JP5031988B2 - 2つ以上のオーディオ信号の処理方法および装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ビットストリームから受信または再生され、復号化され、それぞれ種々のチャネル数および/またはチャネルコンフィグレーションを有する2つ以上のオーディオ信号をミキシング部および/またはスイッチング部により結合して最終のチャネルコンフィグレーション部へ供給し、そこで各オーディオ信号に相応の専用チャネルコンフィグレーションを付与する、2つ以上のオーディオ信号の処理方法および装置に関する。
背景技術
MPEG4規格ISO/IEC14496:2001、特にそのpart3 Audioおよびpart1 Systemsによれば、複数のオーディオオブジェクトが異なるMPEG4フォーマット符号化により符号化されて複合オーディオ信号となる。これは複数のオーディオサブストリームから成っており、1つのサウンドトラックを表している。ユーザインタラクション、ターミナルケイパビリティおよびスピーカコンフィグレーションは1つのサウンドトラックをオブジェクトからどのように形成するかを定める際に使用される。オーディオコンポジションとは複数の個別のオーディオオブジェクトを混合して1つのサウンドトラック(例えば1つのチャネルまたは1つのステレオペア)を形成することを謂う。ミクスダウン命令のセットはビットストリームとして送信される。受信機では複数のオーディオオブジェクトが個別に復号化されるが、これは直接にはリスナーに対して再生されない。その代わりに送信されたミクスダウン命令は復号化されたオーディオオブジェクトから1つのサウンドトラックを形成する準備のために用いられる。最終的なサウンドトラックがリスナーに対して再生される。
ISO/IEC14496:2001はMPEG4オーディオ規格の第2版であり、第1版はISO/IEC14496である。
上述のMPEG4オーディオ規格ではオーディオ提供ノードが説明されている。コンフィグレーション情報を含むヘッダストリームはオーディオサブストリームを復号化するために必要とされ、MPEG4システムを介して送信される。シンプルなオーディオシーンではオーディオデコーダのチャネルコンフィグレーション(例えば5.1multichannel)はCompositor内で所定のノードから次のノードへ供給され、チャネルコンフィグレーション情報が正しいスピーカマッピングに対して責任を有するプレゼンタに達する。プレゼンタはオーディオチェーンの最終部となっており、コンテンツプロバイダおよび放送局の制御を受けない音量コントロール付きのオーディオアンプおよび付加スピーカである。
ノードとは上述のMPEG4規格で使用される処理ステップまたは処理ユニットを意味し、例えばデコーダとその後方の処理ユニットとのあいだの時間同期を行うインタフェース、またはプレゼンタとその前方の処理ユニットとのあいだの時間同期を行うインタフェースである。通常ISO/IEC14496-1:2001ではシーン既述はパラメータを用いて表される。シーン既述は属性およびイベントソースおよびターゲットなどの他の情報を含むノードを符号化したヒエラルキまたはツリーから成る。ツリーの葉であるノードは1次オーディオヴィジュアルデータに相当し、中間ノードは材料をグループ化してオーディオヴィジュアルオブジェクトを形成し、このようなオーディオヴィジュアルオブジェクト(シーン既述ノード)をグループ化するかまたは変形する。
オーディオデコーダは定義された所定のチャネルコンフィグレーションを有するか、またはチャネルコンフィグレーションを設定するための複数のコンフィグレーション情報アイテムを受信する。
本発明の概要
通常、オーディオ処理ツリーでは、音響ノード後方でのスピーカマッピングに対してオーディオデコーダのチャネルコンフィグレーションが使用される(ISO/IEC14496-3:2001, chapter1.6.3.4 Channel Configurationを参照)。したがって図1に示されているように、MPEG4プレーヤはMPEG4ビットストリーム内で送信される情報アイテムおよびデコーダの出力を、オーディオノードAudioSourceおよびSound2Dを介して通過させ、プレゼンタへ送る。チャネルコンフィグレーションデータchannelConfigはプレゼンタによって使用され、特にマルチチャネルオーディオ(numChan>1)においてスピーカを正しく連携させる。ここでオーディオノードにphaseGroupフラグがセットされる。
ただし種々のチャネル(例えば5.1multichannel、2.0stereo)を有するオーディオサブストリームを結合または編成する場合、前述の現行のMPEG4規格で定義されているAudiomix,AudioSwitch,AudioFXなどのオーディオノードは固定のチャネル割り当てを変更しなければならない。これは正しいチャネル提供のために要求される。すなわち種々のチャネル特性を有するオーディオノードに基づいてチャネルコンフィグレーション送信にコンフリクトが生じないようにするために要求される。
本発明の課題は、チャネルコンフィグレーションコンフリクトに適切に対応し、プレゼンタが適正かつ所望のチャネル割り当てで音響再生を行えるようにすることである。この課題は本発明の請求項1記載の方法および請求項3記載の装置により解決される。
本発明では、チャネルの異なるオーディオノードによって生じるチャネルコンフィグレーションコンフリクトを解消するための相互に関連する幾つかの手段を提供する。付加的なチャネルコンフィグレーションのオーディオノードが使用されるか、または付加的なオーディオノードの機能が既存のオーディオミキシングノードおよび/またはスイッチングノードへ付加される。付加的なオーディオノードは適正なチャネルコンフィグレーション情報アイテムを復号化されたオーディオデータストリームへ付与し、Sound2Dノードを通してプレゼンタへ伝送する。
有利には本発明により、コンテンツプロバイダまたは放送局がチャネルコンフィグレーションを設定して、受信機側のプレゼンタが如何なる状況においても適正なチャネルを提供できるようになる。またチャネルコンフィグレーションにおけるescape符号値により種々のチャネルコンフィグレーションを有する信号がミキシングおよび/またはスイッチングされる場合にも定義されていないチャネルを正しく処理できる。なお本発明は、受信データが後処理ユニットを通過し、再生用の受信チャネルが相互接続される全てのマルチチャネルアプリケーションで使用可能である。
基本的には、ビットストリームから受信または再生され、復号化され、それぞれ種々のチャネル数および/またはチャネルコンフィグレーションを有する2つ以上のオーディオ信号をミキシング部および/またはスイッチング部により結合して最終のチャネルコンフィグレーション部へ供給し、そこで各オーディオ信号に相応の専用チャネルコンフィグレーションを付与する、本発明の2つ以上のオーディオ信号の処理方法では、ミキシングおよび/またはスイッチングが制御されて、チャネルコンフィグレーションのチャネル数および/またはチャネルタイプが一致しない場合、ミキシングおよび/またはスイッチング後に出力すべきチャネルコンフィグレーションのチャネル数および/またはチャネルタイプがコンテンツプロバイダまたは放送局から供給された関連のミキシング情報および/またはスイッチング情報により求められ、供給すべき結合データストリームに対して相応に更新されたチャネルコンフィグレーション情報が付与される。
基本的には、本発明の装置は、ビットストリームから受信または再生されたオーディオデータを復号化する少なくとも2つのオーディオデータデコーダと、オーディオデータデコーダによって復号化され、種々のチャネル数および/または種々のチャネルコンフィグレーションを有する2つ以上のオーディオ信号をミキシングおよび/またはスイッチングにより結合する処理手段と、各オーディオ信号に相応する専用チャネルコンフィグレーション情報を付与し、結合されたオーディオ信号を最終のチャネルコンフィグレーション部へ供給する供給手段とを有しており、前記処理手段において、ミキシング部および/またはスイッチング部が制御され、チャネルコンフィグレーションのチャネル数および/またはチャネルタイプが一致しない場合、ミキシングおよび/またはスイッチング後に出力すべきチャネルコンフィグレーションのチャネル数および/またはチャネルタイプがコンテンツプロバイダまたは放送局から供給された関連のミキシング情報および/またはスイッチング情報により求められ、供給手段へ供給すべき結合データストリームに対して相応に更新されたチャネルコンフィグレーション情報が付与される。
本発明の他の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
図面
本発明の実施例を添付図を参照しながら説明する。図1には受信機でのトランスペアレントなチャネルコンフィグレーション情報流が示されている。図2には受信機でのチャネルコンフィグレーション情報流のコンフリクトが示されている。図3には付加的なノードAudioChannelConfigを含む本発明の受信機が示されている。
実施例
図2について説明する。第1のデコーダ21で復号化された“5.1multichannel”信号はAudioSourceノードまたはインタフェース24を介してAudioMixノードまたはミキシング段27の第1の入力側In1へ供給される。第2のデコーダ22で復号化された“2.0stereo”信号はAudioSourceノードまたはインタフェース25を介してAudioMixノード27の第2の入力側In2へ供給される。AudioMixノード27は入力チャネルと出力チャネルとを接続するマルチチャネルスイッチであり、ここで使用される有効増幅率はオフ0およびオン1のあいだの値、例えば0.5,0.6,0.707を有する。AudioMixノード27からの“5.1multichannel”フォーマットの出力信号はAudioSwitchノードまたはスイッチャーまたはミキシング段28の第1の入力側へ供給される。さらに、第3のデコーダ23で復号化された“1(centre)”信号はAudioSourceノードまたはインタフェース26を介してAudioSwitchノード28の第2の入力側In2へ供給される。
AudioSwitchノード28の機能はAudioMixノード27の機能に類似しているが、使用される増幅率が値オフ0またはオン1のいずれかのみを有する点が異なっている。AudioMixノード27およびAudioSwitchノード28は制御ユニットまたは制御段278によって制御され、コンテンツプロバイダまたは放送局から受信したビットストリーム(例えばノードで要求されたチャネルコンフィグレーションデータおよび他のデータ)を回復および/または評価し、これらのデータアイテムをノードへ供給する。AudioSwitchノード28はどの入力チャネルがオーディオチャネルの出力チャネルとなるかの選択に関連したスイッチング決定のシーケンスを形成および評価する。相応の選択フィールド(whichChoiceデータフィールド)は特定の時点に対する相応のチャネルの選択を定めている。AudioSwitchノード28からの“2.0stereo”フォーマットのオーディオ出力信号はSound2Dノードまたはインタフェース29を介してプレゼンタまたは再生段20の入力側へ伝送される。
図2には2つの異なるコンフリクトが示されている。第1のコンフリクトはステレオ信号を5.1サラウンドチャネルのコンフィグレーションへ混合する際にAudioMixノード27で発生するものである。問題となるのは、オーディオ出力信号に5.1チャネルが得られるか、または5.1サラウンドチャネルを2.0ステレオフォーマットチャネルとすべきかということである。5.1出力フォーマットを選択した場合、最も直接的な手段は、入力信号L2を第1の出力チャネル1chへ、また入力信号R2を第2の出力チャネルL2へ割り当てることである。ただし他にも様々な手段が存在する。コンテンツプロバイダまたは放送局は入力信号R2を出力チャネル4chへ、また入力信号R2を出力チャネル5chへ割り当てたい。しかし前述のMPEG4規格現行版ではこうしたフィーチャは許されない。
第2のコンフリクトは選択フィールドがAudioSwitchノード28で更新される際にそのシーケンスにおいて発生する。このときAudioMixノード27からのチャネル出力およびAudioSourceノード26からのシングルチャネル出力は特定の時点で順次に選択される。選択フィールドでの時点は例えばフレームごと、フレームグループごと、所定の時間ごと(5分おきなど)、コンテンツプロバイダまたは放送局がプリセットまたは指定した時間ごと、またはユーザのマウスクリックによって定義される。図2の実施例では、第1の時点で信号C1が出力チャネル1chへ、また入力信号Mが出力チャネル2chへ接続される。第2の時点では入力信号L1が出力チャネル1chへ、また入力信号R1が出力チャネル2chへ接続される。第3の時点では入力信号LS1が出力チャネル1chへ、また入力信号RS1が出力チャネル2chへ接続される。このシーケンスにおいて、AudioMixノード27からのチャネル出力およびAudioSourceノード26からのシングルチャネル出力は順次に選択される。ただしノード28における反対の入力情報のために、前述のMPEG4規格現行版では、正しい出力チャネルコンフィグレーションを自動で求めることができない。
コンテンツプロバイダまたは放送局がこうしたコンフリクトを解決しなければならないときの本発明の3つの手段を図3に関連して説明する。第1のデコーダ21で復号化された“5.1multichannel”信号はAudioSourceノードまたはインタフェース24を介してAudioMixノードまたはミキシング段27の第1の入力側In1へ供給される。第2のデコーダ22で復号化された“2.0stereo”信号はAudioSourceノードまたはインタフェース25を介してAudioMixノード27の第2の入力側In2へ供給される。AudioMixノード27からの“5.1multichannel”フォーマットの出力信号はAudioSwitchノードまたはスイッチャーまたはミキシング段28の第1の入力側へ供給される。さらに、第3のデコーダ23で復号化された“1(centre)”信号はAudioSourceノードまたはインタフェース26を介してAudioSwitchノード28の第2の入力側へ供給される。デコーダはそれぞれ入力側に内部復号バッファまたは外部復号バッファを有する。AudioSwitchノード28からの‘2.0stereo’フォーマットの出力信号はSound2Dノードまたはインタフェース29を介してプレゼンタまたは再生段20の入力側へ送られる。
AudioMixノード27およびAudioSwitchノード28は制御ユニットまたは制御段278によって制御され、コンテンツプロバイダまたは放送局から受信したビットストリーム(例えばノードで要求されたチャネルコンフィグレーションデータおよび他のデータ)を回復および/または評価し、これらのデータアイテムをノードへ供給する。
ここで新たなオーディオノード、すなわちAudioChnnelConfigノード30がAudioSwitchノード28とSound2Dノード29とのあいだに導入されている。このノードはMPEG4に記載されたプロパティまたは機能、すなわち
AudioChannelConfig{
exposedField SFInt32 numChannel 0
exposedField MFInt32 phaseGroup 0
exposedField MFInt32 channelConfig 0
exposedField MFFloat channelLocation 0,0
exposedField MFFloat channelDirection 0,0
exposedField MFInt32 polarityPattern 1
}
を有している。
ここでSFは1つの値を含むフィールドを表し、MFは複数の値および量を含むフィールドを表している。これらはISO/IEC14772-1:1998 subclause5.2.に定義されているデータタイプである。Int32は整数を意味し、Floatは浮動小数点数を表している。またexposedFieldはコンテンツがコンテンツプロバイダまたは放送局によってオーディオシーンごとに変更されるデータフィールドである。phaseGroupはノード出力における位相の関係、つまり複数のオーディオチャネルのあいだに重要な位相関係が存在するか否かを表しており、numChannelはノード出力におけるチャネル数を表している。これらのフィールドはchannelConfigフィールドまたはパラメータとの相関のためにコンテンツプロバイダまたは放送局によって修正される。
channelConfigフィールドは下記の表のチャネルコンフィグレーションの所定のインデクス値のセットにより定義される。ここで使用されている値はISO/IEC14496-3:2001 chapter1.6.3.4.のオーディオ編から採用したものであり、これをさらにMPEG2のISO/IEC13818-3 chapter0.2.3.2.のオーディオ編を使用して拡張してある。
Figure 0005031988
有利には、Escape値は例えばインデクス1を有するようにこの表で定義される。この値が生じると、所望のチャネルコンフィグレーションは表にないことになり、channelLocation,channelDirection,polarityPatternのフィールドの値が所望のチャネルおよびプロパティを割り当てるために用いられる。channelConfigインデクスはchannelLocation,channelDirection,polarityPatternのフィールドの値が長さ0のベクトルであるように定義される。
channelLocation,channelDirectionのフィールドには3次元浮動ベクトルアレイが定義される。ここで最初の3つの浮動値(3次元ベクトル)は第1のチャネルに関しており、次の3つの浮動値は第2のチャネルに関しており、さらに続いていく。
値はISO/IEC14772-1 VRML97で使用されている座標系を用いて座標(x,y,z)で定義される。channelLocation値は方向および絶対距離[m]で既述される。絶対距離とはチャネルコンフィグレーションにおいてユーザが正規化ベクトルを形成できるようにするために用いられる。channelDirectionは同じ座標系での単位ベクトルである。例えばリスニングスポットに関するchannelLocation(0,0,1)は1mの距離に配置されたCスピーカを意味する。これは他の3つの例とともに表2に示されている。
Figure 0005031988
polarityPatternは下記の表3に与えられた値に制限される整数である。例えばDolbyProLogicサウンドではフロントチャネルがモノポールパターンを有しかつサラウンドチャネルがダイポール特性を有するが、これに対してpolarityPatternの値が有効である。
polarityPatternは表3の値を有する。
Figure 0005031988
本発明の別の実施例では、付加的なAudioChannelConfigノード30が挿入されない。その代わりに、このノードの機能はAudioMixノード27、AudioSwitchノード28および図示しないAudioFXノードへ付与される。
本発明のさらに別の実施例では、phaseGroupフィールドは付加的に、MPEG4規格のISO/IEC14496の第1版の既存のAudioMixノード、AudioSwitchノードおよびAudioFXノードに対して定義される。これは不完全な手段であり、位相グループの値がEscapeシーケンスを除いた表1から取り出される。高い値は個人的または将来的な利用のためにリザーブされる。例えばphaseGroup2を有するチャネルはL/Rフロントスピーカとして識別される。
受信機でのトランスペアレントなチャネルコンフィグレーション情報流を示す図である。 受信機でのチャネルコンフィグレーション情報流のコンフリクトを示す図である。 付加的なノードAudioChannelConfigを含む本発明の受信機を示す図である。

Claims (4)

  1. 複数の異なるオーディオ信号源から受信または再生され、復号化されているがいまだ結合されていない2つ以上の個々のオーディオ信号の処理方法であって、
    前記復号化されているオーディオ信号の少なくとも2つは、該復号化されているオーディオ信号毎に異なるチャネル数またはスピーカマッピングに対するチャネルのための異なるチャネルコンフィグレーションを有し、前記復号化されているオーディオ信号は、ミキシング部またはスイッチング部により結合して最終のチャネルコンフィグレーション部へ供給するために、各復号化されているオーディオ信号に相応の専用のチャネルコンフィグレーション情報アイテム(ChannelConfig)が付与され、前記2つ以上の復号化されているオーディオ信号に対する前記チャネルコンフィグレーション情報アイテムは相互のチャネルコンフィグレーションコンフリクトを生じうる、前記方法において、
    前記ミキシング部または前記スイッチング部を制御して、チャネルコンフィグレーションのチャネル数またはチャネルタイプが一致しない場合、コンフリクトを解決するために、ミキシングまたはスイッチングの後に出力すべきチャネルコンフィグレーションのチャネル数またはチャネルタイプを、コンテンツプロバイダまたは放送局から供給された、前記オーディオ信号のうちの少なくとも1つの内の関連する特定のミキシング情報またはスイッチング情報により求めるステップと、
    供給される結合データストリームに対して相応に更新されたチャネルコンフィグレーション情報アイテムを付与するステップであって、前記チャネルコンフィグレーション情報アイテムの更新は、前記コンテンツプロバイダまたは放送局が最初に定義したチャネルコンフィグレーション情報アイテムを再定義することである、前記ステップと、
    を含む、前記方法。
  2. 前記オーディオ信号はMPEG4フォーマットを有する、請求項1記載の方法。
  3. 複数の異なるオーディオ信号源から受信または再生され、復号化されているがいまだ結合されていない2つ以上の個々のオーディオ信号の処理装置であって、
    前記復号化されているオーディオ信号の少なくとも2つは、該復号化されているオーディオ信号毎に異なるチャネル数またはスピーカマッピングに対するチャネルのための異なるチャネルコンフィグレーションを有し、前記復号化されているオーディオ信号は、ミキシング部またはスイッチング部により結合して最終のチャネルコンフィグレーション部へ供給するために、各復号化されているオーディオ信号に相応の専用のチャネルコンフィグレーション情報アイテム(ChannelConfig)が付与され、前記2つ以上の復号化されているオーディオ信号に対する前記チャネルコンフィグレーション情報アイテムは相互のチャネルコンフィグレーションコンフリクトを生じうる、前記装置において、
    受信または再生されたオーディオ信号を復号化する少なくとも2つのオーディオ信号デコーダと、
    該オーディオ信号デコーダによって復号化され、前記復号化されているオーディオ信号毎に異なるチャネル数またはスピーカマッピングに対するチャネルのための異なるチャネルコンフィグレーションをそれぞれ有する少なくとも2つのオーディオ信号をミキシング部またはスイッチング部により結合する処理手段と、
    最終のチャネルコンフィグレーションで結合されたオーディオ信号の再生手段であって、前記処理手段において、前記ミキシング部または前記スイッチング部が制御され、チャネルコンフィグレーションのチャネル数またはチャネルタイプが一致しない場合、コンフリクトを解決するために、ミキシングまたはスイッチングの後に出力すべきチャネルコンフィグレーションのチャネル数またはチャネルタイプがコンテンツプロバイダまたは放送局から供給された、前記オーディオ信号のうちの少なくとも1つの内の関連する特定のミキシング情報またはスイッチング情報により求められる前記再生手段と、
    前記再生手段に供給する結合データストリームに対して、相応に更新されたチャネルコンフィグレーション情報アイテムを付与する付与手段であって、前記チャネルコンフィグレーション情報アイテムの更新は、前記コンテンツプロバイダまたは放送局が最初に定義したチャネルコンフィグレーション情報アイテムを再定義することである、前記付与手段と、
    を備える、前記装置。
  4. 前記オーディオ信号はMPEG4フォーマットを有する、請求項3記載の装置。
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