JP5508550B2 - 拡張ダウンミックス信号を発生するための装置、拡張ダウンミックス信号を発生するための方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
としてモデル化できるものとする。ここで、a(k,i)は利得係数であり、S(k,i)は左チャネルにおける直接音であり、N1(k,i)とN2(k,i)は拡散音を表す。
であるものとする。Φdiffは、例えば既定値をとってもよく、何らかのアルゴリズムに従って計算されてもよい。
ここで、
である。
に対応し、すなわち、
であり、
は全てE{NN*}に等しい同一のパワーを有する。最終的には利得h1からh5が拡散音の量を決定することから、この拡散音パワーの定義が任意であることに留意すべきである。
になる。
ことに留意すべきである。サラウンドチャネルのプレスケーリングを考慮すると、TTTボックスにより使用される2つのICLDパラメータは、
である。
[Y1 Y2]T=M[L R C LS RS]T (18)
である。ここで、ダウンミックス行列は、
であり、gsはサラウンドチャネルに与えられる先に述べたプレ利得である。
のパワーは同じであることから、
と同じパワーを有するN1及びN2を基礎とする拡散信号は、
である。
に依存して表すことを可能にする。
である。
(すなわち、マルチチャネルマイクロホン信号のチャネル信号を濾波することによって得られる実際のダウンミックス信号)が各々望ましいダウンミックス信号Y1(k,i)とY2(k,i)に近似するように選択される。適切な近似は、
が各々、マルチチャネルスピーカ信号モデルのエネルギーに関して、ターゲットであるダウンミックス信号Y1(k,i)とY2(k,i)で与えられるものと同じエネルギー分散を共有するというものである。言い替えれば、フィルタは、マルチチャネルマイクロホン信号のチャネル信号を濾波することによって得られる実際のダウンミックス信号が、例えばエネルギー特性又は相互相関特性のような幾つかの統計的特性に関して望ましいダウンミックス信号に近似するように選択される。
は各々、マイクロホン入力信号X1、X2双方の濾波されたバージョンから決定される。この手法は、双方のマイクロホンチャネルを最適に組み合わせることができるために、1チャネルのフィルタリング方法に比べて向上した性能を期待できる。
H1,1 = H1
H1,2 = 0
H2,1 = 0
H2,2 = H2, (36)
のようなフィルタを、
である場合に常に計算することによって実行することができる。但し、コヒーレンス/相関しきい値Tは、1チャネルのフィルタリングが使用される際の相関度を決定する。T=0.9という値は良い結果をもたらす。
によって与えられ、l=1,2,…,Kである。利得係数gl(k,i)は、直接音のDOAと再生構成内のl番目のスピーカの位置に依存する。利得係数h1は、先に説明したように予め決めて使用できる。Zlは、複数のチャネルの望ましいチャネル信号を表し、l=1,2,…,Kである。
受信するか、又はこのようなマルチチャネル信号モデル318のパラメータを備えている。制御装置316は、拡張フィルタパラメータ332をダウンミックス拡張装置340へ与える。制御装置316は、例えばフィルタ計算器130又はフィルタ計算器230の機能を担うことがあるので、拡張フィルタパラメータ332は拡張フィルタパラメータ132又は拡張フィルタパラメータ232と同等物であることもある。ダウンミックス拡張装置340は2チャネルマイクロホン信号310を受信し、また拡張フィルタパラメータ332も受信し、かつこれらに基づいて(実際の)拡張マルチチャネルダウンミックス信号312を生成する。拡張マルチチャネルダウンミックス信号312の第1のチャネル信号は
で表され、かつ拡張マルチチャネルダウンミックス信号312の第2のチャネル信号は
で表される。留意すべきは、ダウンミックス拡張装置340はフィルタ140又は2チャネルオーディオ信号プロバイダ240の機能を担うことがあるということである。
をチャネル信号(例えば、L(k,i)、R(k,i)、C(k,i)、Ls(k,i)、Rs(k,i)又はZl(k,i))へマップすることと、スピーカチャネル信号をダウンミックスチャネル信号へマップすることを含む。
1.マイクロホン入力信号を受信するステップ、
2.空間キューパラメータを計算するステップ、
3.望ましいダウンミックスチャネルのモデル、デコーダ出力のマルチチャネルスピーカ信号モデル及び空間キューパラメータに基づいてダウンミックス拡張フィルタを決定するステップ、及び、
4.空間オーディオマイクロホンに使用するための拡張ダウンミックス信号を得るために、拡張フィルタをマイクロホン入力信号へ適用するステップ。
Claims (17)
- マルチチャネルマイクロホン信号(110;210;310)に基づいて拡張ダウンミックス信号(112;212;312)を生成するための装置(100;200;300;500)であって、
前記マルチチャネルマイクロホン信号に基づいて、直接音の到来方向を記述する方向情報と、直接音パワー情報と、拡散音パワー情報とを含む1組の空間キューパラメータを計算するように構成されている空間アナライザ(120;220;320)と、
前記直接音の到来方向を記述する前記方向情報に依存して、前記直接音パワー情報に依存して、かつ前記拡散音パワー情報に依存して拡張フィルタパラメータ(132;232;332)を計算するためのフィルタ計算器(130;230;316)と、
前記拡張ダウンミックス信号(112;212;312)を得るために、前記拡張フィルタパラメータ(132;232;332)を用いて前記マイクロホン信号(110;210;310)又は前記マイクロホン信号(110;210;310)から導出される信号を濾波するためのフィルタ(140;240;340)と、を備え、
前記フィルタ計算器は、前記拡張フィルタパラメータを、複数のスピーカ信号に対する前記マルチチャネルマイクロホン信号の直接音成分の寄与を記述する方向依存性の利得係数に依存して、かつ前記拡張ダウンミックス信号の1つ又は複数のチャネルに対する複数のオーディオチャネルの寄与を記述する1つ又は複数のダウンミックスマトリクス値に依存して計算するように構成されている装置。 - 前記フィルタ計算器(130;230;316)は、前記拡張フィルタパラメータ(132;232;332)を、前記拡張ダウンミックス信号(112;212;312)がダウンミックス信号に近似するように計算すべく構成されている請求項1に記載の装置。
- 前記フィルタ計算器(130;230;316)は、前記空間キューパラメータに依存して、前記マルチチャネルマイクロホン信号(110;210;310)のチャネル信号と前記ダウンミックス信号のチャネル信号との間の相互相関値を計算するように構成され、かつ、
前記フィルタ計算器は、前記相互相関値に依存して前記拡張フィルタパラメータを計算するように構成されている請求項1又は2に記載の装置。 - 前記フィルタ計算器は、前記相互相関値を、複数のスピーカ信号に対する前記マルチチャネルマイクロホン信号の直接音成分の寄与を記述する方向依存性の利得係数に依存して計算するように構成されている請求項3に記載の装置。
- 前記フィルタ計算器(130;230;316)は、前記方向情報を1組の方向依存性利得係数へマップするように構成されている請求項4に記載の装置。
- 前記フィルタ計算器(130;230;316)は、前記相互相関値を計算するために、前記直接音パワー情報及び前記拡散音パワー情報を使用するように構成されている請求項3から5のいずれか一項に記載の装置。
- 前記フィルタ計算器(130;230;316)は、前記相互相関値を計算するために、前記方向情報に依存して前記直接音パワー情報を重み付けし、かつ前記方向情報とは独立している予め決められた重み付けを前記拡散音パワー情報に行うように構成されている請求項6に記載の装置。
- 前記フィルタ計算器(130;230;316)は、
に従ってフィルタ係数(H1,H1,2,H2,1及びH2,2)を計算するように構成されている請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。
ここで、
X1は前記マルチチャネルマイクロホン信号の第1のチャネル信号を示し、
X2は前記マルチチャネルマイクロホン信号の第2のチャネル信号を示し、
E{・}は短時間平均演算を示し、
*は複素共役演算を示し、
E{X1Y1 *}、E{X2Y1 *}、E{X1Y2 *}及びE{X2Y2 *}は、前記マルチチャネルマイクロホン信号のチャネル信号X1、X2と前記拡張ダウンミックス信号のチャネル信号Y1、Y2との間の相互相関値を示す。 - 前記フィルタ計算器(130;230;316)は、前記拡張フィルタパラメータHj,l(k,i)からHj,M(k,i)を、前記拡張フィルタパラメータに従って前記マルチチャネルマイクロホン信号の前記チャネル信号を濾波することにより得られる前記拡張ダウンミックス信号(112;212;312)の
が、類似性の統計的尺度に関して、
として定義されるチャネル信号に近似するように計算すべく構成されている請求項1から9のいずれか一項に記載の装置。
ここで、
g1は、前記方向情報に依存し、かつ複数のスピーカ信号(Zl)に対する前記マルチチャネルマイクロホン信号(110;210;310)の
の寄与を表す利得係数であり、
h1は、複数のスピーカ信号に対する前記マルチチャネルマイクロホン信号(110;210;310)の
の寄与を記述する予め定められた値である。 - 前記フィルタ計算器(130;230;316)は、前記拡張フィルタパラメータ(132;232;332)を導出するためにウィーナ−ホップ方程式を評価するように構成されており、
前記ウィーナ−ホップ方程式は、前記マルチチャネルマイクロホン信号の異なるチャネルペア間の関係性を記述する相関値E{X1X1 *},E{X1X2 *},E{X2X1 *},E{X2X2 *}と、拡張フィルタパラメータと、前記マルチチャネルマイクロホン信号(110;210;310)のチャネル信号と前記ダウンミックス信号のチャネル信号との間の相互相関値と、の間の関係性を記述するものである請求項1から10のいずれか一項に記載の装置。 - 前記フィルタ計算器(130;230;316)は、前記拡張フィルタパラメータ(132;232;332)をダウンミックスチャネルのモデルに依存して計算するように構成されている請求項1から11のいずれか一項に記載の装置。
- 前記フィルタ計算器(130;230;316)は、前記拡張ダウンミックス信号(112;212;312)の第1のチャネルが前記マルチチャネルマイクロホン信号(110;210;310)の第1のチャネルの濾波によって導出され、かつ前記拡張ダウンミックス信号の第2のチャネルが前記マルチチャネルマイクロホン信号の第2のチャネルの濾波によって導出され、その間、前記マルチチャネルマイクロホン信号の前記第1のチャネルから前記拡張ダウンミックス信号の前記第2のチャネルへのクロストーク及び前記マルチチャネルマイクロホン信号の前記第2のチャネルから前記拡張ダウンミックス信号の前記第1のチャネルへのクロストークが回避される1チャネルのフィルタリング、又は、
拡張ダウンミックス信号の第1のチャネルが前記マルチチャネルマイクロホン信号の第1及び第2のチャネルを濾波することにより導出され、かつ前記拡張ダウンミックス信号の第2のチャネルが前記マルチチャネルマイクロホン信号の第1及び第2のチャネルを濾波することにより導出される2チャネルのフィルタリングを、
前記マルチチャネルマイクロホン信号の前記第1のチャネルと前記マルチチャネルマイクロホン信号の前記第2のチャネルとの間の相関性を記述する相関値に依存して選択的に実行するように構成されている請求項1から12のいずれか一項に記載の装置。 - マルチチャネルマイクロホン信号に基づいて拡張ダウンミックス信号を生成するための方法であって、
前記マルチチャネルマイクロホン信号に基づいて、直接音の到来方向を記述する方向情報、直接音パワー情報及び拡散音パワー情報を含む1組の空間キューパラメータを計算することと、
前記直接音の前記到来方向を記述する前記方向情報に依存して、前記直接音パワー情報に依存して、かつ前記拡散音パワー情報に依存して拡張フィルタパラメータを計算することと、
前記拡張ダウンミックス信号を取得するために、前記拡張フィルタパラメータを用いて前記マイクロホン信号又は前記マイクロホン信号から導出される信号を濾波することを含み、
前記拡張フィルタパラメータを、複数のスピーカ信号に対する前記マルチチャネルマイクロホン信号の直接音成分の寄与を記述する方向依存性の利得係数に依存して、かつ前記拡張ダウンミックス信号の1つ又は複数のチャネルに対する複数のオーディオチャネルの寄与を記述する1つ又は複数のダウンミックスマトリクス値に依存して計算する方法。 - マルチチャネルマイクロホン信号(110;210;310)に基づいて拡張ダウンミックス信号(112;212;312)を生成するための装置(100;200;300;500)であって、
前記マルチチャネルマイクロホン信号に基づいて、直接音の到来方向を記述する方向情報と、直接音パワー情報と、拡散音パワー情報とを含む1組の空間キューパラメータを計算するように構成されている空間アナライザ(120;220;320)と、
前記直接音の到来方向を記述する前記方向情報に依存して、前記直接音パワー情報に依存して、かつ前記拡散音パワー情報に依存して拡張フィルタパラメータ(132;232;332)を計算するためのフィルタ計算器(130;230;316)と、
前記拡張ダウンミックス信号(112;212;312)を得るために、前記拡張フィルタパラメータ(132;232;332)を用いて前記マイクロホン信号(110;210;310)又は前記マイクロホン信号(110;210;310)から導出される信号を濾波するためのフィルタ(140;240;340)と、を備え、
前記フィルタ計算器(130;230;316)は、前記拡張ダウンミックス信号(112;212;312)の第1のチャネルが前記マルチチャネルマイクロホン信号(110;210;310)の第1のチャネルの濾波によって導出され、かつ前記拡張ダウンミックス信号の第2のチャネルが前記マルチチャネルマイクロホン信号の第2のチャネルの濾波によって導出され、その間、前記マルチチャネルマイクロホン信号の前記第1のチャネルから前記拡張ダウンミックス信号の前記第2のチャネルへのクロストーク及び前記マルチチャネルマイクロホン信号の前記第2のチャネルから前記拡張ダウンミックス信号の前記第1のチャネルへのクロストークが回避される1チャネルのフィルタリング、又は、
拡張ダウンミックス信号の第1のチャネルが前記マルチチャネルマイクロホン信号の第1及び第2のチャネルを濾波することにより導出され、かつ前記拡張ダウンミックス信号の第2のチャネルが前記マルチチャネルマイクロホン信号の第1及び第2のチャネルを濾波することにより導出される2チャネルのフィルタリングを、
前記マルチチャネルマイクロホン信号の前記第1のチャネルと前記マルチチャネルマイクロホン信号の前記第2のチャネルとの間の相関性を記述する相関値に依存して選択的に実行するように構成されている装置。 - マルチチャネルマイクロホン信号に基づいて拡張ダウンミックス信号を生成するための方法であって、
前記マルチチャネルマイクロホン信号に基づいて、直接音の到来方向を記述する方向情報、直接音パワー情報及び拡散音パワー情報を含む1組の空間キューパラメータを計算することと、
前記直接音の前記到来方向を記述する前記方向情報に依存して、前記直接音パワー情報に依存して、かつ前記拡散音パワー情報に依存して拡張フィルタパラメータを計算することと、
前記拡張ダウンミックス信号を取得するために、前記拡張フィルタパラメータを用いて前記マイクロホン信号又は前記マイクロホン信号から導出される信号を濾波することを含み、
該方法は、前記拡張ダウンミックス信号(112;212;312)の第1のチャネルが前記マルチチャネルマイクロホン信号(110;210;310)の第1のチャネルの濾波によって導出され、かつ前記拡張ダウンミックス信号の第2のチャネルが前記マルチチャネルマイクロホン信号の第2のチャネルの濾波によって導出され、その間、前記マルチチャネルマイクロホン信号の前記第1のチャネルから前記拡張ダウンミックス信号の前記第2のチャネルへのクロストーク及び前記マルチチャネルマイクロホン信号の前記第2のチャネルから前記拡張ダウンミックス信号の前記第1のチャネルへのクロストークが回避される1チャネルのフィルタリング、又は、
拡張ダウンミックス信号の第1のチャネルが前記マルチチャネルマイクロホン信号の第1及び第2のチャネルを濾波することにより導出され、かつ前記拡張ダウンミックス信号の第2のチャネルが前記マルチチャネルマイクロホン信号の第1及び第2のチャネルを濾波することにより導出される2チャネルのフィルタリングを、
前記マルチチャネルマイクロホン信号の前記第1のチャネルと前記マルチチャネルマイクロホン信号の前記第2のチャネルとの間の相関性を記述する相関値に依存して選択的に実行する工程を含んでいる方法。 - コンピュータに請求項14又は16に記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
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