(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオ符号化データが消失したフレームを現フレームとした場合、現フレームに対する前フレームの復号ステレオ信号における左チャネルと右チャネルの相関度を算出するチャネル間相関度算出部と、
算出された前記相関度が所定の値に基づいて小さいと判定された場合であって、かつ、前フレームの左チャネル又は右チャネルのいずれかに存在するピーク周波数が、現フレームのモノラル信号のピーク周波数と一致する範囲にある場合、前フレームの左チャネル又は右チャネルのいずれかに存在するピーク周波数及び当該ピーク周波数に対応する現フレームのモノラル信号のピーク周波数を組にして抽出するピーク検出部と、
抽出された前フレームの左チャネル又は右チャネルのいずれかに存在するピーク周波数における、左チャネル及び右チャネルの２つのピーク周波数成分を用いて、モノラル信号のピーク周波数成分をステレオ変換するためのバランスパラメータを算出するピークバランス係数算出部と、
算出された前記バランスパラメータを現フレームのモノラル信号のピーク周波数成分に乗算してステレオ変換する乗算部と、
を具備する音響信号復号装置。
【請求項２】
前記現フレームのモノラル信号のピーク周波数成分の数に応じて、過去のバランスパラメータから目標バランスパラメータへの遷移速度を制御し、前記過去のバランスパラメータと前記目標バランスパラメータとの間で補間してバランスパラメータを得るバランス係数補間部を具備する請求項１に記載の音響信号復号装置。
【請求項３】
前記バランス係数補間部は、前記現フレームのモノラル信号のピーク周波数成分の数が多いほど、速い遷移速度に制御し、前記現フレームのモノラル信号のピーク周波数成分の数が少ないほど、遅い遷移速度に制御する請求項２に記載の音響信号復号装置。
【請求項４】
前記バランス係数補間部は、前記ステレオ符号化データが消失していた場合、過去の消失の影響の強さに応じて、前記遷移速度を制御する請求項２に記載の音響信号復号装置。
【請求項５】
ステレオ符号化データが消失したフレームを現フレームとした場合、現フレームに対する前フレームの復号ステレオ信号における左チャネルと右チャネルの相関度を算出するチャネル間相関度算出工程と、
算出された前記相関度が所定の値に基づいて小さいと判定された場合であって、かつ、前フレームの左チャネル又は右チャネルのいずれかに存在するピーク周波数が、現フレームのモノラル信号のピーク周波数と一致する範囲にある場合、前フレームの左チャネル又は右チャネルのいずれかに存在するピーク周波数及び当該ピーク周波数に対応する現フレームのモノラル信号のピーク周波数を組にして抽出するピーク検出工程と、
抽出された前フレームの左チャネル又は右チャネルのいずれかに存在するピーク周波数における、左チャネル及び右チャネルの２つのピーク周波数成分を用いて、モノラル信号のピーク周波数成分をステレオ変換するためのバランスパラメータを算出するピークバランス係数算出工程と、
算出された前記バランスパラメータを現フレームのモノラル信号のピーク周波数成分に乗算してステレオ変換する乗算工程と、
を具備するバランス調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響信号復号装置及びバランス調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステレオ音響信号を低ビットレートで符号化する方式として、インテンシティステレオ方式が知られている。インテンシティステレオ方式では、モノラル信号にスケーリング係数を乗じてＬチャネル信号（左チャネル信号）とＲチャネル信号（右チャネル信号）とを生成する。このような手法は振幅パニング（amplitude panning）とも呼ばれる。
【０００３】
振幅パニングの最も基本的な手法は、時間領域におけるモノラル信号に振幅パニング用の利得係数（パニング利得係数）を乗じて、Ｌチャネル信号及びＲチャネル信号を求めるものである（例えば、非特許文献１参照）。また、別な手法として、周波数領域において個々の周波数成分ごと（または周波数グループごと）にモノラル信号にパニング利得係数を乗じてＬチャネル信号及びＲチャネル信号を求めるものもある（例えば、非特許文献２参照）。
【０００４】
パニング利得係数をパラメトリックステレオの符号化パラメータとして利用すると、ステレオ信号のスケーラブル符号化（モノラル−ステレオスケーラブル符号化）を実現することができる（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。パニング利得係数は、特許文献１においてはバランスパラメータとして、特許文献２においてはＩＬＤ（レベル差）として、それぞれ説明されている。
【０００５】
なお、バランスパラメータは、モノラル信号をステレオ信号に変換する際にモノラル信号に乗じる利得係数として定義され、振幅パニングにおけるパニング利得係数（ゲインファクター）に相当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００４−５３５１４５号公報
【特許文献２】特表２００５−５３３２７１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】V.Pulkki and M.Karjalainen,“Localization of amplitude-panned virtual sources I: Stereophonic panning”, Journal of the Audio Engineering Society, Vol.49, No.9, 2001年9月, pp.739-752
【非特許文献２】B.Cheng, C.Ritz and I.Burnett, “Principles and analysis of the squeezing approach to low bit rate spatial audio coding”, proc.IEEEICASSP2007, pp.I-13-I-16, 2007年4月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、モノラル−ステレオスケーラブル符号化において、ステレオ符号化データが伝送路上で失われ、復号装置側で受信されないことがある。また、伝送路上においてステレオ符号化データに誤りが発生し、復号装置側においてそのステレオ符号化データが廃棄されることがある。このような場合、復号装置では、ステレオ符号化データに含まれるバランスパラメータ（パニング利得係数）を利用できないため、ステレオとモノラルとが切り替わり、復号される音響信号の定位が揺らいでしまう。その結果、ステレオ音響信
号の品質が劣化してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、復号信号の定位の揺らぎを抑えてステレオ感を保つ音響信号復号装置及びバランス調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の音響信号復号装置は、ステレオ符号化データが消失したフレームを現フレームとした場合、現フレームに対する前フレームの復号ステレオ信号における左チャネルと右チャネルの相関度を算出するチャネル間相関度算出部と、算出された前記相関度が所定の値に基づいて小さいと判定された場合であって、かつ、前フレームの左チャネル又は右チャネルのいずれかに存在するピーク周波数が、現フレームのモノラル信号のピーク周波数と一致する範囲にある場合、前フレームの左チャネル又は右チャネルのいずれかに存在するピーク周波数及び当該ピーク周波数に対応する現フレームのモノラル信号のピーク周波数を組にして抽出するピーク検出部と、抽出された前フレームの左チャネル又は右チャネルのいずれかに存在するピーク周波数における、左チャネル及び右チャネルの２つのピーク周波数成分を用いて、モノラル信号のピーク周波数成分をステレオ変換するためのバランスパラメータを算出するピークバランス係数算出部と、算出された前記バランスパラメータを現フレームのモノラル信号のピーク周波数成分に乗算してステレオ変換する乗算部と、を具備する構成を採る。
【００１１】
本発明のバランス調整方法は、ステレオ符号化データが消失したフレームを現フレームとした場合、現フレームに対する前フレームの復号ステレオ信号における左チャネルと右チャネルの相関度を算出するチャネル間相関度算出工程と、算出された前記相関度が所定の値に基づいて小さいと判定された場合であって、かつ、前フレームの左チャネル又は右チャネルのいずれかに存在するピーク周波数が、現フレームのモノラル信号のピーク周波数と一致する範囲にある場合、前フレームの左チャネル又は右チャネルのいずれかに存在するピーク周波数及び当該ピーク周波数に対応する現フレームのモノラル信号のピーク周波数を組にして抽出するピーク検出工程と、抽出された前フレームの左チャネル又は右チャネルのいずれかに存在するピーク周波数における、左チャネル及び右チャネルの２つのピーク周波数成分を用いて、モノラル信号のピーク周波数成分をステレオ変換するためのバランスパラメータを算出するピークバランス係数算出工程と、算出された前記バランスパラメータを現フレームのモノラル信号のピーク周波数成分に乗算してステレオ変換する乗算工程と、を具備するようにした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、復号信号の定位の揺らぎを抑えてステレオ感を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る音響信号符号化装置及び音響信号復号装置の構成を示すブロック図
【図２】図１に示したステレオ復号部の内部構成を示すブロック図
【図３】図２に示したバランス調整部の内部構成を示すブロック図
【図４】図３に示したピーク検出部の内部構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態２に係るバランス調整部の内部構成を示すブロック図
【図６】図５に示したバランス係数補間部の内部構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態３に係るバランス調整部の内部構成を示すブロック図
【図８】図７に示したバランス係数補間部の内部構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る音響信号符号化装置１００及び音響信号復号装置２００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、音響信号符号化装置１００は、ＡＤ変換部１０１、モノラル符号化部１０２、ステレオ符号化部１０３及び多重化部１０４を具備する。
【００１６】
ＡＤ変換部１０１は、アナログステレオ信号（Ｌチャネル信号：Ｌ、Ｒチャネル信号：Ｒ）を入力し、このアナログステレオ信号をデジタルステレオ信号に変換してモノラル符号化部１０２及びステレオ符号化部１０３へ出力する。
【００１７】
モノラル符号化部１０２は、ＡＤ変換部１０１から出力されたデジタルステレオ信号にダウンミックス処理を行ってモノラル信号に変換し、モノラル信号を符号化する。符号化した結果（モノラル符号化データ）を多重化部１０４へ出力する。また、モノラル符号化部１０２は、符号化処理によって得られた情報（モノラル符号化情報）をステレオ符号化部１０３へ出力する。
【００１８】
ステレオ符号化部１０３は、モノラル符号化部１０２から出力されたモノラル符号化情報を用いて、ＡＤ変換部１０１から出力されたデジタルステレオ信号をパラメトリックに符号化し、バランスパラメータを含む符号化結果（ステレオ符号化データ）を多重化部１０４へ出力する。
【００１９】
多重化部１０４は、モノラル符号化部１０２から出力されたモノラル符号化データとステレオ符号化部１０３から出力されたステレオ符号化データとを多重化し、多重化結果（多重化データ）を音響信号復号装置２００の多重化分離部２０１へ送出する。
【００２０】
なお、多重化部１０４と多重化分離部２０１との間には電話回線、パケット網などの伝送路が存在し、多重化部１０４から出力される多重化データは、必要に応じてパケット化などの処理が行われた後に伝送路へ送出される。
【００２１】
一方、音響信号復号装置２００は、図１に示すように、多重化分離部２０１、モノラル復号部２０２、ステレオ復号部２０３及びＤＡ変換部２０４を具備する。
【００２２】
多重化分離部２０１は、音響信号符号化装置１００から送出された多重化データを受信し、多重化データをモノラル符号化データとステレオ符号化データとに分離し、モノラル符号化データをモノラル復号部２０２へ出力し、ステレオ符号化データをステレオ復号部２０３へ出力する。
【００２３】
モノラル復号部２０２は、多重化分離部２０１から出力されたモノラル符号化データをモノラル信号に復号し、復号したモノラル信号（復号モノラル信号）をステレオ復号部２０３へ出力する。また、モノラル復号部２０２は、この復号処理によって得られた情報（モノラル復号情報）をステレオ復号部２０３へ出力する。
【００２４】
なお、モノラル復号部２０２は、復号モノラル信号を、アップミックス処理されたステレオ信号としてステレオ復号部２０３へ出力してもよい。モノラル復号部２０２でアップミックス処理が行われない場合は、アップミックス処理に必要な情報がモノラル復号部２０２からステレオ復号部２０３へ出力され、ステレオ復号部２０３において、復号モノラル信号のアップミックス処理を行ってもよい。
【００２５】
ここで、アップミックス処理には特別な情報を必要としない場合が一般的である。しかしながら、Ｌチャネル−Ｒチャネル間の位相を合わせるダウンミックス処理が行われる場合には、位相差情報がアップミックス処理に必要な情報として考えられる。また、Ｌチャネル−Ｒチャネル間の振幅レベルを合わせるダウンミックス処理が行われる場合には、振幅レベルを合わせるためのスケーリング係数などがアップミックス処理に必要な情報として考えられる。
【００２６】
ステレオ復号部２０３は、多重化分離部２０１から出力されたステレオ符号化データとモノラル復号部２０２から出力されたモノラル復号情報とを用いて、モノラル復号部２０２から出力された復号モノラル信号をデジタルステレオ信号に復号し、デジタルステレオ信号をＤＡ変換部２０４へ出力する。
【００２７】
ＤＡ変換部２０４は、ステレオ復号部２０３から出力されたデジタルステレオ信号をアナログステレオ信号に変換し、アナログステレオ信号を復号ステレオ信号（Ｌチャネル復号信号：Ｌ＾信号、Ｒチャネル復号信号：Ｒ＾信号）として出力する。
【００２８】
図２は、図１に示したステレオ復号部２０３の内部構成を示すブロック図である。本実施の形態では、バランス調整処理のみにより、ステレオ信号をパラメトリックに表現する。図２に示すように、ステレオ復号部２０３は、利得係数復号部２１０及びバランス調整部２１１を具備する。
【００２９】
利得係数復号部２１０は、多重化分離部２０１から出力されたステレオ符号化データからバランスパラメータを復号し、バランスパラメータをバランス調整部２１１へ出力する。図２は、Ｌチャネル用のバランスパラメータとＲチャネル用のバランスパラメータとがそれぞれ利得係数復号部２１０から出力される例を示している。
【００３０】
バランス調整部２１１は、利得係数復号部２１０から出力されたバランスパラメータを用いて、モノラル復号部２０２から出力された復号モノラル信号に対するバランス調整処理を行う。すなわち、バランス調整部２１１は、各バランスパラメータをモノラル復号部２０２から出力された復号モノラル信号に乗じて、Ｌチャネル復号信号とＲチャネル復号信号とを生成する。ここで、復号モノラル信号は周波数領域の信号（例えば、ＦＦＴ係数、ＭＤＣＴ係数等）であるとすると、各バランスパラメータは周波数毎に復号モノラル信号に乗算される。
【００３１】
通常の音響信号復号装置では、復号モノラル信号に対する処理は複数のサブバンド毎に行われる。また、各サブバンドの幅は、通常、周波数が高くなるに従って広くなるように設定される。したがって、本実施の形態では、１つのサブバンドに対して１つのバランスパラメータが復号され、各サブバンド内の各周波数成分に対して同一のバランスパラメータが用いられる。なお、復号モノラル信号を時間領域の信号として扱うことも可能である。
【００３２】
図３は、図２に示したバランス調整部２１１の内部構成を示すブロック図である。図３に示すように、バランス調整部２１１は、バランス係数選択部２２０、バランス係数記憶部２２１、乗算部２２２、周波数−時間変換部２２３、チャネル間相関度算出部２２４、ピーク検出部２２５及びピークバランス係数算出部２２６を具備する。
【００３３】
ここで、利得係数復号部２１０から出力されたバランスパラメータは、バランス係数選択部２２０を介して乗算部２２２へ入力される。ただし、利得係数復号部２１０からバランス係数選択部２２０へバランスパラメータが入力されない場合としては、ステレオ符号化データが伝送路上で失われて音響信号復号装置２００に受信されなかった場合、または、音響信号復号装置２００に受信されたステレオ符号化データに誤りが検出されて廃棄された場合等がある。つまり、利得係数復号部２１０からバランスパラメータの入力がない場合とは、ステレオ符号化データに含まれるバランスパラメータを利用できない場合に相当する。
【００３４】
そこで、バランス係数選択部２２０は、ステレオ符号化データに含まれるバランスパラメータの利用可否を示す制御信号を入力し、この制御信号に基づいて、利得係数復号部２１０、バランス係数記憶部２２１、ピークバランス係数算出部２２６のいずれかと乗算部２２２との接続状態を切り替える。なお、バランス係数選択部２２０の動作の詳細は後述する。
【００３５】
バランス係数記憶部２２１は、バランス係数選択部２２０から出力されたバランスパラメータをフレーム毎に記憶し、記憶したバランスパラメータを次フレームの処理タイミングでバランス係数選択部２２０に出力する。
【００３６】
乗算部２２２は、バランス係数選択部２２０から出力されたＬチャネル用のバランスパラメータとＲチャネル用のバランスパラメータのそれぞれを、モノラル復号部２０２から出力された復号モノラル信号（周波数領域パラメータであるモノラル信号）に乗算し、Ｌチャネル用及びＲチャネル用それぞれの乗算結果（周波数領域パラメータであるステレオ信号）を周波数−時間変換部２２３、チャネル間相関度算出部２２４、ピーク検出部２２５及びピークバランス係数算出部２２６へ出力する。このように、乗算部２２２は、モノラル信号に対するバランス調整処理を行う。
【００３７】
周波数−時間変換部２２３は、乗算部２２２から出力されたＬチャネル用及びＲチャネル用それぞれの復号ステレオ信号を時間信号に変換して、Ｌチャネル用及びＲチャネル用それぞれのデジタルステレオ信号としてＤＡ変換部２０４へ出力する。
【００３８】
チャネル間相関度算出部２２４は、乗算部２２２から出力されたＬチャネル用の復号ステレオ信号とＲチャネル用の復号ステレオ信号との相関度を算出し、算出した相関度情報をピーク検出部２２５に出力する。例えば、相関度は以下の式（１）によって算出される。
【数１】
0005468020.tif 000002
【００３９】
ここで、ｃ（ｎ−１）は、ｎ−１フレームの復号ステレオ信号における相関度を表す。ステレオ符号化データが消失した現フレームをｎフレームとすると、ｎ−１フレームは前フレームになる。ｆＬ（ｎ−１，ｉ）は、ｎ−１フレームのＬチャネルの周波数領域の復号信号の周波数ｉの振幅を表す。ｆＲ（ｎ−１，ｉ）は、ｎ−１フレームのＲチャネルの周波数領域の復号信号の周波数ｉの振幅を表す。チャネル間相関度算出部２２４は、ｃ（ｎ−１）が、例えば、予め決められたαより大きければ相関度が小さいとして、相関度情報ｉｃ（ｎ−１）＝１を出力する。ｃ（ｎ−１）がαより小さければ相関度が高いとして、相関度情報ｉｃ（ｎ−１）＝０を出力する。
【００４０】
ピーク検出部２２５は、モノラル復号部２０２から出力された復号モノラル信号、乗算部２２２から出力されたＬチャネルステレオ周波数信号及びＲチャネルステレオ周波数信号、チャネル間相関度算出部２２４から出力された相関度情報を取得する。ピーク検出部２２５は、相関度情報によってチャネル間の相関性が低いと通知された場合（ｉｃ（ｎ−１）＝１）、現フレームの復号モノラル信号のピーク成分と、前フレームのＬ，Ｒ両チャネルのいずれかのピーク成分とで時間的相関性が高いピーク成分を検出する。ピーク検出部２２５は、検出したピーク成分の周波数のうち、ｎ−１フレームのピーク成分の周波数をｎ−１フレームピーク周波数としてピークバランス係数算出部２２６に出力し、ｎフレームのピーク成分の周波数をｎフレームピーク周波数としてピークバランス係数算出部２２６に出力する。また、ピーク検出部２２５は、相関度情報によってチャネル間の相関性が高いと通知された場合（ｉｃ（ｎ−１）＝０）、ピーク検出を行わず何も出力しない。
【００４１】
ピークバランス係数算出部２２６は、乗算部２２２から出力されたＬチャネルステレオ周波数信号及びＲチャネルステレオ周波数信号、ピーク検出部２２５から出力されたｎ−１フレームピーク周波数及びｎフレームピーク周波数を取得する。ｎフレームピーク周波
数をｉ、ｎ−１フレームピーク周波数をｊとした場合、ピーク成分は、ｆＬ（ｎ−１，ｊ）、ｆＲ（ｎ−１，ｊ）と表現される。このとき、周波数ｊにおけるバランスパラメータをＬチャネルステレオ周波数信号及びＲチャネルステレオ周波数信号から算出し、周波数ｉのピークバランスパラメータとしてバランス係数選択部２２０に出力する。
【００４２】
ここで、周波数ｊにおけるバランスパラメータ算出の一例を以下に示す。本例では、バランスパラメータをＬ／（Ｌ＋Ｒ）により求める。ただし、ピーク成分を周波数軸方向に平滑化してからバランスパラメータを求めることにより、バランスパラメータは、異常な値を示すことが少なく安定して使える。具体的には、以下の式（２）及び式（３）のようにして求める。
【数２】
0005468020.tif 000003
【数３】
0005468020.tif 000004
【００４３】
なお、ｉはｎフレームピーク周波数、ｊはｎ−１フレームピーク周波数を表す。ＷＬはＬチャネルの周波数ｉにおけるピークバランスパラメータ、ＷＲはＲチャネルの周波数ｉにおけるピークバランスパラメータとする。ここでは、周波数軸方向の平滑化としてピーク周波数ｊを中心とする３サンプル移動平均を取るようにしたが、同様の効果がある別の方法でバランスパラメータを算出してもよい。
【００４４】
バランス係数選択部２２０は、利得係数復号部２１０からバランスパラメータが出力された場合（ステレオ符号化データに含まれるバランスパラメータの利用が可能な場合）、そのバランスパラメータを選択する。また、バランス係数選択部２２０は、利得係数復号部２１０からバランスパラメータが出力されない場合（ステレオ符号化データに含まれるバランスパラメータの利用が不可能な場合）、バランス係数記憶部２２１及びピークバランス係数算出部２２６から出力されたバランスパラメータを選択する。選択されたバランスパラメータは乗算部２２２へ出力される。また、バランス係数記憶部２２１への出力は、利得係数復号部２１０からバランスパラメータが出力された場合には、そのバランスパラメータを出力し、利得係数復号部２１０からバランスパラメータが出力されない場合には、バランス係数記憶部２２１から出力されたバランスパラメータを出力する。
【００４５】
なお、バランス係数選択部２２０は、ピークバランス係数算出部２２６からバランスパラメータが出力された場合はピークバランス係数算出部２２６からのバランスパラメータを選択し、ピークバランス係数算出部２２６からバランスパラメータが出力されない場合はバランス係数記憶部２２１からのバランスパラメータを選択する。すなわち、ピークバランス係数算出部２２６からＷＬ（ｉ），ＷＲ（ｉ）のみが出力されている場合には、周波数ｉについてはピークバランス係数算出部２２６からのバランスパラメータを用い、周波数ｉ以外はバランス係数記憶部２２１からのバランスパラメータを用いる。
【００４６】
図４は、図３に示したピーク検出部２２５の内部構成を示すブロック図である。図４に示すように、ピーク検出部２２５は、モノラルピーク検出部２３０、Ｌチャネルピーク検出部２３１、Ｒチャネルピーク検出部２３２、ピーク選択部２３３、ピークトレース部２３４を具備する。
【００４７】
モノラルピーク検出部２３０は、モノラル復号部２０２から出力されたｎフレームの復号モノラル信号からピーク成分を検出し、検出したピーク成分をピークトレース部２３４に出力する。ピーク成分の検出方法としては、例えば、復号モノラル信号の絶対値をとり、予め決められた定数βＭより大きい振幅を有する絶対値成分を検出することにより、復号モノラル信号からピーク成分を検出することが考えられる。
【００４８】
Ｌチャネルピーク検出部２３１は、乗算部２２２から出力されたｎ−１フレームのＬチャネルステレオ周波数信号からピーク成分を検出し、検出したピーク成分をピーク選択部２３３に出力する。ピーク成分の検出方法としては、例えば、Ｌチャネルステレオ周波数信号の絶対値をとり、予め決められた定数βＬより大きい振幅を有する絶対値成分を検出することにより、Ｌチャネル周波数信号からピーク成分を検出することが考えられる。
【００４９】
Ｒチャネルピーク検出部２３２は、乗算部２２２から出力されたｎ−１フレームのＲチャネルステレオ周波数信号からピーク成分を検出し、検出したピーク成分をピーク選択部２３３に出力する。ピーク成分の検出方法としては、例えば、Ｒチャネルステレオ周波数信号の絶対値をとり、予め決められた定数βＲより大きい振幅を有する絶対値成分を検出することにより、Ｒチャネル周波数信号からピーク成分を検出することが考えられる。
【００５０】
ピーク選択部２３３は、Ｌチャネルピーク検出部２３１から出力されたＬチャネルのピーク成分と、Ｒチャネルピーク検出部２３２から出力されたＲチャネルのピーク成分とから条件を満たすピーク成分を選択し、選択したピーク成分及びチャネルを含む選択ピーク情報をピークトレース部２３４に出力する。
【００５１】
以下、ピーク選択部２３３におけるピーク選択について具体的に説明する。ピーク選択部２３３は、ＬチャネルとＲチャネルのピーク成分が入力されると、入力された両チャネルのピーク成分を低周波数側から高周波数側に並べる。ここで、入力されたピーク成分（ｆＬ（ｎ−１，ｉ）やｆＲ（ｎ−１，ｊ）等）を、ｆＬＲ（ｎ−１，ｋ，ｃ）のように表現する。fＬＲは振幅を、ｋは周波数を、ｃはＬチャネル（左）かＲチャネル（右）かを表す。
【００５２】
続いて、ピーク選択部２３３は、低周波数側から選択するピーク成分をチェックする。チェックするピーク成分がｆＬＲ（ｎ−１，ｋ１，ｃ１）の時、ｋ１−γ＜ｋ１＜ｋ１＋γ（ただし、γは予め決められた定数とする）の周波数範囲内にピークが存在しないかチェックする。存在しない場合には、fＬＲ（ｎ−１，ｋ１，ｃ１）が出力される。ｋ１−γ＜ｋ１＜ｋ１＋γの周波数範囲内にピーク成分が存在する場合には、その範囲内において一つだけピーク成分を選択する。例えば、複数のピーク成分が上記範囲内にあるときには、複数のピーク成分の中で絶対値振幅の大きい振幅を持つピーク成分を選択するようにしてもよい。この時、選択されなかったピーク成分は動作対象から除外してもよい。一つのピーク成分の選択が終了すると、次に高周波数側に向かって、既に選択されたピーク成分を除いた全ピーク成分の選択処理を行う。
【００５３】
ピークトレース部２３４は、ピーク選択部２３３から出力された選択ピーク情報と、モノラルピーク検出部２３０から出力されたモノラル信号からのピーク成分との間で、時間的連続性が高いピークか否かを判定し、時間的に連続性が高いと判定した場合には、選択ピーク情報をｎ−１フレームピーク周波数として、モノラル信号からのピーク成分をｎフ
レームピーク周波数として、ピークバランス係数算出部２２６に出力する。
【００５４】
ここで、連続性が高いピーク成分の検出方法の一例を挙げる。モノラルピーク検出部２３０からのピーク成分のうち、最も低い周波数のピーク成分ｆＭ（ｎ，ｉ）を選択する。ｎはｎフレームを、ｉはｎフレームにおける周波数ｉを示すものとする。次に、ピーク選択部２３３から出力された選択ピーク情報ｆＬＲ（ｎ−１，ｊ，ｃ）のうち、ｆＭ（ｎ，ｉ）の近傍に位置する選択ピーク情報を検出する。ｊはｎ−１フレームのＬチャネルもしくはＲチャネルの周波数信号の周波数ｊを表すものとする。例えば、ｉ−η＜ｊ＜ｉ＋η（ただし、ηは予め決められた値とする）においてｆＬＲ（ｎ−１，ｊ，ｃ）が存在すれば、連続性の高いピーク成分として、ｆＭ（ｎ，ｉ）とｆＬＲ（ｎ−１，ｊ，ｃ）を選択する。複数のｆＬＲがその範囲内にある時は絶対値振幅が最も大きい方を選択したり、よりｉに近いピーク成分を選択したりしてもよい。ｆＭ（ｎ，ｉ）と連続性の高いピーク成分の検出が終了したら、次に高い周波数のピーク成分ｆＭ（ｎ，ｉ２）についても同様に行い、モノラルピーク検出部２３０から出力された全てのピーク成分について連続性の高いピーク成分の検出を行う。ここで、ｉ２＞ｉとする。この結果、ｎフレームのモノラル信号のピーク成分とｎ−１フレームのＬ，Ｒ両チャネルのピーク成分との間で、連続性の高いピーク成分が検出される。これにより、ｎ−１フレームのピーク周波数とｎフレームのピーク周波数をピーク毎に組として出力する。
【００５５】
以上の構成、動作により、ピーク検出部２２５は、時間的に連続性の高いピーク成分を検出して、検出したピーク周波数を出力する。
【００５６】
このように実施の形態１によれば、時間軸方向に相関性の高いピーク成分を検出し、検出したピーク用に周波数分解能の高いバランスパラメータを算出して補償に用いることにより、音漏れや不自然な音像の移動感を抑圧した高品質のステレオ誤り補償が可能な音響信号復号装置が実現できる。
【００５７】
（実施の形態２）
ステレオ符号化データが長期間にわたって消失したり、高い頻度で消失したりする場合、過去のバランスパラメータを消失したステレオ符号化データに外挿して補償することによりステレオ化を継続すると、異音の原因となったり、一方のチャネルに不自然にエネルギーが集中して聴感に違和感を生じたりすることがある。そのため、このようにステレオ符号化データが長期間消失した場合、ある安定した状態、例えば出力信号を左右同一の信号であるモノラル信号となるように遷移させる必要がある。
【００５８】
図５は、本発明の実施の形態２に係るバランス調整部２１１の内部構成を示すブロック図である。ただし、図５が図３と異なる点は、バランス係数記憶部２２１をバランス係数補間部２４０に変更した点である。図５において、バランス係数補間部２４０は、バランス係数選択部２２０から出力されたバランスパラメータを記憶し、ピーク検出部２２５から出力されたｎフレームピーク周波数に基づいて、記憶したバランスパラメータ（過去のバランスパラメータ）と目標とするバランスパラメータとの間を補間し、補間したバランスパラメータをバランス係数選択部２２０に出力する。なお、補間は、ｎフレームピーク周波数の数によって適応的に制御される。
【００５９】
図６は、図５に示したバランス係数補間部２４０の内部構成を示すブロック図である。図６に示すように、バランス係数補間部２４０は、バランス係数記憶部２４１、平滑化度算出部２４２、目標バランス係数記憶部２４３、バランス係数平滑化部２４４を具備する。
【００６０】
バランス係数記憶部２４１は、バランス係数選択部２２０から出力されたバランスパラ
メータをフレーム毎に記憶し、記憶したバランスパラメータ（過去のバランスパラメータ）を次フレームの処理タイミングでバランス係数平滑化部２４４に出力する。
【００６１】
平滑化度算出部２４２は、ピーク検出部２２５から出力されたｎフレームピーク周波数の数に応じて、過去のバランスパラメータと目標バランスパラメータとの補間を制御する平滑化係数μを算出し、算出した平滑化係数μをバランス係数平滑化部２４４に出力する。ここで、平滑化係数μは、過去のバランスパラメータから目標となるバランスパラメータへの遷移速度を示すパラメータである。このμが大きければ緩やかに遷移することを表し、μが小さければ速やかに遷移することを表すものとする。μの決定方法の一例を以下に示す。バランスパラメータがサブバンド毎に符号化されている場合に、そのサブバンドに含まれるｎフレームピーク周波数の数によって制御する。
ｎフレームピーク周波数がサブバンドでゼロの場合  μ＝０．２５
ｎフレームピーク周波数がサブバンドで１つの場合  μ＝０．１２５
ｎフレームピーク周波数がサブバンドで複数の場合  μ＝０．０６２５  
…（３）
【００６２】
目標バランス係数記憶部２４３は、長期消失時に設定する目標バランスパラメータを記憶し、目標バランスパラメータをバランス係数平滑化部２４４に出力する。なお、本実施の形態では、簡単のため、目標バランスパラメータは予め決められたバランスパラメータとする。例えば、目標バランスパラメータとしては、モノラル出力となるようなバランスパラメータなどが挙げられる。
【００６３】
バランス係数平滑化部２４４は、平滑化度算出部２４２から出力された平滑化係数μを用いて、バランス係数記憶部２４１から出力された過去のバランスパラメータと、目標バランス係数記憶部２４３から出力された目標バランスパラメータとの間で補間を行い、この結果得られるバランスパラメータをバランス係数選択部２２０に出力する。平滑化係数を用いた補間の一例を以下に示す。
ＷＬ（ｉ）＝ｐＷＬ（ｉ）×μ＋ＴＷＬ（ｉ）×（１．０−μ）
ＷＲ（ｉ）＝ｐＷＲ（ｉ）×μ＋ＴＷＲ（ｉ）×（１．０−μ）
…（４）
【００６４】
ここで、ＷＬ（ｉ）は周波数ｉにおける左のバランスパラメータを表し、ＷＲ（ｉ）は周波数ｉにおける右のバランスパラメータを表す。ＴＷＬ（ｉ）及びＴＷＲ（ｉ）は周波数ｉにおける左右の各目標バランスパラメータを表す。なお、目標バランスパラメータがモノラル化を意味する数値であった場合には、ＴＷＬ（ｉ）＝ＴＷＲ（ｉ）となる。
【００６５】
上式（４）より明らかなように、μが大きいほど過去のバランスパラメータの影響が大きく、バランス係数補間部２４０は目標となるバランスパラメータにゆっくり近づくようにバランスパラメータを出力する。ここでは、ステレオ符号化データの消失が続けば、出力信号はモノラル化されていくことになる。
【００６６】
このように、バランス係数補間部２４０では、特にステレオ符号化データの長期消失時において、過去のバランスパラメータから目標バランスパラメータへと自然な遷移を実現することができる。この遷移は、時間的に相関性が高い周波数成分に着目しており、相関性が高い周波数成分を有する帯域のバランスパラメータを緩やかに遷移させ、それ以外の帯域のバランスパラメータは速やかに遷移させることにより、ステレオからモノラルへと自然な遷移を実現することができる。
【００６７】
このように実施の形態２によれば、時間軸方向に相関性の高い周波数成分に着目し、相関性の高い周波数成分を有する帯域のバランスパラメータを目標バランスパラメータへ緩
やかに遷移させ、それ以外の帯域のバランスパラメータを目標バランスパラメータへ速やかに遷移させることにより、ステレオ符号化データが長期間にわたって消失した場合でも、過去のバランスパラメータから目標バランスパラメータへと自然な遷移を実現することができる。
【００６８】
（実施の形態３）
ステレオ符号化データが長期間にわたって消失したり、高い頻度で消失したりした後に、ステレオ符号化データを受信した場合に、バランス調整部２１１において、利得係数復号部２１０によって復号されたバランスパラメータにすぐに切り替えると、モノラルからステレオへの切り替えに違和感を生じ、聴感的な劣化を伴うことがある。そのため、ステレオ符号化データ消失時に補償したバランスパラメータから利得係数復号部２１０によって復号されたバランスパラメータへ時間をかけて遷移させる必要がある。
【００６９】
図７は、本発明の実施の形態３に係るバランス調整部２１１の内部構成を示すブロック図である。ただし、バランス調整部をそれぞれ示す図７と図５とは、構成が一部異なる。図７が図５と異なる点は、バランス係数選択部２２０をバランス係数選択部２５０に変更し、バランス係数補間部２４０をバランス係数補間部２６０に変更した点である。図７において、バランス係数選択部２５０は、バランス係数補間部２６０からのバランスパラメータとピークバランス係数算出部２２６からのバランスパラメータとを入力とし、バランス係数補間部２６０、ピークバランス係数算出部２２６のいずれかと乗算部２２２との接続状態を切り替える。通常はバランス係数補間部２６０と乗算部２２２とが接続されるが、ピークバランス係数算出部２２６からピークバランスパラメータが入力される場合には、ピークが検出された周波数成分のみピークバランス係数算出部２２６と乗算部２２２とが接続される。また、バランス係数補間部２６０へは、バランス係数補間部２６０から入力されるバランスパラメータが出力される。
【００７０】
バランス係数補間部２６０は、バランス係数選択部２５０から出力されたバランスパラメータを記憶し、利得係数復号部２１０から出力されたバランスパラメータ及びピーク検出部２２５から出力されたｎフレームピーク周波数に基づいて、記憶した過去のバランスパラメータと目標とするバランスパラメータとの間を補間し、補間したバランスパラメータをバランス係数選択部２５０に出力する。
【００７１】
図８は、図７に示したバランス係数補間部２６０の内部構成を示すブロック図である。ただし、バランス係数補間部をそれぞれ示す図８と図６とは、構成が一部異なる。図８が図６と異なる点は、目標バランス係数記憶部２４３を目標バランス係数算出部２６１に変更し、平滑化度算出部２４２を平滑化度算出部２６２に変更した点である。
【００７２】
目標バランス係数算出部２６１は、利得係数復号部２１０からバランスパラメータが出力された場合、このバランスパラメータを目標バランスパラメータに設定し、バランス係数平滑化部２４４に出力する。また、利得係数復号部２１０からバランスパラメータが出力されない場合、予め決められたバランスパラメータを目標バランスパラメータとしてバランス係数平滑化部２４４に出力する。なお、予め決められた目標バランスパラメータの一例は、モノラル出力を意味するバランスパラメータである。
【００７３】
平滑化度算出部２６２は、ピーク検出部２２５から出力されたｎフレームピーク周波数と、利得係数復号部２１０から出力されるバランスパラメータとに基づいて、平滑化係数を算出し、算出した平滑化係数をバランス係数平滑化部２４４に出力する。具体的には、平滑化度算出部２６２は、利得係数復号部２１０からバランスパラメータが出力されない時、すなわち、ステレオ符号化データが消失している時は、実施の形態２で説明した平滑化算出部２４２と同一の動作を行う。
【００７４】
一方、利得係数復号部２１０からバランスパラメータが出力される場合、平滑化度算出部２６２は二通りの処理が考えられる。一つは、利得係数復号部２１０からバランスパラメータが過去の消失の影響を受けていない場合の処理であり、もう一つは、利得係数復号部２１０から出力されたバランスパラメータが過去の消失の影響を受けている場合の処理である。
【００７５】
バランスパラメータが過去の消失の影響を受けていない場合には、過去のバランスパラメータを使わずに、利得係数復号部２１０から出力されたバランスパラメータを使えばよいので、平滑化係数をゼロにして出力する。
【００７６】
また、バランスパラメータが過去の消失の影響を受けている場合には、過去のバランスパラメータから目標バランスパラメータ（ここでは、利得係数復号部２１０より出力されたバランスパラメータ）へと遷移するように補間する必要がある。このとき、利得係数復号部２１０からバランスパラメータが出力されないときと同様に、平滑化係数を決定してもよいし、消失の影響の強さに応じて平滑化係数を調整するようにしてもよい。
【００７７】
なお、消失の影響の強さは、ステレオ符号化データの消失度合い（連続消失数や頻度）から推定することができる。例えば、連続長期消失した場合に復号音声がモノラル化されているとする。その後、ステレオ符号化データを受信し、復号バランスパラメータを得ることができたとしても、そのパラメータをそのまま使うことは好ましくない。モノラル音声を突然ステレオ音声にすると、異音感や違和感を感じてしまう恐れがあるためである。一方、ステレオ符号化データの消失が１フレームのみである場合には、次のフレームで復号バランスパラメータをそのまま使っても聴感上問題は少ないと考えられる。このようにステレオ符号化データの消失度合いに応じて、過去のバランスパラメータと復号バランスパラメータとの補間を制御することは有用である。また、消失度合いの他に、ステレオ符号化が過去の値に依存する形態で行われるようなケースでは、聴感的な観点だけでなく復号バランスパラメータに残る誤差の伝播の影響を考慮した方が良い場合がある。この時は、誤差の伝播が無視できる程度まで平滑化を続ける等の考慮が必要になる場合がある。つまり、過去の消失の影響が強い場合には平滑化係数をさらに大きくするようにし、過去の消失の影響が弱い場合には平滑化係数をさらに小さくするように調整してもよい。
【００７８】
ここで、ステレオ符号化データの過去の消失の影響が残っているか否かの判定について説明する。最も簡単な方法は、最後の消失フレームから所定のフレーム数は影響が残っていると判定する方法がある。また、モノラル信号や左右両チャネルのエネルギーの絶対値や変動から消失の影響が残っているか否かを判定する方法がある。さらに、カウンターを用いて過去の消失の影響が残っているか否かを判定する方法がある。
【００７９】
このカウンターを用いた方法では、カウンターＣが安定状態を表す０を初期値とし、整数を用いてカウントする。バランスパラメータが出力されなかったときは、カウンターＣは２増加し、バランスパラメータが出力されたときは、カウンターＣは１減少する。つまり、カウンターＣの値が大きいほど過去の消失の影響を受けていると判定できる。例えば、３フレーム連続でバランスパラメータが出力されなかった場合にはカウンターＣは６になるので、６フレーム連続でバランスパラメータが出力されるまで、過去の消失の影響を受けていると判定できる。
【００８０】
このように、バランス係数補間部２６０は、ｎフレームピーク周波数とバランスパラメータとを用いて、平滑化係数を算出し、長期消失時のステレオからモノラルへの遷移速度、消失後のステレオ符号化データ受信時のモノラルからステレオへの遷移速度を制御することができるので、これらの遷移をスムーズに行うことができる。この遷移は、時間的に
相関性が高い周波数成分に着目しており、相関性が高い周波数成分を有する帯域のバランスパラメータを緩やかに遷移させ、それ以外の帯域のバランスパラメータは速やかに遷移させることにより、自然な遷移を実現することができる。
【００８１】
このように実施の形態３によれば、時間軸方向に相関性の高い周波数成分に着目し、相関性の高い周波数成分を有する帯域のバランスパラメータを目標バランスパラメータへ緩やかに遷移させ、それ以外の帯域のバランスパラメータを目標バランスパラメータへ速やかに遷移させることにより、ステレオ符号化データが長期間にわたって消失した場合でも、過去のバランスパラメータから目標バランスパラメータへと自然な遷移を実現することができる。また、長期間にわたって消失していたステレオ符号化データを受信できるようになった場合にも、バランスパラメータの自然な遷移を実現することができる。
【００８２】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【００８３】
なお、上記各実施の形態において、左チャネル、右チャネルをそれぞれＬチャネル、Ｒチャネルとしたが、これに限定されるものではなく、逆であってもよい。
【００８４】
また、モノラルピーク検出部２３０、Ｌチャネルピーク検出部２３１、Ｒチャネルピーク検出部２３２で、それぞれ予め決められた閾値βＭ、βＬ、βＲを示したが、これらは適応的に決めるようにしてもよい。例えば、検出するピーク本数を限定するように閾値を定めたり、最大振幅値の定率としたり、エネルギーから閾値を算出するようにしてもよい。また、例示した方法では、全帯域に渡って同一の方法でピーク検出しているが、帯域毎に閾値や処理を変更するようにしてもよい。また、モノラルピーク検出部２３０、Ｌチャネルピーク検出部２３１、Ｒチャネルピーク検出部２３２とチャネル毎に独立してピークを求める例で説明したが、Ｌチャネルピーク検出部２３１とＲチャネルピーク検出部２３２で検出するピーク成分が重ならないように検出するようにしてもよい。モノラルピーク検出部２３０は、Ｌチャネルピーク検出部２３１、Ｒチャネルピーク検出部２３２で検出したピーク周波数近傍のみをピーク検出するようにしてもよい。また、Ｌチャネルピーク検出部２３１、Ｒチャネルピーク検出部２３２は、モノラルピーク検出部２３０で検出したピーク周波数近傍でのみピーク検出するようにしてもよい。
【００８５】
また、モノラルピーク検出部２３０、Ｌチャネルピーク検出部２３１、Ｒチャネルピーク検出部２３２では、各々でピークを検出する構成で説明したが、処理量削減のために連携してピーク検出をするようにしても良い。例えば、モノラルピーク検出部２３０で検出したピーク情報をＬチャネルピーク検出部２３１、Ｒチャネルピーク検出部２３２に入力する。Ｌチャネルピーク検出部２３１、Ｒチャネルピーク検出部２３２においては、入力されたピーク成分近傍のみを対象としてピーク検出をするようにしても良い。その逆の組み合わせでももちろん良い。
【００８６】
また、ピーク選択部２３３において、γを予め定められた定数としたが、これを適応的に決めてもよい。例えば、低周波数側ほどγを大きくしたり、振幅が大きい程γを大きくしたりするようにしてもよい。また、高周波側と低周波側でγを違う値にして非対称な範囲としてもよい。
【００８７】
また、ピーク選択部２３３において、Ｌ，Ｒ両チャネルのピーク成分が極端に近い場合（重なる場合を含む）は、左右に偏ったエネルギーがあると判断しづらいため、両ピークを除外するようにしてもよい。
【００８８】
また、ピークトレース部２３４の動作を説明する際に、モノラル信号のピーク成分を順に全てチェックする説明を行ったが、選択ピーク情報を順にチェックするようにしてもよ
い。また、ηを予め定められた定数としたが、適応的に決めてもよい。例えば、低周波数側ほどηを大きくしたり、振幅が大きい程ηを大きくしたりしてもよい。また、高周波側と低周波側でηを違う値にして非対称な範囲としてもよい。
【００８９】
また、ピークトレース部２３４において、過去１フレームのＬ，Ｒ両チャネルのピーク成分と現フレームのモノラル信号のピーク成分とで時間的連続性の高いピーク成分を検出していたが、さらに過去のフレームのピーク成分を使うようにしてもよい。
【００９０】
また、ピークバランス係数算出部２２６において、ｎ−１フレームのＬ，Ｒ両チャネルの周波数信号からピークバランスパラメータを求める構成で説明したが、ｎ−１フレームのモノラル信号を合わせて使うように別の情報を使って求めるようにしてもよい。
【００９１】
また、ピークバランス係数算出部２２６では、周波数ｉにおけるバランスパラメータを算出する際に、周波数ｊを中心とする範囲を用いたが、必ずしも周波数ｊを中心とする必要は無い。例えば、周波数ｊを含む範囲で周波数ｉを中心とする範囲であってもよい。
【００９２】
また、バランス係数記憶部２２１は、過去のバランスパラメータを記憶し、そのまま出力する構成としたが、過去のバランスパラメータを周波数軸方向に平滑化や平均化したものを用いるようにしてもよい。帯域で平均的なバランスパラメータとなるように直接過去のＬ，Ｒ両チャネルの周波数成分から算出するようにしてもよい。
【００９３】
なお、実施の形態２における目標バランス係数記憶部２４３、実施の形態３における目標バランス係数算出部２６１において、予め決められたバランスパラメータとしてモノラル化を意味する値を例示しているが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、片方のチャネルのみに出力するようにしてもよく、用途に適した値にすればよい。また、説明を簡略化するため、予め決められた定数としたが、動的に決めるようにしてもよい。例えば、左右チャネルのエネルギーのバランス比を長期平滑化しておき、その比に従うように目標バランスパラメータを決めるようにしてもよい。このように動的に目標バランスパラメータを算出することにより、チャネル間でエネルギーの偏りが継続的かつ安定的にある場合にはより自然な補償をすることが期待できる。
【００９４】
なお、上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
【００９５】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００９６】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【００９７】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【００９８】
２００９年１月１３日出願の特願２００９−００４８４０の日本出願、及び、２００９年３月２６日出願の特願２００９−０７６７５２の日本出願に含まれる明細書、図面及び
要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、符号化された音響信号を復号する音響信号復号装置に用いるに好適である。
【図１】
0005468020.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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