JPWO2013115297A1 - サラウンド成分生成装置 - Google Patents

Abstract

２チャンネルのオーディオ信号から、マルチチャンネルで再生するためのサラウンド成分を、少ない演算量で生成することができるサラウンド成分生成装置を提供することを目的とする。オーディオ入力信号の振幅を変える乗算器１０１、１０２と、入力信号から乗算器１０１、１０２の出力を減算する減算器と、乗算器１０１、１０２の係数を更新する係数更新器１０３、１０４と、入力信号と乗算器１０１、１０２の出力信号からサラウンド成分を生成する減算器１０７、１０８、１０９、１１０と、減算器１０７、１０８、１０９、１１０の出力信号を切り替えて出力する出力切替器１１１、１１２と、出力切替器１１１、１１２を制御する出力切替制御器１１３、１１４とを備え、係数更新器は、減算器の出力に応じて乗算器の係数を更新し、出力切替制御器は、係数更新器によって更新された係数に応じて、出力切替器を切り替えるようにする。

Description

本発明は、２チャンネルのオーディオ信号から、マルチチャンネルで再生するためのサラウンド信号を生成するサラウンド成分生成装置に関するものである。

従来のサラウンド成分生成装置として、２信号Ｌ、Ｒを信号源とするステレオ再生装置において、第１のスピーカからはＬ信号、第２のスピーカからはＲ信号をＬ、Ｒ信号の不一致度に比例して放射し、第１のスピーカと第２のスピーカの間に位置する第３のスピーカまたは虚音源スピーカからはＬ、Ｒ信号の一致度に比例して（Ｌ＋Ｒ）信号を放射し、不一致度、一致度としてＬ、Ｒ信号の差または相関係数またはそれらの両者を演算することによって得るものが知られている（例えば特許文献１参照）。

また、従来の別のサラウンド成分生成装置として、音響成分信号の左右側信号Ｌ、Ｒを入力し、該左右側信号Ｌ、Ｒに基づいて、相関係数Ｋを算出する相関係数演算手段と、前記左右側信号Ｌ、Ｒを、前記相関係数演算手段の演算処理に要する時間分だけ遅延した左右側信号Ｌ'、Ｒ'を出力する遅延手段と、前記遅延した左右側信号Ｌ'、Ｒ'と前記相関係数Ｋとに基づいてＬ'（１−Ｋ）およびＲ'（１−Ｋ）の演算処理を行い左右側成分信号Ｌ''＝Ｌ'−ＫＬ'、Ｒ''＝Ｒ'−ＫＲ'を算出する左右側成分信号演算算出手段と、前記遅延した左右側信号Ｌ'、Ｒ'と前記相関係数Ｋとに基づいて、Ｋ（０．５Ｌ'＋０．５Ｒ'）の演算処理を行い、中央成分信号Ｃ''＝Ｋ（０．５Ｌ'＋０．５Ｒ'）を算出する中央成分信号演算手段と、聴取者位置よりも前方に設けられ、前記左右側成分信号Ｌ''、Ｒ''を夫々再生出力する左右側再生出力手段と、前記左右側スピーカの間に設けられ、前記中央成分信号Ｃ''を再生出力する中央再生出力手段と、を有することを特徴とするものが知られている（例えば特許文献２参照）。

また、従来の別のサラウンド成分生成装置として、入力信号となる２チャンネルのオーディオ信号に基づいて複数チャンネルのサラウンド信号を生成するオーディオ装置において、一方のチャンネルの入力信号を多段のディレイ処理器によって分割し、この分割された多段の出力のそれぞれに対して係数処理器により所定の係数を重畳させて、多段の出力成分を生成し、これら多段の出力成分を加算することにより、一方のチャンネルの入力信号成分中から、他方のチャンネルの入力信号と相関の高い信号成分を抽出する無相関化フィルタと、この無相関化フィルタの特性を、その出力信号と前記他方のチャンネルからの入力信号によって得られるエラー信号と、前記一方のチャンネルの入力信号と、フィルタ係数の更新速度を制御するステップサイズパラメータとに基づいて時々刻々と変化させる係数更新処理器とを備えた適応無相関化器を設け、この無相関化フィルタからの出力と、他方のチャンネルの入力信号との差分を算出して、サラウンド信号として出力することを特徴とするものが知られている（例えば特許文献３参照）。

日本国特開昭５５−７００００号公報 日本国特開平５−２３６５９９号公報 日本国特許第３６８２０３２号公報

しかしながら、従来のサラウンド成分生成装置では、サラウンド成分を生成する際の相
関係数などの算出に多くの計算量が必要で、システム規模が大きくなってしまったり演算量が多くかかるという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、少ない演算量でサラウンド成分の生成ができるサラウンド成分生成装置を提供することを目的とする。

本発明のサラウンド成分生成装置は、２チャンネルのオーディオ信号の振幅を変える乗算器と、前記オーディオ信号の差から前記乗算器の係数を更新する係数更新器とを備えた構成を有している。この構成により、前記乗算器係数の値に応じたサラウンド成分の生成を行うことができる。

本発明は、更新した乗算器の係数の値に応じてサラウンド成分を生成することにより、演算量の少ないサラウンド成分生成を行うことができるサラウンド成分生成装置を提供することができるものである。

本発明の第１の実施の形態におけるサラウンド成分生成装置のブロック図 本発明の第２の実施の形態におけるサラウンド成分生成装置のブロック図 本発明の第３の実施の形態におけるサラウンド成分生成装置のブロック図 本発明の第４の実施の形態におけるサラウンド成分生成装置のブロック図 （ａ）本発明のサラウンド成分生成装置において相関の低い信号を入力した場合の乗算器の係数の変化を示す図（ｂ）本発明のサラウンド成分生成装置において相関の高い信号を入力した場合の乗算器の係数の変化を示す図（ｃ）本発明のサラウンド成分生成装置において相関が変化する信号を入力した場合の乗算器の係数の変化を示す図

（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態のサラウンド成分生成装置について、図面を用いて説明する。

本発明の第１の実施の形態のサラウンド成分生成装置を図１に示す。

図１において、サラウンド成分生成装置１００は、入力端子１１５、１１６において、図示していないＣＤなどのオーディオ信号発生装置に接続されている。また、サラウンド成分生成装置１００は、出力端子１１７、１１８において、図示していないアンプおよびスピーカに接続されている。

サラウンド成分生成装置１００は、乗算器１０１、１０２と、乗算器１０１、１０２の係数を更新する係数更新器１０３、１０４と、入力信号と乗算器１０１、１０２の出力信号との差を算出する減算器１０５、１０６と、入力信号と乗算器１０１、１０２の出力信号とから出力信号を算出する減算器１０７、１０８、１０９、１１０と、減算器１０７、１０８、１０９、１１０の出力信号の中から出力する信号を選択する出力切替器１１１、１１２と、出力切替器１１１，１１２の制御を行う出力切替制御器１１３、１１４とで構成されている。

サラウンド成分生成装置１００は、ディジタル信号処理が可能なディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）やマイコンなどで実現しても良い。

以上のように構成されたサラウンド成分生成装置について、図１を用いてその動作を説明する。

まず、図示していないＣＤなどのオーディオ信号発生装置から、オーディオ信号のＬｃｈ信号が入力端子１１５に、Ｒｃｈ信号が入力端子１１６に入力される。サラウンド成分生成装置１００のＬｃｈ信号にかかる動作と、Ｒｃｈ信号にかかる動作は同様であるので、Ｌｃｈ信号にかかる動作を説明する。

入力端子１１５に入力されたＬｃｈ信号は、乗算器１０１によってその振幅が変えられる。乗算器１０１によって振幅が変えられた信号は、減算器１０６、減算器１０７、１０８、１０９、１１０の入力となる。

減算器１０６のもう一方の入力は、入力端子１１６から入力されたＲｃｈ信号である。減算器１０６は、Ｒｃｈ信号から乗算器１０１の出力信号を減算して出力する。

減算器１０６の出力信号は、係数更新器１０３の一方の入力となる。係数更新器１０３のもう一方の入力は、入力端子１１５に入力されたＬｃｈ信号である。
係数更新器１０３は、Ｌｃｈ信号と減算器１０６の出力信号とから乗算器１０１の係数を算出し、乗算器１０１の係数を更新する。

ここで、係数更新器１０３による乗算器１０１の係数更新方法と、係数算出結果について説明する。係数更新器１０３による乗算器１０１の係数更新は、例えば以下の式を用いて行う。入力信号はディジタル信号であるとする。
ｋ（ｎ＋１） ＝ ｋ（ｎ） ＋ α（ＸＲ−ｋ（ｎ）・ＸＬ）ＸＬ
ただし、ｋ（ｎ＋１）は次の時刻（次のサンプル信号が入力されたとき）における乗算器１０１の係数、ｋ（ｎ）は現在の乗算器１０１の係数、ＸＬは入力端子１１５に入力されたＬｃｈ信号、ＸＲは入力端子１１６に入力されたＲｃｈ信号、αは係数更新の速度を決定する定数である。

また、（ＸＲ−ｋ（ｎ）・ＸＬ）は、減算器１０６の出力信号である。上式は、減算器１０６の出力信号の２乗値が最小になるように、乗算器１０１の係数ｋを逐次更新する式である。ＸＬとＸＲの相関が高いときは乗算器１０１の係数ｋを１に近づけた方が、減算器１０６の出力信号（ＸＲ−ｋ・ＸＬ）の２乗値は小さくなり、ＸＬとＸＲの相関が低いときは係数ｋを０に近付けた方が、減算器１０６の出力信号の２乗値は小さくなる。つまり、ＸＬとＸＲの相関の高低に応じて、係数ｋは、ほぼ０から１までの値をとる。

入力信号ＸＬとＸＲの相関値を変えて、上式によって算出したｋの値の例を、図５に示す。図５（ａ）は、ＸＬとＸＲの相関が低い場合の結果である。図をみてわかるように、算出したｋの値は、ほぼ０となっている。

図５（ｂ）は、ＸＬとＸＲの相関が高い場合の結果である。同様に、算出したｋの値は、ほぼ１となっている。図５（ｃ）は、ＸＬとＸＲの相関を、低いものから高いものへと変化させたときの結果である。この場合には、ｋの値は、ほぼ０からほぼ１へと変化している。

このように、係数更新器１０３の係数更新を上式のような式を用いて行えば、乗算器１０１の係数ｋを、入力信号ＸＬとＸＲの相関に応じて変化させることができる。

減算器１０７は、入力端子１１５に入力されたＬｃｈ信号から、乗算器１０１の出力信号と乗算器１０２の出力信号を減算する。

減算器１０９は、入力端子１１５に入力されたＬｃｈ信号と乗算器１０２の出力信号を加算したものから入力端子１１６に入力されたＲｃｈ信号と乗算器１０１の出力信号を減算する。

減算器１０７で算出される信号ＳＬ１は、入力端子１１５に入力されたＬｃｈ信号をＸＬ、入力端子１１６に入力されたＲｃｈ信号をＸＲ、乗算器１０１、１０２の係数をｋとすると、
ＳＬ１ ＝ （１−ｋ）ＸＬ − ｋＸＲ
となる。また、減算器１０９で算出される信号ＳＬ２は、同様に、
ＳＬ２ ＝ （１−ｋ）ＸＬ − （１−ｋ）ＸＲ
となる。

出力切替器１１１は、減算器１０７、減算器１０９の出力信号の内どちらか一方を選択して、出力端子１１７に出力する。出力切替器１１１の制御は、出力切替制御器１１３によって行われる。

出力切替制御器１１３は、係数更新器１０３により更新された乗算器１０１の係数の値を入力し、その係数の値によって減算器１０７、減算器１０８の出力信号のどちらを出力するかを出力切替器１１１に通知する。

出力切替制御器１１３の制御は、以下のようにする。

ｋが所定の値である０．５より小さいときは、減算器１０７の出力信号（ＳＬ１）が、ｋが所定の値である０．５より大きなときは、減算器１０９の出力信号（ＳＬ２）が選択されるようにする。

したがって、ＸＬとＸＲの相関が小さく、例えばｋ＝０のときは、ＸＬが出力される（上記ＳＬ１の式にｋ＝０を代入）。また、ＸＬとＸＲの相関が高く、例えばｋ＝１のときは、出力信号は０となる（上記ＳＬ２の式にｋ＝１を代入）。

このようにすることで、ＸＬとＸＲの相関が小さいときにはサラウンド成分が出力され、相関が大きいときにはサラウンド成分が出力されないように制御できる。
相関が大きいときにサラウンド成分が出力されないようにするのは、例えば入力信号として、音声がＬｃｈとＲｃｈに同成分で入力されているような場合（モノラル）、音声にサラウンド成分を付加するのは不自然になってしまうことがあるためである。

ＸＬとＸＲの相関が高いときに上記ＳＬ２のような式にしたのは、ｋの値が１に近づくと、ＳＬ２は必ず小さな値をとるようにできるからである。もし、ＳＬ２が、
ＳＬ２ ＝ ＸＬ − ｋＸＲ
のような式の場合、ｋ＝１のときには、ＳＬ２は（ＸＬ−ＸＲ）となり、ＸＬ＝ＸＲであれば、ＳＬ２の出力は０となる。

しかし、オーディオ信号の場合には、モノラルのボーカル成分に残響成分などがＬｃｈとＲｃｈの相関が低い状態で録音されている場合があり、このような場合には、ＳＬ２から残響成分だけが不自然に出力されてしまうことがある。

このようなことを防ぐために、ＸＬとＸＲの相関が低いときには、上記ＳＬ２のような式で出力信号を算出するようにし、ＸＬとＸＲの相関に応じた値であるｋの値により、出力信号を切り替えるようにした。

出力信号は、係数ｋが所定の値としての「０．５」より大きいか小さいかで切り替えるようにしたが、これは、係数ｋの値の取り得る範囲が上記のように０から１であり０．５はその中間値であることと、係数ｋが０．５のときは上記ＳＬ１およびＳＬ２の値が等しくなり、聴感上スムーズな切替が可能であることによる。

本実施の形態において、係数ｋの値が０．５のときに出力信号を切り替えるものとして説明したが、係数ｋの値（所定の値）は出力信号の切り替え時に聴感上スムーズになるような範囲であれば、適宜設定できる。

出力端子１１７に出力された信号は、出力端子１１７に接続される図示していないアンプによって増幅され、図示していないスピーカによって音として出力される。出力端子１１７に接続するものは、アンプおよびスピーカでなくても、ハードディスクレコーダのような録音機器でも良い。

サラウンド成分生成装置１００を２ｃｈのオーディオ信号から５．１ｃｈのオーディオ信号を生成する場合に用いるときは、サラウンド成分生成装置１００の出力信号をサラウンドＬ（ＳＬ）、サラウンドＲ（ＳＲ）信号とし、フロントＬ（ＦＬ）、フロントＲ（ＦＲ）は入力の２ｃｈ信号（Ｌ、Ｒ）をそのまま出力し、センター（ＣＴ）およびウーファ（ＷＦ）出力は、入力の２ｃｈ信号から別に生成するようにしても良い。

例えば、ＣＴ信号は（Ｌ＋Ｒ）の信号を、ＷＦ信号は（Ｌ＋Ｒ）の信号にＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）をかけた信号を出力するようにすれば、ＣＴおよびＷＦ信号を生成することができる。

このような本発明の第１の実施の形態のサラウンド成分生成装置によれば、２チャンネルのオーディオ信号の振幅を変える乗算器と、前記オーディオ信号の差から前記乗算器の係数を更新する係数更新器と、前記オーディオ信号と前記乗算器の出力信号からサラウンド成分を生成する複数の減算器と、前記複数の減算器の中からサラウンド出力信号を選択する出力切替器と、前記出力切替器を制御する出力切替制御器とを設けることにより、前記オーディオ信号のチャンネル間の相関に関係のある値を前記乗算器の係数を更新することで少ない演算量で算出することができ、前記乗算器の係数の値に応じて前記出力切替器を切り替えることで、前記オーディオ信号のチャンネル間の相関が低いときはサラウンド成分を出力し、相関が高いときはサラウンド成分を出力しないようにすることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態のサラウンド成分生成装置を図２に示す。

図２において、サラウンド成分生成装置２００は、乗算器２０１、２０２と、乗算器２０１、２０２の係数を更新する係数更新器２０３、２０４と、入力信号と乗算器２０１、２０２の出力信号との差を算出する減算器２０５、２０６と、入力端子２０９から入力された入力信号と乗算器２０２の出力信号との差を算出する減算器２０７と、入力端子２１０から入力された信号と乗算器２０１の出力信号との差を算出する減算器２０８とで構成されている。

乗算器２０１、２０２、係数更新器２０３、２０４、減算器２０５、２０６の動作は、前記第１の実施の形態のサラウンド成分生成装置と同様である。

減算器２０７は、入力端子２０９に入力されたＬｃｈ信号から乗算器２０２の出力を減算する。同様に、減算器２０８は、入力端子２１０に入力されたＲｃｈ信号から乗算器２
０１の出力を減算する。減算器２０７によって算出される信号ＳＬと、減算器２０８によって算出される信号ＳＲは、Ｌｃｈ入力信号をＸＬ、Ｒｃｈ入力信号をＸＲ、乗算器２０１および乗算器２０２の係数をｋとすると、以下のようになる。

ＳＬ ＝ ＸＬ − ｋＸＲ
ＳＲ ＝ ＸＲ − ｋＸＬ
ＸＬとＸＲの相関が低いとき（ｋ＝０）には、ＳＬ＝ＸＬ、ＳＲ＝ＸＲとなり、また、ＸＬとＸＲの相関が高いとき（ｋ＝１）には、ＳＬ＝ＸＬ−ＸＲ、ＳＲ＝ＸＲ−ＸＬとなる。

ＸＬとＸＲの相関は高いが、ＸＬとＸＲに相関の低い残響成分が含まれているようなときに、残響成分をサラウンド成分として生成した場合などに有効である。

減算器２０７、２０８の出力は、それぞれ出力端子２１１、２１２に出力される。

このような本発明の第２の実施の形態のサラウンド成分生成装置によれば、２チャンネルのオーディオ信号の振幅を変える乗算器と、前記オーディオ信号の差から前記乗算器の係数を更新する係数更新器と、前記オーディオ信号と前記乗算器の出力信号からサラウンド成分を生成する複数の減算器とを設けることにより、前記オーディオ信号のチャンネル間の相関に関係のある値を前記乗算器の係数を更新することで少ない演算量で算出することができ、前記乗算器の係数に応じたサラウンド成分の生成を行うことができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の第３の実施の形態のサラウンド成分生成装置を図３に示す。

図３において、サラウンド成分生成装置３００は、乗算器３０１、３０２と、乗算器３０１、３０２の係数を更新する係数更新器３０３、３０４と、入力信号と乗算器３０１、３０２の出力信号との差を算出する減算器３０５、３０６と、入力端子３０９から入力された入力信号と乗算器３０１の出力信号との差を算出する減算器３０７と、入力端子３１０から入力された信号と乗算器３０２の出力信号との差を算出する減算器３０８とで構成されている。

乗算器３０１、３０２、係数更新器３０３、３０４、減算器３０５、３０６の動作は、前記第１の実施の形態のサラウンド成分生成装置と同様である。

減算器３０７は、入力端子３０９に入力されたＬｃｈ信号から乗算器３０１の出力を減算する。

同様に、減算器３０８は、入力端子３１０に入力されたＲｃｈ信号から乗算器３０２の出力を減算する。

減算器３０７によって算出される信号ＳＬと、減算器３０８によって算出される信号ＳＲは、Ｌｃｈ入力信号をＸＬ、Ｒｃｈ入力信号をＸＲ、乗算器３０１および乗算器３０２の係数をｋとすると、以下のようになる。

ＳＬ ＝ ＸＬ − ｋＸＬ
ＳＲ ＝ ＸＲ − ｋＸＲ
ＸＬとＸＲの相関が低いとき（ｋ＝０）には、ＳＬ＝ＸＬ、ＳＲ＝ＸＲとなり、また、
ＸＬとＸＲの相関が高いとき（ｋ＝１）には、ＳＬ＝０、ＳＲ＝０となる。上式には、（ＸＬ−ＸＲ）または（ＸＲ−ＸＬ）の項が含まれていないため、（ＸＬ−ＸＲ）または（ＸＲ−ＸＬ）を行うと不自然な音になってしまうようなときにも、聴感上自然なサラウンド成分を生成することができる。

減算器３０７、３０８の出力は、それぞれ出力端子３１１、３１２に出力される。

このような本発明の第３の実施の形態のサラウンド成分生成装置によれば、２チャンネルのオーディオ信号の振幅を変える乗算器と、前記オーディオ信号の差から前記乗算器の係数を更新する係数更新器と、前記オーディオ信号と前記乗算器の出力信号からサラウンド成分を生成する複数の減算器とを設けることにより、前記オーディオ信号のチャンネル間の相関に関係のある値を前記乗算器の係数を更新することで少ない演算量で算出することができ、前記乗算器の係数に応じた聴感上自然なサラウンド成分の生成を行うことができる。

（実施の形態４）
次に、本発明の第４の実施の形態のサラウンド成分生成装置を図４に示す。
図４において、サラウンド成分生成装置４００は、ＬＰＦ４０１、４０２と、ＨＰＦ（Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）４０３、４０４と、第一のサラウンド成分生成器４０５と、第二のサラウンド成分生成器４０６と、加算器４０７、４０８とで構成されている。

以上のように構成されたサラウンド成分生成装置について、図４を用いてその動作を説明する。

図４において、図示していないＣＤなどのオーディオ信号発生装置からのＬｃｈ信号が入力端子４０９に、Ｒｃｈ信号が入力端子４１０に入力される。入力端子４０９に入力されたＬｃｈ信号は、ＬＰＦ４０１によって低い周波数成分が取り出され、またＨＰＦ４０３によって高い周波数成分が取り出される。同様に、入力端子３１０に入力されたＬｃｈ信号は、ＬＰＦ４０２によって低い周波数成分が取り出され、またＨＰＦ４０４によって高い周波数成分が取り出される。ＬＰＦ４０１、４０２の出力信号は、第一のサラウンド成分生成器４０５に入力される。

同様に、ＨＰＦ４０３、４０４の出力信号は、第二のサラウンド成分生成器４０６に入力される。ＬＰＦ４０１、４０２、ＨＰＦ４０３、４０４のフィルタの型やｆｃ（カットオフ周波数）は、入力信号にＬＰＦをかけた信号とＨＰＦをかけた信号を加算したものが、もとの入力信号になるように選択する。

例えば、１次のバターワースフィルタを用い、ＬＰＦとＨＰＦでｆｃを同じにすれば、加算後の信号は、フィルタを通す前の信号となる。

第一のサラウンド成分生成器４０５、第二のサラウンド成分生成器４０６は、前記本発明の第１から第３までの実施の形態のサラウンド生成装置の内、いずれかを用いる。第一のサラウンド成分生成器４０５および第二のサラウンド成分生成器４０６のサラウンド生成方法は、同一にしても良いし、異なるものにしても良い。

第一のサラウンド成分生成器４０５によって生成された低周波数域のＬｃｈサラウンド成分（ＳＬＬ：Ｓｕｒｒｏｕｎｄ Ｌ−Ｌｏｗ）は、加算器４０７の一方の入力となる。同様に第一のサラウンド成分生成器４０５によって生成された低周波数域のＲｃｈサラウ
ンド成分（ＳＲＬ：Ｓｕｒｒｏｕｎｄ Ｒ−Ｌｏｗ）は、加算器４０８の一方の入力となる。

また、第二のサラウンド成分生成器４０６によって生成された高周波数域のＬｃｈサラウンド成分（ＳＬＨ：Ｓｕｒｒｏｕｎｄ Ｌ−Ｈｉｇｈ）は、加算器４０８のもう一方に入力となる。

同様に第二のサラウンド成分生成器４０６によって生成された高周波数域のＲｃｈサラウンド成分（ＳＲＨ：Ｓｕｒｒｏｕｎｄ Ｒ−Ｈｉｇｈ）は、加算器４０８のもう一方に入力となる。

加算器４０７は、ＳＬＬとＳＲＬを加算し、加算器４０８は、ＳＬＨとＳＲＨを加算し、それぞれＬｃｈ、Ｒｃｈのサラウンド成分とする。加算器４０７、４０８の出力は、それぞれ出力端子４１１、４１２に出力される。

このように、入力信号を異なる周波数帯域に分割してサラウンド成分生成処理を行うのは、通常オーディオ信号は周波数帯域ごと異なる相関を持つためである。

そのために、第一のサラウンド成分生成器４０５または第二のサラウンド成分生成器４０６内で更新される乗算器の係数は、周波数帯域ごと異なる値になり、より実際のオーディオ信号の相関値に近い値に応じたサラウンド成分生成を行うことができる。

また、オーディオ信号は、例えば低い周波数帯域ではベースの音が同相で２ｃｈに録音されていたり、高い周波数帯域では、左右異なる楽器の音が録音されていたりする。

異なる周波数帯域に分割してサラウンド成分を生成すれば、このようなオーディオ信号の特徴を活かしたサラウンド成分を生成することができ、より聴感上自然にすることができる。

このような本発明の第４の実施の形態のサラウンド成分生成装置によれば、２チャンネルのオーディオ信号を複数の周波数帯域に分割するフィルタと、前記周波数帯域ごとに乗算器の係数を更新し、前記乗算器の係数の値に応じてサラウンド成分を生成するサラウンド成分生成器と、前記サラウンド成分を帯域ごとに加算する加算器とを設けることにより、前記オーディオ信号のチャンネル間の相関に関係のある値を前記乗算器の係数を更新することで少ない演算量で算出することができ、分割した周波数帯域ごとに異なるサラウンド成分生成方法にすることで聴感上自然なサラウンド成分を生成することができる。

本出願は、２０１２年２月３日出願の日本特許出願（特願２０１２−２１９２１）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

以上のように、本発明にかかるサラウンド成分生成装置は、乗算器と、前記乗算器の係数を更新する係数更新器とを設け、前記更新した乗算器の係数の値に応じてサラウンド成分を生成することにより、演算量の少ないサラウンド成分生成を行うことができるという効果を有し、２チャンネルのオーディオ信号から、マルチチャンネルで再生するためのサラウンド信号を生成するサラウンド成分生成装置等として有用である。

１００、２００、３００、４００ サラウンド成分生成装置
１０１、１０２、２０１、２０２、３０１、３０２ 乗算器
１０３、１０４、２０３、２０４、３０３、３０４ 係数更新器
１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、２０５、２０６、２０７
２０８、３０５、３０６、３０７、３０８ 減算器
１１１、１１２ 出力切替器
１１３、１１４ 出力切替制御器
１１５、１１６、２０９、２１０、３０９、３１０、４０９、４１０ 入力端子
１１７、１１８、２１１、２１２、３１１、３１２、４１１、４１２ 出力端子
４０１、４０２ ＬＰＦ
４０３、４０４ ＨＰＦ
４０５ 第一のサラウンド成分生成器
４０６ 第二のサラウンド成分生成器
４０７、４０８ 加算器

Claims (5)

1. Ｌ、Ｒ、２チャンネルのオーディオ信号から、サラウンド成分を生成するサラウンド成分生成装置において、
   前記オーディオ信号の振幅を変える乗算器と、前記Ｌ、Ｒの信号の差から前記乗算器の係数を更新する係数更新器とを備え、
   前記乗算器の係数の値に応じて、生成するサラウンド成分を変えることを特徴とするサラウンド成分生成装置。
2. 前記乗算器の係数の値をｋとした場合に、Ｌ−ｋＬ、または、Ｒ−ｋＲ、の演算により前記サラウンド成分を生成することを特徴とする請求項１記載のサラウンド成分生成装置。
3. 前記乗算器の係数の値をｋとした場合に、Ｌ−ｋＲ、または、Ｒ−ｋＬ、の演算により前記サラウンド成分を生成することを特徴とする請求項１記載のサラウンド成分生成装置。
4. 前記乗算器の係数の値をｋとした場合に、前記ｋの値が所定の値よりも大きいときに生成するサラウンド成分は、（１−ｋ）Ｌ−（１−ｋ）Ｒ、または、（１−ｋ）Ｒ−（１−ｋ）Ｌ、の演算により生成するものであり、
   前記ｋの値が所定の値よりも小さいときに生成するサラウンド成分は、（１−ｋ）Ｌ−ｋＲ、または、（１−ｋ）Ｒ−ｋＬ、の演算により生成するものであることを特徴とする請求項１記載のサラウンド成分生成装置。
5. 前記２チャンネルのオーディオ信号を複数の周波数帯域の信号に分割するフィルタを有し、前記フィルタによって分割された周波数帯域ごとに前記サラウンド成分を生成し、前記複数の周波数帯域ごとに生成されたサラウンド成分を加算する加算器とを備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載のサラウンド成分生成装置。

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