JP4187719B2 - マルチチャネル・ダウンミキシング装置 - Google Patents
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Description
デビッドH.グリーシンガー(David H.Griesinger)
発明の背景
1.技術分野
この出願は、2002年5月3日に出願されたデビッドH.グリーシンガーによる“マルチチャネルから2チャネルへのミキシング装置及び方法”と題された米国仮出願第60/377,661号、代理人ドケット番号11336/137、に対する優先権を主張するものであり、この仮出願を参照により本書に取り入れる。
2.関連技術
本発明は、混合装置に関し、より具体的には、マルチチャネル信号の所期の方向及び信号エネルギーを維持しながら、複数のチャネルを含むマルチチャネル信号を混合して複数のチャネルを含む出力信号にすることのできるダウンミキサーに関する。
複数の入力チャネルを有するマルチチャネル入力信号を、複数の出力チャネルを有する出力信号にダウンミキシングするために混合係数を生成するダウンミキサー・システムが提供される。入力信号のエネルギーと所期の方向とが出力信号において実質的に維持されるように、ダウンミキシングされた(出力)信号とダウンミキサーへの入力信号との間でのエネルギーの比較に応じて混合係数を作ることができる。入力信号の入力チャネルの数は、出力信号の出力チャネルの数より多くても等しくても良い。更に、或いはその代わりに、混合係数の生成は、例えば周辺入力チャネルで受信された入力信号の所期の方向を出力信号の少なくとも1つの出力チャネルにおいて維持することができる。この場合、その維持されている所期方向を、周辺チャネル情報を復号できるアップミキサーで利用して、周辺チャネル情報をアップミックスの周辺チャネルに置くことができる。
複数の入力チャネルを有するマルチチャネル入力信号を複数の出力チャネルを有する出力信号にダウンミキシングするために混合係数を生成するダウンミキサー・システムが提供される。少なくとも複数の入力チャネルについて入力エネルギー・レベルを決定することができ、入力信号の信号エネルギーと所期の方向とが実質的に維持されるように入力エネルギー・レベル及び出力エネルギー・レベルの少なくとも一方の決定に応じて混合係数を生成することができる。出力チャネルのうちの少なくとも1つについて出力エネルギー・レベルを決定することができ、この場合、入力信号の信号エネルギーと所期の方向とが出力信号において維持されるように入力及び出力信号エネルギーに応じて混合係数を生成することができる。
L’=LI+ml*C (方程式1)
として形成することができる。
R’=RI+mr*C (方程式2)
として形成することができる。
ELILim=LILim 2+CILim 2 (方程式3)
ERILim=RILim 2+CILim 2 (方程式4)
として決定404することができる。
LOLim=LILim+ml’*CILim (方程式5)
ROLim=RILim+mr’*CLLim (方程式6)
として決定406することができる。
ELOLim=LOLim 2 (方程式7)
EROLim=ROLim 2 (方程式8)
として決定408することができる。404及び408で決定された限定帯域幅入力及び出力チャネル・エネルギーは、通常は、コントローラ106で受け取られた入力チャネル情報の複数のサンプルにわたってコントローラ106により平均化される。この複数のサンプルは、受け取られた400入力チャネル情報の例えば64サンプルを含むことのできる第1期間を構成する。
ELISum=ELISum+ELILim (方程式9)
ERISum=ERISum+ERILim (方程式10)
ELOSum=ELOSum+ELOLim (方程式11)
EROSum=EROSum+EROLim (方程式12)
である。
EINLLim=ELISum+ECISum (方程式13)
EINRLim=ERISum+ECISum (方程式14)
EOUTLLim=ELOSum (方程式15)
EOUTRLim=EROSum (方程式16)
である。
fbl=0.98*fbl (方程式17)
として生成502することができる。左チャネル・フィードバック定数fblを例えば値1に初期化することができる。他の、例えば0と1との間の値をフィードバック定数の初期値として利用しても良い。しかし、総限定帯域幅LOチャネル・エネルギーが総限定帯域幅LIチャネル・エネルギーより大きいと判定500された場合には、左チャネル・フィードバック定数がコントローラ106によって
fbl=0.98fbl+gfb((EOUTLLim/EINLLim)−1) (方程式18)
として生成504され、ここでgfbは値0.04を持つことができる。例えばgfbの値が大きいとフィードバック・ループが不安定となる可能性があり、gfbの値が小さいとフィードバック動作を実質的に減少させ或いはなくする可能性があるということなどを考慮してgfbの値を実験的に選択することができる。
fbr=0.98*fbr (方程式19)
として生成510されて良い。fbrの値は最初は1としてセットされて良い。しかし、総限定帯域幅ROチャネル・エネルギーが総限定帯域幅RIチャネル・エネルギーより大きいと判定された場合には、右チャネル・フィードバック定数fbrはコントローラ106によって
fbr=0.98fbr+gfb((EOUTRLim/EINRLim)−1) (方程式20)
として生成508されて良い。
ml’=0.71+fbl*lf+fbr*rf (方程式21)
として生成600することができ、ここでfbl及びfbrは図5に関して上で決定された値を有し、lfは−1の値を有し、rfは0.3の値を有する。lf及びrfの値を用いて試験混合係数ml'及びmr'をそれぞれバイアスすることができる。3チャネル信号がダウンミキシングされて2チャネルを通して再生されるときには、例えば局所化(即ち、所期の方向)の微細なエラーを補償するためにlf及びrfを用いて試験混合係数をバイアスすることができる。fl及びrfの他の値を利用しても良い。
mr’=.71+fbl*rf+fbr*lf (方程式22)
として生成604することができ、ここでfbl、fbr、rf及びlfは、生成600に関して上で論じられた値を有する。
LSO−ReLim=ms’*LSILim (方程式23)
LSO−ImLim=mi’*(0.91*LSILim+.38*RSILim)
(方程式24)
RSO−ReLim=ms’*RSILim (方程式25)
RSO−ImLim=mi’*(−.91*RSILim−.38*LSILim)
(方程式26)
として決定1104することができ、ここでms’及びmi’は0.7の値に初期化される。限定帯域幅入力チャネル・エネルギーをコントローラ940によりLSIエネルギー及びRSIエネルギーについてそれぞれELSILim及びERSILimとして決定1106することができ、ここで
ELSILim=ELSI2 Lim (方程式27)
ERSILim=ERSI2 Lim (方程式28)
である。
ELSO−ReLim=LSO−Re2 Lim (方程式29)
ELSO−ImLim=LSO−Im2 Lim (方程式30)
ERSO−ReLim=RSO−Re2 Lim (方程式31)
ERSO−ImLim=RSO−Im2 Lim (方程式32)
である。
ELSISum=ELSISum+ELSILim (方程式33)
ERSISum=ERSISum+ERSILim (方程式34)
ELSOSum=ELSOSum+ELSO−ReLIm+ELSO−ImLim
(方程式35)
ERSOSum=ERSOSum+ERSO−ReLim+ERSO−ImLim
(方程式36)
である。
EInLim=ELSISum+ERSISum (方程式37)
EOutLim=ELSOSum+ERSOSum (方程式38)
として決定1114することができる。
SINLim=.98*SINLim+.02*EINLim (方程式39)
SOUTLim=.98*SOUTLim+.02*EOUTLim
(方程式40)
として形成することができる。このフィルタリングはローパス・フィルタリングであって良く、例えば70msの時定数を有するフィルターを利用して達成されて良い。他の時定数を利用しても良い。
fbsi=.98*fbsi+gfb*((SOUTLim/SINLim)−1)
(方程式41)
として決定1202することができ、ここでgfbは0.04の値を有する。使用されることになるgfbの値についての考慮事項は、図5に関して上で論じられた生成504に関して上で論じられたことと同様であって良い。フィードバック定数が決定302されると、図13に関して記述するように、1つ以上の試験周辺混合係数をコントローラ940によって生成304することができる。
ms’=0−fbsi (方程式42)
の値にセットされ、試験混合係数mi’の値は1304で1の値にセットされる。しかし、フィードバック定数がゼロより大きいか或いはゼロに等しいと判定1300された場合には、ms’の値は1306でゼロにセットされ、1308でmi’の値が
mi’=1−fbsi (方程式43)
にセットされる。mi’がゼロより小さい場合には、mi’は1310でゼロの値にリセットされる。
ELI=LI2 (方程式44)
ECI=CI2 (方程式45)
ERI=RI2 (方程式46)
である。
EFI=ELI+ECI+ERI (方程式47)
である。
ELSI=LSI2 (方程式48)
ERSI=RSI2 (方程式49)
である。
ESI=ELSI+ERSI (方程式50)
として決定1508することができる。
EFISum=0.9*EFISum+0.1*EFI (方程式51)
ESISum=0.9*ESISum+0.1*ESI (方程式52)
である。
EFILim=0.99*EFILim+0.01*(EFISum)
(方程式53)
ESILim=0.97*ESILim+0.03*(ESISum)
(方程式54)
である。
SBF=3*ESI−2*ESILim (方程式55)
として生成1600することができる。
ESISum=0.99*ESISum+0.01SBF (方程式56)
として平均周辺エネルギーを平均化1604することができる。第1時定数は、例えば、約150msであって良い。
ESISum=0.999*ESISum+0.001SBF (方程式57)
として平均化1606されて良い。ここで、第2時定数は例えば約1.5秒であって良い。
F/S=(EFISum+1)/((1.2*ESISum)+1)
(方程式58)
として決定1608されて良い。この前/後エネルギー比は、例えば1.2dBの、周辺入力チャネルに対するバイアスであって良い。更に、前/後エネルギー比は0.1及び10の範囲内に限定されて良い。例えば、前/後パワー比が10より大きい場合、前/周辺エネルギー比は10の値にセットされて良い。前/周辺エネルギー比が0.1より小さい場合、前/周辺エネルギー比は0.1の値にセットされて良い。
ms=0.71*ms (方程式59)
mi=0.71mi (方程式60)
にセットされて良い。
ms=0.8−0.045*(F/S−2) (方程式61)
mi=0.8−0.045*(F/S−2) (方程式62)
としてセット1618及び1620されて良い。
ms=1−0.2*(F/S−1) (方程式63)
mi=1−0.2*(F/S−1) (方程式64)
としてセット1622及び1624されて良い。
S/I=SBF/ESILim (方程式65)
であり、ここで周辺エネルギー・ブースト・ファクターは図16に関して決定された通りであり、ESILimは図15に関して決定された通りである。次に、第2周辺ブースト・ファクター・インジケータSBF2が周辺入力エネルギー比より小さいか否かが判定1702される。第2ブースト・ファクターが該エネルギー比より小さい場合には、第2周辺ブースト・ファクターが
SBF2=0.8SBF2+0.2S/I (方程式66)
としてセット1704される。
SBF2=0.97SBF2+0.03S/I (方程式67)
としてセット1706されて良く、ここで第2周辺ブースト・ファクター1704は約7msの時定数を表わし、1706における第2ブースト・ファクターは約70msの時定数を表わす。
SBF2=SBF2*(S/I*1.8) (方程式68)
としてスケーリングされて良い。しかし、F/Sが0.6より小さくないと判定1708された場合には、F/Sが1.8より大きいか否か判定1712することができる。F/Sが1.8より大きい場合には、第2周辺ブースト・ファクターを
SBF2=SBF2/(S/I*0.6) (方程式69)
としてスケーリング1714することができる。
ms=ms*SBF2 (方程式70)
mi=mi*SBF2 (方程式71)
としてセット1722及び1724することができる。
Claims (25)
- 複数の入力チャネルを有するマルチチャネル入力信号を複数の出力チャネルを有する出力信号にダウンミキシングするための係数を確立する方法であって、該方法は、
該入力信号の該複数の入力チャネルにおける入力エネルギーを決定することと、
該出力信号の該複数の出力チャネルのうちの少なくとも1つに対する出力エネルギーを決定することと、
該入力エネルギーと該出力エネルギーとに基づいて、第1の周波数帯域にわたって該複数の入力チャネルをミキシングするために用いられる第1の係数を決定することと、
該第1の係数に基づいて、該第1の周波数帯域より広い第2の周波数帯域にわたって該複数の入力チャネルをミキシングするために用いられる第2の係数を決定することと
を含む、方法。 - 前記入力エネルギーと前記出力エネルギーとに基づいて、フィードバック定数を決定することを更に含み、
前記第2の係数を決定することは、該フィードバック定数と前記第1の係数とに基づいて、前記第2の係数を決定することを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記入力エネルギーを決定することは、
前記入力信号からの左チャネル入力情報および中央チャネル入力情報に基づいて、左チャネル入力エネルギーを決定することと、
前記入力信号からの右チャネル入力情報および該中央チャネル入力情報に基づいて、右チャネル入力エネルギーを決定することと
を含み、
前記出力エネルギーを決定することは、
前記出力信号からの左チャネル出力情報に基づいて、左チャネル出力エネルギーを決定することと、
前記出力信号からの右チャネル出力情報に基づいて、右チャネル出力エネルギーを決定することと
を含み、
前記第1の係数を決定することは、左チャネル係数および右チャネル係数を決定することを含む、請求項1又は2に記載の方法。 - 前記入力エネルギーを決定することは、
前記入力信号からの左サラウンド入力情報に基づいて、左サラウンド入力エネルギーを決定することと、
前記入力信号からの右サラウンド入力情報に基づいて、右サラウンド入力エネルギーを決定することと
を含み、
前記出力エネルギーを決定することは、
左サラウンド出力情報に基づいて、左サラウンド出力エネルギーを決定することと、
右サラウンド出力情報に基づいて、右サラウンド出力エネルギーを決定することと
を含み、
前記第1の係数を決定することは、左サラウンド係数および右サラウンド係数を決定することを含む、請求項1又は2又は3に記載の方法。 - 前記入力エネルギーを決定する前に、選択されたオーディオ周波数を保つために該入力信号の帯域幅を制限することを更に含む、請求項1又は2又は3又は4に記載の方法。
- 前記選択されたオーディオ周波数は中間周波数である、請求項5に記載の方法。
- 前記マルチチャネル入力信号から得られた帯域幅が制限された入力信号をミキシングするために試験ダウンミキサーにおいて前記第1の係数を使用することを更に含む、請求項5又は6に記載の方法。
- 前記第2の係数を決定することは、左チャネル係数と右チャネル係数とを決定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の係数を決定することは、左チャネル係数と右チャネル係数とを決定することと、左サラウンド係数と右サラウンド係数とを決定することとを含む、請求項1に記載の方法。
- マルチチャネル入力信号を出力信号にダウンミキシングするための係数を確立するシステムであって、該システムは、
第1の所定の周波数帯域にわたって該マルチチャネル入力信号の複数の入力チャネルをミキシングするために用いられる第1の係数と、該第1の所定の周波数帯域より広い第2の所定の周波数帯域にわたって該マルチチャネル入力信号の該複数の入力チャネルをミキシングするために用いられる第2の係数とを含むメモリーと、
該第2の係数に基づいて、該入力信号を該出力信号にミキシングするミキサーと、
該メモリーと該ミキサーとに結合されたコントローラと
を含み、
該コントローラは、
該入力信号の該複数の入力チャネルにおける入力エネルギーを決定することと、
該出力信号の少なくとも1つの出力チャネルに対する出力エネルギーを決定することと、
該入力エネルギーおよび該出力エネルギーに基づいて、該第1の係数を決定することと、
該第1の係数に基づいて、該第2の係数を決定することと
を行うように動作可能である、システム。 - 前記入力信号は、左入力チャネルと中央入力チャネルと右入力チャネルとを含み、前記出力信号は、右試験出力チャネルと左試験出力チャネルとを含む、請求項10に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記左入力チャネルと前記中央入力チャネルとに基づいて左チャネル入力エネルギーを決定し、かつ、前記右入力チャネルと前記中央入力チャネルとに基づいて右チャネル入力エネルギーを決定することによって、前記入力エネルギーを決定するように動作可能であり、
前記コントローラは、前記左試験出力チャネルに基づいて左チャネル出力エネルギーを決定し、かつ、前記右試験出力チャネルに基づいて右チャネル出力エネルギーを決定することによって、前記出力エネルギーを決定するように動作可能であり、
前記コントローラは、前記入力エネルギーと前記出力エネルギーとに基づいて左チャネル係数と右チャネル係数とを決定することによって、前記第2の係数を決定するように動作可能である、請求項11に記載のシステム。 - 前記コントローラは、左サラウンド入力チャネルに基づいて左サラウンド入力エネルギーを決定し、かつ、右サラウンド入力チャネルに基づいて右サラウンド入力エネルギーを決定することによって、前記入力エネルギーを決定するように動作可能であり、
前記コントローラは、左サラウンド試験出力チャネルに基づいて左サラウンド出力エネルギーを決定し、かつ、右サラウンド試験出力チャネルに基づいて右サラウンド出力エネルギーを決定することによって、前記出力エネルギーを決定するように動作可能であり、
前記コントローラは、前記入力エネルギーと前記出力エネルギーとに基づいて左サラウンド係数と右サラウンド係数とを決定することによって、前記第2の係数を決定するように動作可能である、請求項10又は11又は12に記載のシステム。 - 前記コントローラは、前記入力エネルギーを決定する前に、選択されたオーディオ周波数を保つために前記入力信号の帯域幅を制限するように動作可能である、請求項10又は11又は12又は13に記載のシステム。
- 前記選択されたオーディオ周波数は中間周波数である、請求項14に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記左チャネル係数に基づいて第2の左チャネル係数を決定し、かつ、前記右チャネル係数に基づいて第2の右チャネル係数を決定することによって、前記第2の係数を決定するように動作可能である、請求項12に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記左サラウンド係数に基づいて第2の左サラウンド係数を決定し、前記右サラウンド係数に基づいて第2の右サラウンド係数を決定するように更に動作可能である、請求項16に記載のシステム。
- 第1の周波数帯域にわたって複数の入力チャネルを少なくとも1つの出力チャネルにミキシングするための係数を含む第1のダウンミキサーと、
該第1のダウンミキサーに結合された試験ダウンミキサーと
を含むダウンミキサーであって、
該試験ダウンミキサーは、該第1のダウンミキサーにおける該係数を更新する該第1の周波数帯域よりも狭い第2の周波数帯域にわたって試験係数を決定するように動作可能である、ダウンミキサー。 - 前記複数の入力チャネルは、左チャネルと右チャネルと中央チャネルとを含む、請求項18に記載のダウンミキサー。
- 前記複数の入力チャネルは、左サラウンドチャネルと右サラウンドチャネルとを含む、請求項18に記載のダウンミキサー。
- 前記第1のダウンミキサーは、前記第1の周波数帯域にわたってマルチチャネル入力信号入力を含み、前記試験ダウンミキサーは、前記第2の周波数帯域にわたってマルチチャネル入力信号入力を含む、請求項18に記載のダウンミキサー。
- 前記試験ダウンミキサーは、前記マルチチャネル入力信号入力に存在するマルチチャネル入力信号から中間オーディオ周波数を受け取る、請求項18に記載のダウンミキサー。
- 前記係数は、入力エネルギーと出力エネルギーとに基づいて決定される、請求項18に記載のダウンミキサー。
- 前記係数は、前記ダウンミキサーの動作中に更新される、請求項18に記載のダウンミキサー。
- 前記係数は、左フィードバック・パラメータに従って更新される左係数と右フィードバック・パラメータに従って更新される右係数とを含む、請求項24に記載のダウンミキサー。
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