに、上述したフィルタ処理を行う。これにより、周波数ごとに成分が分離されるのを防ぐことができる。

具体的には、帯域分割部５０は、入力信号（Ｌ，Ｒ信号）を周波数分割して第１適応フィルタ部２０に出力する。第１適応フィルタ部２０及び第２適応フィルタ部３０は、分割された周波数帯域ごとに上述したフィルタ処理を行う。

帯域統合部６０は、第２適応フィルタ部３０から出力されるＦＬ，ＦＬｃ，ＦＲ，ＦＲｃ信号を加算し、分割された周波数帯域を統合する。

（第１の実施形態の変形例）
図６に、チャンネル数変換装置１−１の変形例としてチャンネル数変換装置１−５を示す。チャンネル数変換装置１−５は、チャンネル数変換装置１−１と比較して、さらに前処理部１０を備える。

本発明で用いられる適応フィルタについて、比較する２つの入力信号（Ｌ，Ｒ信号）が完全に独立しており相関が全くない場合や、入力信号に無音区間が含まれる場合に、適応フィルタの適応処理が不安定になり、所望の結果が得られない場合がある。これを避けるため、チャンネル数変換装置１−５では、前処理部１０を第１適応フィルタ部２０の前段に接続する。

前処理部１０は、入力信号に雑音を加算する。例えば、Ｌ信号及びＲ信号に対して低レベルの雑音を加算する。雑音には、白色雑音やピンクノイズに代表されるような有色雑音など多々存在するが、どれを用いてもよい。

また、前処理部１０は、入力信号のある信号に、低レベルの他の入力信号を雑音の代わりに加算してもよい。例えば、Ｌ信号に対して、音質が損なわれない程度に信号を減衰させたＲ信号を加算する。同様に、Ｒ信号に対して、音質が損なわれない程度に信号を減衰させたＬ信号を加算する。加算する低レベルの信号は、元のチャンネルの信号に対して１０ｄＢ程度以上レベルの低い信号を加えておけば、聴感上音質を著しく悪化させることなく処理を安定化させることができる。また、前処理部１０は、入力信号に対して、低レベルの雑音と、低レベルの他のチャンネルの信号の双方を加算してもよい。

また、ＦＬｃ側適応フィルタ３１及びＦＲｃ側適応フィルタ３２の入力にも同様に、低レベルの雑音を加算してもよい。

前処理部１０の効果を、図７、図８、図９を用いて説明する。図７は、チャンネル数変換前のステレオ信号の一例を示す図である。この信号は左右チャンネルの相関の低い区間や無音区間が含まれており、本発明を用いた場合でも前処理を行わない場合においては非常に発散が起こりやすい信号であるといえる。

図８は、前処理を行わずに、図７に示した波形に対してチャンネル数変換処理を行った波形を示す図である。元の波形に比べて著しく振幅が増大した異常な波形になっており（特にＦＬ，ＦＬｃ，ＦＣ信号に顕著）、適応フィルタが発散状態にあることが分かる。

図９は、前処理を加えて、図７に示した波形に対してチャンネル数変換処理を行った波形を示す図である。ここでは、前処理部１０において、Ｌ，Ｒ信号にそれぞれ１０ｄＢレベルを下げた互いの信号を加算し、ＦＬ側及びＦＲ側適応フィルタ２１，２２の入力に低レベルの雑音信号を加算してからチャンネル数変換処理を行った結果、著しい振幅の増大がみられず、適応フィルタの発散を回避して正常なチャンネル数変換処理が実現できていることが分かる。

上述した実施形態においては、２ｃｈステレオ音源から２２．２ｃｈ音響の前方５ｃｈへの変換について述べているが、出力先のチャンネル数はこれに限る必要はない。例えば、本実施形態によれば、ＦＬｃ側適応フィルタ３１から出力された第３高相関成分Ｐ３と、ＦＲｃ側適応フィルタ３２から出力された第４高相関成分Ｐ４とを加算することでＦＣ信号としているが、これらを別々に出力することで、６ｃｈの信号に変換することも可能である。また、第３高相関成分Ｐ３及び第４高相関成分Ｐ４に対しても、さらに第３、第４・・・の適応フィルタ部を通過させることで、さらにチャンネル数が増えた場合にも対応することができる。

また、最も相互の相関の低いＦＬ信号及びＦＲ信号には、直接音よりも残響音が含まれることが多く、これらの信号は視聴者の前方に配置するのではなく、横方向（２２．２ｃｈ音響の場合ＳｉＬ，ＳｉＲ信号など）や後方（２２．２ｃｈ音響の場合ＢＬ，ＢＲ信号など）に配置されるチャンネルに割り当てることも考えられる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るチャンネル数変換装置について説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態に係るチャンネル数変換装置の構成例を示すブロック図である。図１０に示すチャンネル数変換装置２−１は、第１適応フィルタ部２００と、第２適応フィルタ部３００と、加算部２５０とを備え、５．１ｃｈサラウンドの音響信号の前方チャンネル信号であるＬ，Ｒ，Ｃ信号を、５．１ｃｈを超えるチャンネル数を持つマルチチャンネル音響（２２．２ｃｈ音響）の前方チャンネル信号（ＦＬ，ＦＬｃ，ＦＣ，ＦＲｃ，ＦＲ信号）へ変換する。

Ｌ信号とＣ信号の相関に応じて、相関の低い成分からＦＬ信号、ＦＬｃ信号とし、Ｒ信号とＣ信号の相関に応じて、相関の低い成分からＦＲ信号、ＦＲｃ信号とし、相互に相関の高い成分を加算してＦＣ信号として構成することを考える。

第１適応フィルタ部２００は、Ｌ信号を、Ｃ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解するとともに、Ｃ信号を、Ｌ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解する。また、Ｒ信号を、Ｃ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解するとともに、Ｃ信号を、Ｒ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解する。第１適応フィルタ部２００は、ＦＬ側適応フィルタ２１０と、ＦＬｃ側適応フィルタ２２０とを有する。また、第２適応フィルタ部３００は、ＦＲｃ側適応フィルタ３１０と、ＦＲ側適応フィルタ３２０とを有する。

ＦＬｃ側適応フィルタ２２０は、Ｃ信号を入力し、Ｃ信号に含まれる、Ｌ信号と相関の高い成分（第２高相関成分）Ｐ２を出力する。さらにその後段で、Ｌ信号から第２高相関成分Ｐ２を減算することにより、Ｌ信号に含まれる、Ｃ信号と相関の低い成分（第１低相関成分）Ｅ１を抽出する。ここで、ＦＬｃ側適応フィルタ２２０は、第１低相関成分Ｅ１をＦＬｃ側適応フィルタ２２０自身にフィードバックすることで、第１低相関成分Ｅ１が最小化するよう時々刻々とフィルタ特性が変化するフィルタである。

同様に、ＦＬ側適応フィルタ２１０は、Ｌ信号を入力し、Ｌ信号に含まれる、Ｃ信号と相関の高い成分（第１高相関成分）Ｐ１を出力する。さらにその後段で、Ｃ信号から第１高相関成分Ｐ１を減算することにより、Ｃ信号に含まれる、Ｌ信号と相関の低い成分（第２低相関成分）Ｅ２を抽出する。ここで、ＦＬ側適応フィルタ２１０は、第２低相関成分Ｅ２を、ＦＬ側適応フィルタ２１０自身にフィードバックすることで、第２低相関成分Ｅ２が最小化するよう時々刻々とフィルタ特性が変化するフィルタである。

つまり、第１適応フィルタ部２００は、Ｌ信号に含まれているＣ信号と相関の低い第１低相関成分Ｅ１及び相関の高い第１高相関成分Ｐ１と、Ｃ信号に含まれているＬ信号と相関の低い第２低相関成分Ｅ２及び相関の高い第２高相関成分Ｐ２とを抽出する。そして、第１低相関成分Ｅ１をＦＬ信号とし、第１高相関成分Ｐ１及び第２高相関成分Ｐ２を加算した信号をＦＬｃ信号として出力する。

ＦＲｃ側適応フィルタ３１０は、Ｃ信号を入力し、Ｃ信号に含まれる、Ｒ信号と相関の高い成分（第３高相関成分）Ｐ３を出力する。さらにその後段で、Ｒ信号から第３高相関成分Ｐ３を減算することにより、Ｒ信号に含まれる、Ｃ信号と相関の低い成分（第４低相関成分）Ｅ４を抽出する。ここで、ＦＲｃ側適応フィルタ３１０は、第４低相関成分Ｅ４をＦＲｃ側適応フィルタ３１０自身にフィードバックすることで、第４低相関成分Ｅ４が最小化するよう時々刻々とフィルタ特性が変化するフィルタである。

同様に、ＦＲ側適応フィルタ３２０は、Ｒ信号を入力し、Ｒ信号に含まれる、Ｃ信号と相関の高い成分（第４高相関成分）Ｐ４を出力する。さらにその後段で、Ｃ信号から第４高相関成分Ｐ４を減算することにより、Ｃ信号に含まれる、Ｒ信号と相関の低い成分（第３低相関成分）Ｅ３を抽出する。ここで、ＦＲ側適応フィルタ３２０は、第３低相関成分Ｅ３を、ＦＲ側適応フィルタ３２０自身にフィードバックすることで、第３低相関成分Ｅ３が最小化するよう時々刻々とフィルタ特性が変化するフィルタである。

つまり、第２適応フィルタ部３００は、Ｒ信号に含まれているＣ信号と相関の低い第４低相関成分Ｅ４及び相関の高い第４高相関成分Ｐ４と、Ｃ信号に含まれているＲ信号と相関の低い第３低相関成分Ｅ３及び相関の高い第３高相関成分Ｐ３とを抽出する。そして、第４低相関成分Ｅ４をＦＲ信号とし、第３高相関成分Ｐ３及び第４高相関成分Ｐ４を加算した信号をＦＲｃ信号として出力する。

加算部２５０は、第２低相関成分Ｅ２及び第３低相関成分Ｅ３を加算してＦＣ信号として出力する。

チャンネル数変換装置２−１は、第１の実施形態に係るチャンネル数変換装置１−１と同様に、適応フィルタのアルゴリズムに、ステップサイズパラメータを設定することができる。この場合、チャンネル数変換装置２−１はステップサイズパラメータを入力するＩ／Ｆを有し、ユーザにより入力されたステップサイズパラメータは、ＦＬ側適応フィルタ２１０、ＦＬｃ側適応フィルタ２２０、ＦＲｃ側適応フィルタ３１０、及びＦＲ側適応フィルタ３２０でそれぞれ用いられる。

（第２の実施形態の変形例）
図１１に、チャンネル数変換装置２−１の変形例としてチャンネル数変換装置２−２を示す。チャンネル数変換装置２−２は、チャンネル数変換装置２−１と比較して、さらに振幅調節部４００を備える。

チャンネル数変換装置２−２はチャンネル数変換装置１−２と同様に、振幅調節部４００において、振幅調節器４１０により、ＦＣ信号に対してユーザが振幅値を調節したのちに、第１低相関成分Ｅ１、第１高相関成分Ｐ１と第２高相関成分Ｐ２の和、第３高相関成分Ｐ３と第４高相関成分Ｐ４の和、第４低相関成分Ｅ４との差分をとることで、残留している共通成分をキャンセルし、ＦＬ，ＦＬｃ，ＦＲｃ，ＦＲ信号とする。

また、図示しないが、チャンネル数変換装置２−１の変形例として、チャンネル数変換装置１−３と同様に、適応振幅調節器を用いて、Ｅ１，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ２成分に残留したＦＣ成分が最小となるよう適応的に振幅値を調節してもよい。

また、図示しないが、チャンネル数変換装置２−１の変形例として、チャンネル数変換装置１−４と同様に、Ｌ，Ｃ，Ｒ信号を周波数分割して、帯域ごとに上述したフィルタ処理を行ったのちに、分割された周波数帯域を統合するようにしてもよい。

（第２の実施形態の変形例）
図１２に、チャンネル数変換装置２−１の変形例としてチャンネル数変換装置２−３を示す。チャンネル数変換装置２−３は、チャンネル数変換装置２−１と比較して、さらに前処理部１００を備える。

５．１ｃｈ信号を変換する場合においても２ｃｈ信号を用いる場合と同様に、比較する３つの信号が完全に独立しており相関が全くない場合や、入力信号に無音区間が含まれる場合に、適応フィルタの適応処理が不安定になり、所望の結果が得られない場合がある。これを避けるため、前処理部１００により雑音を加算する。

前処理部１００は、入力信号に雑音を加算する。例えば、チャンネル数変換装置１−４と同様に、入力信号に対して低レベルの雑音を加算したり、入力信号のあるチャンネルの信号に、低レベルの他のチャンネルの信号を加算したりする。

（第２の実施形態の変形例）
図１３に、チャンネル数変換装置２−３の変形例としてチャンネル数変換装置２−４を示す。Ｃ信号に雑音を加算する場合、チャンネル数変換装置２−３のように共通の雑音源からの信号を加算してもよいし、チャンネル数変換装置２−４のように別々の雑音源からの信号を加算してもよい。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係るチャンネル数変換装置について説明する。第３の実施形態では、上述したチャンネル数変換装置を用いて、２ｃｈステレオの信号から２２．２ｃｈ音響の信号へ直接チャンネル数変換を行う。

図１４は、本発明の第３の実施形態に係るチャンネル数変換装置の構成例を示すブロック図である。図１４に示すチャンネル数変換装置３は、第１チャンネル数変換部１と、２つの第２チャンネル数変換部１０１と、２つの第３チャンネル数変換部１０２と、３つの第４チャンネル数変換部１０３とを備える。

第１チャンネル数変換部１は、２ｃｈステレオ信号を、ＦＬ，ＦＬｃ，ＦＣ，ＦＲｃ，ＦＲ信号に変換する。チャンネル数変換部１は、第１の実施形態として説明したチャンネル数変換装置１と同一である。

第２チャンネル数変換部１０１は、２ｃｈステレオ信号を、ＴｐＦＬ，ＴｐＦＣ，ＴｐＦＲ信号に変換するとともに、２ｃｈステレオ信号を、ＢｔＦＬ，ＢｔＦＣ，ＢｔＦＲ信号に変換する。

図１５に、第２チャンネル数変換部１０１のブロック図を示す。第２チャンネル数変換部１０１は、２つの適応フィルタを有する。Ｌ信号及びＲ信号を適応フィルタを用いて、Ｌ信号に含まれるＲ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解するとともに、Ｒ信号に含まれるＬ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解する。ここでは、Ｌ信号に含まれるＲ信号と相関が低い成分をＴｐＦＬ／ＢｔＦＬ信号として出力する。同様に、Ｒ信号に含まれるＬ信号と相関が低い成分をＴｐＦＲ／ＢｔＦＲ信号として出力する。さらに、Ｌ信号に含まれるＲ信号と相関が高い成分と、Ｒ信号に含まれるＬ信号と相関が高い成分の和をＴｐＦＣ／ＢｔＦＣ信号として出力する。なお、本明細書において、Ａ／Ｂ信号はＡ信号又はＢ信号を意味するものとする。

ここで、適応フィルタの適応過程で、ステップサイズパラメータはその値が大きいと中心に配置されるチャンネル（ＴｐＦＣ／ＢｔＦＣ信号）に成分が集中する傾向にあり、値が小さいと、外側に配置されるチャンネル（ＴｐＦＬ／ＢｔＦＬ信号、ＴｐＦＲ／ＢｔＦＲ信号）に成分が集中する傾向にあるため、第１チャンネル数変換部１及び第２チャンネル数変換部１０１において、適応フィルタのステップサイズパラメータに異なる値を使用することで、それぞれ別々の信号を出力することができる。

第３チャンネル数変換部１０２は、ＦＬ，ＴｐＦＬ信号を（ＴｐＳｉＬ），（ＴｐＢＬ），ＳｉＬ，（ＢＬ）信号に変換するとともに、ＦＲ，ＴｐＦＲ信号を（ＴｐＳｉＲ），（ＴｐＢＲ），ＳｉＲ，（ＢＲ）信号に変換する。ここで、（ＴｐＳｉＬ），（ＴｐＢＬ），（ＢＬ），（ＴｐＳｉＲ），（ＴｐＢＲ），（ＢＲ）信号については、さらに後段でこれらの信号を基にチャンネル変換を行い、最終的なＴｐＳｉＬ，ＴｐＢＬ，ＢＬ，ＴｐＳｉＲ，ＴｐＢＲ，ＢＲ信号に変換するため、一時的に（）を付して表記する。

図１６に、第３チャンネル数変換部１０２のブロック図を示す。第３チャンネル数変換部１０２は、２つの適応フィルタを有する。ＦＬ／ＦＲ信号と、ＴｐＦＬ／ＴｐＦＲ信号を、適応フィルタを用いてＦＬ／ＦＲ信号に含まれるＴｐＦＬ／ＴｐＦＲ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解するとともに、ＴｐＦＬ／ＴｐＦＲ信号に含まれるＦＬ／ＦＲ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解する。ここでは、ＦＬ／ＦＲ信号に含まれるＴｐＦＬ／ＴｐＦＲ信号と相関が高い成分を（ＴｐＳｉＬ）／（ＴｐＳｉＲ）信号として出力し、相関の低い成分を（ＢＬ）／（ＢＲ）信号として出力する。また、ＴｐＦＬ／ＴｐＦＲ信号に含まれるＦＬ／ＦＲ信号と相関が高い成分をＳｉＬ／ＳｉＲ信号として出力し、相関の低い成分を（ＴｐＢＬ）／（ＴｐＢＲ）信号として出力する。

第４チャンネル数変換部１０３は、第３チャンネル数変換部１０２にて得られた（ＴｐＳｉＬ），（ＴｐＳｉＲ）信号を、ＴｐＳｉＬ，ＴｐＣ，ＴｐＳｉＲ信号に変換し、（ＢＬ），（ＢＲ）信号を、ＢＬ，ＢＣ，ＢＲ信号に変換し、（ＴｐＢＬ），（ＴｐＢＲ）信号を、ＴｐＢＬ，ＴｐＢＣ，ＴｐＢＲ信号に変換する。

図１７に、第４チャンネル数変換部１０３のブロック図を示す。第４チャンネル数変換部１０３は、２つの適応フィルタを有する。（ＢＬ）／（ＴｐＳｉＬ）／（ＴｐＢＬ）信号と、（ＢＲ）／（ＴｐＳｉＲ）／（ＴｐＢＲ）信号を、適応フィルタを用いて（ＢＬ）／（ＴｐＳｉＬ）／（ＴｐＢＬ）信号に含まれる（ＢＲ）／（ＴｐＳｉＲ）／（ＴｐＢＲ）と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解するとともに、（ＢＲ）／（ＴｐＳｉＲ）／（ＴｐＢＲ）に含まれる（ＢＬ）／（ＴｐＳｉＬ）／（ＴｐＢＬ）信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解する。ここでは、（ＢＬ）／（ＴｐＳｉＬ）／（ＴｐＢＬ）信号に含まれる（ＢＲ）／（ＴｐＳｉＲ）／（ＴｐＢＲ）信号と相関が高い成分と、（ＢＲ）／（ＴｐＳｉＲ）／（ＴｐＢＲ）信号に含まれる（ＢＬ）／（ＴｐＳｉＬ）／（ＴｐＢＬ）信号と相関が高い成分の和をＢＣ／ＴｐＣ／ＴｐＢＣ信号として出力する。また、（ＢＬ）／（ＴｐＳｉＬ）／（ＴｐＢＬ）信号に含まれる（ＢＲ）／（ＴｐＳｉＲ）／（ＴｐＢＲ）と相関が低い成分をＢＬ／ＴｐＳｉＬ／ＴｐＢＬ信号として出力するとともに、（ＢＲ）／（ＴｐＳｉＲ）／（ＴｐＢＲ）信号に含まれる（ＢＬ）／（ＴｐＳｉＬ）／（ＴｐＢＬ）信号と相関が低い成分をＢＲ／ＴｐＳｉＲ／ＴｐＢＲ信号として出力する。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係るチャンネル数変換装置について説明する。第４の実施形態では、上述したチャンネル数変換装置を用いて、２ｃｈステレオの信号から２２．２ｃｈ音響の信号へ直接チャンネル数変換を行う。

図１８は、本発明の第４の実施形態に係るチャンネル数変換装置の構成例を示すブロック図である。図１８に示すチャンネル数変換装置４は、第１チャンネル数変換部１と、２つの第２チャンネル数変換部１０１と、２つの第３チャンネル数変換部１０２と、３つの第４チャンネル数変換部１０３とを備える。

第１チャンネル数変換部１は、２ｃｈステレオ信号を、ＦＬ，ＦＬｃ，ＦＣ，ＦＲｃ，ＦＲ信号に変換する。チャンネル数変換部１は、第１の実施形態として説明したチャンネル数変換装置１と同一である。第1チャンネル数変換部１で生成されたＦＬ，ＦＬｃ，ＦＲｃ，ＦＲ信号を，それぞれユーザが自由に調節可能な増幅器を通過させ、加算部にて加算した後、第２チャンネル数変換部へ入力する。

第２チャンネル数変換部１０１、第３チャンネル数変換部１０２、及び第４チャンネル数変換部１０３は、第３の実施形態と同一である。

このように、チャンネル数変換装置３、及びチャンネル数変換装置４は、２入力４出力の変換を行う複数の適応フィルタ部Ａと、２入力３出力の変換を行う複数の適応フィルタ部Ｂとの組み合わせにより、２ｃｈステレオの音響信号を２２．２ｃｈ音響のチャンネル信号へ変換する。適応フィルタ部Ａは、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の低い成分及び相関の高い成分と、他方の入力信号に含まれている一方の入力信号と相関の低い成分及び相関の高い成分と、を出力するフィルタ処理を行う。適応フィルタ部Ｂは、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の低い成分と、他方の入力信号に含まれている一方の入力信号と相関の低い成分と、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の高い成分及び他方の入力信号に含まれている一方の入力信号と相関の高い成分を加算した成分と、を出力するフィルタ処理を行う。第１チャンネル数変換部１は、適応フィルタ部Ａ及び適応フィルタ部Ｂを有する。第２チャンネル数変換部１０１及び第４チャンネル数変換部１０３は、適応フィルタ部Ｂを有する。第３チャンネル数変換部１０２は、適応フィルタ部Ａを有する。

なお、上記処理により出力される信号とスピーカ配置を関連付けて説明をしているが、これらの対応関係は変換する音響コンテンツの内容や、必要なチャンネル信号に応じて上記に限らずともよいものとする。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係るチャンネル数変換装置について説明する。第５の実施形態では、上述したチャンネル数変換装置を用いて、５．１ｃｈサラウンドの信号から２２．２ｃｈ音響の信号へ直接チャンネル数変換を行う。

図１９は、本発明の第５の実施形態に係るチャンネル数変換装置の構成例を示すブロック図である。図１９に示すチャンネル数変換装置５は、第５チャンネル数変換部２と、２つの第６チャンネル数変換部２０１と、２つの第７チャンネル数変換部２０２と、３つの第８チャンネル数変換部２０３とを備える。

第５チャンネル数変換部２は、５．１ｃｈサラウンドの前方に配置されるＬ，Ｃ，Ｒ信号を（ＦＬ），ＦＬｃ，ＦＣ，ＦＲｃ，（ＦＲ）信号に変換する。第５チャンネル数変換部２は、第２の実施形態として説明したチャンネル数変換装置２と同一である。ここで、（ＦＬ），（ＦＲ）信号については、さらに後段でこれらの信号を基に変換を行い、最終的なＦＬ，ＦＲ信号を出力するため、一時的に（）として表記する。今後、同様の信号は同様に表記する。

第６チャンネル数変換部２０１は、５．１ｃｈサラウンド信号の前方に配置されるＬ，Ｃ，Ｒ信号を、ＴｐＦＬ，ＴｐＦＣ，ＴｐＦＲ信号に変換するとともに、Ｌ，Ｃ，Ｒ信号を、ＢｔＦＬ，ＢｔＦＣ，ＢｔＦＲ信号に変換する。

図２０に、第６チャンネル数変換部２０１のブロック図を示す。第６チャンネル数変換部２０１は、４つの適応フィルタを有する。Ｌ，Ｃ，Ｒ信号を適応フィルタを用いて、Ｌ信号に含まれるＣ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解するとともに、Ｃ信号に含まれるＬ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解する。また、Ｒ信号に含まれるＣ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解するとともに、Ｃ信号に含まれるＲ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解する。ここでは、Ｌ信号に含まれるＣ信号と相関が低い成分をＴｐＦＬ／ＢｔＦＬ信号として出力する。同様に、Ｒ信号に含まれるＣ信号と相関が低い成分をＴｐＦＲ／ＢｔＦＲ信号として出力する。さらに、Ｃ信号に含まれるＬ信号と相関が低い成分と、Ｃ信号に含まれるＲ信号と相関が低い成分の和をＴｐＦＣ／ＢｔＦＣ信号として出力する。

ここで、適応フィルタの適応過程で、ステップサイズパラメータはその値が大きいと中心に配置されるチャンネル（ＴｐＦＣ／ＢｔＦＣ信号）に成分が集中する傾向にあり、値が小さいと、外側に配置されるチャンネル（ＴｐＦＬ／ＢｔＦＬ信号、ＴｐＦＲ／ＢｔＦＲ信号）に成分が集中する傾向にあるため、第５チャンネル数変換部２及び第６チャンネル数変換部２０１において適応フィルタのステップサイズパラメータを異なる値を使用することで、それぞれ別々の信号を出力することができる。

第７チャンネル数変換部２０２は、Ｌ，Ｌｓ信号を、（ＴｐＳｉＬ），（ＦＬ），ＳｉＬ，（ＢＬ），（ＴｐＢＬ）信号に変換するとともに、Ｒ，Ｒｓ信号を、（ＴｐＳｉＲ），（ＦＲ），ＳｉＲ，（ＢＲ），（ＴｐＢＲ）信号に変換する。

図２１に、第７チャンネル数変換部２０２のブロック図を示す。第７チャンネル数変換部２０２は、Ｌ／Ｒ信号とＬｓ／Ｒｓ信号を適応フィルタを用いて、Ｌ／Ｒ信号に含まれるＬｓ／Ｒｓ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解するとともに、Ｌｓ／Ｒｓ信号に含まれるＬ／Ｒ信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解する。ここでは、Ｌ／Ｒ信号に含まれるＬｓ／Ｒｓ信号と相関の低い成分を（ＴｐＳｉＬ）／（ＴｐＳｉＲ）信号として出力し、Ｌｓ／Ｒｓ信号に含まれるＬ／Ｒ信号と相関の低い成分を（ＴｐＢＬ）／（ＴｐＢＲ）信号として出力する。さらに、Ｌ／Ｒ信号に含まれるＬｓ／Ｒｓ信号と相関の高い成分とＬｓ／Ｒｓ信号に含まれるＬ／Ｒ信号と相関の高い成分は、後段の適応フィルタによって、さらにそれらの相関の高い信号と低い信号に分離される。それぞれ相関の高い成分の和をＳｉＬ／ＳｉＲ信号として出力するとともに、それぞれ相関の低い成分を（ＢＬ）／（ＢＲ）信号と（ＦＬ）／（ＦＲ）信号として出力する。この分離フローについては図１に示す、２ｃｈステレオ信号からＦＬ／ＦＬｃ／ＦＣ／ＦＲｃ／ＦＲ信号を分離するフローと同様である。

第８チャンネル数変換部２０３は、第７チャンネル数変換部２０２にて得られた（ＴｐＢＬ），（ＴｐＢＲ）信号をＴｐＢＬ，ＴｐＢＣ，ＴｐＢＲ信号に変換し、（ＴｐＳｉＬ），（ＴｐＳｉＲ）信号をＴｐＳｉＬ，ＴｐＣ，ＴｐＳｉＲ信号に変換し、（ＢＬ），（ＢＲ）信号をＢＬ，ＢＣ，ＢＲ信号に変換する。

図２２に、第８チャンネル数変換部２０３のブロック図を示す。第８チャンネル数変換部２０３は、２つの適応フィルタを有する。（ＢＬ）／（ＴｐＳｉＬ）／（ＴｐＢＬ）信号と（ＢＲ）／（ＴｐＳｉＲ）／（ＴｐＢＲ）信号を、適応フィルタを用いて（ＢＬ）／（ＴｐＳｉＬ）／（ＴｐＢＬ）信号に含まれる（ＢＲ）／（ＴｐＳｉＲ）／（ＴｐＢＲ）信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解するとともに、（ＢＲ）／（ＴｐＳｉＲ）／（ＴｐＢＲ）信号に含まれる（ＢＬ）／（ＴｐＳｉＬ）／（ＴｐＢＬ）信号と相関が高い成分及び相関の低い成分に分解する。ここでは、（ＢＬ）／（ＴｐＳｉＬ）／（ＴｐＢＬ）信号に含まれる（ＢＲ）／（ＴｐＳｉＲ）／（ＴｐＢＲ）信号と相関が高い成分と、（ＢＲ）／（ＴｐＳｉＲ）／（ＴｐＢＲ）信号に含まれる（ＢＬ）／（ＴｐＳｉＬ）／（ＴｐＢＬ）信号と相関が高い成分の和をＢＣ／ＴｐＣ／ＴｐＢＣ信号として出力し、それぞれ相関の低い成分をＢＬ／ＴｐＳｉＬ／ＴＰＢＬ信号とＢＲ／ＴｐＳｉＲ／ＴｐＢＲ信号として出力する。

なお、上記処理により出力される信号とスピーカ配置を関連付けて説明をしているが、これらの対応関係は上記に限らなくてもよいものとする。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態に係るチャンネル数変換装置について説明する。第６の実施形態では、上述したチャンネル数変換装置を用いて、５．１ｃｈサラウンドの信号から２２．２ｃｈ音響の信号へ直接チャンネル数変換を行う。

図２３は、本発明の第６の実施形態に係るチャンネル数変換装置６の構成例を示すブロック図である。図１６に示すチャンネル数変換装置６は、第５チャンネル数変換部２と、２つの第６チャンネル数変換部２０１と、２つの第７チャンネル数変換部２０２と、３つの第８チャンネル数変換部２０３とを備える。

第５チャンネル数変換部２は、５．１ｃｈサラウンドの前方に配置されるＬ，Ｃ，Ｒ信号を（ＦＬ），ＦＬｃ，ＦＣ，ＦＲｃ，（ＦＲ）信号に変換する。第５チャンネル数変換部２は、第２の実施形態として説明したチャンネル数変換装置２と同一である。ここで、（ＦＬ），（ＦＲ）信号については、さらに後段でこれらの信号を基に変換を行い、最終的なＦＬ，ＦＲ信号を出力するため、一時的に（）として表記する。今後、同様の信号は同様に表記する。

第５チャンネル数変換部２で生成されたＦＬ，ＦＬｃ，ＦＲ，ＦＲｃ信号を、それぞれユーザが自由に調節可能な増幅器を通過させ、加算部にて加算された後、第７チャンネル数変換部２０２へ入力する。また、同様に、第５チャンネル数変換部２で生成されたＦＬ，ＦＬｃ，ＦＲｃ，ＦＲ信号を、それぞれユーザが自由に調節可能な増幅器を通過させ、加算部にて加算された後、第６チャンネル数変換部２０１へ入力すると同時に、ＦＬｃ，ＦＣ，ＦＲｃ信号を，それぞれユーザが自由に調節可能な増幅器を通過させ、加算部にて加算された後、第６チャンネル数変換部２０１へ入力する

第６チャンネル数変換部２０１、第７チャンネル数変換部２０２、及び第８チャンネル数変換部２０３は、第５の実施形態と同一である。

このように、チャンネル数変換装置５、及びチャンネル数変換装置６は、２入力３出力の変換を行う複数の適応フィルタ部Ｘと、２入力２出力の変換を行う複数の適応フィルタ部Ｙと、２入力４出力の変換を行う複数の適応フィルタ部Ｚとの組み合わせにより、５．１ｃｈサラウンドの音響信を２２．２ｃｈ音響のチャンネル信号へ変換する。適応フィルタ部Ｘは、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の低い成分と、他方の入力信号に含まれている一方の入力信号と相関の低い成分と、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の高い成分及び他方の入力信号に含まれている一方の入力信号と相関の高い成分を加算した成分と、を出力するフィルタ処理を行う。適応フィルタ部Ｙは、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の低い成分と、他方の入力信号に含まれている一方の入力信号と相関の低い成分と、を出力するフィルタ処理を行う。適応フィルタ部Ｚは、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の低い成分及び相関の高い成分と、他方の入力信号に含まれている一方の入力信号と相関の低い成分及び相関の高い成分と、を出力する。第５チャンネル数変換部２は、適応フィルタ部Ｘを２つ有する。第６チャンネル数変換部２０１は、適応フィルタ部Ｙを２つ有する。第７チャンネル数変換部２０２は、適応フィルタ部Ｚ及び適応フィルタ部Ｘを有する。第８チャンネル数変換部２０３は、適応フィルタ部Ｘを有する。

また、上述したチャンネル数変換装置１−１〜１−５，２−１〜２−４，３〜６として機能させるためにコンピュータを好適に用いることができ、そのようなコンピュータは、チャンネル数変換装置１−１〜１−５，２−１〜２−４，３〜６の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのＣＰＵによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。

また、このプログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体であってもよい。

図２４は、本発明の効果を示す図である。この図は、あるステレオ楽曲の１０秒〜２０秒の箇所に対して、元のＬ信号と、元のＬ信号をアップミックスした後にＡＲＩＢ規格（非特許文献２）の方法でダウンミックスした信号との相関を示す図である。従来の手法では相関が１を下回るのに対し、本発明に係る手法では加算によりアップミックス前の元の信号に近づくため、相関がほぼ１のままとなる。このように、本発明によれば、前方チャンネルの音像定位を保持しつつ、ダウンミックスをしても音質が劣化しない、すなわち、ほぼ忠実に元の信号を再現可能な、アップミックスされた信号を生成することができるようになる。

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。ＦＬ，ＦＲなどチャンネルラベルは非特許文献１のＴＡＢＬＥ３に相当する２２．２マルチチャンネルの例で説明したが、同文献のＴＡＢＬＥ１に記載のとおり、２２．２マルチチャンネルのスピーカーコンフィグレーションと対応する、あるいは近接するスピーカ配置をもつ他のマルチチャンネルフォーマットにも本発明は利用可能である。

１−１〜１−５，２−１〜２−４，３〜６ チャンネル数変換装置
１ 第１チャンネル数変換部
２ 第５チャンネル数変換部
１０，１００ 前処理部
２０ 第１適応フィルタ部
２１ ＦＬ側適応フィルタ
２２ ＦＲ側適応フィルタ
３０ 第２適応フィルタ部
３１ ＦＬｃ側適応フィルタ
３２ ＦＲｃ側適応フィルタ
４０ 振幅調節部
４１ 振幅調節器
４２ 適応振幅調節部
４３ 適応振幅調節器
４４ 減衰器
５０ 帯域分割部
６０ 帯域統合部
１０１ 第２チャンネル数変換部
１０２ 第３チャンネル数変換部
１０３ 第４チャンネル数変換部
２００ 第１適応フィルタ部
２０１ 第６チャンネル数変換部
２０２ 第７チャンネル数変換部
２０３ 第８チャンネル数変換部
２１０ ＦＬ側適応フィルタ
２２０ ＦＬｃ側適応フィルタ
２５０ 加算部
３００ 第２適応フィルタ部
３１０ ＦＲｃ側適応フィルタ
３２０ ＦＲ側適応フィルタ
４００ 振幅調節部
４１０ 振幅調節器

Claims (10)

1. ２ｃｈステレオの音響信号であるＬ信号及びＲ信号を入力信号とし、２ｃｈを超えるチャンネル数を持つマルチチャンネル音響の前方チャンネル信号であるＦＬ信号、ＦＬｃ信号、ＦＣ信号、ＦＲｃ信号、及びＦＲ信号へ変換するチャンネル数変換装置であって、
   前記Ｌ信号に含まれている前記Ｒ信号と相関の低い成分Ｅ１及び相関の高い成分Ｐ１と、前記Ｒ信号に含まれている前記Ｌ信号と相関の低い成分Ｅ２及び相関の高い成分Ｐ２を抽出し、前記成分Ｅ１を前記ＦＬ信号とし、前記成分Ｅ２を前記ＦＲ信号として出力するフィルタ処理を行う第１の適応フィルタ部と、
   前記成分Ｐ１に含まれている前記成分Ｐ２と相関の低い成分Ｅ４及び相関の高い成分Ｐ４と、前記成分Ｐ２に含まれている前記成分Ｐ１と相関の低い成分Ｅ３及び相関の高い成分Ｐ３を抽出し、前記成分Ｅ３を前記ＦＬｃ信号とし、前記成分Ｅ４を前記ＦＲｃ信号とし、前記成分Ｐ３及び前記成分Ｐ４を加算した信号を前記ＦＣ信号として出力するフィルタ処理を行う第２の適応フィルタ部と、
   を備えることを特徴とするチャンネル数変換装置。
2. ５．１ｃｈサラウンドの音響信号の前方チャンネル信号であるＬ信号、Ｃ信号、及びＲ信号を入力信号とし、５．１ｃｈを超えるチャンネル数を持つマルチチャンネル音響の前方チャンネル信号であるＦＬ信号、ＦＬｃ信号、ＦＣ信号、ＦＲｃ信号、及びＦＲ信号へ変換するチャンネル数変換装置であって、
   前記Ｌ信号に含まれている前記Ｃ信号と相関の低い成分Ｅ１及び相関の高い成分Ｐ１と、前記Ｃ信号に含まれている前記Ｌ信号と相関の低い成分Ｅ２及び相関の高い成分Ｐ２を抽出し、前記成分Ｅ１を前記ＦＬ信号とし、前記成分Ｐ１及び前記成分Ｐ２を加算した信号を前記ＦＬｃ信号として出力するフィルタ処理を行う第１の適応フィルタ部と、
   前記Ｒ信号に含まれている前記Ｃ信号と相関の低い成分Ｅ４及び相関の高い成分Ｐ４と、前記Ｃ信号に含まれている前記Ｒ信号と相関の低い成分Ｅ３及び相関の高い成分Ｐ３を抽出し、前記成分Ｅ４を前記ＦＲ信号とし、前記成分Ｐ３及び前記成分Ｐ４を加算した信号を前記ＦＲｃ信号として出力するフィルタ処理を行う第２の適応フィルタ部と、
   前記成分Ｅ２及び前記成分Ｅ３を加算した信号を前記ＦＣ信号として出力する加算部と、
   を備えることを特徴とするチャンネル数変換装置。
3. 前記ＦＬ信号、前記ＦＬｃ信号、前記ＦＲｃ信号、及び前記ＦＲ信号は、それぞれ所定の振幅の前記ＦＣ信号と減算されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のチャンネル数変換装置。
4. ２ｃｈステレオの音響信号を２２．２ｃｈ音響のチャンネル信号へ変換するチャンネル数変換装置であって、
   ２入力の信号について、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の低い成分及び相関の高い成分と、前記他方の入力信号に含まれている前記一方の入力信号と相関の低い成分及び相関の高い成分と、を出力するフィルタ処理を行う複数の第１の適応フィルタ部と、
   ２入力の信号について、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の低い成分と、前記他方の入力信号に含まれている前記一方の入力信号と相関の低い成分と、前記一方の入力信号に含まれている前記他方の入力信号と相関の高い成分及び前記他方の入力信号に含まれている前記一方の入力信号と相関の高い成分を加算した成分と、を出力するフィルタ処理を行う複数の第２の適応フィルタ部と、
   をそれぞれ組み合わせて構成されることを特徴とするチャンネル数変換装置。
5. ５．１ｃｈサラウンドの音響信号を２２．２ｃｈ音響のチャンネル信号へ変換するチャンネル数変換装置であって、
   ２入力の信号について、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の低い成分と、前記他方の入力信号に含まれている前記一方の入力信号と相関の低い成分と、前記一方の入力信号に含まれている前記他方の入力信号と相関の高い成分及び前記他方の入力信号に含まれている前記一方の入力信号と相関の高い成分を加算した成分と、を出力するフィルタ処理を行う複数の第１の適応フィルタ部と、
   ２入力の信号について、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の低い成分と、前記他方の入力信号に含まれている前記一方の入力信号と相関の低い成分と、を出力するフィルタ処理を行う複数の第２の適応フィルタ部と、
   ２入力の信号について、一方の入力信号に含まれている他方の入力信号と相関の低い成分及び相関の高い成分と、前記他方の入力信号に含まれている前記一方の入力信号と相関の低い成分及び相関の高い成分と、を出力するフィルタ処理を行う複数の第３の適応フィルタ部と、
   をそれぞれ組み合わせて構成されることを特徴とするチャンネル数変換装置。
6. 前記適応フィルタ部は、分割された周波数帯域ごとに前記フィルタ処理を行うことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のチャンネル数変換装置。
7. 前記入力信号に雑音を加算する前処理部を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のチャンネル数変換装置。
8. 前記前処理部は、前記入力信号のあるチャンネルの信号に、振幅を調節した他のチャンネルの信号を前記雑音として加算することを特徴とする、請求項７に記載のチャンネル数変換装置。
9. 前記適応フィルタ部は、ステップサイズパラメータを用いて信号の分離度を調整可能であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のチャンネル数変換装置。
10. コンピュータを、請求項１から９のいずれか一項に記載のチャンネル数変換装置として機能させるためのプログラム。
    

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