JP5604933B2 - ダウンミクス装置およびダウンミクス方法 - Google Patents

Description

この発明は、ダウンミクス装置およびダウンミクス方法に関する。

従来、複数チャネルの音声信号をより少ないチャネル数の音声信号に変換するダウンミクス技術が知られている。ダウンミクス技術の一つに予測ダウンミクス技術がある。予測ダウンミクス技術を用いる符号化方式の一つに例えばＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ、エムペグ）サラウンド方式がある。ＭＰＥＧサラウンド方式では、一般に５．１チャネルと呼ばれる６チャネルの入力信号を２チャネルの信号にダウンミクスするとき、２段階のダウンミキシング処理が行われる。

第１段階のダウンミキシング処理では、例えば６チャネルの入力信号は、２チャネルずつ１チャネルのダウンミクス信号に変換される。第２段階のダウンミキシング処理では、第１段階のダウンミキシング処理により得られた例えば３チャネルの信号Ｌ_in、Ｒ_inおよびＣ_inに対して、例えば次の（１）式の行列演算によるマトリクス変換が行われる。（１）式において、Ｄはダウンミクス行列であり、例えば次の（２）式で表される。

（１）式より得られたベクトルｃ^₀は、次の（３）式に示すように、二つのベクトルｌ₀およびｒ₀の線形和に分解される。本明細書においてｃ^は、「ｃ」の上に「＾」が付されていることを表す。（３）式において、ｋ₁およびｋ₂は係数である。これらｋ₁およびｋ₂に最も近いチャネル予測パラメータＣＰＣ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ）をそれぞれｃ₁およびｃ₂とすると、予測信号ｃ₀は、次の（４）式で表される。

ところで、ダウンミクス技術に関し、入力信号とアップミクス信号とのエネルギー差に基づいてダウンミクス信号に対してスケーリング補正を行うことにより、ダウンミクス信号から複数チャネルの信号を生成する際のエネルギー損失を補償する方法がある。また、アップミキシング処理の際にダウンミクス信号および残差信号に回転行列をかけるため、予めダウンミキシング処理の際に左右のチャネル信号に、アップミキシング処理に用いられる回転行列の逆の回転行列をかけておく符号化技術がある。

特表２００８−５１７３３７号公報 特表２００８−５３６１８４号公報

しかしながら、従来のダウンミクス技術では、入力信号Ｌ_inおよびＲ_inが同じベクトルである場合、マトリクス変換によってｌ₀およびｒ₀は同じベクトルとなる（（１）式および（２）式を参照）。この場合、ベクトルｃ^₀を二つのベクトルｌ₀およびｒ₀の線形和で完全に再現することができず（（３）式を参照）、予測信号ｃ₀はｌ₀およびｒ₀と同じ位相となる。

デコーダ側では、アップミキシング処理においてｌ₀、ｒ₀、ｃ₁およびｃ₂に対する逆マトリクス変換によって例えば３チャネルの出力信号Ｌ_out、Ｒ_outおよびＣ_outが生成される。その際、ｌ₀、ｒ₀およびｃ₀が同じ位相であると、出力信号Ｌ_out、Ｒ_outおよびＣ_outも全て同じ位相になってしまう。そのため、エンコーダ側の元の入力信号Ｌ_in、Ｒ_inおよびＣ_inをデコーダ側で精度良く再現することができない。つまり、ダウンミキシング処理におけるマトリクス変換およびアップミキシング処理における逆マトリクス変換を経ることによって音質が劣化してしまうという問題点がある。

ダウンミクス信号に基づいてアップミキシング処理を行ったときの音質劣化を抑制することができるダウンミクス装置およびダウンミクス方法を提供することを目的とする。

ダウンミクス装置は、入力信号に対して行列演算を行うマトリクス変換部と、前記マトリクス変換部の出力信号のうち予測対象の信号を除く信号に対して回転を行う回転補正部と、前記回転補正部の出力信号から空間情報を抽出し、チャネル予測パラメータを得る空間情報抽出部と、前記回転補正部の出力信号と、前記空間情報抽出部により抽出されたチャネル予測パラメータに基づき求められる予測信号に対して、前記マトリクス変換部における行列演算に用いた行列の逆行列を用いて行列演算を行い、前記入力信号に対する該行列演算結果の誤差量を計算する誤差計算部と、を備え、前記回転補正部は、前記誤差計算部により計算された誤差量に基づいて最終的な回転結果を決定し、前記空間情報抽出部は、前記誤差計算部により計算された誤差量に基づいて最終的な空間情報を決定する。

このダウンミクス装置およびダウンミクス方法によれば、ダウンミクス信号に基づいてアップミキシング処理を行ったときの音質劣化を抑制することができるという効果を奏する。

実施例１にかかるダウンミクス装置を示すブロック図である。 実施例１にかかるダウンミクス方法を示すフローチャートである。 実施例１と比較例とで誤差量を比較した結果を示す特性図である。 実施例２にかかるダウンミクス装置を示すブロック図である。 実施例２にかかるダウンミクス装置における時間周波数変換を説明する図である。 ＭＰＥＧ−２ ＡＤＴＳ形式のフォーマット例を示す図である。 実施例２にかかるダウンミクス方法を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、このダウンミクス装置およびダウンミクス方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。ダウンミクス装置およびダウンミクス方法は、入力信号から得たダウンミクス信号に対して、ダウンミクス信号から得たアップミクス信号の入力信号に対する誤差量に基づいて回転補正を加えることによって、デコーダ側で再生したときの音質劣化を抑制する。

（実施例１）
・ダウンミクス装置の説明
図１は、実施例１にかかるダウンミクス装置を示すブロック図である。図１に示すように、ダウンミクス装置は、マトリクス変換部１、回転補正部２、空間情報抽出部３および誤差計算部４を備えている。マトリクス変換部１は、入力信号Ｌ_in、Ｒ_inおよびＣ_inに対して行列演算を行う。マトリクス変換部１は、例えば上述した（１）式および（２）式で表される行列演算を行ってもよい。この行列演算により、二つのチャネルのベクトルｌ₀およびｒ₀と、予測する対象の信号のベクトルｃ^₀が得られる。

回転補正部２は、マトリクス変換部１から出力されたｌ₀およびｒ₀に対して回転の演算を行う。回転補正部２は、例えば（５）式および（６）式で表される行列演算を行ってもよい。（５）式において、θ_lはｌ₀の回転角であり、θ_rはｒ₀の回転角である。この行列演算により、二つのチャネルのベクトルｌ₀およびｒ₀を回転させたベクトルｌ₀'およびｒ₀'が得られる。回転補正部２は、ｌ₀とｒ₀とが同じベクトルであるときにのみ、ｌ₀およびｒ₀に対して回転の演算を行ってもよい。

回転補正部２は、誤差計算部４により計算された誤差量Ｅに基づいて最終的な回転結果となるｌ₀'およびｒ₀'を決定する。例えば、回転補正部２は、誤差量Ｅが最小となるときのｌ₀'およびｒ₀'を最終的な回転結果に決定してもよい。最終的な回転結果として決定されたｌ₀'およびｒ₀'は、図１に示すダウンミクス装置の出力信号の一部となる。

空間情報抽出部３は、回転補正部２の出力信号ｌ₀'およびｒ₀'に基づいて空間情報を抽出する。空間情報抽出部３は、例えば上述した（３）式と同様に、マトリクス変換部１により得られた予測対象のベクトルｃ^₀を二つのベクトルｌ₀'およびｒ₀'の線形和に分解してもよい。空間情報抽出部３は、空間情報として、ｌ₀'の係数ｋ₁およびｒ₀'の係数ｋ₂のそれぞれに最も近いチャネル予測パラメータｃ₁およびｃ₂を取得してもよい。チャネル予測パラメータｃ₁およびｃ₂は、予めテーブルとして用意されていてもよい。回転補正部２により補正された二つのベクトルｌ₀'およびｒ₀'、並びにチャネル予測パラメータｃ₁およびｃ₂を用いて、予測信号のベクトルｃ₀'は、次の（７）式より求められる。

空間情報抽出部３は、誤差計算部４により計算された誤差量Ｅに基づいて最終的な空間情報となるチャネル予測パラメータｃ₁およびｃ₂を決定する。例えば、空間情報抽出部３は、誤差量Ｅが最小となるときのｃ₁およびｃ₂を最終的な空間情報に決定してもよい。最終的な空間情報として決定されたｃ₁およびｃ₂は、図１に示すダウンミクス装置の出力信号の一部となる。

誤差計算部４は、回転補正部２により補正されたｌ₀'およびｒ₀'、並びに空間情報抽出部３により抽出されたｃ₁およびｃ₂に対して行列演算を行う。誤差計算部４は、例えばマトリクス変換部１における行列演算に用いた行列の逆行列を用いて行列演算を行ってもよい。すなわち、誤差計算部４は、例えば（８）式および（９）式で表される行列演算を行ってもよい。（８）式において、Ｄ^-1は、例えば上述した（２）式で表されるダウンミクス行列の逆行列である。ｃ₀'は、（７）式より得られる。この行列演算により、三つのチャネルのアップミクスベクトルＬ_out、Ｒ_outおよびＣ_outが得られる。

誤差計算部４は、入力信号Ｌ_in、Ｒ_inおよびＣ_inに対するＬ_out、Ｒ_outおよびＣ_outの誤差量を計算する。Ｌ_out、Ｒ_outおよびＣ_outは、それぞれ入力信号Ｌ_in、Ｒ_inおよびＣ_inに対するアップミクス信号である。誤差計算部４は、例えば（１０）式で表されるように、三つのチャネルのそれぞれについて入力信号とアップミクス信号との間の誤差電力を誤差量Ｅとして算出してもよい。

・ダウンミクス方法の説明
図２は、実施例１にかかるダウンミクス方法を示すフローチャートである。図２に示すように、ダウンミキシング処理が開始されると、まず、マトリクス変換部１により、入力信号Ｌ_in、Ｒ_inおよびＣ_inに対して行列演算が行われる（ステップＳ１）。この行列演算により、ｌ₀、ｒ₀およびｃ^₀が得られる。以下の処理はｌ₀とｒ₀が同じベクトルの場合に限定して行っても良い。

「ｍｉｎ」という変数を用意し、回転補正部２において変数ｍｉｎがＭＡＸ（最大値）に設定される（ステップＳ２）。ＭＡＸ（最大値）は、変数ｍｉｎの初期値として予め用意されている。変数ｍｉｎは、例えばバッファに保持される。また、回転補正部２においてｌ₀の回転角θ_lおよびｒ₀の回転角θ_rが初期値に設定される。例えばθ_lおよびθ_rの初期値はゼロであってもよい。そして、回転補正部２により、ｌ₀およびｒ₀が、設定された回転角でもって回転される（ステップＳ３）。この回転の結果として、補正されたベクトルｌ₀'およびｒ₀'が得られる。

次いで、空間情報抽出部３により、ｌ₀'およびｒ₀'に基づいて空間情報が抽出される（ステップＳ４）。この空間情報の抽出によって、チャネル予測パラメータｃ₁およびｃ₂が得られる。

次いで、誤差計算部４により、ｌ₀'、ｒ₀'、ｃ₁およびｃ₂を用いてｃ₀'が計算される。このｃ₀'と、ｌ₀'およびｒ₀'とに対して、ステップＳ１での行列演算の逆の行列演算が行われる。この行列演算により、アップミクス信号Ｌ_out、Ｒ_outおよびＣ_outが得られる。そして、誤差計算部４により、入力信号Ｌ_in、Ｒ_inおよびＣ_inに対するアップミクス信号Ｌ_out、Ｒ_outおよびＣ_outの誤差量Ｅが計算される（ステップＳ５）。

次いで、誤差計算部４により、ステップＳ５で得た誤差量Ｅが変数ｍｉｎと比較される（ステップＳ６）。誤差量Ｅが変数ｍｉｎよりも小さい場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、変数ｍｉｎが、ステップＳ５で得た誤差量Ｅに更新される。また、ステップＳ３で得たｌ₀'およびｒ₀'、並びにステップＳ４で得たｃ₁およびｃ₂が例えばバッファに保持される（ステップＳ７）。誤差量Ｅが変数ｍｉｎよりも小さくない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、変数ｍｉｎは更新されない。また、ｌ₀'、ｒ₀'、ｃ₁およびｃ₂は、保持されてもよいし、保持されなくてもよい（ステップＳ７）。

上述したステップＳ３からステップＳ７までの処理が、回転角θ_lおよびθ_rを０から例えば２πまでの範囲で変えながら繰り返し行われる。繰り返しの途中、ステップＳ５で得た誤差量Ｅを変数ｍｉｎと比較した結果（ステップＳ６）、誤差量Ｅが変数ｍｉｎよりも小さい場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、変数ｍｉｎが、ステップＳ５で得た誤差量Ｅに更新される。また、ステップＳ３で得たｌ₀'およびｒ₀'、並びにステップＳ４で得たｃ₁およびｃ₂が更新される（ステップＳ７）。誤差量Ｅが変数ｍｉｎよりも小さくない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、変数ｍｉｎ、ｌ₀'およびｒ₀'、並びにｃ₁およびｃ₂は更新されない。

予め設定されている範囲内の全ての回転角θ_lおよびθ_rについてステップＳ３からステップＳ７までの処理が終了すると、一連のダウンミキシング処理が終了する。この時点で例えばバッファに、誤差量Ｅが最小となるときのｌ₀'、ｒ₀'、ｃ₁およびｃ₂が保持されていることになる。つまり、誤差量Ｅが最小となるときのｌ₀'、ｒ₀'、ｃ₁およびｃ₂が得られる。ダウンミクス装置は、この誤差量Ｅが最小となるときのｌ₀'、ｒ₀'、ｃ₁およびｃ₂を出力する。

・誤差量Ｅの比較
図３は、実施例１と比較例とで誤差量Ｅを比較した結果を示す特性図である。図３において、縦軸は誤差量Ｅであり、横軸は角度α（度）である。角度αは、入力信号Ｌ_inとＲ_inとを同じベクトルとし、このＬ_in（Ｒ_in）のベクトルに対する入力信号Ｃ_inのベクトルのなす角度である。実施例１は、マトリクス変換部１から出力されたｌ₀およびｒ₀に対して回転補正部２による回転の補正を行った場合の誤差量Ｅのシミュレーション結果である。比較例は、マトリクス変換部１から出力されたｌ₀およびｒ₀に対して回転補正部２による回転の補正を行わなかった場合の誤差量Ｅのシミュレーション結果である。図３から明らかなように、実施例１の誤差量Ｅは比較例の誤差量Ｅよりも小さくなっていることがわかる。

実施例１によれば、入力信号Ｌ_inとＲ_inとが同じベクトルである場合、最終的に、入力信号に対するアップミクス信号の誤差量Ｅが最小となるときのダウンミクス信号ｌ₀'およびｒ₀'とチャネル予測パラメータｃ₁およびｃ₂とが得られる。ダウンミクス装置は、この誤差量Ｅが最小となるときのダウンミクス信号ｌ₀'およびｒ₀'とチャネル予測パラメータｃ₁およびｃ₂とを符号化してデコーダ側へ出力する。従って、デコーダ側で復号し、ダウンミクス信号ｌ₀'およびｒ₀'とチャネル予測パラメータｃ₁およびｃ₂とに基づいてアップミキシング処理を行ったときに、ダウンミクス装置への入力信号を精度良く再現することができる。つまり、ダウンミクス装置への入力信号Ｌ_inとＲ_inとが同じベクトルである音声をデコーダ側で再生したときの音質劣化を抑制することができる。

（実施例２）
実施例２は、実施例１にかかるダウンミクス装置をＭＰＳ（ＭＰＥＧ Ｓｕｒｒｏｕｎｄ）エンコーダとして用いたものである。ＭＰＳデコーダおよびＭＰＳ復号技術については、ＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ、国際標準化機構）／ＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ、国際電気標準会議） ２３００３−１に規定されており、ＭＰＳエンコーダはこの規定されたＭＰＳデコーダで復号可能な信号へ入力信号の変換を行うものである。なお、実施例１にかかるダウンミクス装置は、その他の符号化技術にも適用することができる。

・ダウンミクス装置の説明
図４は、実施例２にかかるダウンミクス装置を示すブロック図である。図４に示すように、ダウンミクス装置は、時間周波数変換部１１、第１のＲ−ＯＴＴ（Ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｎｅ ｔｏ ｔｗｏ）部１２、第２のＲ−ＯＴＴ部１３、第３のＲ−ＯＴＴ部１４、Ｒ−ＴＴＴ（Ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｗｏ ｔｏ ｔｈｒｅｅ）部１５、周波数時間変換部１６、ＡＡＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｉｎｇ）エンコード部１７および多重化部１８を備えている。これらの各構成部は、例えばプロセッサがエンコードプロセスを実行することにより実現される。なお、図４において、「Ｌ（ｔ）」のように「（ｔ）」を有する信号は、時間領域の信号であることを表している。

時間周波数変換部１１は、ＭＰＳエンコーダに入力する時間領域のマルチチャネル信号を周波数領域の信号に変換する。５．１チャネルのサラウンドシステムでは、マルチチャネル信号は、例えば左前の信号Ｌ、左横の信号ＳＬ、右前の信号Ｒ、右横の信号ＳＲ、中央の信号Ｃおよび低周波域の信号ＬＦＥ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）である。

時間周波数変換部１１として、例えば次の（１１）式に示す複素型のＱＭＦ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｍｉｒｒｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）フィルタバンクを用いることができる。図５にＬチャネルの信号の周波数変換の様子を示す。周波数軸のサンプル数は６４であり、時間軸のサンプル数は１２８である場合の例である。図５において、Ｌ（ｋ，ｎ）２１は時間ｎにおける周波数帯域ｋのサンプルである。ＳＬ、Ｒ、ＳＲ、ＣおよびＬＦＥの各チャネルの信号についても同様である。

Ｒ−ＯＴＴ部１２，１３，１４は、それぞれ二つのチャネルの信号を一つのチャネルの信号にダウンミクスする。第１のＲ−ＯＴＴ部１２は、Ｌチャネルの周波数信号ＬとＳＬチャネルの周波数信号ＳＬとをダウンミクスしたダウンミクス信号Ｌ_inを生成する。第１のＲ−ＯＴＴ部１２は、Ｌチャネルの周波数信号ＬおよびＳＬチャネルの周波数信号ＳＬに基づいて空間情報を生成する。生成される空間情報は、ダウンミクスされた二つのチャネル間のレベル差ＣＬＤ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｌｅｖｅｌ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）およびダウンミクスされた二つのチャネル間の相関ＩＣＣ（Ｉｎｔｅｒ−ｃｈａｎｎｅｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ）である。第２のＲ−ＯＴＴ部１３は、Ｒチャネルの周波数信号ＲおよびＳＲチャネルの周波数信号ＳＲについて、第１のＲ−ＯＴＴ部１２と同様に、ダウンミクス信号Ｒ_inおよび空間情報（ＣＬＤ、ＩＣＣ）を生成する。第３のＲ−ＯＴＴ部１４は、Ｃチャネルの周波数信号ＣおよびＬＦＥチャネルの周波数信号ＬＦＥについて、第１のＲ−ＯＴＴ部１２と同様に、ダウンミクス信号Ｃ_inおよび空間情報（ＣＬＤ、ＩＣＣ）を生成する。

第１のＲ−ＯＴＴ部１２、第２のＲ−ＯＴＴ部１３および第３のＲ−ＯＴＴ部１４における演算について、まとめて説明する。第１のＲ−ＯＴＴ部１２、第２のＲ−ＯＴＴ部１３および第３のＲ−ＯＴＴ部１４は、例えば（１２）式で表される演算によりダウンミクス信号Ｍを算出してもよい。（１２）式において、ｘ₁およびｘ₂は、ダウンミクスされる二つのチャネルの信号である。第１のＲ−ＯＴＴ部１２、第２のＲ−ＯＴＴ部１３および第３のＲ−ＯＴＴ部１４は、例えば（１３）式で表される演算によりチャネル間のレベル差ＣＬＤを算出してもよい。第１のＲ−ＯＴＴ部１２、第２のＲ−ＯＴＴ部１３および第３のＲ−ＯＴＴ部１４は、例えば（１４）式で表される演算によりチャネル間の相関ＩＣＣを算出してもよい。

Ｒ−ＴＴＴ部１５は、三つのチャネルの信号を二つのチャネルの信号にダウンミクスする。Ｒ−ＴＴＴ部１５は、三つのＲ−ＯＴＴ部１２，１３，１４からそれぞれ出力されたダウンミクス信号Ｌ_in、Ｒ_inおよびＣ_inに基づいて、ｌ₀'およびｒ₀'と、チャネル予測パラメータｃ₁およびｃ₂を出力する。Ｒ−ＴＴＴ部１５は、例えば図１に示す実施例１のダウンミクス装置を備えている。Ｒ−ＴＴＴ部１５の詳細については、実施例１で説明したとおりであるので、説明を省略する。

周波数時間変換部１６は、Ｒ−ＴＴＴ部１５の出力信号ｌ₀'およびｒ₀'を時間領域の信号に変換する。周波数時間変換部１６として、例えば次の（１５）式に示す複素型のＱＭＦフィルタバンクを用いることができる。

ＡＡＣエンコード部１７は、時間領域の信号に変換されたｌ₀'およびｒ₀'を符号化することによってＡＡＣデータおよびＡＡＣパラメータを生成する。ＡＡＣエンコード部１７における符号化技術として、例えば特開２００７−１８３５２８号に開示されている技術を用いることができる。

多重化部１８は、チャネル間のレベル差ＣＬＤ、チャネル間の相関ＩＣＣ、チャネル予測パラメータｃ₁、チャネル予測パラメータｃ₂、ＡＡＣデータおよびＡＡＣパラメータを多重化した出力データを生成する。出力データの形式の一例として、例えばＭＰＥＧ−２ ＡＤＴＳ（Ａｕｄｉｏ Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）形式が挙げられる。図６にＭＰＥＧ−２ ＡＤＴＳ形式のフォーマット例を示す。ＡＤＴＳ形式のデータ３１は、ＡＤＴＳヘッダのフィールド３２、ＡＡＣデータのフィールド３３およびフィルエレメントのフィールド３４を有する。フィルエレメントのフィールド３４にはＭＰＥＧサラウンドデータのフィールド３５が含まれている。ＡＡＣデータのフィールド３３には、ＡＡＣエンコード部１７で生成されたＡＡＣデータが格納される。ＭＰＥＧサラウンドデータのフィールド３５には空間情報（ＣＬＤ、ＩＣＣ、ｃ₁およびｃ₂）が格納される。

・ダウンミクス方法の説明
図７は、実施例２にかかるダウンミクス方法を示すフローチャートである。図７に示すように、ダウンミキシング処理が開始されると、まず、時間周波数変換部１１により、ＭＰＳエンコーダに入力する時間領域のマルチチャネル信号が周波数領域の信号に変換される（ステップＳ１１）。次いで、時間ｎにおける周波数帯域ｋのサンプルＬ（ｋ，ｎ）ごとに以下のステップＳ１２からステップＳ１５までの処理が行われる。

時間ｎにおける周波数帯域ｋとして、最初に例えばｋおよびｎとしてゼロが設定される。つまり、時間ゼロにおける周波数帯域ゼロのマルチチャネル信号について処理が行われる。時間ゼロにおける周波数帯域ゼロの各チャネルの信号に対して、第１のＲ−ＯＴＴ部１２、第２のＲ−ＯＴＴ部１３および第３のＲ−ＯＴＴ部１４により、それぞれダウンミクス信号Ｌ_in、Ｒ_inおよびＣ_inが算出される。また、各Ｒ−ＯＴＴ部１２，１３，１４においてチャネル間のレベル差ＣＬＤおよびチャネル間の相関ＩＣＣが算出される（ステップＳ１２）。

次いで、Ｒ−ＴＴＴ部１５により、Ｌ_in、Ｒ_inおよびＣ_inから回転補正後のｌ₀'およびｒ₀'が算出される。また、Ｒ−ＴＴＴ部１５においてチャネル予測パラメータｃ₁およびｃ₂が算出される（ステップＳ１３）。ステップＳ１３における詳細な処理手順については、例えば図２に示す実施例１のダウンミクス方法と同様であるので、説明を省略する。

次いで、周波数時間変換部１６により、ｌ₀'およびｒ₀'が時間領域の信号に変換される（ステップＳ１４）。次いで、ＡＡＣエンコード部１７により、時間領域の信号に変換されたｌ₀'およびｒ₀'がＡＡＣ符号化技術によって符号化（ＡＡＣエンコード）され、ＡＡＣデータおよびＡＡＣパラメータが生成される（ステップＳ１５）。

上述したステップＳ１２からステップＳ１５までの処理が、時間ゼロにおける周波数帯域ｋが１から最大値のｋ_MAXまでのサンプル（図５参照）に対して行われる。また、上述したステップＳ１２からステップＳ１５までの処理が、時間ｎが１から最大値のｎ_MAXまでのそれぞれについて周波数帯域ｋが０からｋ_MAXまでのサンプル（図５参照）に対して行われる。時間ｎおよび周波数帯域ｋの組み合わせの全てのサンプルについてステップＳ１５のＡＡＣエンコードが終了すると、多重化部１８により、ＣＬＤ、ＩＣＣ、ｃ₁、ｃ₂、ＡＡＣデータおよびＡＡＣパラメータが多重化される（ステップＳ１６）。そして、一連のダウンミキシング処理が終了する。

実施例２によれば、実施例１と同様のダウンミクス装置を備えているので、ＭＰＳエンコーダにおいても実施例１と同様の効果が得られる。

上述した実施例１、２に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）入力信号に対して行列演算を行うマトリクス変換部と、前記マトリクス変換部の出力信号に対して回転を行う回転補正部と、前記回転補正部の出力信号から空間情報を抽出する空間情報抽出部と、前記回転補正部の出力信号および前記空間情報抽出部により抽出された空間情報に対して、前記マトリクス変換部における行列演算に用いた行列の逆行列を用いて行列演算を行い、前記入力信号に対する該行列演算結果の誤差量を計算する誤差計算部と、を備え、前記回転補正部は、前記誤差計算部により計算された誤差量に基づいて最終的な回転結果を決定し、前記空間情報抽出部は、前記誤差計算部により計算された誤差量に基づいて最終的な空間情報を決定することを特徴とするダウンミクス装置。

（付記２）前記空間情報抽出部は、前記空間情報として、前記マトリクス変換部の出力信号のうちの予測対象の信号を前記回転補正部の出力信号にベクトル分解したときの各ベクトルの係数を算出することを特徴とする付記１に記載のダウンミクス装置。

（付記３）前記回転補正部は、前記マトリクス変換部の出力信号に対する回転角を変化させながら、前記誤差計算部により計算された誤差量を比較し、該誤差量が最小となるときの回転結果を最終的な出力信号とすることを特徴とする付記１に記載のダウンミクス装置。

（付記４）前記空間情報抽出部は、前記誤差計算部により計算された誤差量が最小となるときの回転結果に対応する空間情報を最終的な空間情報とすることを特徴とする付記１に記載のダウンミクス装置。

（付記５）前記回転補正部は、前記誤差計算部により計算された誤差量が最小となるときの回転結果を前記入力信号の周波数帯域ごとに求め、前記空間情報抽出部は、前記誤差計算部により計算された誤差量が最小となるときの回転結果に対応する空間情報を前記入力信号の周波数帯域ごとに求めることを特徴とする付記１に記載のダウンミクス装置。

（付記６）入力信号に対して行列演算を行うマトリクス変換ステップと、前記マトリクス変換ステップでの行列演算結果に対して回転を行う回転補正ステップと、前記回転補正ステップでの回転結果から空間情報を抽出する空間情報抽出ステップと、前記回転補正ステップでの回転結果および前記空間情報抽出ステップで抽出された空間情報に対して、前記マトリクス変換ステップでの行列演算に用いた行列の逆行列を用いて行列演算を行い、前記入力信号に対する該行列演算結果の誤差量を計算する誤差計算ステップと、前記誤差計算ステップで新たに得られた誤差量を過去の誤差量と比較する誤差比較ステップと、前記誤差比較ステップで得られた新たな誤差量が過去の誤差量よりも小さいときに、該新たな誤差量に対応する前記回転補正ステップでの回転結果および該新たな誤差量に対応する前記空間情報抽出ステップで抽出された空間情報を、それぞれ新たな回転結果および空間情報として更新する更新ステップと、を含み、前記マトリクス変換ステップでの行列演算結果に対する回転角を変化させながら前記回転補正ステップ、前記空間情報抽出ステップ、前記誤差計算ステップ、前記誤差比較ステップおよび前記更新ステップを含む処理を繰り返すことを特徴とするダウンミクス方法。

（付記７）前記空間情報抽出ステップでは、前記空間情報として、前記マトリクス変換ステップでの行列演算結果のうちの予測対象の信号を前記回転補正ステップでの回転結果にベクトル分解したときの各ベクトルの係数を算出することを特徴とする付記６に記載のダウンミクス方法。

（付記８）前記回転補正ステップでは、前記誤差計算ステップで計算された誤差量が最小となるときの回転結果を前記入力信号の周波数帯域ごとに求め、前記空間情報抽出ステップで部は、前記誤差計算ステップで計算された誤差量が最小となるときの回転結果に対応する空間情報を前記入力信号の周波数帯域ごとに求めることを特徴とする付記６に記載のダウンミクス方法。

１ マトリクス変換部
２ 回転補正部
３ 空間情報抽出部
４ 誤差計算部

Claims (6)

1. 入力信号に対して行列演算を行うマトリクス変換部と、
   前記マトリクス変換部の出力信号のうち予測対象の信号を除く信号に対して回転を行う回転補正部と、
   前記回転補正部の出力信号から空間情報を抽出し、チャネル予測パラメータを得る空間情報抽出部と、
   前記回転補正部の出力信号と、前記空間情報抽出部により抽出されたチャネル予測パラメータに基づき求められる予測信号に対して、前記マトリクス変換部における行列演算に用いた行列の逆行列を用いて行列演算を行い、前記入力信号に対する該行列演算結果の誤差量を計算する誤差計算部と、
   を備え、
   前記回転補正部は、前記誤差計算部により計算された誤差量に基づいて最終的な回転結果を決定し、
   前記空間情報抽出部は、前記誤差計算部により計算された誤差量に基づいて最終的な空間情報を決定することを特徴とするダウンミクス装置。
2. 前記空間情報抽出部は、前記空間情報として、前記マトリクス変換部の出力信号のうちの予測対象の信号を前記回転補正部の出力信号にベクトル分解したときの各ベクトルの係数を算出することを特徴とする請求項１に記載のダウンミクス装置。
3. 前記回転補正部は、前記マトリクス変換部の出力信号に対する回転角を変化させながら、前記誤差計算部により計算された誤差量を比較し、該誤差量が最小となるときの回転結果を最終的な出力信号とすることを特徴とする請求項１に記載のダウンミクス装置。
4. 前記空間情報抽出部は、前記誤差計算部により計算された誤差量が最小となるときの回転結果に対応する空間情報を最終的な空間情報とすることを特徴とする請求項１に記載のダウンミクス装置。
5. 前記回転補正部は、前記誤差計算部により計算された誤差量が最小となるときの回転結果を前記入力信号の周波数帯域ごとに求め、
   前記空間情報抽出部は、前記誤差計算部により計算された誤差量が最小となるときの回転結果に対応する空間情報を前記入力信号の周波数帯域ごとに求めることを特徴とする請求項１に記載のダウンミクス装置。
6. 入力信号に対して行列演算を行うマトリクス変換ステップと、
   前記マトリクス変換ステップによる出力信号のうち予測対象の信号を除く信号に対して回転を行う回転補正ステップと、
   前記回転補正ステップでの出力信号から空間情報を抽出し、チャネル予測パラメータを得る空間情報抽出ステップと、
   前記回転補正ステップの出力信号と、前記空間情報抽出ステップで抽出されたチャネル予測パラメータに基づき求められる予測信号に対して、前記マトリクス変換ステップでの行列演算に用いた行列の逆行列を用いて行列演算を行い、前記入力信号に対する該行列演算結果の誤差量を計算する誤差計算ステップと、
   を含み、
   前記回転補正ステップは、前記誤差計算ステップにより計算された誤差量に基づいて最終的な回転結果を決定し、
   前記空間情報抽出ステップは、前記誤差計算ステップにより計算された誤差量に基づいて最終的な空間情報を決定することを特徴とするダウンミクス方法。

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