JP2021528934A - ステレオ信号の空間クロストーク処理 - Google Patents

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Abstract

オーディオシステムは、オーディオ信号のクロストーク処理とクロストーク補償処理を行う。クロストーク処理は、クロストークキャンセル処理やクロストークシミュレーション処理を行う。クロストーク処理は、左右のチャンネルの側方チャンネルにクロストーク処理を適用し、左右のチャンネルの中央チャンネルはクロストーク処理をバイパスすることで生成される。クロストーク処理された信号と、クロストーク処理をバイパスした中央チャネルとを用いて、左出力チャネルと右出力チャネルとを生成する。いくつかの実施形態では、側方チャネルにクロストーク補償処理を適用してクロストーク補償信号を生成する。クロストーク補償信号は、クロストーク処理によって生じたスペクトルの不具合を調整する。なお、クロストーク処理とクロストーク補償処理は異なる順序で行われてもよい。左右の出力チャンネルは、クロストーク処理された信号とクロストーク補償された信号を用いて生成される。

Description

本開示の実施形態は、概して、オーディオ信号処理の分野に関し、より具体的にはマルチチャネルオーディオのクロストーク処理に関する。
クロストーク処理は、クロストークシミュレーションまたはクロストークキャンセルのような反対側及び同じ側の音響成分を使うオーディオ信号の処理に関する。クロストークの補償は、クロストークによって生じるスペクトル欠陥を調整する処理に関する。クロストーク処理及びクロストーク補償処理を最適化することは計算速度の高速化及び計算資源の使用を低減することに望ましい。
実施形態は、左チャネル及び右チャネルを含むオーディオ信号を強めることに関する。クロストークのキャンセルまたはクロストークのシミュレーションのような少なくとも１つのフィルタ及びディレイを含むクロストーク処理は、左および右のチャネルの側方（または空間）チャネルに適用され、クロストーク処理信号を生成する。側方チャネルは、左チャネルと右チャネルとの間との差分を含んでいる。左右のチャネルの中央（または非空間）チャネルは、クロストーク処理をバイパスする。中央チャネルは、左右のチャネルの合計を含んでいる。左出力チャネル及び右出力チャネルは、クロストーク処理信号及びクロストーク処理をバイパスした中央チャネルを使って生成される。
いくつかの実施形態において、クロストーク補償処理は、側方チャネルに適用されて、クロストーク処理が側方チャネルに適用されたことによって生じるスペクトル欠陥を調整するクロストーク補償信号を生成する。中央チャネルは、クロストーク補償処理をバイパスする。左及び右の出力チャネルは、クロストーク補償信号、クロストーク処理信号及びクロストーク処理及びクロストーク補償をバイパスした中央チャネルによって生成される。
他の側面は、構成、装置、システム、改良、方法、処理、アプリケーション、コンピュータが読み取り可能な媒体及び上記のいずれかに関する他の技術を含む。
図１Ａは、一実施形態のラウドスピーカ用のステレオオーディオ再生システムを例示する図である。 図１Ｂは、一実施形態のヘッドフォン用のステレオオーディオ再生システムを例示する図である。 図２Ａは、一実施形態のクロストーク処理のためのオーディオ処理システムを例示する図である。 図２Ｂは、一実施形態のクロストーク処理のためのオーディオ処理システムを例示する図である。 図２Ｃは、一実施形態のクロストーク処理のためのオーディオ処理システムを例示する図である。 図３Ａは、一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図３Ｂは、一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図３Ｃは、一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図３Ｄは、一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図３Ｅは、一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図３Ｆは、一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図４Ａは、各々一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図４Ｂは、各々一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図４Ｃは、各々一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図４Ｄは、各々一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図４Ｅは、各々一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図４Ｆは、各々一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図５は、一実施形態のクロストーク補償処理装置を例示する図である。 図６は、一実施形態のクロストークキャンセルを中央及び側方チャネルに適用した周波数のプロットを示す図である。 図７は、一実施形態のクロストークキャンセルを側方チャネルに適用した周波数のプロットを示す図である。 図８は、一実施形態のクロストークキャンセルを中央及び側方チャネルに適用した周波数のプロットを示す図である。 図９は、一実施形態のクロストークキャンセル及びクロストーク補償を側方チャネルに適用した周波数のプロットを示す図である。 図１０は、一実施形態のクロストークキャンセルを中央及び側方チャネルに適用した周波数のプロットを示す図である。 図１１は、一実施形態のクロストークキャンセル及びクロストーク補償を側方チャネルに適用した周波数のプロットを示す図である。 図１２は、一実施形態のクロストーク処理及びクロストーク補償処理を示すフローチャートである。 図１３は、一実施形態のコンピュータのブロック図である。
発明の詳細な説明
本明細書に記載されている特徴及び利点は、すべてを含むものでなく、特に、多くの追加される特徴及び利点は、図面、明細書、及び特許請求の範囲から当業者にとって明らかである。さらに、本明細書で使用される言語は、主に読みやすさ及び学習の目的のために選択されており、本発明の主題を描写または制限するために選択されていない可能性があることに注意すべきである。
図（ＦＩＧ．）及び以下の説明は、好ましい実施形態に関する説明に過ぎない。以下の議論から、本明細書に開示される構造及び方法の代替の実施形態は、本発明の原理から逸脱することなく使用され得る実行可能な代替物として容易に認識されることに注意すべきである。
ここで、本発明のいくつかの実施形態を詳細に参照し、その例を添付の図に示す。実用的である場合、図において同様または類似の参照番号が使用可能であり、同様または類似の機能を示すことに注意すべきである。図面は、実施形態の説明のみ目的として表される。当業者は、以下の説明から、本明細書に記載の原理から逸脱することなく、本明細書に例示される構造及び方法の代替の実施形態を使用できることを容易に認識するであろう。
クロストーク補償処理の例
実施形態は、クロストーク処理、いくつかの実施形態は、左及び右のチャネルに含まれるステレオオーディオ信号のためのクロストーク補償処理に関する。クロストーク処理は、ラウドスピーカ、またはヘッドフォンのためのクロストークのシミュレーションを含む場合がある。クロストーク補償処理は、クロストーク処理の結果生ずるスペクトルの欠陥を補償する。処理効率を上げるため、クロストーク処理またはクロストーク補償処理は、左右のチャネルからの側方チャネルの生成に適用される一方、左右のチャネルから生成される中央チャネルをバイパスされる。これは、側方チャネルを生成し、クロストーク処理またはクロストーク補償を側方チャネルに適用し、処理された側方チャネルと中央チャネルを組み合わせることにより達成される。他の例においては、クロストーク処理が左及び右のチャネルの各々に適用され、さらなる処理の結果とともに、クロストーク処理が効果的に側方チャネルに適用され、中央チャネルをバイパスする。その結果、出力信号は、空間的なクロストーク特性（例えば、ヘッドフォンの場合はシミュレーション、ラウドスピーカの場合はキャンセル）を維持しながら、スペクトル的に透過的な中央を示す。
図１Ａに示すようなラウドスピーカの配置において、ラウドスピーカ１１０Ｌ、１１０Ｒの両方によって生じた音波は、聞き手１２０の左耳１２５Ｌ、右耳１２５Ｒの両方に受け取られる。各ラウドスピーカ１１０Ｌ、１１０Ｒからの音波は、左耳１２５Ｌ、右耳１２５Ｒの間でわずかなディレイを有し、聞き手１２０の頭に起因してフィルタリングされる。リスナーの頭の同じ側のスピーカから出力され、その側の聞き手の耳で受け取られた音響成分（例えば１１８Ｌ、１１８Ｒ）は、ここにおいて、「同側音響成分」（例えば、左耳で受け取られた左側チャネル信号成分及び、右耳で受け取られた右側チャネル信号成分）とされ、聞き手の頭の反対の側のスピーカにより出力される音響成分（例えば１１２Ｌ、１１２Ｒ）は、ここにおいて、「対側音響成分」（例えば、右耳で受け取られた左側チャネル信号成分及び、左耳で受け取られた右側チャネル信号成分）とされる。対側音響成分はクロストークの干渉に寄与し、それは空間性の知覚の低下を生じさせる。したがって、クロストークのキャンセルは、ラウドスピーカ１１０に入力されるオーディオ信号に適用され、聞き手１２０によるクロストーク干渉の体験を低減することができる。
図１Ｂに示すような配置のヘッドマウントスピーカにおいて、専用の左スピーカ１３０Ｌが左耳１２５Ｌ中に音を放出し、専用の右スピーカ１３０Ｒが右耳１２５Ｒ中に音を放出する。ヘッドマウントスピーカは、ユーザの耳に近くで音波を放出し、それにより、トランスオーラル音波の伝搬が低下する、またはなくなり、クロストーク干渉によって生じる対側成分が発生しない。聞き手１２０の各耳は、対応するスピーカから同じ側の音響成分を受けとり、他の側のスピーカからのクロストーク音響成分を受け取らない。したがって、聞き手１２０は、違いに気づきスピーカ、そして典型的にはヘッドマウントスピーカのより小さい音場に気づくであろう。このように、クロストークシミュレーションは、ヘッドマウントスピーカ１３０に入力するオーディオ信号に適用され、オーディオ信号が仮想スピーカ音源１４０Ａ、１４０Ｂによって出力されるときに聞き手１２０が知覚する可能性があるクロストーク干渉をシミュレートするようにしてもよい。
オーディオ処理システムの例
図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃの各々は、一実施形態のクロストーク処理のためのオーディオ処理システムの例を示す。オーディオ処理システムは、クロストークキャンセルまたはクロストークシミュレーション、及び様々な状態のクロストーク処理によって生じるスペクトル欠陥を調整するクロストーク補償のようなクロストーク処理を実行する。図２Ａを参照すると、オーディオ処理システム２００は、クロストークプロセッサ２０２と、クロストーク補償プロセッサ２０４とを含む。クロストークプロセッサ２０２は、入力オーディオ信号Ｘに対してクロストーク処理を実行する。クロストーク補償プロセッサ２０４は、クロストークプロセッサ２０２に結合されて、クロストークプロセッサ２０２の結果を受信する。クロストーク補償プロセッサ２０４は、前のクロストーク処理によって引き起こされたスペクトル欠陥を調整する出力オーディオ信号Ｏを生成する。いくつかの実施形態では、クロストーク補償プロセッサ２０４は省略されてもよいし、またはクロストークプロセッサ２０２と統合されてもよい。
図２Ｂを参照すると、オーディオ処理システム２１０は、クロストークプロセッサ２０２、クロストークキャンセルプロセッサ２０４、及びコンバイナ２０６を含む。ここで、クロストークプロセッサ２０２及びクロストークキャンセルプロセッサ２０４は、入力オーディオ信号Ｘを受信し、入力オーディオ信号Ｘを並行して処理する。クロストークプロセッサ２０２及びクロストーク補償プロセッサ２０４からの結果は、出力オーディオ信号Ｏを生成するためにコンバイナ２０６によって結合される。
図２Ｃを参照すると、オーディオ処理システム２１５は、クロストーク補償プロセッサ２０４及びクロストークプロセッサ２０２を含む。オーディオ処理システム２１５は、オーディオ処理システム２００と同様に、順序が異なることを除いてクロストーク処理及びクロストーク補償を連続して実行する。クロストーク補償プロセッサ２０４は、入力オーディオ信号Ｘを受信し、後のクロストーク処理によって生じるスペクトル欠陥のクロストーク補償を実行する。クロストークプロセッサ２０２は、クロストーク補償プロセッサ２０４の結果を受信し、生成された出力オーディオ信号Оにクロストーク処理を適用する。
クロストークキャンセルプロセッサの例
図３Ａから図３Ｆは、クロストークキャンセルプロセッサを例示している。クロストークキャンセルプロセッサは、スピーカ１１０Ｌ及び１１０Ｒを使用する際のクロストーク干渉の体験を低減する。各クロストークキャンセルプロセッサは、図２Ａから図２Ｃに示すように、オーディオ処理システムのクロストークプロセッサ２０２の一例である。
図３Ａは、一実施形態に関するクロストークキャンセルプロセッサ３０２を示す。クロストークキャンセルプロセッサ３０２は、左チャネルＸＬ及び右チャネルＸＲを受信し、そして、左チャネルＸＬ及び右チャネルＸＲに対してクロストークキャンセルを実行し、左出力チャネルＯＬ及び右出力チャネルＯＲを生成する。
クロストークキャンセルプロセッサ３０２は、帯域内・外ディバイダ３１０、インバータ３２０、３２２、対側推定器３３０、３４０、コンバイナ３５０、３５２、帯域内・外コンバイナ３６０、Ｌ／ＲｔｏＭコンバータ３６２、Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ３６４及びＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３６６を含む。これらのコンポーネントは連携して動作し、入力チャネルＴＬ、ＴＲを帯域内チャネルと帯域外コンポーネントとに分割し、帯域内コンポーネントでクロストークキャンセルを実行して、出力チャネルＯＬ、ＯＲを生成する。
入力オーディオ信号Ｔを異なる周波数帯域成分に分割し、選択的成分（例えば、帯域内成分）に対してクロストークキャンセルを実行することにより、他の周波数帯域での劣化をバイパスしながら、特定の周波数帯域に対してクロストークキャンセルを実行することができる。異なる周波数帯域において入力オーディオ信号Ｔを分割することなくクロストークキャンセルが行われた場合、そのようなクロストークキャンセル後のオーディオ信号は、低周波数（例えば、３５０Ｈｚ未満）、高周波数（例えば、１２０００Ｈｚ以上）の一方または両方において、非空間及び空間成分における有意な減衰または増幅を示し得る。影響力のある空間キューの大部分が存在する帯域内（たとえば、２５０Ｈｚから１４０００Ｈｚ）に対してクロストークキャンセルを選択的に実行することにより、バランスの取れた全体的なエネルギー、特に非空間コンポーネント中で、ミックス内のスペクトル全体を保持することができる。
帯域内・外ディバイダ３１０は、入力チャネルＸL、ＸRを帯域内チャネルＴL,In、ＴR,In及び帯域外チャネルＴL,Out、ＴR,Outにそれぞれ分割する。特に、帯域内、帯域外ディバイダ３１０は、左の強化補償チャネルＴLを、左の帯域内チャネルＴL,Inと、左の帯域外チャネルＴL,Outと、に分割する。同様に、帯域内・外ディバイダ３１０は、右の強化補償チャネルＴRを、右の帯域内チャネルＴR,INと、右の帯域外チャネルＴR,OUTと、に分割する。各帯域チャネルは、例えば２５０Ｈｚから１４Ｈｚを含む周波数帯域に一致するそれぞれの入力チャネルの部分を含んでもよい。この周波数帯は、例えば、スピーカのパラメータに従って調整してもよい。
インバータ３２０及び対側推定器３３０は、協働して左の対側キャンセルチャネルＳLを生成し、左の帯域内チャネルＴL,Inによって生じる対側音響成分を補償する。同様に、インバータ３２２及び対側推定器３４０は、協働して右の対側キャンセルチャネルＳRを生成し、右の帯域内チャネルＴR,INによって生じる対側音響成分を補償する。
一つのアプローチにおいて、インバータ３２０は、帯域内チャネルＴL,Inを受信し、帯域内チャネルＴL,Inの極性を反転し、反転帯域内チャネルＴL,In’を生成する。対側推定器３３０は、反転帯域内チャネルＴL,In’を受信し、反転帯域内チャネルＴL,In’のフィルタを通過した対側音響成分に一致する部分を抽出する。フィルタリングは、反転された帯域内チャネルＴL,In’に対して実行されるので、対側推定器３３０によって抽出された部分は、反対側の音響成分によって生じる帯域内チャネルＴL、Inの部分の逆になる。したがって、対側推定器３３０によって抽出された部分は、左の対側キャンセルチャネルＳLになり、対となる帯域内チャネルＴR,Inに追加して、帯域内チャネルＴL,Inによって生じる対側音響成分を低減することができる。いくつかの実施形態では、インバータ３２０及び対側推定器３３０は、異なる手順で実現される
インバータ３２２及び対側推定器３４０は、帯域内チャネルＴR,Inに関して同様の動作を実行して右の対側キャンセルチャネルＳRを生成する。したがって、簡潔にするために、その詳細な説明は本明細書では省略されている。
実施の一例では、対側推定器３３０は、フィルタ３３２、増幅器３３４、及びディレイユニット３３６を含む。フィルタ３３２は、反転入力チャネルＴＬｉｎ'を受信し、フィルタリング機能による対側音響成分に対応する反転帯域内チャネルＴLinの一部を抽出する。フィルタの実施例は、中心周波数が５０００Ｈｚと１００００Ｈｚとの間で選択され、Ｑが０．５と１．０との間で選択され、デシベルを単位とするゲインが式１から導出されてもよい。
Figure 2021528934
 ここで、Ｄは、例えば、４８ＫＨｚのサンプリングレートにおけるディレイユニット３３６、３４６によるディレイの量である。他の実施には、コーナー周波数が５０００Ｈｚと１００００Ｈｚとの間で選択され、Ｑが０．５と１．０との間で選択されたローパスフィルタがある。さらに、増幅器３３４は、抽出された部分を対応する利得係数ＧLinによって増幅し、ディレイユニット３３６は、ディレイ関数Ｄに従って増幅器３３４からの増幅された出力をディレイさせ、左対側キャンセルチャネルＳLを生成する。
対側推定器３４０は、反転帯域内チャネルＴRin’に対して同様の動作を実行して右対側キャンセルチャネルＳＲを生成するフィルタ３４２、増幅器３４４及びディレイユニット３４６を含む。一例では、対側推定器３３０、３４０は、以下の式に従って、左右の対側キャンセルチャネルＳL、ＳRを生成する。
Figure 2021528934
 ここで、Ｆ［］はフィルタ関数、Ｄ［］はディレイ関数である。
いくつかの実施形態において、フィルタは、対側推定器内の増幅器と統合される 。例えば、フィルタ３３２は、フィルタリング機能の一部として増幅器３３４のゲインを適用することができる。その意味で、信号またはチャネルにフィルタを適用することは、周波数に基づく調整に加えて、ゲインレベルの広帯域調整を含み得る。
クロストークキャンセルの構成は、スピーカのパラメータによって決定することができる。一例において、フィルタの中心周波数、ディレイの量、増幅器のゲイン、及びフィルタのゲインは、聞き手に対して２つのスピーカの間に形成される角度に従って決定することができる。いくつかの実施形態では、スピーカ角度間の値は、他の値を補間するために使用される。
コンバイナ３５０は、右対側キャンセルチャネルＳRを左帯域内チャネルＴL、rnに結合し、左帯域内クロストークチャネルＵLを生成し、コンバイナ３５２は、左対側キャンセルチャネルＳLを右帯域内チャネルＳLに結合する。バンドチャネルＴR、rnは、右帯域内クロストークチャネルＵRを生成する。
Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ３６４は、左帯域内クロストークチャネルＵL及び右帯域内クロストークチャネルＵRを受信し、側方帯域内クロストークチャネルＵSを生成する。側方帯域内クロストークチャネルＵSは、左帯域内クロストークチャネルＵLと右帯域内クロストークチャネルＵRとの差分に基づいて生成されてもよい。
Ｌ／ＲｔｏＭコンバータ３６２は、左帯域内チャネルＴL、rn及び右帯域内チャネルＴR、Inを受信し、中央帯域内チャネルＴM、Inを生成する。中央帯域内チャネルＴM、Inは、左帯域内チャネルＴL、rnと右帯域内チャネルＴR、Inとの合計に基づいて生成されてもよい。
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３６６は、中央帯域内チャネルＴM、rn及び側方帯域内クロストークチャネルＵsを受信し、左帯域内クロストークキャンセルチャネルＣL及び右帯域内クロストークキャンセルチャネルＣRを生成する。左クロストークキャンセル帯域内チャネルＣLは、中央帯域内チャネルＴM、rn及び側方帯域内クロストークチャネルＵsの合計に基づいて生成され得て、右帯域内クロストークキャンセルチャネルＣRは、中央帯域内チャネルＴM、rnと側方帯域内クロストークチャネルＵsとの差分に基づいて。に基づいて生成されてもよい。側方帯域内チャネルＵsは、左及び右の帯域内クロストークチャネルＵL、ＵRの側方のコンポーネントであり、帯域内チャネルＴLの中央コンポーネントである中央帯域内チャネルＴM、rnと結合される。
帯域内・外コンバイナ３６０は、左帯域内チャネルＣLを帯域外チャネルＴL、Outと組み合わせて、左出力チャネルＯLを生成し、右帯域内チャネルＣRを帯域外チャネルＴＲ、Ｏｕｔと組み合わせて出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークキャンセルプロセッサ３０２によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークキャンセルチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークキャンセルプロセッサ３０２によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークキャンセルチャネルである。これらのクロストークキャンセルチャネルは、オーディオ処理システムの出力として、またはオーディオ処理システムの別のコンポーネント（例えば、クロストークキャンセルによって生じるスペクトル欠陥を調整するクロストーク補償プロセッサ２０４）への入力として使用し得る。
したがって、左出力チャネルＯLは、反対側の音に帰する帯域内チャネルＴR、rnの部分の逆数に対応する右対側キャンセルチャネルＳRの部分を含み、右出力チャネルＯRは、反対側の音に帰する帯域内チャネルＴL、rnの部分の逆数に対応する左対側キャンセルチャネルＳLを含む。この構成においては、右出力チャネルＯRにしたがってスピーカ１１０Ｒが出力する同じ側の音響成分の波面が右耳に到達し、左出力チャネルＯLにしたがってスピーカ１１０Ｌが出力する対側音響成分の波面を打ち消すことができる。同様に、左耳に到達した左出力チャネルＯLに従ってスピーカ１１０Ｌが出力した同じ側の音響成分の波面は、右出力チャネルＯRに従ってスピーカ１１０Ｒが出力した反対の側の音響成分の波面をキャンセルすることができる。なお、左出力チャネルＯLは、クロストークキャンセルプロセッサ３０２によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークキャンセルチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークキャンセルプロセッサ３０２によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークキャンセルチャネルである。このように、反対側の音響成分を低減して、空間検出性を高めることができる。
図３Ｂは、一実施形態に関するクロストークキャンセルプロセッサ３０４を示す。クロストークキャンセルプロセッサ３０４は、クロストークキャンセルプロセッサ３０２と同様であるが、向上された処理効率を含む。クロストークキャンセルプロセッサ３０４は、帯域内・外ディバイダ３１０、インバータ３２０及び３２２、対側推定器３３０及び３４０、及び帯域内・外コンバイナ３６０を含む。クロストークキャンセルプロセッサ３０４におけるこれらの構成要素は、クロストークキャンセルプロセッサ３０２において対応する構成要素と同様に動作する。クロストークキャンセルプロセッサ３０４は、さらに、対側推定器３３０及び３４０に結合されたＬ／Ｒｔｏコンバータ３６４と、Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ３６４に結合されたＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３６８と、ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３６８、帯域内・外ディバイダ３１０、及び帯域内・外コンバイナ３６０に結合されたコンバイナ３７０及び３７２を含む。
Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ３６４は、左対側キャンセルチャネルＳLと右対側キャンセルチャネルＳRを受信し、左対側キャンセルチャネルＳLと右対側キャンセルチャネルＳRとの差に基づいて、側方対側キャンセルチャネルＳｓを生成する。
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３６８は、側方対側キャンセルチャネルＳSとゼロ中央チャネルとを受信し、左対側帯域内チャネルＫLと右対側帯域内チャネルＫRとを生成する。なお、左対側帯域内チャネルＫLは、側方対側キャンセルチャネルＳSとゼロ中央チャネルとの合計に基づいて生成され、右対側帯域内チャネルＫRは、ゼロ中央チャネルと側方対側キャンセルチャネルＳSとの差分に基づいて生成されてもよい。
コンバイナ３７０は、右対側帯域内チャネルＫR及び左帯域内チャネルＴL,Inを受信し、右対側帯域内チャネルＫRと左帯域内チャネルＴL,Inとを加えることによって、左クロストークキャンセル帯域内チャネルＣLを生成する。コンバイナ３７２は、左対側帯域内チャネルＫL及右帯域内チャネルＴR,Inを受信し、左対側帯域内チャネルＫLと右帯域内チャネルＴR,Inとを加えることによって、右クロストークキャンセル帯域内チャネルＣRを生成する。
帯域内・外コンバイナ３６０は、左側のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣLを帯域外のチャネルＴL,Outと共に結合して左出力チャネルＯLを生成し、右側のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルを帯域外チャネルＴR,Outと共に結合し、右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークキャンセルプロセッサ３０４により生成されたクロストーク処理信号のうちの左のクロストークがキャンセルされたチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークキャンセルプロセッサ３０４によって生成されたクロストーク処理信号のうちの右のクロストークがキャンセルされたチャネルである。
図３Ｃは、一実施形態のクロストークキャンセルプロセッサ３０６を示す。クロストークキャンセルプロセッサ３０６は、クロストークキャンセルプロセッサ３０４と同様であるが、向上された処理効率を含んでいる。クロストークキャンセルプロセッサ３０６は、帯域内・外ディバイダ３１０、インバータ３２０，３２２、対側推定器３３０，３４０及び帯域内・外コンバイナ３６０を含んでいる。クロストークキャンセルプロセッサ３０６におけるこれらの構成は、クロストークキャンセルプロセッサ３０２の対応する構成と同様に作動する。クロストークキャンセルプロセッサ３０６は、さらに、対側推定器３３０，３４０に結合されるＬ／ＲｔｏＳコンバータ３６４を含み、減算器３７４及びコンバイナ３７６は、それぞれＬ／ＲｔｏＳコンバータ３６４、帯域内・外ディバイダ３１０、及び帯域内・外コンバイナ３６０と結合される。
Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ３６４は、左の対側キャンセルチャネルＳL及び右の対側キャンセルチャネルＳRを受信し、側方の対側キャンセルチャネルＳSを、左の対側キャンセルチャネルＳLと右の対側キャンセルチャネルＳRとの差分に基づいて生成する。
減算器３７４は、左帯域内チャネルＴL,Inと側方の対側キャンセルチャネルＳSを受信し、左のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣLを、側方の対側キャンセルチャネルＳSと右帯域内チャネルＴL,Inとの差分に基づいて生成する。
コンバイナ３７６は、右帯域内チャネルＴR,Inと側方の対側キャンセルチャネルＳSを受信し、右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣRを、側方の対側キャンセルチャネルＳSと右帯域内チャネルＴR,Inとの差分に基づいて生成する。
帯域内・外コンバイナ３６０は、帯域外チャネルＴL,Outと共に左帯域内チャネルＣLを結合して左出力チャネルＯLを生成し、帯域外チャネルＴR,Outと共に右帯域内チャネルＣRを結合して右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークキャンセルプロセッサ３０６によって生成されたクロストーク処理信号のうちの左のクロストークがキャンセルされたチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークキャンセルプロセッサ３０６によって生成されたクロストーク処理信号のうちの右のクロストークがキャンセルされたチャネルである。
クロストークのキャンセルの一般的な目標は、対照的なラウドスピーカシステムで聞いているときのクロスチャネル信号を知覚的に取り除くことであり、このとき、全体的なクロスチャネル信号は同様に変換される。つまり、左チャネルは、反対側のチャネルと合計される以前の右チャネルと同様に、ディレイされ、フィルタリングされ、反転され、及び縮小される可能性がある。左・右クロスチャネルシグナルの変換において対称性を仮定すると、図３Ｄから図３Ｆは、図３Ａから図３Ｃに示すキャンセルプロセッサに関する処理効率が改善されたクロストークキャンセルプロセッサを示すことができる。特に、クロストーク処理は、左帯域内チャネルＴL,In及び右帯域内チャネルＴR,Inから生成された側方帯域内チャネルＴS,Inに適用される一方、中央帯域内チャネルＴM,Inは生成されないか、または側方帯域内チャネルＴS,Inに適用されるクロストーク処理をバイパスする。
図３Ｄは、一実施形態による、クロストークキャンセルプロセッサ３０８を示す。クロストークキャンセルプロセッサ３０８は、帯域内・外ディバイダ３１０、Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ３７８、インバータ３２０、対側推定器３３０、減算器３８０、Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３８２、及び帯域内・外コンバイナ３６０を含む。
帯域内・外ディバイダ３１０は、入力チャネルＸL，ＸRを、それぞれ帯域内チャネルＴL,In，ＴR,Inと帯域外チャネルＴL,Out，ＴR,Outに分離する。Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ３７８は、帯域内・外ディバイダ３１０に結合されて、帯域内チャネルＴL,In，ＴR,Inを受信し、側方帯域内チャネルＴS,In及び中央帯域内チャネルＴM,Inを生成する。側方帯域内チャネルＴS,Inは、左帯域内チャネルＴL,Inと右帯域内チャネルＴR,Inとの差分に基づいて生成されてもよい。また、中央帯域内チャネルＴM,Inは、左帯域内チャネルＴL,Inと右帯域内チャネルＴR,Inとの合計に基づいて生成されてもよい。
インバータ３２０及び対側推定器３３０は、協働して側方対側キャンセルチャネルＳSを側方帯域内チャネルＴS,Inから作成して帯域内中央のチャネルＴM,Inによって生じる対側音響成分を補償する。特に、インバータ３２０は、側方帯域内チャネルＴS,Inを受信して極性を反転させて側方帯域内チャネルＴS,In‘を生成する。対側推定器３３０は、側方帯域内チャネルＴS,In‘を受信し、フィルタリングを通過した対側音響成分に一致する反転された側方帯域内チャネルＴS,In‘の部分を抽出する。フィルタリングは反転された側方帯域内チャネルＴS,In‘で実行されるので、対側推定器３３０によって抽出された部分は反対側に音響成分によって生じる側方帯域内チャネルＴS,Inの反転した部分になる。したがって、対側推定器３３０によって抽出された部分は、側方対側キャンセルチャネルＳSになる。
減算器３０は、側方帯域内チャネルＴS,In及び側方対側キャンセルチャネルＳSを受信し、側方クロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣＳを側方帯域内チャネルＴS,In及び側方対側チャネルＳSとの差分に基づいて生成する。いくつかの実施形態において、インバータ３２０及び対側推定器３３０は、異なる順序で実施される。
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３８２は、中央帯域内チャネルＴM,In及び側方クロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣSを受信し、左のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣL及び右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣRを生成する。例えば、左のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣLは、中央帯域内チャネルＴM,Inと側方クロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣSの加算に基づいて生成されてもよく、右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣRは、中央帯域内チャネルＴM,Inと側方クロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣSとの差分に基づいて生成されてもよい。
帯域内・外コンバイナ３６０は、帯域外チャネルＴL,Outと共に左のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣLを結合して左出力チャネルＯLを生成し、帯域外チャネルＴR,Outと共に右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣRを結合して右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークキャンセルプロセッサ３０８によって生成されたクロストーク処理信号のうちの左クロストークがキャンセルされたチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークキャンセルプロセッサ３０８によって生成されたクロストーク処理信号のうちの右クロストークがキャンセルされたチャネルである。
図３Ｅは、一実施形態に関するクロストークキャンセルプロセッサ３１２を示す。クロストークキャンセルプロセッサ３１２は、クロストークキャンセルプロセッサ３０８のように、同様の処理効率を伴う。クロストークキャンセルプロセッサ３１２は、帯域内・外ディバイダ３１０、インバータ３２０、対側推定器３３０及び帯域内・外ディバイダ３６０を含む。クロストークキャンセルプロセッサ３１２におけるこれらの構成要素は、クロストークキャンセルプロセッサ３０８において対応する構成要素と同様に動作する。
クロストークキャンセルプロセッサ３１２は、さらに、帯域内・外ディバイダ３１０及びインバータ３２０に結合されたＬ／ＲｔｏＳコンバータ３８４を含み、Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３８６は対側推定器３３０に結合され、そしてコンバイナ３８８、３９０はＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３８６、帯域内・外ディバイダ３１０及び帯域内・外コンバイナ３６０に結合される。Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ３８４は、左帯域内チャネルＴL,In及び右帯域内チャネルＴR,Inを受信し、左帯域内チャネルＴL,In及び右帯域内チャネルＴR,Inとの差分に基づいて側方帯域内チャネルＴSを作成する。側方帯域内チャネルＴS,Inは、インバータ３２０及び対側推定器３３０によって処理されて、側方対側キャンセルチャネルＳSが生成される。Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３８６は、側方対側キャンセルチャネルＳSを対側推定器３３０及びゼロ中央チャネルから受信し、左対側帯域内チャネルＫL及び右対側帯域内チャネルＫRを生成する。左対側帯域内チャネルＫLは、側方対側キャンセルチャネルＳSとゼロ中央チャネルとの合計に基づいて作成されてもよく、右対側帯域内チャネルＫRは、ゼロ中央チャネルと側方対側キャンセルチャネルＳSとの差分に基づいて生成されてもよい。
コンバイナ３８８は、右対側帯域内チャネルＫR及び左帯域内チャネルＴL,Inを受信し、右対側帯域内チャネルＫRと左帯域内チャネルＴL,Inとを加えることによって右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＴR,Inを生成する。コンバイナ３９０は、左対側帯域内チャネルＫL及び右帯域内チャネルＴR,Inを受信し、左対側チャネルＫLと右帯域内チャネルＴR,Inとを加えることによって右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣRを生成する。
帯域内・外コンバイナ３６０は、左のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣLと共に左帯域外チャネルＴL,Outを結合して左出力チャネルＯLを生成し、帯域外チャネルＴL,Outと共に右のクロストークがキャンセルされたＣRを結合して右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークキャンセルプロセッサ３１２によって生成されたクロストーク処理信号のうち、左のクロストークがキャンセルされたチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークキャンセルプロセッサ３１２によって生成されたクロストーク処理信号のうちの右のクロストークがキャンセルされたチャネルである。
図３Ｆは、一実施形態に関するクロストークキャンセルプロセッサ３１４を示す。クロストークキャンセルプロセッサ３１４は、クロストークキャンセルプロセッサ３１２のようであるが、処理効率の向上を含む。クロストークキャンセルプロセッサ３１４は、帯域内・外ディバイダ３１０、Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ３８４、インバータ３２０、対側推定器３３０及び帯域内・外コンバイナ３６０を含む。クロストークキャンセルプロセッサ３１４におけるこれらの構成要素は、クロストークキャンセルプロセッサ３１２の対応する構成要素と同様に動作する。
クロストークキャンセルプロセッサ３１２は、さらに、それぞれ対側推定器３３０、帯域内・外ディバイダ３１０及び帯域内・外コンバイナ３６０に結合された減算器３９２及びコンバイナ３９４を含む。減算器３９２は、帯域内・外ディバイダ３１０から左帯域内チャネルＴL,Inを、対側推定器３３０から側方キャンセルチャネルＳSを受信し、左帯域内チャネルＴL,Inと側方キャンセルチャネルＳSとの差分に基づいて側方クロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣLを生成する。コンバイナ３９４は、帯域内・外ディバイダ３１０から右帯域内チャネルＴR,Inを、対側推定器３３０から側方対側キャンセルチャネルＳSを受信し、右帯域内チャネルＴR,Inと側方キャンセルチャネルＳSとの合計に基づいて右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣＲを生成する。
帯域内・外コンバイナ３６０は、左帯域外チャネルＴL,Outと共に左のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣLを結合して左出力チャネルＯLを生成し、帯域外チャネルＴR,Outと共に右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣRを結合して右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークキャンセルプロセッサ３１４によって生成されたクロストーク処理信号のうちの左のクロストークがキャンセルされたチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークキャンセルプロセッサ３１４によって生成されたクロストーク処理信号のうちの右のクロストークがキャンセルされたチャネルである。
図３Ａから図３Ｆに示すように、クロストークキャンセルプロセッサは、入力チャネルＸL，ＸRから同等の出力チャネルＯL，ＯRを生成することが可能である。Ａを、対側推定器３３０または対側推定器３４０の機能をカプセル化する線形演算（例えば、フィルタ）とする。図３Ａに示すクロストークキャンセルプロセッサ３０２の出力チャネルＯL，ＯRは、それぞれ式４及び式５によって定義されてもよい。
Figure 2021528934
図３Ｂに示すクロストークキャンセルプロセッサ３０４からの出力チャネルＯLまたはＯRは、式６及び式７によって定義されてもよい。
Figure 2021528934
図３Ｃに示すクロストークキャンセルプロセッサ３０６からの出力チャネルＯＬ及びＯＲは、式８及び式９によって定義されてもよい。
Figure 2021528934
図３Ｄに示すクロストークキャンセルプロセッサ３０８の出力ＯL及びＯRは、それぞれ式１０及び１１によって定義されてもよい。
Figure 2021528934
図３Ｅに示すキャンセルプロセッサ３１２からの出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式１２及び１３によって定義されてもよい。
Figure 2021528934
図３Ｆに示すクロストークキャンセルプロセッサ３１４の出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式１４及び１５によって定義されてもよい。
Figure 2021528934
代数操作を用いると、左出力チャネルＯLの式４、６、８、１０、１２、及び１４は同等であり、右出力チャネルＯRの式５、７、９、１１、１３、及び１４は同等である。
クロストークシミュレーションプロセッサの例
図４Ａから図４Ｆは、クロストークシミュレーションプロセッサの例を示す。クロストークシミュレーションプロセッサは、ヘッドマウンテッドスピーカ１３０Ｌ及び１３０Ｒのようなラウドスピーカのリスニング経験を提供する。各クロストークシミュレーションプロセッサは、図２Ａから図２Ｃに示すオーディオ処理システムのクロストークプロセッサ２０２の例である。
図４Ａは、一実施形態に関するクロストークシミュレーションプロセッサ４０２を示す。クロストークシミュレーションプロセッサ４０２は、左チャネルＸL及び右チャネルＸRを受信し、チャネルＸL，ＸR上でシミュレーションを実行して左出力チャネルＯL及び右出力チャネルＯRを生成する。
クロストークシミュレーションプロセッサ４０２は、左ヘッドシャドウローパスフィルタ４２２、左ヘッドシャドウハイパスフィルタ４２４、左クロストークディレイ４２６及び左ヘッドシャドウゲイン４２８を含み、左入力チャネルＸLを生成する。クロストークシミュレーションプロセッサ４０２は、さらに、右ヘッドシャドウローパスフィルタ４３２、右ヘッドシャドウハイパスフィルタ４３４、右クロストークディレイ４３６及び右ヘッドシャドウゲイン４３８を含み、右入力チャネルＸRを生成する。クロストークシミュレーションプロセッサ４０２は、さらに、コンバイナ４４０及び４４２、Ｌ／ＲｔｏＭコンバータ４４４、Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ４４６及びＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４４８を含む。
左ヘッドシャドウローパスフィルタ４２２及び左ヘッドシャドウハイパスフィルタ４２４は、左入力チャネルＸＬを受信し、聞き手の頭を通過した後の信号の周波数応答をモデル化する変調を適用する。ローパスフィルタ及びハイパスフィルタの両方の使用は、聞き手の頭を通る周波数応答のより正確なモデルの結果を得うる。いくつかの実施形態において、ローパスフィルタ４２２またはハイパスフィルタ４２４の一つだけが使用される。左ヘッドシャドウハイパスフィルタ４２４の出力は、左クロストークディレイ４２６に提供され、これは、左ヘッドシャドウハイパスフィルタ４２４の出力に時間ディレイを適用する。時間ディレイは、同側の音響成分に対して反対側の音響成分が横断するトランスオーラル距離を表す。周波数応答は、聞き手の頭による音波変調の周波数依存特性を決定するための経験的な実験に基づいて生成することができる。例えば、図１Ｂを参照するように、右耳１２５Rに伝わる反対側の音響成分１１２Lは、トランスオーラル伝搬からの音波変調を表す周波数応答を用いて同じ側の音響成分１１８Lをフィルタリングすることによって左耳１２５Lに伝わる同じ側の音響成分１１８Lから導出することができ、時間ディレイは、増加された反対側の音響成分１１２Lが右耳１２５Ｒに到達するまでに横断する距離（同じ側の音響成分１１８Rに関する）のモデルである。左ヘッドシャドウゲイン４２８は、左クロストークディレイ４２６の出力にゲインを適用して、左クロストークシミュレーションチャネルＷLを生成する。
同様に、右インプットチャネルＸR、右ヘッドシャドウローパスフィルタ４３２及び右ヘッドシャドウハイパスフィルタ４３４は、右入力チャネルＸRを受信し、聞き手の頭の周波数応答のモデルの変調を適用する。右ヘッドシャドウハイパスフィルタ４３４の出力は、右クロストークディレイ４３６に提供され、時間ディレイに適用される。右ヘッドシャドウゲイン４３８は、右クロストークディレイ４３６の出力にゲインを適用し、右クロストークシミュレーションチャネルＷRを生成する。
いくつかの実施形態において、ヘッドシャドウローパスフィルタ４２２及び４３２は、２０３２Ｈｚのカットオフ周波数を有している。ヘッドシャドウハイパスフィルタ４２４及び４３４は、１５０Ｈｚのカットオフ周波数を有している。クロストークディレイ４２６及び４３６は、０．７９２ｍｓのディレイを適用する。ヘッドシャドウゲイン４２８及び４３８は、１４．４ｄＢのゲインを適用する。ヘッドシャドウフィルタ、クロストークディレイ及び左右の各チャネルのヘッドシャドウゲインの適用は、異なる命令で実行されてもよい。
いくつか実施形態において、ヘッドシャドウフィルタは、ヘッドシャドウゲインと統一される。例えば、ヘッドシャドウローパスフィルタ４２２及び４３２は、フィルタリング機能の一部として、ヘッドシャドウゲイン４２８及び４３８のゲインを適用することができる。その意味で、信号またはチャネルにフィルタを適用することは、周波数に基づく調整に加えて、ゲインレベルの広帯域調整を含み得る。
コンバイナ４４０は、右ヘッドシャドウゲイン４３８及びＬ／ＲｔｏＳコンバータ４４６に結合される。コンバイナ４４０は、左入力チャネルＸL及び右クロストークシミュレーションチャネルＷRを受信し、左入力チャネルＸLと右クロストークシミュレーションチャネルＷRとを加えることによって左クロストークチャネルＶLを生成する。入力チャネルＸＬと右クロストークシミュレーションチャネルＷＲ。コンバイナ４４２は、左ヘッドシャドウゲイン４２８及びＬ／ＲｔｏＳコンバータ４４６に結合される。コンバイナ４４２は、右入力チャネルＸR及び左クロストークシミュレーションチャネルＷLを受信し、右入力チャネルＸRと左クロストークシミュレーションチャネルＷLとを加えることによって右クロストークチャネルＶRを生成する。
Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ４４６は、左クロストークチャネルＶL及び右クロストークチャネルＶRを受信し、左クロストークチャネルＶLと右クロストークチャネルＶRとの差分に基づいて側方クロストークチャネルＶSを生成する。
Ｌ／ＲｔｏＭコンバータ４４４は、Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４４８に結合される。Ｌ ／ＲｔｏＭコンバータ４４４は、左入力チャネルＸL及び右入力チャネルＸRを受信し、左入力チャネルＸLと右入力チャネルＸRとの合計に基づいて中央チャネルＸMを生成する。
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４４８は、Ｌ／ＲｔｏＭコンバータ４４４及びＬ／ＲｔｏＳコンバータ４４６に結合される。Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４４８は、側方クロストークチャネルＶS及び中央チャネルＸMを受信し、左出力チャネルＯLと右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、側方クロストークチャネルＶSと中央チャネルＸMとの合計に基づいて生成され得て、右出力チャネルＯRは、側方クロストークチャネルＶSと中央チャネルＸMとの間の差分に基づいて生成され得る。左出力チャネルＯLは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０２によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークシミュレートチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０２によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークシミュレートチャネルである。
図４Ｂは、一実施形態に関するクロストークシミュレーションプロセッサ４０４を示している。クロストークシミュレーションプロセッサ４０４は、クロストークシミュレーションプロセッサ４０２と同様であるが、向上された処理効率を含む。クロストークシミュレーションプロセッサ４０４は、左ヘッドシャドウローパスフィルタ４２２、左ヘッドシャドウハイパスフィルタ４２４、左クロストークディレイ４２６、左ヘッドシャドウゲイン４２８、右ヘッドシャドウローパスフィルタ４３２、右ヘッドシャドウハイパスフィルタ４３４、右クロストークディレイ４３６及び右ヘッドシャドウゲイン４３８を含む。クロストークシミュレーションプロセッサ４０４におけるこれらの構成要素は、クロストークシミュレーションプロセッサ４０２において対応する構成要素と同様に動作する。クロストークシミュレーションプロセッサ４０４はさらに、左ヘッドシャドウゲイン４２８及び右ヘッドシャドウゲイン４３８に結合されたＬ／ＲｔｏＳコンバータ４５０、Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ４５０に結合されたＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４５２を含み、コンバイナ４５４及び４５６はそれぞれ、Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４５２に結合されている。
Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ４５０は、左クロストークシミュレーションチャネルＷL及び右クロストークシミュレーションチャネルＷRを受信し、左クロストークシミュレーションチャネルＷLと右クロストークシミュレーションチャネルＷRとの差分に基づいて側方クロストークシミュレーションチャネルＷSを生成する。
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４５２は、側方クロストークシミュレーションチャネルＷS及びゼロ中央チャネルを受信し、左クロストークチャネルＤL及び右クロストークチャネルＤRを生成する。左クロストークチャネルＤLは、側方クロストークシミュレーションチャネルＷSとゼロ中央チャネルとの合計に基づいて生成してもよく、右クロストークチャネルＤRは、ゼロ中央チャネルと側方クロストークシミュレーションチャネルＷSとの差分に基づいて生成してもよい。
コンバイナ４５４は、右クロストークチャネルＤR及び左入力チャネルＸLを受信し、右クロストークチャネルＤRと左入力チャネルＸLとを加えることによって左出力チャネルＯLを生成する。コンバイナ４５６は、左クロストークチャネルＤL及び右入力チャネルＸRを受信し、左クロストークチャネルＤLと右入力チャネルＸRとを加えることによって右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０４によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークシミュレートチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０４によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークシミュレートチャネルである。
図４Ｃは、一実施形態におけるクロストークシミュレーションプロセッサ４０６を示す。クロストークシミュレーションプロセッサ４０６は、クロストークシミュレーションプロセッサ４０４と同様であるが、向上された処理効率を含む。クロストークシミュレーションプロセッサ４０６は、左ヘッドシャドウローパスフィルタ４２２、左ヘッドシャドウハイパスフィルタ４２４、左クロストークディレイ４２６、左ヘッドシャドウゲイン４２８、右ヘッドシャドウローパスフィルタ４３２、右ヘッドシャドウハイパスフィルタ４３４、右クロストークディレイ４３６、右ヘッドシャドウゲイン４３８、及びＬ／ＲｔｏＳコンバータ４５０を含む。クロストークシミュレーションプロセッサ４０６におけるこれらの構成要素は、クロストークシミュレーションプロセッサ４０４の対応する構成要素と同様に動作する。
クロストークシミュレーションプロセッサ４０６は、さらに、それぞれＬ／ＲｔｏＳコンバータ４５０に結合された減算器４５８及びコンバイナ４６０を含む。減算器４５８は、左入力チャネルＸL及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSを受信し、左入力チャネルＸLと側方クロストークシミュレーションチャネルＷSとの差分に基づいて左出力チャネルＯLを生成する。コンバイナ４６０は、右入力チャネルＸR及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSを受信し、右入力チャネルＸR及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSの合計に基づいて、右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０６によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークシミュレートチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０６によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークシミュレートチャネルである。
クロストークシミュレーションの一般的な目標は、ヘッドフォンで対称ラウドスピーカシステムを聞く体験を知覚的にシミュレートすることであり、この場合、クロスチャネル信号全体が同じように変換される。つまり、左チャネルは、反対のチャネルに合計される前に、右チャネルと同じようにディレイされ、フィルタリングされ、反転され、及び縮小される可能性がある。左／右のクロスチャネル信号変換において対称性を仮定すると、図４Ｄから図４Ｆは、４Ａから４Ｃに示すクロストークシミュレーションプロセッサと比較して向上された処理効率を有するクロストークシミュレーションプロセッサの例を示すことができる。特に、クロストーク処理は、左入力チャネルＸL及び右入力チャネルＸRから生成された側方チャネルＸSに適用され、一方、中央チャネルＸMは、生成されないか、または側方チャネルＸSに適用されるクロストーク処理をバイパスする。
図４Ｄは、一実施形態に関するクロストークシミュレーションプロセッサ４０８を示している。クロストークシミュレーションプロセッサ４０８は、Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ４６２、側方ヘッドシャドウローパスフィルタ４６４、側方ヘッドシャドウハイパスフィルタ４６６、側方クロストークディレイ４６８、側方ヘッドシャドウゲイン４７０、減算器４７２及びＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４７４を含む。
Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ４６２は、左入力チャネルＸL及び右入力チャネルＸRを受信し、中央チャネルＸM及び側方チャネルＸSを生成する。側方チャネルＸSは、左入力チャネルＸLと右入力チャネルＸRとの差分に基づいて生成され得る。中央チャネルＸMは、左入力チャネルＸL及び右入力チャネルＸRの合計に基づいて生成され得る。
側方ヘッドシャドウローパスフィルタ４６４及び側方ヘッドシャドウハイパスフィルタ４６６は、側方チャネルＸSを受信し、聞き手の頭部を通過した後の信号の周波数応答をモデル化する変調を適用する。ローパスフィルタとハイパスフィルタの両方の使用は、聞き手の頭を通る周波数応答のより正確なモデルの結果が得られうる。いくつかの実施形態において、ローパスフィルタ４６４またはハイパスフィルタ４６６のうちの１つだけが使用される。側方ヘッドシャドウハイパスフィルタ４６６の出力は、側方クロストークディレイ４６８に提供され、側方クロストークディレイ４６８は、側方ヘッドシャドウハイパスフィルタ４６６の出力に時間ディレイを適用する。側方ヘッドシャドウゲイン４７０は、側方クロストークディレイ４２６の出力にゲインを適用し、側方クロストークシミュレーションチャネルＷＳを生成する。ヘッドシャドウフィルタ、クロストークディレイ及び側方チャネルＸＳのヘッドシャドウフィルタの適用は、異なる命令で実行されてもよい。
減算器４７２は、Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ４６２及び側方ヘッドシャドウゲイン４７０に結合される。減算器４７２は、側方チャネルＸS及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSを受信し、側方チャネルＸS及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSの差分に基づいて側方クロストークシミュレーションチャネルGSを生成する。
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４７４は、Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ４６２及び減算器４７２に結合される。Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４７４は、中央チャネルＸM及び側方クロストークチャネルＧSを受信し、左出力チャネルＯL及び右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、中央チャネルＸMと側方クロストークチャネルＧSとの合計に基づいて生成されてもよく、右出力チャネルＯLは、中央チャネルＸMと側方クロストークチャネルＧSとの差分に基づいて生成されてもよい。左出力チャネルＯLは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０８によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークシミュレートチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０８によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークシミュレートチャネルである。
図４Ｅは、一実施形態に関するクロストークシミュレーションプロセッサ４１０を示している。クロストークシミュレーションプロセッサ４１０は、クロストークキャンセルシミュレーション４０８と同様であり、同等の処理効率を持つ。クロストークシミュレーションプロセッサ４１０は、側方ヘッドシャドウローパスフィルタ４６４、側方ヘッドシャドウハイパスフィルタ４６６、側方クロストークディレイ４６８、及び側方ヘッドシャドウゲイン４７０を含む。クロストークシミュレーションプロセッサ４１０におけるこれらの構成要素は、クロストークシミュレーションプロセッサ４０８において対応する構成要素と同様に動作する。
クロストークシミュレーションプロセッサ４１０は、さらに、側方ヘッドシャドウローパスフィルタ４６４に結合されたＬ／ＲｔｏＳコンバータ４７６、側方ヘッドシャドウゲイン４７０に結合されたＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４７８、Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４７８に結合されたコンバイナ４０８及びＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４７８に結合されたコンバイナ４８２を含む。Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ４７６は、左入力チャネルＸL及び右入力チャネルＸRを受信し、左入力チャネルＸLと右入力チャネルＸRとの差分に基づいて側方チャネルＸSを生成する。側方チャネルＸSは、側方ヘッドシャドウローパスフィルタ４６４、側方ヘッドシャドウハイパスフィルタ４６６、側方クロストークディレイ４６８、及び側方ヘッドシャドウゲイン４７０によって処理されて、側方クロストークシミュレーションチャネルＷSを生成する。
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４７８は、側方クロストークシミュレーションチャネルＷS及びゼロ中央チャネルを受信し、左クロストークシミュレーションチャネルＷL及び右クロストークシミュレーションチャネルＷRを生成する。左クロストークシミュレーションチャネルＷLは、側方クロストークシミュレーションチャネルＷSとゼロ中央チャネルの合計に基づいて生成され得て、右クロストークシミュレーションチャネルＷRは、ゼロ中央チャネルと側方クロストークシミュレーションチャネルＷSとの差分に基づいて生成され得る。
コンバイナ４８０は、左入力チャネルＸL及び右チャネルＷRを受信し、左入力チャネルＸLと右クロストークシミュレーションチャネルＷRとを加えることによって、左出力チャネルＯLを生成する。コンバイナ４８２は、右入力チャネルＸR及び左チャネルクロストークシミュレーションＷLを受信し、右入力チャネルＸRと左クロストークシミュレーションチャネルＷLとを加えることによって右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークシミュレーションプロセッサ４１０によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークシミュレートチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークシミュレーションプロセッサ４１０によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークシミュレートチャネルである。
図４Ｆは、一実施形態に関するクロストークシミュレーションプロセッサ４１２を示している。クロストークシミュレーションプロセッサ４１２は、クロストークシミュレーションプロセッサ４１０と同様であるが、向上された処理効率を含む。クロストークシミュレーションプロセッサ４１２は、Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ４７６、側方ヘッドシャドウローパスフィルタ４６４、側方ヘッドシャドウハイパスフィルタ４６６、側方クロストークディレイ４６８及び側方ヘッドシャドウゲイン４７０を含む。クロストークシミュレーションプロセッサ４１におけるこれらの構成要素は、クロストークシミュレーションプロセッサ４１０において対応する構成要素と同様に動作する。
クロストークシミュレーションプロセッサ４１２は、さらに、それぞれ側方ヘッドシャドウゲイン４７０に結合された減算器４８４及びコンバイナ４８６を含む。減算器４８４は、左入力チャネルＸL及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSを受信し、左入力チャネルＸLと側方クロストークシミュレーションチャネルＷSとの差分に基づいて左出力チャネルＯLを生成する。コンバイナ４８６は、右入力チャネルＸR及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSを受信し、右入力チャネルＸR及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSの合計に基づいて、右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークシミュレーションプロセッサ４１２によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークシミュレートチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークシミュレーションプロセッサ４１２によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークシミュレートチャネルである。
図４Ａから図４Ｆに示されるクロストークシミュレーションプロセッサは、入力チャネルＸL、ＸRから同等の出力チャネルＯL、またはＯRを生成することができる。Ａをヘッドシャドウローパスフィルタ、ヘッドシャドウハイパスフィルタ、クロストークディレイ、及びヘッドシャドウゲインの機能をカプセル化する線形演算（フィルタ等）とする。図４に示されるクロストークシミュレーションプロセッサ４０２の出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式４及び５によって定義されてもよい。図４Ｂに示すクロストークシミュレーションプロセッサ４０４の出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式６及び７によって定義されてもよい。図４Cに示すクロストークシミュレーションプロセッサ４０６の出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式８及び９によって定義されてもよい。図４Ｄに示すクロストークシミュレーションプロセッサ４０８の出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式１０及び１１によって定義されてもよい。図４Ｅに示すクロストークシミュレーションプロセッサ４１０の出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式１２及び１３によって定義されてもよい。図４Ｆに示すクロストークシミュレーションプロセッサ４１２の出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式１４及び１５によって定義されてもよい。左出力チャネルＯLの式４、６、８、１０、１２、及び１４は同等であり、右出力チャネルＯRの式５、７、９、１１、１３、及び１４は同等である。
クロストーク補償プロセッサの例
図５は、一実施形態に関するクロストーク補償プロセッサ５００の一例を示す。クロストーク補償プロセッサ５００は、図２Ａから図２Ｃに示されるオーディオ処理システムのクロストーク補償プロセッサ２０４の一例である。クロストーク補償プロセッサ５００は、左及び右の入力チャネルを受信し、入力チャネルにクロストーク補償を適用することによって、左及び右の出力チャネルを生成する。特に、クロストーク補償プロセッサ５００は、オーディオ信号の側方チャネルにクロストーク補償を適用して、側方チャネルでのクロストーク処理によって引き起こされるスペクトルアーチファクトを補償し、オーディオ信号の中央チャネルは、側方チャネルに適用されるクロストーク補償をバイパスする。
クロストーク補償プロセッサ５００は、Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ５１２、側方コンポーネントプロセッサ５３０、及びＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ５１４を含む。Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ５１２は、左入力チャネルＸL及び右入力チャネルＸRを受信し、入力チャネルＸL，ＸRの合計に基づいて中央チャネルＸmを生成し、そして、入力チャネルＸL、ＸRの差分に基づいて側方チャネルＸSを生成する。
側方コンポーネントプロセッサ５３０は、側方フィルタ５５０（ａ）、５５０（ｂ）から５５０（ｍ）等の複数のフィルタ５５０を含む。側方コンポーネントプロセッサ５３０は、空間チャネルＸSを処理することによって側方クロストーク補償チャネルＺSを生成する。いくつかの実施形態では、クロストーク処理を伴う空間ＸSの周波数応答プロットは、シミュレーションを通じて得ることができる。周波数応答プロットを分析することにより、クロストーク処理のアーティファクトとして発生する所定のしきい値（例えば、１０ｄＢ）を超える周波数応答プロットのピークまたはトラフ等のスペクトル欠陥を推定できる。側方クロストーク補償チャネルＺSは、推定されたピークまたはトラフを補償するために、側方コンポーネントプロセッサ５３０によって生成され得る。具体的には、クロストーク処理で適用される特定のディレイ、フィルタリング周波数、及びゲインに基づいて、ピークとトラフとは、周波数応答で上下にシフトし、スペクトルの特定の領域でエネルギーの可変増幅及び／または減衰を引き起こす。側方フィルタ５５０のそれぞれは、１つまたは複数のピーク及びトラフを調整するように構成することができる。いくつかの実施形態では、側方コンポーネントプロセッサ５３０は、異なる数のフィルタを含み得る。
いくつかの実施形態において、側方フィルタ５５０は、式（１６）によって定義される伝達関数を有するバイクアッドフィルタを含んでもよい。
Figure 2021528934
 ここで、Ｘは入力ベクトル、Ｙは出力である。他のトポロジーを使用することもでき、その最大語長と飽和状態に依存する。
このとき、バイクアッドは、実数値の入力と出力を持つ所定の二次フィルタとして使用できる。離散時間フィルタを設計するために、連続時間フィルタが設計され、双一次変換によって離散時間に変換される。さらに、中心周波数と帯域幅の結果として生じるシフトを、周波数ワーピングを使用して補償することができる。
例えば、ピーキングフィルタは、式１８で定義されるＳ平面伝達関数を持ち得る。
Figure 2021528934
 ここで、ｓは複素変数、Ａはピークの振幅及びQはフィルタの”品質係数”、そしてデジタルフィルタの係数は、以下によって定義される。
Figure 2021528934
Figure 2021528934
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ５１４は、中央チャネルＸM及び側方クロストーク補償チャネルＺSを受信し、左出力チャネルＯL及び右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、中央チャネルＸMと側方クロストーク補償チャネルＺSとの合計に基づいて生成され得る。右出力チャネルＯRは、中央チャネルＸMと側方クロストーク補償チャネルＺSと差分に基づいて生成され得る。左出力チャネルＯLは、クロストーク補償プロセッサ５００によって生成されたクロストーク補償信号の左クロストーク補償チャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークシミュレーション補償プロセッサ５００によって生成されたクロストーク補償信号の右クロストーク補償チャネルである。
クロストーク補償の例
図６〜１２Ｂは、様々なクロストークディレイ及びゲインの結果として、側方（または空間的）及び中央（または非空間的）信号成分によって生じるコムフィルタリングアーチファクトの周波数プロットを示す。中央コンポーネントにおけるスペクトルアーチファクトは、クロストーク処理を側方コンポーネントに適用しながら、中央コンポーネントをクロストーク処理（ここではクロストークキャンセル）から完全に削除することによって削除してもよい。いくつかの実施形態では、クロストーク補償は、側方コンポーネントに補正フィルタを使用して、側方コンポーネントに適用されたクロストーク処理から生じるスペクトルアーチファクトを選択的に除去するために適用される。 結果として得られる信号は、意図された空間クロストーク特性（シミュレーションまたはキャンセル）の大部分を保持しながら、スペクトル的に明確な中央チャネルを示します。
図６〜１２Ｂは、異なるスピーカ角度及びスピーカサイズ構成について、補正フィルタを含むクロストーク補償処理をクロストークがキャンセルされた側方チャネルに選択的に適用しながら、クロストーク補償処理から中央コンポーネントを除去するときの側方チャネル及び中央チャネル上の効果を示す。このように、側方チャネルの周波数応答を選択的に平坦化しながら、変更されていない中央チャネルが実現され、最小限に着色され、最小限にゲイン調整されたクロストーク処理の出力が提供される。補償フィルタは、側方チャネルに独立して実装され、中央チャネルで発生するすべてのコムフィルターのピーク/トラフを回避し、側方チャネルで最も低いコムフィルターのピーク/トラフを除くすべてを補正する。側方チャネルのクロストーク補償のパラメータを、手順に沿って導出するか、耳と手、またはその組み合わせにより調整できる。
図６は、一実施形態に関するクロストークキャンセルが適用された中央及び側方チャネルの周波数プロット６００を示す。ライン６０２は、ホワイトノイズ入力信号である。ライン６０４は、クロストークキャンセル後の入力信号の中央チャネルである。ライン６０６は、クロストークキャンセル後の入力信号の側方チャネルである。スピーカ角度が１０度で、小型のスピーカを設定する場合、クロストークキャンセルには、１サンプル＠４８ＫＨｚサンプリングレートのクロストークディレイ、−３ｄＢのクロストークゲイン、及び３５０Ｈｚの低周波バイパスと１２０００Ｈｚの高周波バイパスとで定義される帯域内周波数範囲が含まれ得る。
図７は、一実施形態に関する、側方チャネルに適用されるクロストークキャンセルの周波数プロット７００を示す。プロット７００に示されるクロストークキャンセルは、側方チャネルのみに適用されることを除き、プロット６００に示されるクロストークキャンセルと同様のパラメータを使用する。特に、スピーカ角度が１０度で、小型のスピーカを設定する場合、クロストークキャンセルは、１サンプル＠４８ＫＨｚのサンプリングレートのクロストークディレイ、−３ｄＢのクロストークゲイン、及び３５０Ｈｚの低周波バイパスと１２０００Ｈｚの高周波バイパスによって定義される帯域内周波数範囲を含み得る。ライン７０２は、ホワイトノイズの入力信号である。ライン７０６は、クロストークキャンセル後の入力信号の側方チャネルである。線分７０４は、クロストークキャンセルをバイパスした入力信号の中央チャネルである。周波数プロット７００の中央チャネルと側方チャネルには、クロストーク補償は適用されない。
図８は、一実施形態に関する中央チャネル及び側方チャネルに適用されるクロストークキャンセルの周波数プロット８００を示す。プロット８００に示されたクロストークキャンセルは、異なるスピーカ角度及びクロスチャネルディレイが使用されるという点で、プロット６００に示されたクロストークキャンセルとは異なる。特に、スピーカの角度が３０度で、小型のスピーカを設定する場合、クロストークキャンセルは、３サンプル＠４８ＫＨｚのサンプリングレートのクロストークディレイ、−６．８７５ｄＢのクロストークゲイン、及び３５０Ｈｚの低周波バイパスと１２０００Ｈｚの高周波バイパスによって定義される帯域内周波数範囲を含み得る。ライン８０２は、ホワイトノイズの入力信号である。ライン８０４は、クロストークキャンセルを伴う入力信号の中央チャネルである。ライン８０６は、クロストークキャンセルを伴う入力信号の側方チャネルである。
図９は、一実施形態に関する側方チャネルに適用されるクロストークキャンセル及びクロストーク補償の周波数プロット９００を示す。プロット９００に示すクロストークキャンセルは、プロット８００に示すクロストークキャンセルと同様のパラメータを使用するが、側方チャネルにのみ適用される。特に、スピーカの角度が３０度で、小型スピーカの設定の場合、クロストークキャンセルは、３サンプル＠４８ＫＨｚのサンプリングレートのクロストークディレイ、−６．８７５ｄＢのクロストークゲイン、及び３５０Ｈｚの低周波バイパスと１２０００Ｈｚの高周波バイパスによって定義される帯域内周波数範囲を含み得る。
ライン９０２は、入力信号のホワイトノイズである。ライン９０４は、クロストークキャンセル及びクロストーク補償をバイパスする入力信号の中央チャネルである。ライン９０６は、クロストークキャンセル及びクロストーク補償後の入力信号の側方チャネルである。クロストーク補償は、プロット８００のライン８０６によって示されるクロストークキャンセル側方チャネルからライン９０６が生成される結果となる。クロストーク補償のため、側方チャネルに２つの側方フィルタが適用される。一般に、クロストーク補償プロセッサにより適用される側方フィルタの数、及びそれらのパラメータは、変化してもよい。
図１０は、一実施形態に関する中央チャネル及び側方チャネルに適用されるクロストークキャンセルの周波数プロット１０００を示す。プロット１０００に示されるクロストークキャンセルは、異なるスピーカ角度及びクロスチャネルディレイが使用されるという点で、プロット６００及び８００に示されるクロストークキャンセルとは相違する。
特に、スピーカ角度が５０度で、小型のスピーカをー設定した場合、クロストークキャンセルには、５サンプル＠４８ＫＨｚサンプリングレートのクロストークディレイ、−８．６２５ｄＢのクロストークゲイン、及び３５０Ｈｚの低周波バイパスと１２０００Ｈｚの高周波バイパスで定義される帯域内周波数範囲が含まれ得る。ライン１００２は、入力信号のホワイトノイズである。ライン１００４は、クロストークキャンセルを伴う入力信号の中央チャネルである。ライン１００６は、クロストークキャンセルを伴う入力信号の側方チャネルである。
図１１は、一実施形態に関する側方チャネルに適用されるクロストークキャンセル及びクロストーク補償の周波数プロット１１００を示す。プロット１１００に示されるクロストークキャンセルは、プロット１０００に示されるクロストークキャンセルと同様のパラメータを使用するが、側方チャネルにのみ適用される。特に、スピーカ角度が５０度で、小型のスピーカを設定する場合、クロストークキャンセルには、５サンプル＠４８ＫＨｚサンプリングレートのクロストークディレイ、−８．６２５ｄＢのクロストークゲイン、及び３５０Ｈｚの低周波バイパスと１２０００Ｈｚの高周波バイパスで定義される帯域内周波数範囲が含まれ得る。
ライン１１０２は、入力信号のホワイトノイズである。ライン１１０４は 、クロストークキャンセル及びクロストーク補償をバイパスする入力信号の中央チャネルである。
ライン１１０６は、クロストークキャンセル及びクロストーク補償後の入力信号の側方チャネルである。クロストーク補償は、プロット１０００のライン１００６によって示されるクロストークキャンセル側方チャネルからライン１１０６が生成される結果となる。クロストーク補償のため、４．０００Ｈｚの中心周波数、８．０ｄＢのゲイン、及び２．０Ｑを有する第１ノッチフィルタと、８．８００Ｈｚの中心周波数、−２．０ｄＢのゲイン及び２．０Ｑを有する第２ノッチフィルタと、１５．８００Ｈｚの中心周波数、１．５ｄＢのゲイン及び２．５Ｑを有する第３ノッチフィルタと、を含む３つの側方フィルタが側方チャネルに適用される。クロストーク補償プロセッサにより適用される側方フィルタの数、及びそれらのパラメータは、変化してもよい。
処理の例
図１２は、一実施形態に関するクロストーク処理及びクロストーク補償のためのプロセス１２００のフローチャートを示す。プロセス１２００は、より少ないまたは追加のステップを含んでもよく、そしてステップは、異なる順序で実行されてもよい。
オーディオ処理システムは、左チャネル及び右チャネルを含むオーディオ信号を受信する１２０５。オーディオ信号は、左スピーカ用に混合された左チャネルと、右スピーカ用に混合された右チャネルとを伴うステレオオーディオ信号Xであってもよい。
オーディオ処理システムは、左及び右のチャネルの側方チャネルにクロストーク処理を適用し、クロストーク処理信号を生成する１２１０。クロストーク処理は、クロストークキャンセルまたはクロストークシミュレーションを含んでもよい。中央チャネル及び側方チャネルは、クロストーク処理をバイパスする。
クロストークキャンセルの場合、オーディオ処理システムは、それぞれ、図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、及び３Ｆに示されるクロストークキャンセルプロセッサ３０２、３０４、３０６、３０８、３１２、及び３１４等のクロストークキャンセルプロセッサを含んでもよい。これらのクロストークキャンセルプロセッサは、中央チャネルをバイパスしながら側方チャネルにクロストークキャンセル処理を適用するために異なる方法で動作する。例えば、クロストークキャンセルプロセッサ３０２、３０４、及び３０６は、それぞれインバータ及び対側推定器を、左及び右チャネルから生成された左帯域内チャネルＴL、rn及び右帯域内チャネルＴR、rnに適用し、さらに、図３Ａから３Ｃを参照して上述したように処理し、中央チャネルをバイパスする一方、側方チャネルにクロストークキャンセル処理が適用される結果を得る。他の実施形態において、クロストークキャンセルプロセッサ３０８、３１２、及び３１４は、それぞれインバータ及び対側推定器を左及び右のチャネルから生成された側方帯域内チャネルＴS、rnに適用し、さらに図３Ｄから３Ｆを参照して上記したように処理し、中央チャネルをバイパスする一方、側方チャネルにクロストークキャンセル処理が適用される結果を得る。
クロストークシミュレーションの場合、オーディオ処理システムは、それぞれ図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、及び４Ｆに示すクロストークシミュレーションプロセッサ４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、及び４１２のようなクロストークシミュレーションプロセッサを含んでもよい。これらのクロストークシミュレーションプロセッサは、異なる方法で動作して、クロストークシミュレーション処理を左右のチャネルの側方チャネルに適用する。例えば、クロストークシミュレーションプロセッサ４０２、４０４及び４０６は、それぞれ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、クロストークディレイ、及びゲインを左チャネルＸL及び右チャネルＸRのそれぞれに適用し、その後、さらに、図４Ａから４Ｃを参照して上記したように処理し、中央チャネルをバイパスする一方、側方チャネルにクロストークシミュレーション処理を適用する結果を得る。他の実施形態において、クロストークシミュレーションプロセッサ４０８、４１０及び４１２は、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、クロストークディレイ及びゲインを左及び右チャネルから生成された側方チャネルXSにそれぞれ適用し、さらに、図４Ｄから図４Ｆを参照して上記したように処理し、中央チャネルをバイパスする一方、側方チャネルにクロストークシミュレーション処理を適用する結果を得る。
オーディオ処理システムは、クロストーク補償処理を側方チャネルに適用し１２１５、クロストーク補償信号を生成する。側方チャネルに適用されるクロストーク補償処理は、側方チャネルに適用されるクロストーク処理によって引き起こされるスペクトル欠陥を調整する。中央チャネルは、クロストーク補償処理をバイパスしてもよい。オーディオ処理システムは、図５に示されるようなクロストーク補償プロセッサ５００を含んでもよい。クロストーク補償プロセッサ５００は、図５において入力ＸL及びＸRとして示されるクロストーク処理の出力を受信し、チャネルＸL及びＸRから中央チャネルＸM及び側方チャネルＸSを生成する。側方チャネルＸSは側方チャネルプロセッサ５３０によって処理される一方、中央チャネルＸMは、この処理をバイパスする。
オーディオ処理システムは、クロストーク処理信号とクロストーク補償信号とを用いて、左出力チャネルと右出力チャネルを生成する１２２０。また、左出力チャネル及び右出力チャネルは、クロストーク処理及びクロストーク補償処理をバイパスした中央チャネルを用いて生成してもよい。例えば、左出力チャネルは、側方チャネルに適用されたクロストーク処理及びクロストーク補償処理の結果と、クロストーク処理及びクロストーク補償処理をバイパスする中央チャネルとの合計に基づいて生成されてもよい。また、右出力チャネルは、クロストーク処理及びクロストーク補償処理をバイパスした中央チャネルと、側方チャネルに適用されたクロストーク処理及びクロストーク補償処理の結果との差分に基づいて生成されてもよい。
いくつかの実施形態において、クロストーク処理信号及びクロストーク補償信号のそれぞれは、左及び右のチャネルを含んでもよく、これらは、左及び右のアウトチャネルをそれぞれ生成するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、クロストーク補償は、図２Ａのオーディオ処理システム２００が示すように、クロストーク処理の後に実行されてもよい。ここでは、クロストーク処理信号は、クロストーク補償処理の入力として使用され、クロストーク補償処理の出力は、左出力チャネル及び右出力チャネルの生成に使用される。
いくつかの実施形態では、クロストーク処理とクロストーク補償は並行して実行され、図２Ｂのオーディオ処理システム２１０が示すように、それらの左出力チャネルは（例えば、コンバイナ２０６によって）結合されて左出力チャネルを生成し、それらの右出力チャネルは結合されて右出力チャネルを生成するようになっている。
いくつかの実施形態では、図２Ｃのオーディオ処理システム２１４によって示されるように、クロストーク補償は、クロストークキャンセルの前に実行される。ここでは、クロストーク補償された信号は、クロストーク処理への入力として使用され、クロストーク処理の出力は、左出力チャネル及び右出力チャネルを生成するために使用される。
いくつかの実施形態では、クロストーク補償処理を行わず、クロストーク処理の左及び右の出力チャネルを使用して、それぞれ左出力チャネルＯL及び右出力チャネルＯRを生成する。
音声処理システムは、左出力チャネルを左スピーカに、右出力チャネルを右スピーカに提供する１２２５。クロストーク処理がクロストークキャンセルの場合、左スピーカと右スピーカは、それぞれスピーカ１１０Lと１１０Rであってもよい。また、クロストーク処理がクロストークシミュレーションである場合、左スピーカ及び右スピーカは、それぞれ、ヘッドフォン１３０L及び１３０Rであってもよい。
コンピュータの例
図１３は、一実施形態に関するコンピュータ１３００のブロック図である。コンピュータ１３００は、オーディオシステムを実装する回路の一例である。図示されているのは、チップセット１３０４に結合された少なくとも１つのプロセッサ１３０２である。チップセット１３０４は、メモリ制御ハブ１３２０と、入力／出力（Ｉ／０）制御ハブ１３２２とを含む。メモリ制御ハブ１３２０には、メモリ１３０６及び画像アダプタ１３１２が結合され、画像アダプタ１３１２には、表示装置１３１８が結合されている。記憶装置１３０８、キーボード１３１０、ポインティングデバイス１３１４、及びネットワークアダプタ１３１６は、１／０コントローラハブ１３２２に結合されている。コンピュータ１３００は、様々なタイプの入力デバイスまたは出力デバイスを含んでもよい。コンピュータ１３００の他の実施形態は、異なるアーキテクチャを有する。例えば、メモリ１３０６は、いくつかの実施形態では、プロセッサ１３０２に直接結合されている。
記憶装置１３０８は、ハードドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ、またはソリッドステートメモリデバイスなどの１つまたは複数の非一時的なコンピュータ可読ストレージメディアを含む。メモリ１３０６は、プロセッサ１３０２が使用する命令及びデータを保持する。ポインティングデバイス１３１４は、キーボード１３１０と組み合わせて、コンピュータシステム１３００にデータを入力するために使用される。グラフィックスアダプタ１３１２は、画像やその他の情報を表示装置１３１８に表示する。いくつかの実施形態では、表示装置１３１８は、ユーザの入力及び選択を受け取るためのタッチスクリーン機能を含む。ネットワークアダプタ１３１６は、コンピュータシステム１３００をネットワークに結合する。コンピュータ１３００のいくつかの実施形態は、図１３に示されたものとは異なる及び／または他の構成要素を有する。
コンピュータ１３００は、本明細書で説明する機能を提供するためのコンピュータプログラムモジュールの実行に適合されている。例えば、いくつかの実施形態は、本明細書で説明したクロストーク処理またはクロストークキャンセル処理を実行するように構成された１つまたは複数のモジュールを含むコンピューティングデバイスを含んでもよい。本明細書では、「モジュール」という用語は、指定された機能性を提供するために使用されるコンピュータプログラム命令及び／または他の論理を指す。したがって、モジュールは、ハードウェア、ファームウェア、及び／またはソフトウェアで実装することができる。一実施形態では、実行可能なコンピュータプログラム命令で形成されたプログラムモジュールは、記憶装置１３０８に格納され、メモリ１３０６にロードされ、プロセッサ１３０２によって実行される。
本開示を読めば、当業者は本明細書に開示された原理のさらに追加的な代替実施形態を理解できるであろう。このように、特定の実施形態及びアプリケーションを図示及び説明してきたが、開示された実施形態は、本明細書に開示された正確な構造及び構成要素に限定されないことを理解されたい。当業者にとって明らかであると思われる様々な修正、変更、及びバリエーションが本明細書に記載された範囲から逸脱することなく、本明細書に開示された方法及び装置の配置、動作、及び詳細においてなされ得る。
本明細書に記載されているステップ、操作、またはプロセスのいずれも、1つまたは複数のハードウェアまたはソフトウェアモジュールを単独で、または他のデバイスと組み合わせて実行または実装することができる。一実施形態では、ソフトウェアモジュールは、コンピュータプログラムコードを含むコンピュータ可読媒体（例えば、非一時的なコンピュータ可読媒体）を含むコンピュータプログラム製品で実装され、このコンピュータプログラム製品は、記載されたステップ、操作、またはプロセスのいずれかまたはすべてを実行するためにコンピュータプロセッサによって実行することができる。
本開示の実施形態は、概して、オーディオ信号処理の分野に関し、より具体的にはマルチチャネルオーディオのクロストーク処理に関する。
クロストーク処理は、クロストークシミュレーションまたはクロストークキャンセルのような反対側及び同じ側の音響成分を使うオーディオ信号の処理に関する。クロストークの補償は、クロストークによって生じるスペクトル欠陥を調整する処理に関する。クロストーク処理及びクロストーク補償処理を最適化することは計算速度の高速化及び計算資源の使用を低減することに望ましい。
実施形態は、左チャネル及び右チャネルを含むオーディオ信号を強めることに関する。クロストークのキャンセルまたはクロストークのシミュレーションのような少なくとも１つのフィルタ及びディレイを含むクロストーク処理は、左および右のチャネルの側方（または空間）チャネルに適用され、クロストーク処理信号を生成する。側方チャネルは、左チャネルと右チャネルとの間との差分を含んでいる。左右のチャネルの中央（または非空間）チャネルは、クロストーク処理をバイパスする。中央チャネルは、左右のチャネルの合計を含んでいる。左出力チャネル及び右出力チャネルは、クロストーク処理信号及びクロストーク処理をバイパスした中央チャネルを使って生成される。
いくつかの実施形態において、クロストーク補償処理は、側方チャネルに適用されて、クロストーク処理が側方チャネルに適用されたことによって生じるスペクトル欠陥を調整するクロストーク補償信号を生成する。中央チャネルは、クロストーク補償処理をバイパスする。左及び右の出力チャネルは、クロストーク補償信号、クロストーク処理信号及びクロストーク処理及びクロストーク補償をバイパスした中央チャネルによって生成される。
他の側面は、構成、装置、システム、改良、方法、処理、アプリケーション、コンピュータが読み取り可能な媒体及び上記のいずれかに関する他の技術を含む。
図１Ａは、一実施形態のラウドスピーカ用のステレオオーディオ再生システムを例示する図である。 図１Ｂは、一実施形態のヘッドフォン用のステレオオーディオ再生システムを例示する図である。 図２Ａは、一実施形態のクロストーク処理のためのオーディオ処理システムを例示する図である。 図２Ｂは、一実施形態のクロストーク処理のためのオーディオ処理システムを例示する図である。 図２Ｃは、一実施形態のクロストーク処理のためのオーディオ処理システムを例示する図である。 図３Ａは、一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図３Ｂは、一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図３Ｃは、一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図３Ｄは、一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図３Ｅは、一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図３Ｆは、一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図４Ａは、各々一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図４Ｂは、各々一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図４Ｃは、各々一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図４Ｄは、各々一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図４Ｅは、各々一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図４Ｆは、各々一実施形態のクロストークキャンセル処理装置を例示する図である。 図５は、一実施形態のクロストーク補償処理装置を例示する図である。 図６は、一実施形態のクロストークキャンセルを中央及び側方チャネルに適用した周波数のプロットを示す図である。 図７は、一実施形態のクロストークキャンセルを側方チャネルに適用した周波数のプロットを示す図である。 図８は、一実施形態のクロストークキャンセルを中央及び側方チャネルに適用した周波数のプロットを示す図である。 図９は、一実施形態のクロストークキャンセル及びクロストーク補償を側方チャネルに適用した周波数のプロットを示す図である。 図１０は、一実施形態のクロストークキャンセルを中央及び側方チャネルに適用した周波数のプロットを示す図である。 図１１は、一実施形態のクロストークキャンセル及びクロストーク補償を側方チャネルに適用した周波数のプロットを示す図である。 図１２は、一実施形態のクロストーク処理及びクロストーク補償処理を示すフローチャートである。 図１３は、一実施形態のコンピュータのブロック図である。
発明の詳細な説明
本明細書に記載されている特徴及び利点は、すべてを含むものでなく、特に、多くの追加される特徴及び利点は、図面、明細書、及び特許請求の範囲から当業者にとって明らかである。さらに、本明細書で使用される言語は、主に読みやすさ及び学習の目的のために選択されており、本発明の主題を描写または制限するために選択されていない可能性があることに注意すべきである。
図（ＦＩＧ．）及び以下の説明は、好ましい実施形態に関する説明に過ぎない。以下の議論から、本明細書に開示される構造及び方法の代替の実施形態は、本発明の原理から逸脱することなく使用され得る実行可能な代替物として容易に認識されることに注意すべきである。
ここで、本発明のいくつかの実施形態を詳細に参照し、その例を添付の図に示す。実用的である場合、図において同様または類似の参照番号が使用可能であり、同様または類似の機能を示すことに注意すべきである。図面は、実施形態の説明のみ目的として表される。当業者は、以下の説明から、本明細書に記載の原理から逸脱することなく、本明細書に例示される構造及び方法の代替の実施形態を使用できることを容易に認識するであろう。
クロストーク補償処理の例
実施形態は、クロストーク処理、いくつかの実施形態は、左及び右のチャネルに含まれるステレオオーディオ信号のためのクロストーク補償処理に関する。クロストーク処理は、ラウドスピーカ、またはヘッドフォンのためのクロストークのシミュレーションを含む場合がある。クロストーク補償処理は、クロストーク処理の結果生ずるスペクトルの欠陥を補償する。処理効率を上げるため、クロストーク処理またはクロストーク補償処理は、左右のチャネルからの側方チャネルの生成に適用される一方、左右のチャネルから生成される中央チャネルをバイパスされる。これは、側方チャネルを生成し、クロストーク処理またはクロストーク補償を側方チャネルに適用し、処理された側方チャネルと中央チャネルを組み合わせることにより達成される。他の例においては、クロストーク処理が左及び右のチャネルの各々に適用され、さらなる処理の結果とともに、クロストーク処理が効果的に側方チャネルに適用され、中央チャネルをバイパスする。その結果、出力信号は、空間的なクロストーク特性（例えば、ヘッドフォンの場合はシミュレーション、ラウドスピーカの場合はキャンセル）を維持しながら、スペクトル的に透過的な中央チャネルを示す。
図１Ａに示すようなラウドスピーカの配置において、ラウドスピーカ１１０Ｌ、１１０Ｒの両方によって生じた音波は、聞き手１２０の左耳１２５Ｌ、右耳１２５Ｒの両方に受け取られる。各ラウドスピーカ１１０Ｌ、１１０Ｒからの音波は、左耳１２５Ｌ、右耳１２５Ｒの間でわずかなディレイを有し、聞き手１２０の頭に起因してフィルタリングされる。リスナーの頭の同じ側のスピーカから出力され、その側の聞き手の耳で受け取られた音響成分（例えば１１８Ｌ、１１８Ｒ）は、ここにおいて、「同側音響成分」（例えば、左耳で受け取られた左側チャネル信号成分及び、右耳で受け取られた右側チャネル信号成分）とされ、聞き手の頭の反対の側のスピーカにより出力される音響成分（例えば１１２Ｌ、１１２Ｒ）は、ここにおいて、「対側音響成分」（例えば、右耳で受け取られた左側チャネル信号成分及び、左耳で受け取られた右側チャネル信号成分）とされる。対側音響成分はクロストークの干渉に寄与し、それは空間性の知覚の低下を生じさせる。したがって、クロストークのキャンセルは、ラウドスピーカ１１０に入力されるオーディオ信号に適用され、聞き手１２０によるクロストーク干渉の体験を低減することができる。
図１Ｂに示すような配置のヘッドマウントスピーカにおいて、専用の左スピーカ１３０Ｌが左耳１２５Ｌ中に音を放出し、専用の右スピーカ１３０Ｒが右耳１２５Ｒ中に音を放出する。ヘッドマウントスピーカは、ユーザの耳に近くで音波を放出し、それにより、トランスオーラル音波の伝搬が低下する、またはなくなり、クロストーク干渉によって生じる対側成分が発生しない。聞き手１２０の各耳は、対応するスピーカから同じ側の音響成分を受けとり、他の側のスピーカからのクロストーク音響成分を受け取らない。したがって、聞き手１２０は、違いに気づきスピーカ、そして典型的にはヘッドマウントスピーカのより小さい音場に気づくであろう。このように、クロストークシミュレーションは、ヘッドマウントスピーカ１３０に入力するオーディオ信号に適用され、オーディオ信号が仮想スピーカ音源１４０Ａ、１４０Ｂによって出力されるときに聞き手１２０が知覚する可能性があるクロストーク干渉をシミュレートするようにしてもよい。
オーディオ処理システムの例
図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃの各々は、一実施形態のクロストーク処理のためのオーディオ処理システムの例を示す。オーディオ処理システムは、クロストークキャンセルまたはクロストークシミュレーション、及び様々な状態のクロストーク処理によって生じるスペクトル欠陥を調整するクロストーク補償のようなクロストーク処理を実行する。図２Ａを参照すると、オーディオ処理システム２００は、クロストークプロセッサ２０２と、クロストーク補償プロセッサ２０４とを含む。クロストークプロセッサ２０２は、入力オーディオ信号Ｘに対してクロストーク処理を実行する。クロストーク補償プロセッサ２０４は、クロストークプロセッサ２０２に結合されて、クロストークプロセッサ２０２の結果を受信する。クロストーク補償プロセッサ２０４は、前のクロストーク処理によって引き起こされたスペクトル欠陥を調整する出力オーディオ信号Ｏを生成する。いくつかの実施形態では、クロストーク補償プロセッサ２０４は省略されてもよいし、またはクロストークプロセッサ２０２と統合されてもよい。
図２Ｂを参照すると、オーディオ処理システム２１０は、クロストークプロセッサ２０２、クロストークキャンセルプロセッサ２０４、及びコンバイナ２０６を含む。ここで、クロストークプロセッサ２０２及びクロストークキャンセルプロセッサ２０４は、入力オーディオ信号Ｘを受信し、入力オーディオ信号Ｘを並行して処理する。クロストークプロセッサ２０２及びクロストーク補償プロセッサ２０４からの結果は、出力オーディオ信号Ｏを生成するためにコンバイナ２０６によって結合される。
図２Ｃを参照すると、オーディオ処理システム２１５は、クロストーク補償プロセッサ２０４及びクロストークプロセッサ２０２を含む。オーディオ処理システム２１５は、オーディオ処理システム２００と同様に、順序が異なることを除いてクロストーク処理及びクロストーク補償を連続して実行する。クロストーク補償プロセッサ２０４は、入力オーディオ信号Ｘを受信し、後のクロストーク処理によって生じるスペクトル欠陥のクロストーク補償を実行する。クロストークプロセッサ２０２は、クロストーク補償プロセッサ２０４の結果を受信し、生成された出力オーディオ信号Оにクロストーク処理を適用する。
クロストークキャンセルプロセッサの例
図３Ａから図３Ｆは、クロストークキャンセルプロセッサを例示している。クロストークキャンセルプロセッサは、スピーカ１１０Ｌ及び１１０Ｒを使用する際のクロストーク干渉の体験を低減する。各クロストークキャンセルプロセッサは、図２Ａから図２Ｃに示すように、オーディオ処理システムのクロストークプロセッサ２０２の一例である。
図３Ａは、一実施形態に関するクロストークキャンセルプロセッサ３０２を示す。クロストークキャンセルプロセッサ３０２は、左チャネルＸＬ及び右チャネルＸＲを受信し、そして、左チャネルＸＬ及び右チャネルＸＲに対してクロストークキャンセルを実行し、左出力チャネルＯＬ及び右出力チャネルＯＲを生成する。
クロストークキャンセルプロセッサ３０２は、帯域内・外ディバイダ３１０、インバータ３２０、３２２、対側推定器３３０、３４０、コンバイナ３５０、３５２、帯域内・外コンバイナ３６０、Ｌ／ＲｔｏＭコンバータ３６２、Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ３６４及びＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３６６を含む。これらのコンポーネントは連携して動作し、入力チャネルＴＬ、ＴＲを帯域内チャネルと帯域外コンポーネントとに分割し、帯域内コンポーネントでクロストークキャンセルを実行して、出力チャネルＯＬ、ＯＲを生成する。
入力オーディオ信号Ｔを異なる周波数帯域成分に分割し、選択的成分（例えば、帯域内成分）に対してクロストークキャンセルを実行することにより、他の周波数帯域での劣化をバイパスしながら、特定の周波数帯域に対してクロストークキャンセルを実行することができる。異なる周波数帯域において入力オーディオ信号Ｔを分割することなくクロストークキャンセルが行われた場合、そのようなクロストークキャンセル後のオーディオ信号は、低周波数（例えば、３５０Ｈｚ未満）、高周波数（例えば、１２０００Ｈｚ以上）の一方または両方において、非空間及び空間成分における有意な減衰または増幅を示し得る。影響力のある空間キューの大部分が存在する帯域内（たとえば、２５０Ｈｚから１４０００Ｈｚ）に対してクロストークキャンセルを選択的に実行することにより、バランスの取れた全体的なエネルギー、特に非空間コンポーネント中で、ミックス内のスペクトル全体を保持することができる。
帯域内・外ディバイダ３１０は、入力チャネルＸL、ＸRを帯域内チャネルＴL,In、ＴR,In及び帯域外チャネルＴL,Out、ＴR,Outにそれぞれ分割する。特に、帯域内、帯域外ディバイダ３１０は、左の強化補償チャネルＴLを、左の帯域内チャネルＴL,Inと、左の帯域外チャネルＴL,Outと、に分割する。同様に、帯域内・外ディバイダ３１０は、右の強化補償チャネルＴRを、右の帯域内チャネルＴR,INと、右の帯域外チャネルＴR,OUTと、に分割する。各帯域チャネルは、例えば２５０Ｈｚから１４Ｈｚを含む周波数帯域に一致するそれぞれの入力チャネルの部分を含んでもよい。この周波数帯は、例えば、スピーカのパラメータに従って調整してもよい。
インバータ３２０及び対側推定器３３０は、協働して左の対側キャンセルチャネルＳLを生成し、左の帯域内チャネルＴL,Inによって生じる対側音響成分を補償する。同様に、インバータ３２２及び対側推定器３４０は、協働して右の対側キャンセルチャネルＳRを生成し、右の帯域内チャネルＴR,INによって生じる対側音響成分を補償する。
一つのアプローチにおいて、インバータ３２０は、帯域内チャネルＴL,Inを受信し、帯域内チャネルＴL,Inの極性を反転し、反転帯域内チャネルＴL,In’を生成する。対側推定器３３０は、反転帯域内チャネルＴL,In’を受信し、反転帯域内チャネルＴL,In’のフィルタを通過した対側音響成分に一致する部分を抽出する。フィルタリングは、反転された帯域内チャネルＴL,In’に対して実行されるので、対側推定器３３０によって抽出された部分は、反対側の音響成分によって生じる帯域内チャネルＴL、Inの部分の逆になる。したがって、対側推定器３３０によって抽出された部分は、左の対側キャンセルチャネルＳLになり、対となる帯域内チャネルＴR,Inに追加して、帯域内チャネルＴL,Inによって生じる対側音響成分を低減することができる。いくつかの実施形態では、インバータ３２０及び対側推定器３３０は、異なる手順で実現される
インバータ３２２及び対側推定器３４０は、帯域内チャネルＴR,Inに関して同様の動作を実行して右の対側キャンセルチャネルＳRを生成する。したがって、簡潔にするために、その詳細な説明は本明細書では省略されている。
実施の一例では、対側推定器３３０は、フィルタ３３２、増幅器３３４、及びディレイユニット３３６を含む。フィルタ３３２は、反転入力チャネルＴＬｉｎ'を受信し、フィルタリング機能による対側音響成分に対応する反転帯域内チャネルＴLinの一部を抽出する。フィルタの実施例は、中心周波数が５０００Ｈｚと１００００Ｈｚとの間で選択され、Ｑが０．５と１．０との間で選択され、デシベルを単位とするゲインが式１から導出されてもよい。
Figure 2021528934
 ここで、Ｄは、例えば、４８ＫＨｚのサンプリングレートにおけるディレイユニット３３６、３４６によるディレイの量である。他の実施には、コーナー周波数が５０００Ｈｚと１００００Ｈｚとの間で選択され、Ｑが０．５と１．０との間で選択されたローパスフィルタがある。さらに、増幅器３３４は、抽出された部分を対応する利得係数ＧLinによって増幅し、ディレイユニット３３６は、ディレイ関数Ｄに従って増幅器３３４からの増幅された出力をディレイさせ、左対側キャンセルチャネルＳLを生成する。
対側推定器３４０は、反転帯域内チャネルＴRin’に対して同様の動作を実行して右対側キャンセルチャネルＳＲを生成するフィルタ３４２、増幅器３４４及びディレイユニット３４６を含む。一例では、対側推定器３３０、３４０は、以下の式に従って、左右の対側キャンセルチャネルＳL、ＳRを生成する。
Figure 2021528934
 ここで、Ｆ［］はフィルタ関数、Ｄ［］はディレイ関数である。
いくつかの実施形態において、フィルタは、対側推定器内の増幅器と統合される 。例えば、フィルタ３３２は、フィルタリング機能の一部として増幅器３３４のゲインを適用することができる。その意味で、信号またはチャネルにフィルタを適用することは、周波数に基づく調整に加えて、ゲインレベルの広帯域調整を含み得る。
クロストークキャンセルの構成は、スピーカのパラメータによって決定することができる。一例において、フィルタの中心周波数、ディレイの量、増幅器のゲイン、及びフィルタのゲインは、聞き手に対して２つのスピーカの間に形成される角度に従って決定することができる。いくつかの実施形態では、スピーカ角度間の値は、他の値を補間するために使用される。
コンバイナ３５０は、右対側キャンセルチャネルＳRを左帯域内チャネルＴL、rnに結合し、左帯域内クロストークチャネルＵLを生成し、コンバイナ３５２は、左対側キャンセルチャネルＳLを右帯域内チャネルＳLに結合する。バンドチャネルＴR、rnは、右帯域内クロストークチャネルＵRを生成する。
Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ３６４は、左帯域内クロストークチャネルＵL及び右帯域内クロストークチャネルＵRを受信し、側方帯域内クロストークチャネルＵSを生成する。側方帯域内クロストークチャネルＵSは、左帯域内クロストークチャネルＵLと右帯域内クロストークチャネルＵRとの差分に基づいて生成されてもよい。
Ｌ／ＲｔｏＭコンバータ３６２は、左帯域内チャネルＴL、rn及び右帯域内チャネルＴR、Inを受信し、中央帯域内チャネルＴM、Inを生成する。中央帯域内チャネルＴM、Inは、左帯域内チャネルＴL、rnと右帯域内チャネルＴR、Inとの合計に基づいて生成されてもよい。
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３６６は、中央帯域内チャネルＴM、rn及び側方帯域内クロストークチャネルＵsを受信し、左帯域内クロストークキャンセルチャネルＣL及び右帯域内クロストークキャンセルチャネルＣRを生成する。左クロストークキャンセル帯域内チャネルＣLは、中央帯域内チャネルＴM、rn及び側方帯域内クロストークチャネルＵsの合計に基づいて生成され得て、右帯域内クロストークキャンセルチャネルＣRは、中央帯域内チャネルＴM、rnと側方帯域内クロストークチャネルＵsとの差分に基づいて。に基づいて生成されてもよい。側方帯域内チャネルＵsは、左及び右の帯域内クロストークチャネルＵL、ＵRの側方のコンポーネントであり、帯域内チャネルＴLの中央コンポーネントである中央帯域内チャネルＴM、rnと結合される。
帯域内・外コンバイナ３６０は、左帯域内チャネルＣLを帯域外チャネルＴL、Outと組み合わせて、左出力チャネルＯLを生成し、右帯域内チャネルＣRを帯域外チャネルＴＲ、Ｏｕｔと組み合わせて出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークキャンセルプロセッサ３０２によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークキャンセルチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークキャンセルプロセッサ３０２によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークキャンセルチャネルである。これらのクロストークキャンセルチャネルは、オーディオ処理システムの出力として、またはオーディオ処理システムの別のコンポーネント（例えば、クロストークキャンセルによって生じるスペクトル欠陥を調整するクロストーク補償プロセッサ２０４）への入力として使用し得る。
したがって、左出力チャネルＯLは、反対側の音に帰する帯域内チャネルＴR、rnの部分の逆数に対応する右対側キャンセルチャネルＳRの部分を含み、右出力チャネルＯRは、反対側の音に帰する帯域内チャネルＴL、rnの部分の逆数に対応する左対側キャンセルチャネルＳLを含む。この構成においては、右出力チャネルＯRにしたがってスピーカ１１０Ｒが出力する同じ側の音響成分の波面が右耳に到達し、左出力チャネルＯLにしたがってスピーカ１１０Ｌが出力する対側音響成分の波面を打ち消すことができる。同様に、左耳に到達した左出力チャネルＯLに従ってスピーカ１１０Ｌが出力した同じ側の音響成分の波面は、右出力チャネルＯRに従ってスピーカ１１０Ｒが出力した反対の側の音響成分の波面をキャンセルすることができる。なお、左出力チャネルＯLは、クロストークキャンセルプロセッサ３０２によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークキャンセルチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークキャンセルプロセッサ３０２によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークキャンセルチャネルである。このように、反対側の音響成分を低減して、空間検出性を高めることができる。
図３Ｂは、一実施形態に関するクロストークキャンセルプロセッサ３０４を示す。クロストークキャンセルプロセッサ３０４は、クロストークキャンセルプロセッサ３０２と同様であるが、向上された処理効率を含む。クロストークキャンセルプロセッサ３０４は、帯域内・外ディバイダ３１０、インバータ３２０及び３２２、対側推定器３３０及び３４０、及び帯域内・外コンバイナ３６０を含む。クロストークキャンセルプロセッサ３０４におけるこれらの構成要素は、クロストークキャンセルプロセッサ３０２において対応する構成要素と同様に動作する。クロストークキャンセルプロセッサ３０４は、さらに、対側推定器３３０及び３４０に結合されたＬ／Ｒｔｏコンバータ３６４と、Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ３６４に結合されたＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３６８と、Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３６８、帯域内・外ディバイダ３１０、及び帯域内・外コンバイナ３６０に結合されたコンバイナ３７０及び３７２を含む。
Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ３６４は、左対側キャンセルチャネルＳLと右対側キャンセルチャネルＳRを受信し、左対側キャンセルチャネルＳLと右対側キャンセルチャネルＳRとの差に基づいて、側方対側キャンセルチャネルＳｓを生成する。
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３６８は、側方対側キャンセルチャネルＳSとゼロ中央チャネルとを受信し、左対側帯域内チャネルＫLと右対側帯域内チャネルＫRとを生成する。なお、左対側帯域内チャネルＫLは、側方対側キャンセルチャネルＳSとゼロ中央チャネルとの合計に基づいて生成され、右対側帯域内チャネルＫRは、ゼロ中央チャネルと側方対側キャンセルチャネルＳSとの差分に基づいて生成されてもよい。
コンバイナ３７０は、右対側帯域内チャネルＫR及び左帯域内チャネルＴL,Inを受信し、右対側帯域内チャネルＫRと左帯域内チャネルＴL,Inとを加えることによって、左クロストークキャンセル帯域内チャネルＣLを生成する。コンバイナ３７２は、左対側帯域内チャネルＫL及右帯域内チャネルＴR,Inを受信し、左対側帯域内チャネルＫLと右帯域内チャネルＴR,Inとを加えることによって、右クロストークキャンセル帯域内チャネルＣRを生成する。
帯域内・外コンバイナ３６０は、左側のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣLを帯域外のチャネルＴL,Outと共に結合して左出力チャネルＯLを生成し、右側のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルを帯域外チャネルＴR,Outと共に結合し、右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークキャンセルプロセッサ３０４により生成されたクロストーク処理信号のうちの左のクロストークがキャンセルされたチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークキャンセルプロセッサ３０４によって生成されたクロストーク処理信号のうちの右のクロストークがキャンセルされたチャネルである。
図３Ｃは、一実施形態のクロストークキャンセルプロセッサ３０６を示す。クロストークキャンセルプロセッサ３０６は、クロストークキャンセルプロセッサ３０４と同様であるが、向上された処理効率を含んでいる。クロストークキャンセルプロセッサ３０６は、帯域内・外ディバイダ３１０、インバータ３２０，３２２、対側推定器３３０，３４０及び帯域内・外コンバイナ３６０を含んでいる。クロストークキャンセルプロセッサ３０６におけるこれらの構成は、クロストークキャンセルプロセッサ３０２の対応する構成と同様に作動する。クロストークキャンセルプロセッサ３０６は、さらに、対側推定器３３０，３４０に結合されるＬ／ＲｔｏＳコンバータ３６４を含み、減算器３７４及びコンバイナ３７６は、それぞれＬ／ＲｔｏＳコンバータ３６４、帯域内・外ディバイダ３１０、及び帯域内・外コンバイナ３６０と結合される。
Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ３６４は、左の対側キャンセルチャネルＳL及び右の対側キャンセルチャネルＳRを受信し、側方の対側キャンセルチャネルＳSを、左の対側キャンセルチャネルＳLと右の対側キャンセルチャネルＳRとの差分に基づいて生成する。
減算器３７４は、左帯域内チャネルＴL,Inと側方の対側キャンセルチャネルＳSを受信し、左のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣLを、側方の対側キャンセルチャネルＳSと右帯域内チャネルＴL,Inとの差分に基づいて生成する。
コンバイナ３７６は、右帯域内チャネルＴR,Inと側方の対側キャンセルチャネルＳSを受信し、右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣRを、側方の対側キャンセルチャネルＳSと右帯域内チャネルＴR,Inとの差分に基づいて生成する。
帯域内・外コンバイナ３６０は、帯域外チャネルＴL,Outと共に左帯域内チャネルＣLを結合して左出力チャネルＯLを生成し、帯域外チャネルＴR,Outと共に右帯域内チャネルＣRを結合して右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークキャンセルプロセッサ３０６によって生成されたクロストーク処理信号のうちの左のクロストークがキャンセルされたチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークキャンセルプロセッサ３０６によって生成されたクロストーク処理信号のうちの右のクロストークがキャンセルされたチャネルである。
クロストークのキャンセルの一般的な目標は、対照的なラウドスピーカシステムで聞いているときのクロスチャネル信号を知覚的に取り除くことであり、このとき、全体的なクロスチャネル信号は同様に変換される。つまり、左チャネルは、反対側のチャネルと合計される以前の右チャネルと同様に、ディレイされ、フィルタリングされ、反転され、及び縮小される可能性がある。左・右クロスチャネルシグナルの変換において対称性を仮定すると、図３Ｄから図３Ｆは、図３Ａから図３Ｃに示すキャンセルプロセッサに関する処理効率が改善されたクロストークキャンセルプロセッサを示すことができる。特に、クロストーク処理は、左帯域内チャネルＴL,In及び右帯域内チャネルＴR,Inから生成された側方帯域内チャネルＴS,Inに適用される一方、中央帯域内チャネルＴM,Inは生成されないか、または側方帯域内チャネルＴS,Inに適用されるクロストーク処理をバイパスする。
図３Ｄは、一実施形態による、クロストークキャンセルプロセッサ３０８を示す。クロストークキャンセルプロセッサ３０８は、帯域内・外ディバイダ３１０、Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ３７８、インバータ３２０、対側推定器３３０、減算器３８０、Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３８２、及び帯域内・外コンバイナ３６０を含む。
帯域内・外ディバイダ３１０は、入力チャネルＸL，ＸRを、それぞれ帯域内チャネルＴL,In，ＴR,Inと帯域外チャネルＴL,Out，ＴR,Outに分離する。Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ３７８は、帯域内・外ディバイダ３１０に結合されて、帯域内チャネルＴL,In，ＴR,Inを受信し、側方帯域内チャネルＴS,In及び中央帯域内チャネルＴM,Inを生成する。側方帯域内チャネルＴS,Inは、左帯域内チャネルＴL,Inと右帯域内チャネルＴR,Inとの差分に基づいて生成されてもよい。また、中央帯域内チャネルＴM,Inは、左帯域内チャネルＴL,Inと右帯域内チャネルＴR,Inとの合計に基づいて生成されてもよい。
インバータ３２０及び対側推定器３３０は、協働して側方対側キャンセルチャネルＳSを側方帯域内チャネルＴS,Inから作成して帯域内中央のチャネルＴM,Inによって生じる対側音響成分を補償する。特に、インバータ３２０は、側方帯域内チャネルＴS,Inを受信して極性を反転させて側方帯域内チャネルＴS,In‘を生成する。対側推定器３３０は、側方帯域内チャネルＴS,In‘を受信し、フィルタリングを通過した対側音響成分に一致する反転された側方帯域内チャネルＴS,In‘の部分を抽出する。フィルタリングは反転された側方帯域内チャネルＴS,In‘で実行されるので、対側推定器３３０によって抽出された部分は反対側に音響成分によって生じる側方帯域内チャネルＴS,Inの反転した部分になる。したがって、対側推定器３３０によって抽出された部分は、側方対側キャンセルチャネルＳSになる。
減算器３０は、側方帯域内チャネルＴS,In及び側方対側キャンセルチャネルＳSを受信し、側方クロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣＳを側方帯域内チャネルＴS,In及び側方対側チャネルＳSとの差分に基づいて生成する。いくつかの実施形態において、インバータ３２０及び対側推定器３３０は、異なる順序で実施される。
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３８２は、中央帯域内チャネルＴM,In及び側方クロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣSを受信し、左のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣL及び右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣRを生成する。例えば、左のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣLは、中央帯域内チャネルＴM,Inと側方クロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣSの加算に基づいて生成されてもよく、右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣRは、中央帯域内チャネルＴM,Inと側方クロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣSとの差分に基づいて生成されてもよい。
帯域内・外コンバイナ３６０は、帯域外チャネルＴL,Outと共に左のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣLを結合して左出力チャネルＯLを生成し、帯域外チャネルＴR,Outと共に右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣRを結合して右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークキャンセルプロセッサ３０８によって生成されたクロストーク処理信号のうちの左クロストークがキャンセルされたチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークキャンセルプロセッサ３０８によって生成されたクロストーク処理信号のうちの右クロストークがキャンセルされたチャネルである。
図３Ｅは、一実施形態に関するクロストークキャンセルプロセッサ３１２を示す。クロストークキャンセルプロセッサ３１２は、クロストークキャンセルプロセッサ３０８のように、同様の処理効率を伴う。クロストークキャンセルプロセッサ３１２は、帯域内・外ディバイダ３１０、インバータ３２０、対側推定器３３０及び帯域内・外ディバイダ３６０を含む。クロストークキャンセルプロセッサ３１２におけるこれらの構成要素は、クロストークキャンセルプロセッサ３０８において対応する構成要素と同様に動作する。
クロストークキャンセルプロセッサ３１２は、さらに、帯域内・外ディバイダ３１０及びインバータ３２０に結合されたＬ／ＲｔｏＳコンバータ３８４を含み、Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３８６は対側推定器３３０に結合され、そしてコンバイナ３８８、３９０はＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３８６、帯域内・外ディバイダ３１０及び帯域内・外コンバイナ３６０に結合される。Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ３８４は、左帯域内チャネルＴL,In及び右帯域内チャネルＴR,Inを受信し、左帯域内チャネルＴL,In及び右帯域内チャネルＴR,Inとの差分に基づいて側方帯域内チャネルＴSを作成する。側方帯域内チャネルＴS,Inは、インバータ３２０及び対側推定器３３０によって処理されて、側方対側キャンセルチャネルＳSが生成される。Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ３８６は、側方対側キャンセルチャネルＳSを対側推定器３３０及びゼロ中央チャネルから受信し、左対側帯域内チャネルＫL及び右対側帯域内チャネルＫRを生成する。左対側帯域内チャネルＫLは、側方対側キャンセルチャネルＳSとゼロ中央チャネルとの合計に基づいて作成されてもよく、右対側帯域内チャネルＫRは、ゼロ中央チャネルと側方対側キャンセルチャネルＳSとの差分に基づいて生成されてもよい。
コンバイナ３８８は、右対側帯域内チャネルＫR及び左帯域内チャネルＴL,Inを受信し、右対側帯域内チャネルＫRと左帯域内チャネルＴL,Inとを加えることによって右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＴR,Inを生成する。コンバイナ３９０は、左対側帯域内チャネルＫL及び右帯域内チャネルＴR,Inを受信し、左対側チャネルＫLと右帯域内チャネルＴR,Inとを加えることによって右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣRを生成する。
帯域内・外コンバイナ３６０は、左のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣLと共に左帯域外チャネルＴL,Outを結合して左出力チャネルＯLを生成し、右帯域外チャネルＴL,Outと共に右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣRを結合して右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークキャンセルプロセッサ３１２によって生成されたクロストーク処理信号のうち、左のクロストークがキャンセルされたチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークキャンセルプロセッサ３１２によって生成されたクロストーク処理信号のうちの右のクロストークがキャンセルされたチャネルである。
図３Ｆは、一実施形態に関するクロストークキャンセルプロセッサ３１４を示す。クロストークキャンセルプロセッサ３１４は、クロストークキャンセルプロセッサ３１２のようであるが、処理効率の向上を含む。クロストークキャンセルプロセッサ３１４は、帯域内・外ディバイダ３１０、Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ３８４、インバータ３２０、対側推定器３３０及び帯域内・外コンバイナ３６０を含む。クロストークキャンセルプロセッサ３１４におけるこれらの構成要素は、クロストークキャンセルプロセッサ３１２の対応する構成要素と同様に動作する。
クロストークキャンセルプロセッサ３１２は、さらに、それぞれ対側推定器３３０、帯域内・外ディバイダ３１０及び帯域内・外コンバイナ３６０に結合された減算器３９２及びコンバイナ３９４を含む。減算器３９２は、帯域内・外ディバイダ３１０から左帯域内チャネルＴL,Inを、対側推定器３３０から側方キャンセルチャネルＳSを受信し、左帯域内チャネルＴL,Inと側方キャンセルチャネルＳSとの差分に基づいて側方クロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣLを生成する。コンバイナ３９４は、帯域内・外ディバイダ３１０から右帯域内チャネルＴR,Inを、対側推定器３３０から側方対側キャンセルチャネルＳSを受信し、右帯域内チャネルＴR,Inと側方キャンセルチャネルＳSとの合計に基づいて右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣＲを生成する。
帯域内・外コンバイナ３６０は、左帯域外チャネルＴL,Outと共に左のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣLを結合して左出力チャネルＯLを生成し、帯域外チャネルＴR,Outと共に右のクロストークがキャンセルされた帯域内チャネルＣRを結合して右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークキャンセルプロセッサ３１４によって生成されたクロストーク処理信号のうちの左のクロストークがキャンセルされたチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークキャンセルプロセッサ３１４によって生成されたクロストーク処理信号のうちの右のクロストークがキャンセルされたチャネルである。
図３Ａから図３Ｆに示すように、クロストークキャンセルプロセッサは、入力チャネルＸL，ＸRから同等の出力チャネルＯL，ＯRを生成することが可能である。Ａを、対側推定器３３０または対側推定器３４０の機能をカプセル化する線形演算（例えば、フィルタ）とする。図３Ａに示すクロストークキャンセルプロセッサ３０２の出力チャネルＯL，ＯRは、それぞれ式４及び式５によって定義されてもよい。
Figure 2021528934
図３Ｂに示すクロストークキャンセルプロセッサ３０４からの出力チャネルＯLまたはＯRは、式６及び式７によって定義されてもよい。
Figure 2021528934
図３Ｃに示すクロストークキャンセルプロセッサ３０６からの出力チャネルＯＬ及びＯＲは、式８及び式９によって定義されてもよい。
Figure 2021528934
図３Ｄに示すクロストークキャンセルプロセッサ３０８の出力ＯL及びＯRは、それぞれ式１０及び１１によって定義されてもよい。
Figure 2021528934
図３Ｅに示すキャンセルプロセッサ３１２からの出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式１２及び１３によって定義されてもよい。
Figure 2021528934
図３Ｆに示すクロストークキャンセルプロセッサ３１４の出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式１４及び１５によって定義されてもよい。
Figure 2021528934
代数操作を用いると、左出力チャネルＯLの式４、６、８、１０、１２、及び１４は同等であり、右出力チャネルＯRの式５、７、９、１１、１３、及び１５は同等である。
クロストークシミュレーションプロセッサの例
図４Ａから図４Ｆは、クロストークシミュレーションプロセッサの例を示す。クロストークシミュレーションプロセッサは、ヘッドマウンテッドスピーカ１３０Ｌ及び１３０Ｒのようなラウドスピーカのリスニング経験を提供する。各クロストークシミュレーションプロセッサは、図２Ａから図２Ｃに示すオーディオ処理システムのクロストークプロセッサ２０２の例である。
図４Ａは、一実施形態に関するクロストークシミュレーションプロセッサ４０２を示す。クロストークシミュレーションプロセッサ４０２は、左チャネルＸL及び右チャネルＸRを受信し、チャネルＸL，ＸR上でシミュレーションを実行して左出力チャネルＯL及び右出力チャネルＯRを生成する。
クロストークシミュレーションプロセッサ４０２は、左ヘッドシャドウローパスフィルタ４２２、左ヘッドシャドウハイパスフィルタ４２４、左クロストークディレイ４２６及び左ヘッドシャドウゲイン４２８を含み、左入力チャネルＸLを生成する。クロストークシミュレーションプロセッサ４０２は、さらに、右ヘッドシャドウローパスフィルタ４３２、右ヘッドシャドウハイパスフィルタ４３４、右クロストークディレイ４３６及び右ヘッドシャドウゲイン４３８を含み、右入力チャネルＸRを生成する。クロストークシミュレーションプロセッサ４０２は、さらに、コンバイナ４４０及び４４２、Ｌ／ＲｔｏＭコンバータ４４４、Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ４４６及びＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４４８を含む。
左ヘッドシャドウローパスフィルタ４２２及び左ヘッドシャドウハイパスフィルタ４２４は、左入力チャネルＸ L を受信し、聞き手の頭を通過した後の信号の周波数応答をモデル化する変調を適用する。ローパスフィルタ及びハイパスフィルタの両方の使用は、聞き手の頭を通る周波数応答のより正確なモデルの結果を得うる。いくつかの実施形態において、ローパスフィルタ４２２またはハイパスフィルタ４２４の一つだけが使用される。左ヘッドシャドウハイパスフィルタ４２４の出力は、左クロストークディレイ４２６に提供され、これは、左ヘッドシャドウハイパスフィルタ４２４の出力に時間ディレイを適用する。時間ディレイは、同側の音響成分に対して反対側の音響成分が横断するトランスオーラル距離を表す。周波数応答は、聞き手の頭による音波変調の周波数依存特性を決定するための経験的な実験に基づいて生成することができる。例えば、図１Ｂを参照するように、右耳１２５Rに伝わる反対側の音響成分１１２Lは、トランスオーラル伝搬からの音波変調を表す周波数応答を用いて同じ側の音響成分１１８Lをフィルタリングすることによって左耳１２５Lに伝わる同じ側の音響成分１１８Lから導出することができ、時間ディレイは、増加された反対側の音響成分１１２Lが右耳１２５Ｒに到達するまでに横断する距離（同じ側の音響成分１１８Rに関する）のモデルである。左ヘッドシャドウゲイン４２８は、左クロストークディレイ４２６の出力にゲインを適用して、左クロストークシミュレーションチャネルＷLを生成する。
同様に、右インプットチャネルＸR、右ヘッドシャドウローパスフィルタ４３２及び右ヘッドシャドウハイパスフィルタ４３４は、右入力チャネルＸRを受信し、聞き手の頭の周波数応答のモデルの変調を適用する。右ヘッドシャドウハイパスフィルタ４３４の出力は、右クロストークディレイ４３６に提供され、時間ディレイに適用される。右ヘッドシャドウゲイン４３８は、右クロストークディレイ４３６の出力にゲインを適用し、右クロストークシミュレーションチャネルＷRを生成する。
いくつかの実施形態において、ヘッドシャドウローパスフィルタ４２２及び４３２は、２０３２Ｈｚのカットオフ周波数を有している。ヘッドシャドウハイパスフィルタ４２４及び４３４は、１５０Ｈｚのカットオフ周波数を有している。クロストークディレイ４２６及び４３６は、０．７９２ｍｓのディレイを適用する。ヘッドシャドウゲイン４２８及び４３８は、１４．４ｄＢのゲインを適用する。ヘッドシャドウフィルタ、クロストークディレイ及び左右の各チャネルのヘッドシャドウゲインの適用は、異なる命令で実行されてもよい。
いくつか実施形態において、ヘッドシャドウフィルタは、ヘッドシャドウゲインと統一される。例えば、ヘッドシャドウローパスフィルタ４２２及び４３２は、フィルタリング機能の一部として、ヘッドシャドウゲイン４２８及び４３８のゲインを適用することができる。その意味で、信号またはチャネルにフィルタを適用することは、周波数に基づく調整に加えて、ゲインレベルの広帯域調整を含み得る。
コンバイナ４４０は、右ヘッドシャドウゲイン４３８及びＬ／ＲｔｏＳコンバータ４４６に結合される。コンバイナ４４０は、左入力チャネルＸL及び右クロストークシミュレーションチャネルＷRを受信し、左入力チャネルＸLと右クロストークシミュレーションチャネルＷRとを加えることによって左クロストークチャネルＶLを生成する。入力チャネルＸＬと右クロストークシミュレーションチャネルＷＲ。コンバイナ４４２は、左ヘッドシャドウゲイン４２８及びＬ／ＲｔｏＳコンバータ４４６に結合される。コンバイナ４４２は、右入力チャネルＸR及び左クロストークシミュレーションチャネルＷLを受信し、右入力チャネルＸRと左クロストークシミュレーションチャネルＷLとを加えることによって右クロストークチャネルＶRを生成する。
Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ４４６は、左クロストークチャネルＶL及び右クロストークチャネルＶRを受信し、左クロストークチャネルＶLと右クロストークチャネルＶRとの差分に基づいて側方クロストークチャネルＶSを生成する。
Ｌ／ＲｔｏＭコンバータ４４４は、Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４４８に結合される。Ｌ ／ＲｔｏＭコンバータ４４４は、左入力チャネルＸL及び右入力チャネルＸRを受信し、左入力チャネルＸLと右入力チャネルＸRとの合計に基づいて中央チャネルＸMを生成する。
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４４８は、Ｌ／ＲｔｏＭコンバータ４４４及びＬ／ＲｔｏＳコンバータ４４６に結合される。Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４４８は、側方クロストークチャネルＶS及び中央チャネルＸMを受信し、左出力チャネルＯLと右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、側方クロストークチャネルＶSと中央チャネルＸMとの合計に基づいて生成され得て、右出力チャネルＯRは、側方クロストークチャネルＶSと中央チャネルＸMとの間の差分に基づいて生成され得る。左出力チャネルＯLは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０２によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークシミュレートチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０２によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークシミュレートチャネルである。
図４Ｂは、一実施形態に関するクロストークシミュレーションプロセッサ４０４を示している。クロストークシミュレーションプロセッサ４０４は、クロストークシミュレーションプロセッサ４０２と同様であるが、向上された処理効率を含む。クロストークシミュレーションプロセッサ４０４は、左ヘッドシャドウローパスフィルタ４２２、左ヘッドシャドウハイパスフィルタ４２４、左クロストークディレイ４２６、左ヘッドシャドウゲイン４２８、右ヘッドシャドウローパスフィルタ４３２、右ヘッドシャドウハイパスフィルタ４３４、右クロストークディレイ４３６及び右ヘッドシャドウゲイン４３８を含む。クロストークシミュレーションプロセッサ４０４におけるこれらの構成要素は、クロストークシミュレーションプロセッサ４０２において対応する構成要素と同様に動作する。クロストークシミュレーションプロセッサ４０４はさらに、左ヘッドシャドウゲイン４２８及び右ヘッドシャドウゲイン４３８に結合されたＬ／ＲｔｏＳコンバータ４５０、Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ４５０に結合されたＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４５２を含み、コンバイナ４５４及び４５６はそれぞれ、Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４５２に結合されている。
Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ４５０は、左クロストークシミュレーションチャネルＷL及び右クロストークシミュレーションチャネルＷRを受信し、左クロストークシミュレーションチャネルＷLと右クロストークシミュレーションチャネルＷRとの差分に基づいて側方クロストークシミュレーションチャネルＷSを生成する。
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４５２は、側方クロストークシミュレーションチャネルＷS及びゼロ中央チャネルを受信し、左クロストークチャネルＤL及び右クロストークチャネルＤRを生成する。左クロストークチャネルＤLは、側方クロストークシミュレーションチャネルＷSとゼロ中央チャネルとの合計に基づいて生成してもよく、右クロストークチャネルＤRは、ゼロ中央チャネルと側方クロストークシミュレーションチャネルＷSとの差分に基づいて生成してもよい。
コンバイナ４５４は、右クロストークチャネルＤR及び左入力チャネルＸLを受信し、右クロストークチャネルＤRと左入力チャネルＸLとを加えることによって左出力チャネルＯLを生成する。コンバイナ４５６は、左クロストークチャネルＤL及び右入力チャネルＸRを受信し、左クロストークチャネルＤLと右入力チャネルＸRとを加えることによって右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０４によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークシミュレートチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０４によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークシミュレートチャネルである。
図４Ｃは、一実施形態におけるクロストークシミュレーションプロセッサ４０６を示す。クロストークシミュレーションプロセッサ４０６は、クロストークシミュレーションプロセッサ４０４と同様であるが、向上された処理効率を含む。クロストークシミュレーションプロセッサ４０６は、左ヘッドシャドウローパスフィルタ４２２、左ヘッドシャドウハイパスフィルタ４２４、左クロストークディレイ４２６、左ヘッドシャドウゲイン４２８、右ヘッドシャドウローパスフィルタ４３２、右ヘッドシャドウハイパスフィルタ４３４、右クロストークディレイ４３６、右ヘッドシャドウゲイン４３８、及びＬ／ＲｔｏＳコンバータ４５０を含む。クロストークシミュレーションプロセッサ４０６におけるこれらの構成要素は、クロストークシミュレーションプロセッサ４０４の対応する構成要素と同様に動作する。
クロストークシミュレーションプロセッサ４０６は、さらに、それぞれＬ／ＲｔｏＳコンバータ４５０に結合された減算器４５８及びコンバイナ４６０を含む。減算器４５８は、左入力チャネルＸL及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSを受信し、左入力チャネルＸLと側方クロストークシミュレーションチャネルＷSとの差分に基づいて左出力チャネルＯLを生成する。コンバイナ４６０は、右入力チャネルＸR及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSを受信し、右入力チャネルＸR及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSの合計に基づいて、右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０６によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークシミュレートチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０６によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークシミュレートチャネルである。
クロストークシミュレーションの一般的な目標は、ヘッドフォンで対称ラウドスピーカシステムを聞く体験を知覚的にシミュレートすることであり、この場合、クロスチャネル信号全体が同じように変換される。つまり、左チャネルは、反対のチャネルに合計される前に、右チャネルと同じようにディレイされ、フィルタリングされ、反転され、及び縮小される可能性がある。左／右のクロスチャネル信号変換において対称性を仮定すると、図４Ｄから図４Ｆは、４Ａから４Ｃに示すクロストークシミュレーションプロセッサと比較して向上された処理効率を有するクロストークシミュレーションプロセッサの例を示すことができる。特に、クロストーク処理は、左入力チャネルＸL及び右入力チャネルＸRから生成された側方チャネルＸSに適用され、一方、中央チャネルＸMは、生成されないか、または側方チャネルＸSに適用されるクロストーク処理をバイパスする。
図４Ｄは、一実施形態に関するクロストークシミュレーションプロセッサ４０８を示している。クロストークシミュレーションプロセッサ４０８は、Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ４６２、側方ヘッドシャドウローパスフィルタ４６４、側方ヘッドシャドウハイパスフィルタ４６６、側方クロストークディレイ４６８、側方ヘッドシャドウゲイン４７０、減算器４７２及びＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４７４を含む。
Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ４６２は、左入力チャネルＸL及び右入力チャネルＸRを受信し、中央チャネルＸM及び側方チャネルＸSを生成する。側方チャネルＸSは、左入力チャネルＸLと右入力チャネルＸRとの差分に基づいて生成され得る。中央チャネルＸMは、左入力チャネルＸL及び右入力チャネルＸRの合計に基づいて生成され得る。
側方ヘッドシャドウローパスフィルタ４６４及び側方ヘッドシャドウハイパスフィルタ４６６は、側方チャネルＸSを受信し、聞き手の頭部を通過した後の信号の周波数応答をモデル化する変調を適用する。ローパスフィルタとハイパスフィルタの両方の使用は、聞き手の頭を通る周波数応答のより正確なモデルの結果が得られうる。いくつかの実施形態において、ローパスフィルタ４６４またはハイパスフィルタ４６６のうちの１つだけが使用される。側方ヘッドシャドウハイパスフィルタ４６６の出力は、側方クロストークディレイ４６８に提供され、側方クロストークディレイ４６８は、側方ヘッドシャドウハイパスフィルタ４６６の出力に時間ディレイを適用する。側方ヘッドシャドウゲイン４７０は、側方クロストークディレイ４２６の出力にゲインを適用し、側方クロストークシミュレーションチャネルＷＳを生成する。ヘッドシャドウフィルタ、クロストークディレイ及び側方チャネルＸＳのヘッドシャドウフィルタの適用は、異なる命令で実行されてもよい。
減算器４７２は、Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ４６２及び側方ヘッドシャドウゲイン４７０に結合される。減算器４７２は、側方チャネルＸS及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSを受信し、側方チャネルＸS及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSの差分に基づいて側方クロストークシミュレーションチャネルGSを生成する。
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４７４は、Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ４６２及び減算器４７２に結合される。Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４７４は、中央チャネルＸM及び側方クロストークチャネルＧSを受信し、左出力チャネルＯL及び右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、中央チャネルＸMと側方クロストークチャネルＧSとの合計に基づいて生成されてもよく、右出力チャネルＯLは、中央チャネルＸMと側方クロストークチャネルＧSとの差分に基づいて生成されてもよい。左出力チャネルＯLは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０８によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークシミュレートチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークシミュレーションプロセッサ４０８によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークシミュレートチャネルである。
図４Ｅは、一実施形態に関するクロストークシミュレーションプロセッサ４１０を示している。クロストークシミュレーションプロセッサ４１０は、クロストークキャンセルシミュレーション４０８と同様であり、同等の処理効率を持つ。クロストークシミュレーションプロセッサ４１０は、側方ヘッドシャドウローパスフィルタ４６４、側方ヘッドシャドウハイパスフィルタ４６６、側方クロストークディレイ４６８、及び側方ヘッドシャドウゲイン４７０を含む。クロストークシミュレーションプロセッサ４１０におけるこれらの構成要素は、クロストークシミュレーションプロセッサ４０８において対応する構成要素と同様に動作する。
クロストークシミュレーションプロセッサ４１０は、さらに、側方ヘッドシャドウローパスフィルタ４６４に結合されたＬ／ＲｔｏＳコンバータ４７６、側方ヘッドシャドウゲイン４７０に結合されたＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４７８、Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４７８に結合されたコンバイナ４０８及びＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４７８に結合されたコンバイナ４８２を含む。Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ４７６は、左入力チャネルＸL及び右入力チャネルＸRを受信し、左入力チャネルＸLと右入力チャネルＸRとの差分に基づいて側方チャネルＸSを生成する。側方チャネルＸSは、側方ヘッドシャドウローパスフィルタ４６４、側方ヘッドシャドウハイパスフィルタ４６６、側方クロストークディレイ４６８、及び側方ヘッドシャドウゲイン４７０によって処理されて、側方クロストークシミュレーションチャネルＷSを生成する。
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ４７８は、側方クロストークシミュレーションチャネルＷS及びゼロ中央チャネルを受信し、左クロストークシミュレーションチャネルＷL及び右クロストークシミュレーションチャネルＷRを生成する。左クロストークシミュレーションチャネルＷLは、側方クロストークシミュレーションチャネルＷSとゼロ中央チャネルの合計に基づいて生成され得て、右クロストークシミュレーションチャネルＷRは、ゼロ中央チャネルと側方クロストークシミュレーションチャネルＷSとの差分に基づいて生成され得る。
コンバイナ４８０は、左入力チャネルＸL及び右クロストークシミュレーションチャネルＷRを受信し、左入力チャネルＸLと右クロストークシミュレーションチャネルＷRとを加えることによって、左出力チャネルＯLを生成する。コンバイナ４８２は、右入力チャネルＸR及び左クロストークシミュレーションチャネルＷLを受信し、右入力チャネルＸRと左クロストークシミュレーションチャネルＷLとを加えることによって右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークシミュレーションプロセッサ４１０によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークシミュレートチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークシミュレーションプロセッサ４１０によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークシミュレートチャネルである。
図４Ｆは、一実施形態に関するクロストークシミュレーションプロセッサ４１２を示している。クロストークシミュレーションプロセッサ４１２は、クロストークシミュレーションプロセッサ４１０と同様であるが、向上された処理効率を含む。クロストークシミュレーションプロセッサ４１２は、Ｌ／ＲｔｏＳコンバータ４７６、側方ヘッドシャドウローパスフィルタ４６４、側方ヘッドシャドウハイパスフィルタ４６６、側方クロストークディレイ４６８及び側方ヘッドシャドウゲイン４７０を含む。クロストークシミュレーションプロセッサ４１におけるこれらの構成要素は、クロストークシミュレーションプロセッサ４１０において対応する構成要素と同様に動作する。
クロストークシミュレーションプロセッサ４１２は、さらに、それぞれ側方ヘッドシャドウゲイン４７０に結合された減算器４８４及びコンバイナ４８６を含む。減算器４８４は、左入力チャネルＸL及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSを受信し、左入力チャネルＸLと側方クロストークシミュレーションチャネルＷSとの差分に基づいて左出力チャネルＯLを生成する。コンバイナ４８６は、右入力チャネルＸR及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSを受信し、右入力チャネルＸR及び側方クロストークシミュレーションチャネルＷSの合計に基づいて、右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、クロストークシミュレーションプロセッサ４１２によって生成されたクロストーク処理信号の左クロストークシミュレートチャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークシミュレーションプロセッサ４１２によって生成されたクロストーク処理信号の右クロストークシミュレートチャネルである。
図４Ａから図４Ｆに示されるクロストークシミュレーションプロセッサは、入力チャネルＸL、ＸRから同等の出力チャネルＯL、またはＯRを生成することができる。Ａをヘッドシャドウローパスフィルタ、ヘッドシャドウハイパスフィルタ、クロストークディレイ、及びヘッドシャドウゲインの機能をカプセル化する線形演算（フィルタ等）とする。図４に示されるクロストークシミュレーションプロセッサ４０２の出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式４及び５によって定義されてもよい。図４Ｂに示すクロストークシミュレーションプロセッサ４０４の出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式６及び７によって定義されてもよい。図４Cに示すクロストークシミュレーションプロセッサ４０６の出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式８及び９によって定義されてもよい。図４Ｄに示すクロストークシミュレーションプロセッサ４０８の出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式１０及び１１によって定義されてもよい。図４Ｅに示すクロストークシミュレーションプロセッサ４１０の出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式１２及び１３によって定義されてもよい。図４Ｆに示すクロストークシミュレーションプロセッサ４１２の出力チャネルＯL及びＯRは、それぞれ式１４及び１５によって定義されてもよい。左出力チャネルＯLの式４、６、８、１０、１２、及び１４は同等であり、右出力チャネルＯRの式５、７、９、１１、１３、及び１５は同等である。
クロストーク補償プロセッサの例
図５は、一実施形態に関するクロストーク補償プロセッサ５００の一例を示す。クロストーク補償プロセッサ５００は、図２Ａから図２Ｃに示されるオーディオ処理システムのクロストーク補償プロセッサ２０４の一例である。クロストーク補償プロセッサ５００は、左及び右の入力チャネルを受信し、入力チャネルにクロストーク補償を適用することによって、左及び右の出力チャネルを生成する。特に、クロストーク補償プロセッサ５００は、オーディオ信号の側方チャネルにクロストーク補償を適用して、側方チャネルでのクロストーク処理によって引き起こされるスペクトルアーチファクトを補償し、オーディオ信号の中央チャネルは、側方チャネルに適用されるクロストーク補償をバイパスする。
クロストーク補償プロセッサ５００は、Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ５１２、側方コンポーネントプロセッサ５３０、及びＭ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ５１４を含む。Ｌ／ＲｔｏＭ／Ｓコンバータ５１２は、左入力チャネルＸL及び右入力チャネルＸRを受信し、入力チャネルＸL，ＸRの合計に基づいて中央チャネルＸ M を生成し、そして、入力チャネルＸL、ＸRの差分に基づいて側方チャネルＸSを生成する。
側方コンポーネントプロセッサ５３０は、側方フィルタ５５０（ａ）、５５０（ｂ）から５５０（ｍ）等の複数のフィルタ５５０を含む。側方コンポーネントプロセッサ５３０は、空間チャネルＸSを処理することによって側方クロストーク補償チャネルＺSを生成する。いくつかの実施形態では、クロストーク処理を伴う空間ＸSの周波数応答プロットは、シミュレーションを通じて得ることができる。周波数応答プロットを分析することにより、クロストーク処理のアーティファクトとして発生する所定のしきい値（例えば、１０ｄＢ）を超える周波数応答プロットのピークまたはトラフ等のスペクトル欠陥を推定できる。側方クロストーク補償チャネルＺSは、推定されたピークまたはトラフを補償するために、側方コンポーネントプロセッサ５３０によって生成され得る。具体的には、クロストーク処理で適用される特定のディレイ、フィルタリング周波数、及びゲインに基づいて、ピークとトラフとは、周波数応答で上下にシフトし、スペクトルの特定の領域でエネルギーの可変増幅及び／または減衰を引き起こす。側方フィルタ５５０のそれぞれは、１つまたは複数のピーク及びトラフを調整するように構成することができる。いくつかの実施形態では、側方コンポーネントプロセッサ５３０は、異なる数のフィルタを含み得る。
いくつかの実施形態において、側方フィルタ５５０は、式（１６）によって定義される伝達関数を有するバイクアッドフィルタを含んでもよい。
Figure 2021528934
 ここで、Ｘは入力ベクトル、Ｙは出力である。他のトポロジーを使用することもでき、その最大語長と飽和状態に依存する。
このとき、バイクアッドは、実数値の入力と出力を持つ所定の二次フィルタとして使用できる。離散時間フィルタを設計するために、連続時間フィルタが設計され、双一次変換によって離散時間に変換される。さらに、中心周波数と帯域幅の結果として生じるシフトを、周波数ワーピングを使用して補償することができる。
例えば、ピーキングフィルタは、式１８で定義されるＳ平面伝達関数を持ち得る。
Figure 2021528934
 ここで、ｓは複素変数、Ａはピークの振幅及びQはフィルタの”品質係数”、そしてデジタルフィルタの係数は、以下によって定義される。
Figure 2021528934
Figure 2021528934
Ｍ／ＳｔｏＬ／Ｒコンバータ５１４は、中央チャネルＸM及び側方クロストーク補償チャネルＺSを受信し、左出力チャネルＯL及び右出力チャネルＯRを生成する。左出力チャネルＯLは、中央チャネルＸMと側方クロストーク補償チャネルＺSとの合計に基づいて生成され得る。右出力チャネルＯRは、中央チャネルＸMと側方クロストーク補償チャネルＺSと差分に基づいて生成され得る。左出力チャネルＯLは、クロストーク補償プロセッサ５００によって生成されたクロストーク補償信号の左クロストーク補償チャネルであり、右出力チャネルＯRは、クロストークシミュレーション補償プロセッサ５００によって生成されたクロストーク補償信号の右クロストーク補償チャネルである。
クロストーク補償の例
図６〜１２Ｂは、様々なクロストークディレイ及びゲインの結果として、側方（または空間的）及び中央（または非空間的）信号成分によって生じるコムフィルタリングアーチファクトの周波数プロットを示す。中央コンポーネントにおけるスペクトルアーチファクトは、クロストーク処理を側方コンポーネントに適用しながら、中央コンポーネントをクロストーク処理（ここではクロストークキャンセル）から完全に削除することによって削除してもよい。いくつかの実施形態では、クロストーク補償は、側方コンポーネントに補正フィルタを使用して、側方コンポーネントに適用されたクロストーク処理から生じるスペクトルアーチファクトを選択的に除去するために適用される。 結果として得られる信号は、意図された空間クロストーク特性（シミュレーションまたはキャンセル）の大部分を保持しながら、スペクトル的に明確な中央チャネルを示します。
図６〜１２Ｂは、異なるスピーカ角度及びスピーカサイズ構成について、補正フィルタを含むクロストーク補償処理をクロストークがキャンセルされた側方チャネルに選択的に適用しながら、クロストーク補償処理から中央コンポーネントを除去するときの側方チャネル及び中央チャネル上の効果を示す。このように、側方チャネルの周波数応答を選択的に平坦化しながら、変更されていない中央チャネルが実現され、最小限に着色され、最小限にゲイン調整されたクロストーク処理の出力が提供される。補償フィルタは、側方チャネルに独立して実装され、中央チャネルで発生するすべてのコムフィルターのピーク/トラフを回避し、側方チャネルで最も低いコムフィルターのピーク/トラフを除くすべてを補正する。側方チャネルのクロストーク補償のパラメータを、手順に沿って導出するか、耳と手、またはその組み合わせにより調整できる。
図６は、一実施形態に関するクロストークキャンセルが適用された中央及び側方チャネルの周波数プロット６００を示す。ライン６０２は、ホワイトノイズ入力信号である。ライン６０４は、クロストークキャンセル後の入力信号の中央チャネルである。ライン６０６は、クロストークキャンセル後の入力信号の側方チャネルである。スピーカ角度が１０度で、小型のスピーカを設定する場合、クロストークキャンセルには、１サンプル＠４８ＫＨｚサンプリングレートのクロストークディレイ、−３ｄＢのクロストークゲイン、及び３５０Ｈｚの低周波バイパスと１２０００Ｈｚの高周波バイパスとで定義される帯域内周波数範囲が含まれ得る。
図７は、一実施形態に関する、側方チャネルに適用されるクロストークキャンセルの周波数プロット７００を示す。プロット７００に示されるクロストークキャンセルは、側方チャネルのみに適用されることを除き、プロット６００に示されるクロストークキャンセルと同様のパラメータを使用する。特に、スピーカ角度が１０度で、小型のスピーカを設定する場合、クロストークキャンセルは、１サンプル＠４８ＫＨｚのサンプリングレートのクロストークディレイ、−３ｄＢのクロストークゲイン、及び３５０Ｈｚの低周波バイパスと１２０００Ｈｚの高周波バイパスによって定義される帯域内周波数範囲を含み得る。ライン７０２は、ホワイトノイズの入力信号である。ライン７０６は、クロストークキャンセル後の入力信号の側方チャネルである。線分７０４は、クロストークキャンセルをバイパスした入力信号の中央チャネルである。周波数プロット７００の中央チャネルと側方チャネルには、クロストーク補償は適用されない。
図８は、一実施形態に関する中央チャネル及び側方チャネルに適用されるクロストークキャンセルの周波数プロット８００を示す。プロット８００に示されたクロストークキャンセルは、異なるスピーカ角度及びクロスチャネルディレイが使用されるという点で、プロット６００に示されたクロストークキャンセルとは異なる。特に、スピーカの角度が３０度で、小型のスピーカを設定する場合、クロストークキャンセルは、３サンプル＠４８ＫＨｚのサンプリングレートのクロストークディレイ、−６．８７５ｄＢのクロストークゲイン、及び３５０Ｈｚの低周波バイパスと１２０００Ｈｚの高周波バイパスによって定義される帯域内周波数範囲を含み得る。ライン８０２は、ホワイトノイズの入力信号である。ライン８０４は、クロストークキャンセルを伴う入力信号の中央チャネルである。ライン８０６は、クロストークキャンセルを伴う入力信号の側方チャネルである。
図９は、一実施形態に関する側方チャネルに適用されるクロストークキャンセル及びクロストーク補償の周波数プロット９００を示す。プロット９００に示すクロストークキャンセルは、プロット８００に示すクロストークキャンセルと同様のパラメータを使用するが、側方チャネルにのみ適用される。特に、スピーカの角度が３０度で、小型スピーカの設定の場合、クロストークキャンセルは、３サンプル＠４８ＫＨｚのサンプリングレートのクロストークディレイ、−６．８７５ｄＢのクロストークゲイン、及び３５０Ｈｚの低周波バイパスと１２０００Ｈｚの高周波バイパスによって定義される帯域内周波数範囲を含み得る。
ライン９０２は、入力信号のホワイトノイズである。ライン９０４は、クロストークキャンセル及びクロストーク補償をバイパスする入力信号の中央チャネルである。ライン９０６は、クロストークキャンセル及びクロストーク補償後の入力信号の側方チャネルである。クロストーク補償は、プロット８００のライン８０６によって示されるクロストークキャンセル側方チャネルからライン９０６が生成される結果となる。クロストーク補償のため、側方チャネルに２つの側方フィルタが適用される。一般に、クロストーク補償プロセッサにより適用される側方フィルタの数、及びそれらのパラメータは、変化してもよい。
図１０は、一実施形態に関する中央チャネル及び側方チャネルに適用されるクロストークキャンセルの周波数プロット１０００を示す。プロット１０００に示されるクロストークキャンセルは、異なるスピーカ角度及びクロスチャネルディレイが使用されるという点で、プロット６００及び８００に示されるクロストークキャンセルとは相違する。
特に、スピーカ角度が５０度で、小型のスピーカをー設定した場合、クロストークキャンセルには、５サンプル＠４８ＫＨｚサンプリングレートのクロストークディレイ、−８．６２５ｄＢのクロストークゲイン、及び３５０Ｈｚの低周波バイパスと１２０００Ｈｚの高周波バイパスで定義される帯域内周波数範囲が含まれ得る。ライン１００２は、入力信号のホワイトノイズである。ライン１００４は、クロストークキャンセルを伴う入力信号の中央チャネルである。ライン１００６は、クロストークキャンセルを伴う入力信号の側方チャネルである。
図１１は、一実施形態に関する側方チャネルに適用されるクロストークキャンセル及びクロストーク補償の周波数プロット１１００を示す。プロット１１００に示されるクロストークキャンセルは、プロット１０００に示されるクロストークキャンセルと同様のパラメータを使用するが、側方チャネルにのみ適用される。特に、スピーカ角度が５０度で、小型のスピーカを設定する場合、クロストークキャンセルには、５サンプル＠４８ＫＨｚサンプリングレートのクロストークディレイ、−８．６２５ｄＢのクロストークゲイン、及び３５０Ｈｚの低周波バイパスと１２０００Ｈｚの高周波バイパスで定義される帯域内周波数範囲が含まれ得る。
ライン１１０２は、入力信号のホワイトノイズである。ライン１１０４は 、クロストークキャンセル及びクロストーク補償をバイパスする入力信号の中央チャネルである。
ライン１１０６は、クロストークキャンセル及びクロストーク補償後の入力信号の側方チャネルである。クロストーク補償は、プロット１０００のライン１００６によって示されるクロストークキャンセル側方チャネルからライン１１０６が生成される結果となる。クロストーク補償のため、４．０００Ｈｚの中心周波数、８．０ｄＢのゲイン、及び２．０Ｑを有する第１ノッチフィルタと、８．８００Ｈｚの中心周波数、−２．０ｄＢのゲイン及び２．０Ｑを有する第２ノッチフィルタと、１５．８００Ｈｚの中心周波数、１．５ｄＢのゲイン及び２．５Ｑを有する第３ノッチフィルタと、を含む３つの側方フィルタが側方チャネルに適用される。クロストーク補償プロセッサにより適用される側方フィルタの数、及びそれらのパラメータは、変化してもよい。
処理の例
図１２は、一実施形態に関するクロストーク処理及びクロストーク補償のためのプロセス１２００のフローチャートを示す。プロセス１２００は、より少ないまたは追加のステップを含んでもよく、そしてステップは、異なる順序で実行されてもよい。
オーディオ処理システムは、左チャネル及び右チャネルを含むオーディオ信号を受信する１２０５。オーディオ信号は、左スピーカ用に混合された左チャネルと、右スピーカ用に混合された右チャネルとを伴うステレオオーディオ信号Xであってもよい。
オーディオ処理システムは、左及び右のチャネルの側方チャネルにクロストーク処理を適用し、クロストーク処理信号を生成する１２１０。クロストーク処理は、クロストークキャンセルまたはクロストークシミュレーションを含んでもよい。中央チャネル及び側方チャネルは、クロストーク処理をバイパスする。
クロストークキャンセルの場合、オーディオ処理システムは、それぞれ、図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、及び３Ｆに示されるクロストークキャンセルプロセッサ３０２、３０４、３０６、３０８、３１２、及び３１４等のクロストークキャンセルプロセッサを含んでもよい。これらのクロストークキャンセルプロセッサは、中央チャネルをバイパスしながら側方チャネルにクロストークキャンセル処理を適用するために異なる方法で動作する。例えば、クロストークキャンセルプロセッサ３０２、３０４、及び３０６は、それぞれインバータ及び対側推定器を、左及び右チャネルから生成された左帯域内チャネルＴL、rn及び右帯域内チャネルＴR、rnに適用し、さらに、図３Ａから３Ｃを参照して上述したように処理し、中央チャネルをバイパスする一方、側方チャネルにクロストークキャンセル処理が適用される結果を得る。他の実施形態において、クロストークキャンセルプロセッサ３０８、３１２、及び３１４は、それぞれインバータ及び対側推定器を左及び右のチャネルから生成された側方帯域内チャネルＴS、rnに適用し、さらに図３Ｄから３Ｆを参照して上記したように処理し、中央チャネルをバイパスする一方、側方チャネルにクロストークキャンセル処理が適用される結果を得る。
クロストークシミュレーションの場合、オーディオ処理システムは、それぞれ図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、及び４Ｆに示すクロストークシミュレーションプロセッサ４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、及び４１２のようなクロストークシミュレーションプロセッサを含んでもよい。これらのクロストークシミュレーションプロセッサは、異なる方法で動作して、クロストークシミュレーション処理を左右のチャネルの側方チャネルに適用する。例えば、クロストークシミュレーションプロセッサ４０２、４０４及び４０６は、それぞれ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、クロストークディレイ、及びゲインを左チャネルＸL及び右チャネルＸRのそれぞれに適用し、その後、さらに、図４Ａから４Ｃを参照して上記したように処理し、中央チャネルをバイパスする一方、側方チャネルにクロストークシミュレーション処理を適用する結果を得る。他の実施形態において、クロストークシミュレーションプロセッサ４０８、４１０及び４１２は、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、クロストークディレイ及びゲインを左及び右チャネルから生成された側方チャネルXSにそれぞれ適用し、さらに、図４Ｄから図４Ｆを参照して上記したように処理し、中央チャネルをバイパスする一方、側方チャネルにクロストークシミュレーション処理を適用する結果を得る。
オーディオ処理システムは、クロストーク補償処理を側方チャネルに適用し１２１５、クロストーク補償信号を生成する。側方チャネルに適用されるクロストーク補償処理は、側方チャネルに適用されるクロストーク処理によって引き起こされるスペクトル欠陥を調整する。中央チャネルは、クロストーク補償処理をバイパスしてもよい。オーディオ処理システムは、図５に示されるようなクロストーク補償プロセッサ５００を含んでもよい。クロストーク補償プロセッサ５００は、図５において入力ＸL及びＸRとして示されるクロストーク処理の出力を受信し、チャネルＸL及びＸRから中央チャネルＸM及び側方チャネルＸSを生成する。側方チャネルＸSは側方チャネルプロセッサ５３０によって処理される一方、中央チャネルＸMは、この処理をバイパスする。
オーディオ処理システムは、クロストーク処理信号とクロストーク補償信号とを用いて、左出力チャネルと右出力チャネルを生成する１２２０。また、左出力チャネル及び右出力チャネルは、クロストーク処理及びクロストーク補償処理をバイパスした中央チャネルを用いて生成してもよい。例えば、左出力チャネルは、側方チャネルに適用されたクロストーク処理及びクロストーク補償処理の結果と、クロストーク処理及びクロストーク補償処理をバイパスする中央チャネルとの合計に基づいて生成されてもよい。また、右出力チャネルは、クロストーク処理及びクロストーク補償処理をバイパスした中央チャネルと、側方チャネルに適用されたクロストーク処理及びクロストーク補償処理の結果との差分に基づいて生成されてもよい。
いくつかの実施形態において、クロストーク処理信号及びクロストーク補償信号のそれぞれは、左及び右のチャネルを含んでもよく、これらは、左及び右のアウトチャネルをそれぞれ生成するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、クロストーク補償は、図２Ａのオーディオ処理システム２００が示すように、クロストーク処理の後に実行されてもよい。ここでは、クロストーク処理信号は、クロストーク補償処理の入力として使用され、クロストーク補償処理の出力は、左出力チャネル及び右出力チャネルの生成に使用される。
いくつかの実施形態では、クロストーク処理とクロストーク補償は並行して実行され、図２Ｂのオーディオ処理システム２１０が示すように、それらの左出力チャネルは（例えば、コンバイナ２０６によって）結合されて左出力チャネルを生成し、それらの右出力チャネルは結合されて右出力チャネルを生成するようになっている。
いくつかの実施形態では、図２Ｃのオーディオ処理システム２１４によって示されるように、クロストーク補償は、クロストークキャンセルの前に実行される。ここでは、クロストーク補償された信号は、クロストーク処理への入力として使用され、クロストーク処理の出力は、左出力チャネル及び右出力チャネルを生成するために使用される。
いくつかの実施形態では、クロストーク補償処理を行わず、クロストーク処理の左及び右の出力チャネルを使用して、それぞれ左出力チャネルＯL及び右出力チャネルＯRを生成する。
音声処理システムは、左出力チャネルを左スピーカに、右出力チャネルを右スピーカに提供する１２２５。クロストーク処理がクロストークキャンセルの場合、左スピーカと右スピーカは、それぞれスピーカ１１０Lと１１０Rであってもよい。また、クロストーク処理がクロストークシミュレーションである場合、左スピーカ及び右スピーカは、それぞれ、ヘッドフォン１３０L及び１３０Rであってもよい。
コンピュータの例
図１３は、一実施形態に関するコンピュータ１３００のブロック図である。コンピュータ１３００は、オーディオシステムを実装する回路の一例である。図示されているのは、チップセット１３０４に結合された少なくとも１つのプロセッサ１３０２である。チップセット１３０４は、メモリ制御ハブ１３２０と、入力／出力（Ｉ／０）制御ハブ１３２２とを含む。メモリ制御ハブ１３２０には、メモリ１３０６及び画像アダプタ１３１２が結合され、画像アダプタ１３１２には、表示装置１３１８が結合されている。記憶装置１３０８、キーボード１３１０、ポインティングデバイス１３１４、及びネットワークアダプタ１３１６は、１／０コントローラハブ１３２２に結合されている。コンピュータ１３００は、様々なタイプの入力デバイスまたは出力デバイスを含んでもよい。コンピュータ１３００の他の実施形態は、異なるアーキテクチャを有する。例えば、メモリ１３０６は、いくつかの実施形態では、プロセッサ１３０２に直接結合されている。
記憶装置１３０８は、ハードドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ、またはソリッドステートメモリデバイスなどの１つまたは複数の非一時的なコンピュータ可読ストレージメディアを含む。メモリ１３０６は、プロセッサ１３０２が使用する命令及びデータを保持する。ポインティングデバイス１３１４は、キーボード１３１０と組み合わせて、コンピュータシステム１３００にデータを入力するために使用される。グラフィックスアダプタ１３１２は、画像やその他の情報を表示装置１３１８に表示する。いくつかの実施形態では、表示装置１３１８は、ユーザの入力及び選択を受け取るためのタッチスクリーン機能を含む。ネットワークアダプタ１３１６は、コンピュータシステム１３００をネットワークに結合する。コンピュータ１３００のいくつかの実施形態は、図１３に示されたものとは異なる及び／または他の構成要素を有する。
コンピュータ１３００は、本明細書で説明する機能を提供するためのコンピュータプログラムモジュールの実行に適合されている。例えば、いくつかの実施形態は、本明細書で説明したクロストーク処理またはクロストークキャンセル処理を実行するように構成された１つまたは複数のモジュールを含むコンピューティングデバイスを含んでもよい。本明細書では、「モジュール」という用語は、指定された機能性を提供するために使用されるコンピュータプログラム命令及び／または他の論理を指す。したがって、モジュールは、ハードウェア、ファームウェア、及び／またはソフトウェアで実装することができる。一実施形態では、実行可能なコンピュータプログラム命令で形成されたプログラムモジュールは、記憶装置１３０８に格納され、メモリ１３０６にロードされ、プロセッサ１３０２によって実行される。
本開示を読めば、当業者は本明細書に開示された原理のさらに追加的な代替実施形態を理解できるであろう。このように、特定の実施形態及びアプリケーションを図示及び説明してきたが、開示された実施形態は、本明細書に開示された正確な構造及び構成要素に限定されないことを理解されたい。当業者にとって明らかであると思われる様々な修正、変更、及びバリエーションが本明細書に記載された範囲から逸脱することなく、本明細書に開示された方法及び装置の配置、動作、及び詳細においてなされ得る。
本明細書に記載されているステップ、操作、またはプロセスのいずれも、1つまたは複数のハードウェアまたはソフトウェアモジュールを単独で、または他のデバイスと組み合わせて実行または実装することができる。一実施形態では、ソフトウェアモジュールは、コンピュータプログラムコードを含むコンピュータ可読媒体（例えば、非一時的なコンピュータ可読媒体）を含むコンピュータプログラム製品で実装され、このコンピュータプログラム製品は、記載されたステップ、操作、またはプロセスのいずれかまたはすべてを実行するためにコンピュータプロセッサによって実行することができる。

Claims (21)

  1. 左チャネルと右チャネルを有するオーディオ信号を強調する方法であって、
    左チャネルと右チャネルの側方チャネルにフィルタ及びディレイを含むクロストーク処理を適用してクロストーク処理信号を生成することであって、前記側方チャネルは前記左チャネルと前記右チャネルとの差分を含み、前記左チャネルと前記右チャネルの中央チャネルは前記クロストーク処理をバイパスし、前記中央チャネルは前記左チャネルと前記右チャネルとの合計を含む、ことと、
    前記クロストーク処理信号と前記クロストーク処理をバイパスした前記中央チャネルを使って左出力チャネルと右出力チャネルとを生成することと、
    を備えることを特徴とするオーディオ信号を強調する方法。
  2. 前記クロストーク処理は、１つのクロストークキャンセル処理またはクロストークシミュレーション処理を含むことを特徴とする請求項１のオーディオ信号を強調する方法。
  3. 前記クロストーク処理は、クロストークキャンセル処理を含み、
    前記左チャネルと前記右チャネルとの側方チャネルに前記クロストーク処理を適用して前記クロストーク処理信号を生成することは、
    前記左チャネルを左帯域内チャネルと左帯域外チャネルとに分割し、
    前記右チャネルを右帯域内チャネルと右帯域外チャネルとに分割し、
    前記左帯域内チャネルと前記右帯域内チャネルとの差分に基づいて側方帯域内チャネルを生成し、
    前記側方帯域内チャネルから反転側方帯域内チャネルを生成し、
    前記反転側方帯域内チャネルにフィルタ及びディレイを適用して側方対側キャンセルチャネルを生成し、
    前記左帯域内チャネルと前記側方対側キャンセルチャネルとの差分に基づいて左クロストークキャンセル帯域内チャネルを生成し、
    前記左帯域内チャネルと前記側方対側キャンセルチャネルとの合計に基づいて右クロストークキャンセル帯域内チャネルを生成し、
    前記左帯域外チャネルと共に前記左クロストークキャンセル帯域内チャネルを結合することにより前記クロストーク処理信号の左クロストークがキャンセルされたチャネルを生成し、及び、
    前記右帯域外チャネルと共に前記右クロストークキャンセル帯域内チャネルを結合することにより前記クロストーク処理信号の右クロストークがキャンセルされたチャネルを生成することを含むこと特徴とする、請求項１のオーディオ信号を強調する方法。
  4. 前記クロストーク処理は、クロストークキャンセル処理を含み、
    前記左チャネルと前記右チャネルとの側方チャネルに前記クロストーク処理を適用して前記クロストーク処理信号を生成することは、
    前記左チャネルを左帯域内チャネルと左帯域外チャネルとに分割し、
    前記右チャネルを右帯域内チャネルと右帯域外チャネルとに分割し、
    前記左帯域内チャネルと前記右帯域内チャネルとの差分に基づいて側方帯域内チャネルを生成し、
    前記側方帯域内チャネルから反転側方帯域内チャネルを生成し、
    前記反転側方帯域内チャネルにフィルタ及びディレイを適用して側方対側キャンセルチャネルを生成し、
    ゼロ中央チャネルと前記側方対側キャンセルチャネルとの合計に基づいて左対側帯域内チャネルを生成し、
    前記ゼロ中央チャネルと前記側方対側キャンセルチャネルとの差分に基づいて右対側帯域内チャネルを生成し、
    前記右対側帯域内チャネルと前記左帯域内チャネルとの合計に基づいて左クロストークキャンセル帯域内チャネルを生成し、
    前記左対側帯域内チャネルと前記右帯域内チャネルとの合計に基づいて右クロストークキャンセル帯域内チャネルを生成し、
    前記左帯域外チャネルと共に前記左クロストークキャンセル帯域内チャネルを結合することにより前記クロストーク処理信号の左クロストークがキャンセルされたチャネルを生成し、及び、
    前記右帯域外チャネルと共に前記右クロストークキャンセル帯域内チャネルを結合することにより前記クロストーク処理信号の右クロストークがキャンセルされたチャネルを生成することを含むこと特徴とする、請求項１のオーディオ信号を強調する方法。
  5. 前記クロストーク処理は、クロストークキャンセル処理を含み、
    前記左チャネルと前記右チャネルとの側方チャネルに前記クロストーク処理を適用して前記クロストーク処理信号を生成することは、
    前記左チャネルを左帯域内チャネルと左帯域外チャネルとに分割し、
    前記右チャネルを右帯域内チャネルと右帯域外チャネルとに分割し、
    前記左帯域内チャネルと前記右帯域内チャネルとの差分に基づいて側方帯域内チャネルを生成し、
    前記左帯域内チャネルと前記右帯域内チャネルとの合計に基づいて中央帯域内チャネルを生成し、
    前記側方帯域内チャネルから反転側方帯域内チャネルを生成し、
    前記反転側方帯域内チャネルにフィルタ及びディレイを適用して側方対側キャンセルチャネルを生成し、
    前記側方帯域内チャネルと前記側方対側対側キャンセルチャネルとの差分に基づいて側方クロストークキャンセル帯域内チャネルを生成し、
    前記中央帯域内チャネルと前記側方クロストークキャンセル帯域内チャネルとの合計に基づいて左クロストークキャンセル帯域内チャネルを生成し、
    前記中央帯域内チャネルと前記側方クロストークキャンセル帯域内チャネルとの差分に基づいて右クロストークキャンセル帯域内チャネルを生成し、
    前記左帯域外チャネルと共に前記左クロストークキャンセル帯域内チャネルを結合して前記クロストーク処理信号の左クロストークがキャンセルされたチャネルを生成し、及び、
    前記右帯域外チャネルと共に前記右クロストークキャンセル帯域内チャネルを結合して前記クロストーク処理信号の右クロストークがキャンセルされたチャネルを生成することを含むことを特徴とする、請求項１のオーディオ信号を強調する方法。
  6. 前記クロストーク処理は、クロストークキャンセル処理を含み、
    前記左チャネルと前記右チャネルとの側方チャネルに前記クロストーク処理を適用して前記クロストーク処理信号を生成することは、
    前記左チャネルを左帯域内チャネルと左帯域外チャネルとに分割し、
    前記右チャネルを右帯域内チャネルと右帯域外チャネルとに分割し、
    前記左帯域内チャネルから反転左帯域内チャネルを生成し、
    前記右帯域内チャネルから反転右帯域内チャネルを生成し、
    前記反転左帯域内チャネルに第１フィルタと第１ディレイとを適用して左対側キャンセルチャネルを生成し、
    前記反転右帯域内チャネルに第２フィルタと第２ディレイとを適用して右対側キャンセルチャネルを生成し、
    前記左対側キャンセルチャネルと前記右対側キャンセルチャネルとの差分に基づいて、側方対側キャンセルチャネルを生成し、
    前記左帯域内チャネルと前記側方対側キャンセルチャネルとの差分に基づいて、左クロストークキャンセル帯域内チャネルを生成し、
    前記右帯域内チャネルと側方対側キャンセルチャネルとの合計に基づいて、右クロストークキャンセル帯域内チャネルを生成し、
    前記左帯域外チャネルと共に前記左クロストークキャンセル帯域内チャネルを結合し、前記クロストーク処理信号の左クロストークがキャンセルチャネルを生成し、及び、
    前記右帯域外チャネルと共に前記右クロストークキャンセル帯域内チャネルを結合し、前記クロストーク処理信号の右クロストークがキャンセルされたチャネルを生成することを含むことを特徴とする、請求項１に記載のオーディオ信号を強調する方法。
  7. 前記クロストーク処理は、クロストークキャンセル処理を含み、
    前記左チャネルと前記右チャネルとの側方チャネルに前記クロストーク処理を適用して前記クロストーク処理信号を生成することは、
    前記左チャネルを左帯域内チャネルと左帯域外チャネルとに分割し、
    前記右チャネルを右帯域内チャネルと右帯域外チャネルとに分割し、
    前記左帯域内チャネルから反転左帯域内チャネルを生成し、
    前記右帯域内チャネルから反転右帯域内チャネルを生成し、
    第１フィルタと第１ディレイとを前記反転左帯域内チャネルに適用して左対側キャンセルチャネルを生成し、
    第２フィルタと第２ディレイとを前記反転右帯域内チャネルに適用して右対側キャンセルチャネルを生成し、
    前記左対側キャンセルチャネルと前記右対側キャンセルチャネルとの差分に基づいて側方対側キャンセルチャネルを生成し、
    前記側方対側キャンセルチャネルとゼロ中央チャネルとの合計に基づいて左対側帯域内チャネルを生成し、
    前記ゼロ中央チャネルと前記側方対側キャンセルチャネルとの差分に基づいて右対側帯域内チャネルを生成し、
    前記左帯域内チャネルと前記右対側帯域内チャネルとの合計に基づいて左クロストークキャンセル帯域内チャネルを生成し、
    前記左対側帯域内チャネルと前記右帯域内チャネルとの合計に基づいて右クロストークキャンセル帯域内チャネルを生成し、
    前記左帯域外チャネルと共に前記左クロストークキャンセル帯域内チャネルを結合し、前記クロストーク信号の左クロストークがキャンセルされたチャネルを生成し、及び、
    前記右帯域外チャネルと共に前記右クロストークキャンセル帯域内チャネルを結合し、前記クロストーク処理信号の右クロストークがキャンセルされたチャネルを生成することを含むことを特徴とする、請求項１に記載のオーディオ信号を強調する方法。
  8. 前記クロストーク処理は、クロストークキャンセル処理を含み、
    前記左チャネルと前記右チャネルとの側方チャネルに前記クロストーク処理を適用して前記クロストーク処理信号を生成することは、
    前記左チャネルを左帯域内チャネルと左帯域外チャネルとに分割し、
    前記右チャネルを右帯域内チャネルと右帯域外チャネルとに分割し、
    前記左帯域内チャネルから反転左帯域内チャネルを生成し、
    前記右帯域内チャネルから反転右帯域内チャネルを生成し、
    前記反転左帯域内チャネルに第１フィルタと第１ディレイを適用して左対側キャンセルチャネルを生成し、
    前記反転右帯域内チャネルに第２フィルタと第２ディレイを適用して右対側キャンセルチャネルを生成し、
    前記右対側キャンセルチャネルと前記左帯域内チャネルとの合計に基づいて左帯域内クロストークチャネルを生成し、
    前記左対側キャンセルチャネルと前記右帯域内チャネルとの合計に基づいて右帯域内クロストークチャネルを生成し、
    前記左帯域内クロストークチャネルと前記右帯域内クロストークチャネルとの差分に基づいて側方帯域内クロストークチャネルを生成し、
    前記左帯域内チャネルと前記右帯域内チャネルとの合計に基づいて中央帯域内チャネルを生成し、
    前記中央域内チャネルと前記側方帯域内クロストークチャネルとの合計に基づいて左クロストークキャンセル帯域内チャネルを生成し、
    前記中央域内チャネルと前記側方帯域内クロストークチャネルとの差分に基づいて右クロストークキャンセル帯域内チャネルを生成し、
    前記左帯域外チャネルと共に前記左クロストークキャンセル帯域内チャネルを結合し、前記クロストーク処理信号の左クロストークがキャンセルされたチャネルを生成し、及び、
    前記右帯域外チャネルと共に前記右クロストークキャンセル帯域内チャネルを結合し、前記クロストーク処理信号の右クロストークがキャンセルされたチャネルを生成することを含むことを特徴とする、請求項１に記載のオーディオ信号を強調する方法。
  9. 前記クロストーク処理は、クロストークシミュレーション処理を含み、
    前記左チャネルと前記右チャネルの側方チャネルに前記クロストーク処理を適用して前記クロストーク処理信号を生成することは、
    前記左チャネルと前記右チャネルとの差分に基づいて側方チャネルを生成し、
    前記フィルタと前記ディレイとを前記側方チャネルに適用して側方クロストークシミュレーションチャネルを生成し、
    前記左チャネルと前記側方クロストークシミュレーションチャネルとの差分に基づいて前記クロストーク処理信号の左クロストークがシミュレートされたチャネルを生成し、
    前記右チャネルと前記側方クロストークシミュレーションチャネルとの合計に基づいて、前記クロストーク処理信号の右クロストークがシミュレートされたチャネルを生成することを含むことを特徴とする、請求項１に記載のオーディオ信号を強調する方法。
  10. 前記クロストーク処理は、クロストークシミュレーション処理を含み、
    前記左チャネルと前記右チャネルの側方チャネルにクロストーク処理を適用して前記クロストーク処理信号を生成することは、
    前記左チャネルと前記右チャネルとの差分に基づいて前記側方チャネルを生成し、
    フィルタとディレイとを前記側方チャネルに適用して側方クロストークシミュレーションチャネルを生成し、
    前記側方クロストークシミュレーションチャネルとゼロ中央チャネルとの合計に基づいて左クロストークシミュレーションチャネルを生成し、
    前記ゼロ中央チャネルと前記側方クロストークシミュレーションチャネルとの差分に基づいて右クロストークシミュレーションチャネルを生成し、
    前記左チャネルと前記右クロストークシミュレーションチャネルとの合計に基づいて左クロストークシミュレーションチャネルを生成し、及び、
    前記右チャネルと前記左クロストークシミュレーションチャネルとの合計に基づいて、前記クロストーク処理信号の右クロストークがシミュレートされたチャネルを生成する、ことを含むことを特徴とする、請求項１に記載のオーディオ信号を強調する方法。
  11. 前記クロストーク処理は、クロストークシミュレーション処理を含み、
    前記左チャネルと前記右チャネルの側方チャネルにクロストーク処理を適用して前記クロストーク処理信号を生成することは、
    前記左チャネルと前記右チャネルの側方チャネルにクロストーク処理を適用して前記クロストーク処理信号を生成することは、
    前記左チャネルと前記右チャネルとの差分に基づいて前記側方チャネルを生成し、
    前記左チャネルと前記右チャネルとの合計に基づいて中央チャネルを生成し、
    フィルタとディレイとを前記側方チャネルに適用して側方クロストークシミュレートチャネルを生成し、
    前記側方チャネルと前記側方クロストークシミュレーションチャネルとの差分に基づいて側方クロストークチャネルを生成し、
    前記中央チャネルと前記側方クロストークチャネルとの合計に基づいて前記クロストーク処理信号の左クロストークがシミュレートされたチャネルを生成し、及び、
    前記中央チャネルと前記側方クロストークチャネルとの差分に基づいて、前記クロストーク処理信号の右クロストークがシミュレートされたチャネルを生成することを含むことを特徴とする、請求項１に記載のオーディオ信号を強調する方法。
  12. 前記クロストーク処理は、クロストークシミュレーション処理を含み、
    前記左チャネルと前記右チャネルの側方チャネルにクロストーク処理を適用して前記クロストーク処理信号を生成することは、
    第１フィルタと第１ディレイとを前記左チャネルに適用して左クロストークシミュレーションチャネルを生成し、
    第２フィルタと第２ディレイとを前記右チャネルに適用して右クロストークシミュレーションチャネルを生成し、
    前記左クロストークシミュレーションチャネルと前記右クロストークシミュレーションチャネルとの差分に基づいて、側方クロストークシミュレーションチャネルを生成し、
    前記左チャネルと前記側方クロストークシミュレーションチャネルとの差分に基づいて、前記クロストーク処理信号の左クロストークがシミュレートされたチャネルを生成し、及び、
    前記右チャネルと前記側方クロストークシミュレーションチャネルとの合計に基づいて、前記クロストーク処理信号の右クロストークがシミュレートされたチャネルを生成することを含むことを特徴とする、請求項１に記載のオーディオ信号を強調する方法。
  13. 前記クロストーク処理は、クロストークシミュレーション処理を含み、
    前記左チャネルと前記右チャネルの側方チャネルにクロストーク処理を適用して前記クロストーク処理信号を生成することは、
    第１フィルタと第１ディレイとを前記左チャネルに適用して左クロストークシミュレーションチャネルを生成し、
    第２フィルタと第２ディレイとを前記右チャネルに適用して右クロストークシミュレーションチャネルを生成し、
    前記左クロストークシミュレーションチャネルと前記右クロストークシミュレーションチャネルとの差分に基づいて側方クロストークシミュレーションチャネルを生成し、
    前記側方クロストークシミュレーションチャネルとゼロ中央チャネルとの合計に基づいて左クロストークチャネルを生成し、
    前記ゼロ中央チャネルと前記側方クロストークシミュレーションチャネルとの差分に基づいて右クロストークチャネルを生成し、
    前記左チャネルと前記右クロストークチャネルとの合計に基づいて前記クロストーク処理信号の左クロストークがシミュレートされたチャネルを生成し、及び、
    前記右チャネルと前記左クロストークチャネルとの合計に基づいて前記クロストーク処理信号の右クロストークがシミュレートされたチャネルを生成することを含むことを特徴とする、請求項１に記載のオーディオ信号を強調する方法。
  14. 前記クロストーク処理は、クロストークシミュレーション処理を含み、
    前記左チャネルと前記右チャネルの側方チャネルにクロストーク処理を適用して前記クロストーク処理信号を生成することは、
    前記左チャネルと前記右チャネルとの合計に基づく中央チャネルを生成し、
    第１フィルタと第１ディレイとを前記左チャネルに適用して左クロストークシミュレーションチャネルを生成し、
    第２フィルタと第２ディレイとを前記右チャネルに適用して右クロストークシミュレーションチャネルを生成し、
    前記左入力チャネルと前記右クロストークシミュレーションチャネルとの合計に基づいて左クロストークチャネルを生成し、
    前記右入力チャネルと前記左クロストークシミュレーションチャネルとの合計に基づいて右クロストークチャネルを生成し、
    前記左クロストークチャネルと前記右クロストークチャネルとの差分に基づいて側方クロストークチャネルを生成し、
    前記側方クロストークチャネルと前記中央チャネルとの合計に基づいて、前記クロストーク処理信号の左クロストークがシミュレートされたチャネルを生成し、及び、
    前記中央チャネルと前記側方クロストークチャネルとの差分に基づいて前記クロストーク処理信号の右クロストークがシミュレートされたチャネルを生成することを含むことを特徴とする、請求項１に記載のオーディオ信号を強調する方法。
  15. 前記側方チャネルにクロストーク補償処理を適用してクロストーク補償信号を生成することをさらに含み、前記クロストーク補償処理は、クロストーク処理によって生じるスペクトラム欠陥を調整し、前記中央チャネルは前記クロストーク補償処理をバイパスし、及び、前記左出力チャネルと前記右出力チャネルを生成することは、前記クロストーク処理信号の使用を含むことを特徴とする、請求項１に記載のオーディオ信号を強調する方法。
  16. 前記側方チャネルに前記クロストーク補償処理を適用してクロストーク補償信号を生成することは、
    前記左チャネルと前記右チャネルとの差分に基づいて前記側方チャネルを生成し、
    前記左チャネルと前記右チャネルとの合計に基づいて前記中央チャネルを生成し、
    フィルタを前記側方チャネルに適用することにより側方クロストーク補償チャネルを生成し、及び、
    前記中央チャネルと前記側方クロストーク補償チャネルとの合計に基づいて前記クロストーク補償信号の左クロストークが補償されたチャネルを生成し、
    前記中央チャネルと前記側方クロストーク補償チャネルと差分に基づいて前記クロストーク補償信号の右クロストークが補償されたチャネルを生成することを含むことを特徴とする、請求項１５に記載のオーディオ信号を強調する方法。
  17. 前記クロストーク補償処理は、前記クロストーク処理が前記側方チャネルに適用されるのに続いて前記側方チャネルに適用され、前記クロストーク処理信号は前記クロストーク補償処理の入力となることを特徴とする、請求項１５に記載のオーディオ信号を強調する方法。
  18. 前記クロストーク補償処理は、前記クロストーク処理が前記側方チャネルに適用される以前に前記側方チャネルに適用され、前記クロストーク補償信号は、前記クロストーク処理の入力となることを特徴とする、請求項１５に記載のオーディオ信号を強調する方法。
  19. 前記クロストーク補償処理は、前記クロストーク処理が前記側方チャネルに適用されるのと並行して前記側方チャネルに適用され、さらに、前記クロストーク処理信号と前記クロストーク補償信号とを結合して前記左及び右の出力信号を生成することを含むことを特徴とする、請求項１５に記載のオーディオ信号を強調する方法。
  20. プログラムコードを格納した非一過性のコンピュータ可読媒体であって、プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
    フィルタ及びディレイを含むクロストーク処理をオーディオ信号の左チャネル及び右チャネルの側方チャネルに適用してクロストーク処理信号を生成させ、前記側方チャネルは前記左チャネルと前記右チャネルとの差分を含み、前記左チャネル及び前記右チャネルの中央チャネルは前記クロストークチャネルをバイパスし、前記中央チャネルは前記左チャネルと前記右チャネルとの合計を含み、
    前記クロストーク処理信号と前記クロストーク処理をバイパスした前記中央チャネルを使って左出力チャネルと右出力チャネルとを生成させることを特徴とする、コンピュータ可読媒体。
  21. 左チャネルと右チャネルとを有するオーディオ信号を強調するシステムであって、
    フィルタ及びディレイを含むクロストーク処理をオーディオ信号の左チャネル及び右チャネルの側方チャネルに適用してクロストーク処理信号を生成し、前記側方チャネルは前記左チャネルと前記右チャネルとの差分を含み、前記左チャネル及び前記右チャネルの中央チャネルは前記クロストークチャネルをバイパスし、前記中央チャネルは前記左チャネルと前記右チャネルとの合計を含み、及び、
    前記クロストーク処理信号と前記クロストーク処理をバイパスした前記中央チャネルとを使って左出力チャネルと右出力チャネルとを生成するように構成された回路を備えたことを特徴とする、オーディオ信号を強調するシステム。
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