JP6377249B2 - オーディオ信号の強化のための装置と方法及び音響強化システム - Google Patents
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Description
y1 = a x z + b x r1 (1)
y2 = a x z + b x r2 (2)
ここで、xは式(1)及び(2)における乗算演算子を示している。
1.過渡又は調性信号成分は典型的に、所謂前景信号に属し、ステレオイメージ内でのそれらの位置は、中心に位置づけられることが多い。
2.強い過渡信号成分を有する信号のデコリレーションは、知覚可能なアーチファクトをもたらす。強い調性信号成分を有する信号のデコリレーションもまた、調性成分(即ち正弦波)が周波数調性された場合、即ち少なくとも、周波数変調が、あまりに低速で行われ、信号スペクトルの(非ハーモニックでもあり得る)倍音の濃縮化に起因して、周波数の変化として知覚されてしまい音色の変化として知覚されない場合には、知覚可能なアーチファクトをもたらす。
y(y1/y2)=スケーリングファクタ1・z+スケーリングファクタ2・スケーリングファクタ(r1/r2)
によって線形的に表現されてもよい。これらスケーリングファクタはデコリレーションの知覚強度を予測することによって取得され得る。
1.高い強度(又はラウドネスレベル)を持つ直接音源は、中央に定位される。これらは顕著な直接音源、例えば音楽レコーディングにおけるシンガー又はラウド楽器である。
2.環境音は拡散性として知覚される。
3.拡散性は、低い強度(即ち低いラウドネスレベル)を持つ直接音源に対し、環境音に対する場合よりも多分低い程度で付加される。
4.処理は自然に聞こえ、かつアーチファクトを導入すべきではない。
1.顕著な直接音は、典型的に中央にパンされ、つまりそれら直接音は無視できるICLD及びICTDとミックスされる。これら信号は高いコヒーレンスを示す。
2.環境音は低いコヒーレンスを示す。
3.残響環境において多数の直接音、例えばオーケストラを伴うオペラシンガーをレコーディングする場合、各直接音の拡散性の量はマイクロホンまでの距離に関係している。なぜなら、直接信号と残響との比は、マイクロホンまでの距離が増大するにつれて減少するからである。従って、低い強度で捕捉された音は、典型的には顕著な直接音に比べて低いコヒーレント(又はその逆、より拡散性)である。
1.設計基準1で説明したような信号成分に対しては、デコリレーションが全く適用されないか、又は少しだけ適用される。
2.設計基準2で説明したような信号成分に対しては、デコリレーションが適用される。このデコリレーションは、処理の出力で取得されるミックス信号の知覚幅に対して大いに貢献する。
3.設計基準3で説明したような信号成分に対しては、デコリレーションが適用されるが、設計基準2で説明された信号成分に比べてより少ない程度だけ適用される。
Y(n,k)=G(n,k)X(n,k) (3)
ここで、Φ1,1及びΦ2,2はそれぞれ第1と第2の入力信号の自動パワースペクトル密度(PSD)であり、Φ1,2はクロスPSDであり、次式で与えられる。
ここで、ε{・}は期待値演算であり、X*はXの複素共役を示す。
Claims (15)
- オーディオ信号(102)を強化するための装置(100;200)であって、
前記オーディオ信号(102)を処理して、処理済み信号(112;212)の過渡部分及び調性部分を低減又は除去する信号処理部(110;210)と、
前記処理済み信号(112;212)から第1のデコリレート済み信号と第2のデコリレート済み信号(124;r2)とを生成するデコリレータ(120;520)と、
前記第1のデコリレート済み信号(122;522、r1)と第2のデコリレート済み信号(124;r2)と前記オーディオ信号又は前記オーディオ信号(102)からコヒーレンス強化によって導出された信号とを、時間可変重みファクタ(a,b)を使用して重み付き結合し、2チャネルオーディオ信号(142;242)を取得する結合部(140;240)と、
前記オーディオ信号の異なる部分(fb1−fb7)が異なる重みファクタ(a,b)によって乗算され、前記2チャネルオーディオ信号(142;242)がデコリレーションの時間変化度を有するように、前記オーディオ信号(102)を分析することによって前記時間可変重みファクタ(a,b)を制御するためのコントローラ(130;230)と、
を備える装置。 - 請求項1に記載の装置において、前記コントローラ(130;230)は、高度のデコリレーションを許可する前記オーディオ信号(102)の部分(fb1−fb7)について前記重みファクタ(a,b)の1つを増大させ、低度のデコリレーションを許可する前記オーディオ信号(102)の部分(fb1−fb7)について前記重みファクタ(a,b)の1つを減少させるよう構成された、装置。
- 請求項1又は2に記載の装置において、前記コントローラ(130;230)は、前記2チャネルオーディオ信号(142;242)におけるデコリレーションの知覚レベルが目標値付近のある範囲内であって、前記目標値の±20%までの範囲内にとどまるように、前記重みファクタ(a,b)をスケールするよう構成されている、装置。
- 請求項3に記載の装置において、前記コントローラ(130;230)は、前記オーディオ信号(102)を残響させることにより残響オーディオ信号を取得し、かつ前記残響オーディオ信号と前記オーディオ信号とを比較することにより比較結果を取得して、前記目標値を決定するよう構成されており、前記コントローラは前記デコリレーションの知覚レベル(232)を前記比較結果に基づいて決定するよう構成されている、装置。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置において、前記コントローラ(130;230)は、前記オーディオ信号(102)における顕著な音源信号部分を決定し、前記顕著な音源信号部分についての前記重みファクタ(a,b)の1つを、顕著な音源信号部分を含まないオーディオ信号(102)の部分に比べて減少させるよう構成され、
前記コントローラ(130;230)は、前記オーディオ信号(102)における非顕著な音源信号部分を決定し、前記非顕著な音源信号部分についての前記重みファクタ(a,b)の1つを、非顕著な音源信号部分を含まないオーディオ信号(102)の部分に比べて増大させるよう構成されている、装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の装置において、前記コントローラ(130;230)は、
前記オーディオ信号(102)の一部分から試験デコリレート済み信号を生成し、
前記オーディオ信号の前記一部分及び前記試験デコリレート済み信号からデコリレーションの知覚レベルについての尺度を導出し、かつ
前記デコリレーションの知覚レベルについての尺度から前記重みファクタ(a,b)を導出するよう構成されている、装置。 - 請求項6に記載の装置において、前記デコリレータ(120;520)は、第1の残響時間を有する前記オーディオ信号(102)の残響に基づいて前記第1のデコリレート済み信号(122;r1)を生成するよう構成され、前記コントローラ(130;230)は、第2の残響時間を有する前記オーディオ信号(102)の残響に基づいて前記試験デコリレート済み信号を生成するよう構成され、前記第2の残響時間は前記第1の残響時間より短い、装置。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の装置において、
前記コントローラ(130;230)は、前記重みファクタ(a,b)がそれぞれ可能値の第1多数の1つの値を含むように前記重みファクタ(a,b)を制御するよう構成され、前記第1多数は最小値と最大値と前記最小値と最大値との間の値とを含む少なくとも3つの値を含み、
前記信号処理部(110;210)は、前記オーディオ信号(102)の一部分を周波数ドメインでそれぞれ表現している周波数帯域の第2多数についてのスペクトル重み(217、219)を決定するよう構成され、前記スペクトル重み(217、219)はそれぞれ可能値の第3多数の1つの値を含み、前記第3多数は最小値と最大値と前記最小値と最大値との間の値とを含む少なくとも3つの値を含む、装置。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の装置において、前記信号処理部(110;210)は、
前記オーディオ信号(102)が周波数ドメインへ変換され、かつ周波数帯域(fb1−fb7)の第2多数が前記オーディオ信号(102)の一部分の第2多数を周波数ドメインで表すように、前記オーディオ信号(102)を処理するよう構成され、
各周波数帯域(fb1−fb7)について、前記オーディオ信号(102)の過渡処理(211)についての処理値を表す第1スペクトル重み(217)を決定するよう構成され、
各周波数帯域(fb1−fb7)について、前記オーディオ信号(102)の調性処理(213)についての処理値を表す第2スペクトル重み(219)を決定するよう構成され、
各周波数帯域(fb1−fb7)について、前記第1スペクトル重み(217)と前記第2スペクトル重み(219)との少なくとも1つを、前記周波数帯域(fb1−fb7)における前記オーディオ信号(102)のスペクトル値へ適用するよう構成され、
前記第1スペクトル重み(217)及び前記第2スペクトル重み(219)はそれぞれ、可能値の第3多数の1つの値を含み、前記第3多数は最小値と最大値と前記最小値と最大値との間の値とを含む少なくとも3つの値を含む、装置。 - 請求項9に記載の装置において、前記信号処理部(110;210)は、前記周波数帯域(fb1−fb7)の第2多数のそれぞれについて、前記周波数帯域(fb1−fb7)について決定された前記第1スペクトル重み(217)と前記第2スペクトル重み(219)とを比較するよう構成され、前記2つの値の1つが小さな値を含むかどうかを決定し、前記小さな値を含む前記スペクトル重み(217、219)を、前記周波数帯域(fb1−fb7)における前記オーディオ信号(102)のスペクトル値に適用するよう構成される、装置。
- 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の装置において、前記デコリレータ(520)は、前記処理済みオーディオ信号(512、s)をフィルタリングして前記第1のデコリレート済み信号(522、r1)を取得するよう構成された第1のデコリレートフィルタ(526)と、前記処理済みオーディオ信号(512、s)をフィルタリングして第2のデコリレート済み信号(524、r2)を取得するよう構成された第2のデコリレートフィルタ(528)とを含み、前記結合部(140;240)は、前記第1のデコリレート済み信号(522、r1)と前記第2のデコリレート済み信号(524、r2)と前記オーディオ信号(102)又はこのオーディオ信号(102)から導出された信号(136;236)とを重み付き結合して、前記2チャネルオーディオ信号(142;242)を取得するよう構成された、装置。
- 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の装置において、周波数帯域(fb1−fb7)の第2多数について、前記周波数帯域(fb1−fb7)の各々が、周波数ドメインにおいて表されたある期間内での前記オーディオ信号(102)の一部分を含み、
前記コントローラ(130;230)は、前記重みファクタ(a,b)がそれぞれ可能値の第1多数の1つの値を含むように前記重みファクタ(a,b)を制御するよう構成され、前記第1多数は最小値と最大値と前記最小値と最大値との間の値とを含む少なくとも3つの値を含み、
前記コントローラ(130;230)は、現実の期間について決定された重みファクタ(a,b)の1つと以前の期間について決定された重みファクタ(a,b)の1つとに基づいた比又は差が、閾値より大きいか又は等しい場合に、前記比又は差の値が減少するように、現実の期間について決定された前記重みファクタ(a,b)を適応させるよう構成され、
前記信号処理部(110;210)は、それぞれが可能値の第3多数の1つの値を含むスペクトル重み(217;219)を決定するよう構成され、前記第3多数は最小値と最大値と前記最小値と最大値との間の値とを含む少なくとも3つの値を含む、装置。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載のオーディオ信号を強化するための装置(801)と、
前記オーディオ信号(102)を受信するよう構成された信号入力(106)と、
前記2チャネルオーディオ信号(y1/y2)又は前記2チャネルオーディオ信号(y1/y2)から導出された信号を受信し、前記2チャネルオーディオ信号(y1/y2)又は前記2チャネルオーディオ信号(y1/y2)から導出された信号から音響信号を生成するよう構成された、少なくとも2個のラウドスピーカ(808a,808b)と、
を備えた音響強化システム(800)。 - オーディオ信号(102)を強化するための方法(1100)であって、
前記オーディオ信号(102)を処理して、処理済み信号(112;212)の過渡部分及び調性部分を低減又は除去するステップ(1110)と、
前記処理済み信号(112;212)から第1のデコリレート済み信号(122、r1)と第2のデコリレート済み信号(124;r2)とを生成するステップ(1120)と、
前記第1のデコリレート済み信号(122、r1)と第2のデコリレート済み信号(124、r2)と前記オーディオ信号(102)又は前記オーディオ信号(102)からコヒーレンス強化によって導出された信号(136;236)とを、時間可変重みファクタ(a,b)を使用して重み付き結合し、2チャネルオーディオ信号(142;242)を取得するステップ(1130)と、
前記オーディオ信号の異なる部分が異なる重みファクタ(a,b)によって乗算され、前記2チャネルオーディオ信号(142;242)がデコリレーションの時間変化度を有するように、前記オーディオ信号(102)を分析することによって前記時間可変重みファクタ(a,b)を制御するステップ(1140)と、
を備える方法。 - コンピュータ上で実行されたとき、請求項14に記載のオーディオ信号を強化する方法を実行するための、プログラムコードを有するコンピュータプログラム。
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