(57)【要約】過渡検出器は、過渡期を検出するために特別なラウドスピーカー信号がないラウドスピーカーを介して放たれるために適しているアンビエンス信号を生成するために提供される。合成信号生成器は、一方では過渡条件を他方では合成信号のための連続条件を満たす合成信号を生成する。そして、信号置換器は、サラウンドチャンネルのためのアンビエンス信号を得るために合成信号で検査信号の部分を置換する。【選択図】図１
2009533910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
適切なラウドスピーカー信号がないラウドスピーカー（Ｌｓ、Ｒｓ）を介して放たれるために適しているアンビエンス信号を生成するための装置であって、
検査信号が過渡領域（２２）を含む過渡期（２０）を検出するための過渡検出器（１１）、
前記過渡期（２０）に対して合成信号を生成するための合成信号生成器（１２）であって、前記合成信号生成器（１２）は、前記過渡期（２０）において前記検査信号よりもフラットな時間的経過と前記検査信号の前または後の部分の強度から所定の閾値よりも小さくそれる強度とを含む合成信号を生成するように実装される、合成信号生成器、および
前記アンビエンス信号を得るために前記過渡期において前記検査信号を前記合成信号で置換するための信号置換器（１４）を含む、装置。
【請求項２】
オーバーラップまたは非オーバーラップのやり方において時間離散サンプルの後のブロックを処理するためにブロック処理するように実装される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記過渡検出器（１１）は、ブロックの強度値が前または後の強度値から所定の過渡閾値よりも大きく異なる場合に、後のブロックに対して強度値を計算しさらに過渡期（２０）を検出するように実装される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記合成信号生成器（１２）は、前記過渡期（２０）においてブロックに対して、それらの強度が前または後のブロックの前記強度またはトランジェントから前記所定の閾値よりも小さく異なるように前記ブロックの短期スペクトルを表す複数のスペクトル値を、制限するように実装される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記合成信号生成器（１２）は、それらのフェーズまたはサインに関して前記過渡期（２０）を含む前記ブロックの短期スペクトルを表す複合スペクトル値をランダム化するように実装される、請求項３または請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記合成信号生成器（１２）は、予測スペクトルを得るために周波数にわたって予測処理（５１）を実行するように実装され、その関連する時間信号は、前記周波数にわたる前記予測処理の前にスペクトルに関連付けられる時間信号よりもフラットな時間的経過を含む、請求項３または請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記過渡検出器（１１）は、前記検査信号のブロックに対して高周波数成分を計算する（６１）ように実装され、
前記過渡検出器（１１）は、重み付けられた高周波数（ＨＦ）成分をトランジェントなしで複数の前または後のブロックにわたって浮動平均値と比較する（７３）ように実施され、
前記過渡検出器（１１）は、現在のブロックの前記ＨＦ成分が前記浮動平均値を閾値（ｃ）よりも大きく超える場合に、ブロックに対してトランジェントを検出するように実装される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記過渡検出器は、前記浮動平均値の計算のタイプに応じて選択され、履歴が前記浮動平均値により強い影響を与えるものにより近く、さらに履歴が前記浮動平均値に比較的により小さい影響を与えるものからより遠い閾値を用いるように実装される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記合成信号生成器は、複数のブロックの短期スペクトルのスペクトル値ごとに対して、平均値スペクトルを得るために前記複数のブロックの対応するスペクトル値を用いて平均値を計算し、
スペクトル値に対して、スペクトル値に対して異なり最大偏差（Δmax）よりも小さい偏差を計算し、さらに
処理スペクトルを得るために前記偏差および前記平均値スペクトル値を加えるように実装される、請求項７または請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記合成信号生成器（１２）は、前記過渡期の前または後に前記検査信号の信号部分から、その時間的経過を平滑化の後に前記過渡期において前記検査信号から、または、平滑化の後に前記検査信号の前記信号部分および前記検査信号の組合せから、前記合成信号を計算するように実施される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記合成信号生成器（１２）は、前記過渡期の前または後に前記検査信号の信号部分をコピーするように実装される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記合成信号生成器（１２）は、所定のドメインにおいて、前記過渡期の外側で前記検査信号から導き出される外挿されたスペクトル値をランダム化するように実装される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記合成信号生成器（１２）は、前記過渡期が所定の時間よりも長い期間を有する場合に、前記所定の期間よりも後の時間に対して、合成信号値を前記検査信号の信号値に混合するように実装される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記信号置換器（１４）は、クロスフェード機能に従って前記過渡期の前の部分から前記過渡期にクロスフェードし、または、クロスフェード機能に従って前記過渡期から前記過渡期の後の部分にクロスフェードするように実装される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記合成信号生成器（１２）は、スペクトル値を有する前記合成信号の短期スペクトルを計算し（４０、４１、４２）、
前記短期スペクトルを、前記合成信号（４４）を表す時間的表現に変換する（４３）ように実装される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記合成信号生成器（１２）は、サブバンド信号を有する前記合成信号の短期スペクトルを計算し（４０、４１、４２）、さらに
サブバンド信号を有する前記短期スペクトルを、前記合成信号を表す（４３）時間的表現に変換するように実装される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
前記合成信号生成器（１２）は、前記所定の閾値が２のファクタより小さいかそれに等しいように、前記合成信号を生成するように実装される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記合成信号生成器（１２）は、全てのスペクトルに対してバンド選択プリセット閾値または単一の閾値を用いるように実装される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
前記検査信号を抽出するために左チャンネル信号および右チャンネル信号を処理するための抽出手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
送られるステレオまたはモノラル信号から左チャンネル、右チャンネルおよびの中央チャンネルを生成するための２対３ミキサー（８２）をさらに含み、さらに
前記合成信号生成器（１２）は、後方左チャンネルおよび後方右チャンネルに対して同じアンビエンス信号を提供し、または、前記後方左チャンネルおよび前記後方右チャンネルが前記アンビエンス信号の異なった拡大縮小されたバージョンを受信することができるように前記検査信号を拡大縮小し、または、２つのサラウンドチャンネルに対して２つの特別なアンビエンス信号を計算するように実装される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
適切なラウドスピーカー信号がないラウドスピーカー（Ｌｓ、Ｒｓ）を介して放たれるために適しているアンビエンス信号を生成するための方法であって、
検査信号が過渡領域（２２）を含む過渡期（２０）を検出するステップ（１１）、
前記過渡期（２０）に合成信号を生成するステップ（１２）であって、合成信号生成器（１２）は、前記過渡期（２０）において前記検査信号よりもフラットな時間的経過と前記検査信号の前または後の部分の強度から所定の閾値よりも小さくそれる強度とを含む合成信号を生成するように実装される、ステップ、および
前記アンビエンス信号を得るために前記過渡期（２０）において前記検査信号を前記合成信号で置換するステップ（１４）を含む、方法。
【請求項２２】
コンピュータ上で実行されるときに、請求項２１に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号処理に関し、特に、特別なラウドスピーカー信号が送られないマルチチャンネルシナリオにおいてラウドスピーカーのためのアンビエンス信号を生成する概念に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチチャンネルオーディオマテリアルは、人気が増加している。これは、多くのエンドユーザーが現在マルチチャンネル再生システムを所有しているという結果をもたらしている。これは、主に、ＤＶＤの人気が増加し、ＤＶＤの多くのユーザーが現在５．１マルチチャンネル装置を所有しているという事実によるものと考えられる。この種の再生システムは、一般に、ユーザーの前方に典型的に配置される３つのラウドスピーカーＬ（左）、Ｃ（中央）およびＲ（右）と、ユーザーの後方に配置される２つのラウドスピーカーＬｓおよびＲｓと、低周波効果チャンネルまたはサブウーファとも呼ばれる典型的に１つのＬＦＥチャンネルとを含む。そのようなチャンネルシナリオは、図１０および図１１に示される。ユーザーに関してラウドスピーカーＬ、Ｃ、Ｒ、Ｌｓ、Ｒｓの位置決めは、ユーザーが可能な限り最高の聴覚印象を受けるために、図１０および図１１に示されるように実行されるが、（図１０および図１１に示されない）ＬＦＥチャンネルの位置決めは、耳がそのような低周波で位置を特定することができないので、それほど重要ではなく、そのため、ＬＦＥチャンネルは、そのかなりの大きさによりかく乱効果を起こさない場所に配置することができる。
【０００３】
そのようなマルチチャンネルシステムは、図９に例示されるように２つのチャンネル再生である典型的なステレオ再生と比較していくつかの利点を生じる。
【０００４】
最適な中央聴覚位置の外側では、中央チャンネルのため、「フロントイメージ（ｆｒｏｎｔ  ｉｍａｇｅ）」とも呼ばれる前方の聴覚印象の安定性を改善する結果となる。このように、「スイートスポット（ｓｗｅｅｔ−ｓｐｏｔ）」をより大きくする結果となり、「スイートスポット」は最適な聴覚位置を表している。
【０００５】
さらに、２つの後方のラウドスピーカーＬｓおよびＲｓのため、リスナーは、オーディオシーンを「深く探求すること（ｄｅｌｖｉｎｇ  ｉｎｔｏ）」の改善された感覚を得る。
【０００６】
それにもかかわらず、ユーザーの所有においてまたは一般的に利用することができる膨大な量のオーディオマテリアルがあり、それは、２つのチャンネル、すなわち左チャンネルおよび右チャンネルを有するだけであるステレオマテリアルとして存在するだけである。この種のステレオ曲の典型的なサウンドキャリアは、コンパクトディスクである。
【０００７】
５．１マルチチャンネル音声装置を介してそのようなステレオマテリアルを再生するために、国際電気通信連合に従って推奨される２つのオプションがある。
【０００８】
第１のオプションは、マルチチャンネル再生システムの左右のラウドスピーカーを介して、左右のチャンネルを再生することである。しかしながら、この解決策は、すでに存在している複数のラウドスピーカーが用いられない、すなわち存在している中央のラウドスピーカーおよび２つの後方のラウドスピーカーが有利なやり方で用いられないという点で不利である。
【０００９】
他のオプションは、マルチチャンネル信号を形成するために、２つのチャンネルを変換することである。これは、再生の間または特別な前処理によって行うことができ、例示のようにすでに存在している５．１再生システムの全ての６つのラウドスピーカーの有利な使用をさせ、ひいては、２チャンネルから５および／または６チャンネルへのアップミキシングがエラーなしで実行される場合に、改善された聴覚印象をもたらす。
【００１０】
第２のオプションのときに、すなわちマルチチャンネルシステムの全てのラウドスピーカーを用いることは、アップミキシングエラーが発生しない場合に、第１の解決策と比較して有利である。この種のアップミキシングエラーは、アンビエンス信号としても知られている後方のラウドスピーカーのための信号がエラーのないやり方で発生されない場合に、特に防ぐことができる。
【００１１】
このいわゆるアップミキシングプロセスを実行する方法は、キーワード「直接アンビエンス概念（ｄｉｒｅｃｔ  ａｍｂｉｅｎｃｅ  ｃｏｎｃｅｐｔ）」で知られている。直接音源は、それらが元の２チャンネルバージョンと同じ位置でユーザーによって知覚されるように、存在する３つの前方のチャンネルによって再生される。元の２チャンネルバージョンは、さまざまなドラム楽器の例を用いて図９に概略的に示される。
【００１２】
図１０は、全ての元の音源、すなわちドラム楽器が３つの前方のラウドスピーカーＬ、ＣおよびＲによって再生される概念のアップミックスバージョンを示し、そこにおいて、さらに特別なアンビエンス信号が２つの後方のラウドスピーカーによって出力される。このようにターム「直接音源（ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｓｏｕｎｄ  ｓｏｕｒｃｅ）」は、ドラム楽器を用いて図９に概略的に例示されるように、例えば、ドラム楽器または他の楽器、あるいは一般的に、特別なオーディオオブジェクトのように、ディスクリートな音源から直接的に到来しているだけのトーンを表すために用いられる。例えば壁面反射によるようなさらなるサウンドも、そのような直接音源に存在しない。このシナリオにおいて、図１０に２つの後方のラウドスピーカーＬｓ、Ｒｓによって放たれるサウンド信号は、元の記録に存在しまたは存在しないアンビエンス信号だけを含む。この種のアンビエンス信号は、単一の音源に属さないが、記録の室内音響の再生に貢献し、ひいては、リスナーによっていわゆる「深く探求すること」の感覚をもたらす。
【００１３】
「バンドの（ｉｎ−ｔｈｅ−ｂａｎｄ）」概念と呼ばれる他の概念は、図１１において概略的に示される。あらゆるタイプのサウンド、すなわち直接音源およびアンビエンスタイプのトーンの全ては、リスナーの周囲に配置される。トーンの位置は、図１１に例示されるように、その特性（直接音源またはアンビエンスタイプのトーン）から独立し、アルゴリズムの詳細設計にだけ依存する。このように、アップミックスアルゴリズムによって図１１において２つの楽器１１００および１１０２がリスナーに関して横に配置されると決定されるが、２つの楽器１１０４および１１０６はユーザーの前方に配置される。この結果は、２つの後方のラウドスピーカーＬｓ、Ｒｓが、同じ楽器が全てユーザーの前方に配置される図１０の場合のように、アンビエンスタイプのトーンだけでなく、２つの楽器１１００および１１０２の部分も含む。
【００１４】
専門家発表「Ｃ．アベンダノ（Ａｖｅｎｄａｎｏ）およびＪ．Ｍ．ヨット（Ｊｏｔ）の「マルチチャンネルオーディオミックスアップのためのステレオ信号からアンビエンスの抽出および合成（Ａｍｂｉｅｎｃｅ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｆｒｏｍ  Ｓｔｅｒｅｏ  Ｓｉｇｎａｌｓ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ  Ａｕｄｉｏ  Ｍｉｘｕｐ）」、音響音声信号処理に関するＩＥＥＥインターナショナル会議、ＩＣＡＳＳＰ０２、フロリダ州、オーランド、２００２年５月」は、ステレオ音声信号においてアンビエンス情報を認識しさらに抽出するための周波数ドメイン技術を開示している。この概念は、主にアンビエンス成分を含むステレオ信号において時間周波数領域を決定することを可能にする、インターチャンネルコヒーレンスおよび非線形マッピング機能を計算することに基づいている。そして、アンビエンス信号は、マルチチャンネル再生システムの後方のチャンネルまたは「サラウンド」チャンネルＬｓ、Ｒｓ（図１０および図１１）を記憶するために合成されて用いられる。
【００１５】
専門家発表「Ｒ．イルワン（Ｉｒｗａｎ）およびロナルド  Ｍ  アーツ（Ａａｒｔｓ）の「ステレオをマルチチャンネルサウンドに変換する方法（Ａ  ｍｅｔｈｏｄ  ｔｏ  ｃｏｎｖｅｒｔ  ｓｔｅｒｅｏ  ｔｏ  ｍｕｌｔｉ−ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｏｕｎｄ）」、ＡＥＳ第１９回国際会議のプロシーディング、ドイツ、シュロス  エルマウ、２００１年６月２１日〜２４日、１３９−１４３頁」に、ステレオ信号をマルチチャンネル信号に変換するための方法が開示されている。サラウンドチャンネルのための信号は、相互相関技術を用いて計算される。主成分分析（ＰＣＡ）は、主要な信号の方向を示しているベクトルを計算するために用いられる。そして、このベクトルは、３つの前方のチャンネルを生成するために、２チャンネル表現から３チャンネル表現にマップされる。
【００１６】
専門家発表「Ｇ．ソーロドル（Ｓｏｕｌｏｄｒｅ）の「アンビエンスに基づくアップミキシング（Ａｍｂｉｅｎｃｅ−Ｂａｓｅｄ  Ｕｐ−ｍｉｘｉｎｇ）」、ワークショップ「サラウンドサウンドの空間符号化（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｃｏｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｓｕｒｒｏｕｎｄ  Ｓｏｕｎｄ）：プログレスレポート」、第１１７回ＡＥＳコンベンション、米国、カリファルニア州、サンフランシスコ、２００４年」は、ステレオ信号からマルチチャネル信号を生成するシステムを開示している。信号は、いわゆる個々のソースストリームおよびアンビエンスストリームに分解される。これらのストリームに基づいて、いわゆる「エステティックスのプロセッサ（ｅｓｔｈｅｔｉｃｓ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）」は、マルチチャンネル出力信号を合成する。
【００１７】
さまざまなやり方において知られている全ての技術は、元のステレオ信号からアンビエンス信号を抽出しようとするかまたはノイズおよび／またはさらなる情報からそれを合成しようと試みるが、そこにおいて、ステレオ信号にない情報が、アンビエンス信号を合成するために用いられる。しかしながら、結局、それはステレオ信号から情報を抽出しおよび／または情報を再生シナリオに送ることに関するすべてであり、その情報は明確に存在しないが、その理由は、典型的には２チャンネルステレオ信号だけ、さらに、おそらくは、さらなる情報および／またはメタ情報が利用できるからである。
【００１８】
その観点から、そのようなアンビエンス信号の抽出または部分抽出および部分合成は、ユーザーが前方からすなわち左チャンネル、中央チャンネルおよび右チャンネルから直接的に到来するように認識する音源からの情報がアンビエンスチャンネルに含まれた場合に、ユーザーがそれを邪魔なものであると感じるので、リスクを伴う問題である。このために、アンビエンス信号の生成は、ユーザーが邪魔なものであると感じるアーチファクトが生成されないことを確実にするために、非常に「守勢的（ｄｅｆｅｎｓｉｖｅ）」なものとされる。アンビエンス信号を生成する場合にあまりに守勢的に作用する他の極端な場合は、抽出されるために非常にかすかであるかほとんど知覚できないアンビエンス信号であるか、または、アンビエンス信号は、ノイズだけを含むが、アンビエンス信号が聴覚の満足に非常にわずかに貢献するようにそれ以上特別な情報を含まず、この場合完全に実際に除かれる。
【００１９】
一方では、通常のノイズを超える情報を含むアンビエンス信号が生成されるが、そのアンビエンス信号が可聴アーチファクトをもたらさないこと、すなわち可聴性および情報コンテンツ間の適切な措置が維持されなければならないことは、アンビエンス信号を生成する場合に問題になる。
【００２０】
【非特許文献１】Ｃ．アベンダノ（Ａｖｅｎｄａｎｏ）およびＪ．Ｍ．ヨット（Ｊｏｔ）の「マルチチャンネルオーディオミックスアップのためのステレオ信号からアンビエンスの抽出および合成（Ａｍｂｉｅｎｃｅ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｆｒｏｍ  Ｓｔｅｒｅｏ  Ｓｉｇｎａｌｓ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ  Ａｕｄｉｏ  Ｍｉｘｕｐ）」、音響音声信号処理に関するＩＥＥＥインターナショナル会議、ＩＣＡＳＳＰ０２、フロリダ州、オーランド、２００２年５月
【非特許文献２】Ｒ．イルワン（Ｉｒｗａｎ）およびロナルド  Ｍ  アーツ（Ａａｒｔｓ）の「ステレオをマルチチャンネルサウンドに変換する方法（Ａ  ｍｅｔｈｏｄ  ｔｏ  ｃｏｎｖｅｒｔ  ｓｔｅｒｅｏ  ｔｏ  ｍｕｌｔｉ−ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｏｕｎｄ）」、ＡＥＳ第１９回国際会議のプロシーディング、ドイツ、シュロス  エルマウ、２００１年６月２１日〜２４日、１３９−１４３頁」
【非特許文献３】Ｇ．ソーロドル（Ｓｏｕｌｏｄｒｅ）の「アンビエンスに基づくアップミキシング（Ａｍｂｉｅｎｃｅ−Ｂａｓｅｄ  Ｕｐ−ｍｉｘｉｎｇ）」、ワークショップ「サラウンドサウンドの空間符号化（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｃｏｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｓｕｒｒｏｕｎｄ  Ｓｏｕｎｄ）：プログレスレポート」、第１１７回ＡＥＳコンベンション、米国、カリファルニア州、サンフランシスコ、２００４年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の目的は、可聴アーチファクトが低減されるアンビエンス信号を生成するための概念を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この目的は、請求項１に記載のアンビエンス信号を生成するための装置、請求項２１に記載のアンビエンス信号を生成するための方法または請求項２２に記載のコンピュータプログラムによって達成される。
【００２３】
本発明は、リスナーによってアンビエンス信号において最も負のものとして知覚されるアーチファクトが、彼または彼女が音源を前方から到来するものとして知覚しているけれども、後方のラウドスピーカーにおいて直接音源があると思っているリスナーをもたらしているアーチファクトであるという知見に基づく。直接音源を知覚するための特性は、過渡プロセス、すなわち、音のかすかな状態から大きい状態へまたは音の大きい状態からかすかな状態への変更閾値を超える（急速な）変化に関する、および／または、特別なバンドにおいて特に特定時間の範囲内のトップバンドにおいて変更閾値を超えるエネルギーにおいて（強い）増加に関する、時間信号における信号微細構造である。
【００２４】
この種の過渡プロセスは、例えば、楽器の開始またはドラム楽器をたたくことまたはゆっくり消えて行かないくて急に止められるトーンの終端である。リスナーは、本発明に従って、アンビエンスラウドスピーカーが、トランジェントを含んでいないかまたはトランジェントを強く減衰した創造的に生成されたアンビエンス信号を提供するように、アンビエンス信号から除去される直接音源の特性のような過渡プロセスを知覚する。
【００２５】
本発明によれば、アンビエンス信号においてトランジェントを抑制することがあまり大きな振幅変調をもたらさないことが確実にされる。振幅すなわちサウンド強度においてトランジェントがないすなわち過渡閾値よりも小さいが特定の変動閾値を超える変動は、そのような振幅変動がアンビエンス信号においてトランジェントの簡単な除去により結果としてなった場合に、ユーザーによって邪魔なものとして認められ、さらに、リスナーによってアーチファクトまたはエラーとして認められることが本発明によって見出された。
【００２６】
本発明によれば、検査信号において、過渡領域が検査信号に存在する過渡期が検出される。その後、合成信号生成器を用いて合成信号が過渡期に生成され、その生成器は、それが過渡領域において検査信号よりもフラットな時間的経過を有するように合成信号を生成するように実装され、合成信号生成器は、それが検査信号の前または後の部分の強度に関して所定の閾値よりも小さく異なるように合成信号を生成するようにさらに実装される。そして、生成された合成信号は、アンビエンス信号を得るために、過渡期において検査信号の代わりに信号置換器によって用いられる。
【００２７】
このように、２チャンネルステレオ入力信号からのアンビエンス信号タイプ信号の抽出は本発明によって改善され、または、例えば、すでに抽出された生のアンビエンス信号である存在している信号の後処理が実行される。第１の場合において、検査信号は、実際の２チャンネルステレオ信号および／または２チャンネル信号の１つのそれぞれのチャンネルであるが、第２の場合において、検査信号は、抽出されたアンビエンス信号または事前に合成されたアンビエンス信号である。このように、本発明の概念は、特に「直接アンビエンス概念（ｄｉｒｅｃｔ  ａｍｂｉｅｎｃｅ  ｃｏｎｃｅｐｔ）」としても示したアップミックス概念に役立つ。また、本発明の概念は、「バンドの（ｉｎ−ｔｈｅ−ｂａｎｄ）」概念のための利点があり、それは、この場合も、一方ではどんな邪魔になるアーチファクトも有しないが、他方ではユーザーがアンビエンス信号で得るところがある十分な情報をまだ含んでいる、改善されたアンビエンス信号をもたらす。
【００２８】
本発明のアンビエンス信号生成には、アンビエンス信号が直接音源からの関連部分を有しない結果があり、そこにおいて、特に、トランジェントが含まれないおよび／またはトランジェントが非常に強く減衰した形式でだけ含まれる。さもなければ、リスナーは、彼自身または彼女自身の後方で直接音源を知覚し、それは、典型的に前方から音源を知覚するだけであるユーザーの経験と対立する。
【００２９】
さらに、本発明の概念は、例えば、トランジェントが簡単に完全に除去される場合に得られる中断アンビエンスタイプトーンが、不快なものとしてまたはアップミックスプロセスにおいてエラーとしてユーザーによって知覚されるので、アンビエンス信号が連続非中断拡散トーン信号であることを確実にする。
【００３０】
本発明の好適な実施態様において、後方のチャンネルのためのアンビエンスタイプ信号は、直接アンビエンスタイプアップミックスプロセスを達成するために、ステレオ信号から抽出される。これを達成するために、無相関信号成分だけが例に用いられ、または、簡単な解決策として、元の左右のチャンネル間の差が単に用いられる。後方のチャンネルがこのように生成される場合、それらは、直接音源の過渡タイプ成分をしばしば含む。これらのトランジェントは、例えば音符の始まりまたは打楽器のパートのようなトーンでありえる。直接音源（それにはトランジェントが典型的に属する）がリスナーの前方に配置されるとともに、リスナーの後方にあるものとして知覚されるトランジェントが、直接音源の位置を特定することに負の影響を及ぼす。このように、直接音源は、元のものより広く思われ、または、さらに有害でさえあるユーザーの後方の独立した直接音源として知覚され、そこにおいて、両方の影響は、特に直接アンビエンス概念にとって非常に好ましくない。
【００３１】
本発明によれば、過渡期に制限された強度変動を許可するだけのことによって、これらの問題には、アンビエンスタイプ信号においてトランジェントを抑制することおよび残りの信号に関してこの抑制の影響を最小化すること、すなわち信号の連続性を維持することによって対処される。
【００３２】
本発明の好適な実施形態において、過渡期に生成される信号は、信号置換器によって用いられる前に、過渡期においてもともと存在する信号と混合され、それは、例えば、オーバーラップ処理によって達成される。その代わりにまたは付加的に、クロスフェージングは、過渡期の前の信号から過渡期における信号までクロスフェージング領域においてゆっくりクロスフェージングを実行するために、または、過渡期からそれをゆっくりフェードアウトするために、過渡期のエッジで不連続性を抑制しまたは少なくとも低減するように実行することができる。
【００３３】
特に、どんなトランジェントも検出されない場合に、過渡期から元の信号までのフェードアウトは、アーチファクトのない聴覚印象のために好ましいが、その理由は、アーチファクトによって損なわれない検査信号がある場合に、合成信号から元の検査信号への移行によってパチパチと音をたてたり同様の影響が生成されたりしないことが確実にされるからである。
【００３４】
本発明のさらなる好適な実施形態において、周波数ドメインにおいて過渡期における信号の操作は、スペクトル値のサインまたはさらに一般的に言えばスペクトル値のフェーズをランダム化することによって実行され、それは、必然的に、周波数ドメインにおいて操作されるこの信号の時間的微細構造の平滑化をもたらす。さらなるスペクトル処理は、スペクトル値の周波数に関して予測を作り、そして、予測スペクトル値を合成信号のスペクトル値として用いるが、その理由は、周波数に関する予測が対応する時間信号の平滑化をもたらすからである。
【００３５】
同時に維持しまたはわずかに影響を与えるだけの場合にトランジェントを抑制するためには、過渡期の強度を最大でも+／−５０％だけ変えること、すなわち１つのブロックから次の１つのものまでスペクトル値の変動を制限することが好ましく、この制限は、全体的にすなわち全てのスペクトル値に対して同等に行われるか、選択的にすなわち特に大きい変動を含む特定のスペクトル値に対してだけ行われる。
【００３６】
本発明の好適な実施形態が添付図面を参照して以下に詳細に説明され、これらの図面としては：
図１は、アンビエンス信号を生成するための本発明のブロック回路図であり、
図２ａは、非オーバーラップブロックを有するがクロスフェージング領域を有するブロック処理の概略図であり、
図２ｂは、オーバーラップブロックを有する合成信号生成の概略図であり、
図３は、図２ａまたは図２ｂに用いられるフェードイン機能およびフェードアウト機能を有するクロスフェージングの特別な実施を示し、
図４は、周波数ドメインにおける処理を含む好適な実施のブロック回路図であり、
図５ａは、周波数ドメイン処理の代わりの実施を示し、
図５ｂは、他の代わりの周波数ドメイン処理を示し、
図５ｃは、強度に基づく処理の好適な実施を示し、
図６は、合成信号においてトーン領域を維持するための実施を示し、
図７は、高周波数成分ＨＦＣに基づく好適な実施形態のブロック回路図であり、
図８は、直接サウンドチャンネルＬ、Ｒ、Ｃを生成するためのさらなる機能性を有する本発明の装置の好適な実施を示し、
図９は、ステレオ再生シナリオを示し、
図１０は、全ての直接音源が前方のチャンネルによって再生されるマルチチャネル再生シナリオを示し、
図１１は、音源が後方のチャンネルによっても再生されるマルチチャンネル再生シナリオを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１は、特別なラウドスピーカー信号が送られないラウドスピーカーを介して放たれるために適しているアンビエンス信号１０を生成するための本発明の装置を示す。この種のラウドスピーカーは、図１０および図１１においてＬｓおよびＲｓで例示されるように、典型的に後方のラウドスピーカーまたはサラウンドラウドスピーカーである。
【００３８】
図１に示される装置は、検査信号が過渡領域を含む（図２において２０で示される）過渡期を検出するための過渡検出器１１を含む。過渡検出器のいくつかの実施がここで記載されているにもかかわらず、トランジェントを検出するためのその他の方法も、例えばＭＰＥＧ−４オーディオコーダにおいて見られるように用いることができると指摘され、短いウインドウから長いウインドウへの切替えは、過渡検出に基づいて実行される。音声信号処理の他の分野においても、時間信号のエンベロープの速くて強い変動を検出することが可能である過渡検出器が用いられる。検出されるべき大きさの典型的なオーダーは、１ミリ秒の期間において、エンベロープの大きさの１００％以上の変動に関するエンベロープの変動である。
【００３９】
過渡検出器１１は、両方の条件すなわち一方では過渡条件および他方では連続条件を満たしている合成信号１３を生成するために実装される合成信号生成器１２に結合される。過渡条件は、合成信号が過渡領域において検査信号よりフラットな時間的経過を有するということであるが、連続条件は、過渡領域において合成信号の強度が検査信号の前または後の部分の強度から予め設定された閾値よりも小さくそれるということである。好ましくは、閾値は、相対的な閾値であって値＝２．５であり、値＝１．５でも好ましい。これは、過渡領域において信号の強度が、検査信号の前の非過渡部分または後の非過渡部分の強度の最大でも１．５倍または０．６６倍であることを意味する。このように、トランジェント抑制が邪魔になる振幅変動および／または強度変動をもたらさないことが確実にされる。
【００４０】
閾値は、履歴値を用いて決定される８０％以下の信頼区間によって実現することもできる。
【００４１】
本発明のために使用される強度尺度は、サンプルの２乗または１つのブロックのスペクトル値の２乗を加えることによって得られるエネルギー、または、時間的ブロック長を考慮して得ることができる電力尺度、または、重み付けまたは非重み付けのやり方でバンドにおいてスペクトル値の大きさを加える尺度でさえも含み、そこにおいて、強度を示しているこの特別な尺度は、加算が行われるバンドが検査信号のより高い周波数バンドである場合に、または、一般により高い周波数がより低い周波数と比較してより強く重み付けられまたは最終結果により強い影響力を有する場合に、高周波数成分と呼ばれる。
【００４２】
そして、合成信号生成器は、アンビエンス信号１０を最終的に提供するために、元の検査信号の対応する領域の代わりに合成信号を用いる信号置換器１４によって用いられる合成信号を生成する。信号置換器１４は、図１に示すように、ライン１３を介して合成信号とは別に、ライン１５を介して検査信号を受信する。過渡検出器１１は、入力ライン１６を介して検査信号を受信し、さらに、ライン１８を介して合成信号生成器１２に提供される検査信号を用いて合成信号生成器１２が合成信号を生成するために、出力ライン１７を介して過渡情報を合成信号生成器１２に提供する。
【００４３】
本発明の特別な実施形態において、図２ａに示されるように非オーバーラップブロック処理、または、図２ｂに示されるようにオーバーラップブロック処理が用いられる。図２ａの非オーバーラップブロック処理において、検査信号２１は、好ましくは特別なブロック長を有する等長のブロックに分けられる。そして、過渡検出器は、過渡期２０においてトランジェント２２を検出する。このように、トランジェント２２は、図２ａの過渡期２０にあり、その結果は、過渡検出器１１が合成信号生成器１２に通信するその出力ライン１７を介して出力信号を提供し、それは合成信号を開始する。直接過渡期２０の前および後のブロックは、クロスフェージング領域２３においてクロスフェージングを除いてアンビエンス信号１０の対応する部分を表す一方、過渡期２０に対応する検査信号のブロックは、合成信号生成器によって合成され、そして、アンビエンス信号において検査信号の元のブロックの代わりに信号置換器１４によって用いられる。
【００４４】
後述するように、好適な実施態様において、検査信号のブロックは処理され、それは周波数ドメインにおいて行われる。これは、ブロック境界で合成信号が検査信号において前のブロックの最後のサンプルであるサンプルからかなり異なるサンプル値を有する結果となる。起こり得るこの種のブロック境界アーチファクトを除去するために、図２ａに示される実施形態において、例えば、生成される合成信号の最初のサンプルを、クロスフェージング機能に従って例えば図３におけるフェードイン機能に従って重み付けられる前のブロックの最後の１０個のサンプルに加えることによって、過渡期の前のブロックから過渡期の合成信号までクロスフェージングを実行することは好ましい。同時に、前のブロックの最後のサンプルは、図３のフェードアウト機能に従って、クロスフェージングを提供するために過渡期においてフェードイン機能に従って重み付けられる合成されたブロックの、最初のサンプルまたは最初のサンプルの後のサンプルに加えられる。対応して、同じ方法は、後のクロスフェージング領域に、すなわち過渡期から通過してトランジェントによって影響されないアンビエンス信号のブロックに戻る場合に適用される。
【００４５】
この種のブロック境界アーチファクトをさらに低減するために、オーバーラップ処理は、図２ｂに示されるように好ましい。図２ｂに示される実施形態において、過渡検出器は、円付き数字（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）によって表されるブロック領域を検出する。トランジェントは、２２で検出される。その結果、図２ａと比較して、トランジェントがブロック４およびブロック５の両方において位置２２で検出されるので、より長い過渡期２０がある。このように、図１の合成信号生成器１２は、ブロック４およびブロック５の両方に対して合成信号を生成する。３つの過渡期領域Ａ、Ｂ、Ｃの前のブロックに対して、検査信号は、トランジェントを有しなく、ひいては、アンビエンス信号に運ばれる一方、領域Ａ、Ｂ、Ｃは、図１の信号置換器１４によって、合成信号生成器によって生成される部分Ａ、Ｂ、Ｃで置換される。部分Ａは、トランジェントによって影響されない検査信号のブロック３の後半を、ブロック４に対して発生される合成信号の前半に加えることによって生成される。過渡期２０の第２の部分Ｂは、ブロック４に対して生成される合成信号の後半を、ブロック５に対して生成される合成信号の前半に加えることによって提供され、さらに、アンビエンス信号１０の対応する部分として信号置換器によって置換される。過渡期２０の第３の部分Ｃは、合成信号生成器によって生成されるブロック５の後半を、トランジェントによってもはや影響されないブロック６の前半に加えることによって提供され、さらに、信号置換器１４によってアンビエンス信号に書き込まれる。
【００４６】
図３に示されるフェードアウト機能は、後でさらに詳細に論じる。このように、このフェードアウト機能は、非オーバーラップブロックを有するブロック処理の場合に非合成ブロックから合成されたブロックへのソフトブロック移行を提供し、さらに、合成されたブロックから非合成ブロックへ戻るソフトブロック移行をさらに提供するために用いることができる。その代わりに、対応するクロスフェード機能は、特に合成信号がある特定数のブロックによって生成される場合に、元の検査信号に再び戻るクロスフェードに用いることもできる。合成信号が、外挿のため、検査信号からかなりドリフトするという確率があるので、特定の場合において検査信号に急に後戻りすることは、可聴アーチファクトをもたらす。このように、どんなトランジェントも検出されないブロックに対して、最後の合成されたブロックの９０％までおよび現在の検査ブロックの１０％までからなる合成信号を生成することによって、図３のフェードイン／フェードアウト機能に従って遅いクロスフェージングを実行することは好ましい。次のブロックにおいて、比率は８０％：２０％に変えられ、特定数のブロックの後、合成信号は完全にフェードアウトされ、さらに、トランジェントによって影響されない現在の検査信号は完全に再びフェードインされる。
【００４７】
その後、合成信号生成器１２の一部の好適な実施態様は、図４を参照して論じられる。このために、検査信号のブロックを表している時間信号は、変換または分析フィルタバンクを含む変換器４０によって、周波数ドメイン表現またはサブバンド表現に変換される。それから、スペクトル係数の形式のスペクトル表現またはサブバンド信号は、４１で示されるように、これがトランジェントが検出される時間信号のブロックである場合に、外挿されたスペクトル表現および／または外挿されたサブバンド信号に関する情報で置換される。その後、スペクトル表現は、可能な外挿によるさらなる情報を用い、基礎をなす信号の時間的経過が平滑化されるように、スペクトル値に影響する平滑器４２に供給される。フィルタバンクの場合には、この平滑器４２は、サブバンド信号の基礎をなしている信号の時間的経過が平滑化の前より平滑であるように、サブバンド信号に影響を与える。それから、ブロック４３において、時間ドメインへの逆変換が実行され、そこにおいて、逆変換または合成フィルタバンクは、ステージ４０の入力の時間信号より平滑な経過を有するが平滑化によって大幅に影響されないエネルギー量を有する時間信号４４に、最終的に到達するように用いられる。さらに、平滑化された時間信号４４のエネルギーが前の時間信号のエネルギーから閾値よりも大きく異ならないように、平滑化が実行される。
【００４８】
このように、本発明において、時間信号のエネルギーの全体のエネルギー操作が行われる。しかしながら、トランジェントだけは減衰されるが、トーンの部分は、連続しおよび／または過去から非過度信号を用いて予測によって過渡期において信号を合成することによって履歴から合成される。
【００４９】
しかしながら、エネルギーが、ランダム化の場合またはスペクトル予測においてのように、触れられない場合、より平滑な時間的経過が生成されるように、平滑化がブロックにわたってより均一に分配されるエネルギーをもたらすが、検査信号のサンプルのブロックのエネルギーを大幅に変えることがない。これは、ほとんどの場合に充分で、ユーザーが連続条件を常に満たしている検査信号を聞くことを確実にする。トランジェントがエネルギーにおいて相当な増加をもたらす場合にだけ、平滑化だけすなわちブロックにわたるエネルギーのより均一な分配である全ブロックの考慮は、もはや充分ではなく、制御信号クリッピングが実行される。
【００５０】
後方のチャンネルにおいて直接音源の位置を特定することを回避する周知の方法は、数ミリ秒間、後方のチャンネルを遅延させている。この解決策は、トランジェントを抑制する結果をもたらさないが、先行音効果を用いることによってトランジェントを「マスク」しようとする。先行音効果は、耳が音源をこの音源から最初に何かを聞くところであると仮定することであり、そこにおいて、この音源から聞こえるものは、非常によくより大きくてもよいかまたは異なった方向から到来してもよい。しかしながら、この解決策は、急激なトランジェントを有する非常に短いサウンドイベントがまだしばしば聞き取れ、それで、前方のラウドスピーカーおよび数ミリ秒後に後方のチャンネルによって、２度知覚され、不快な聴覚印象を引き起こしてしまうという不利な点がある。
【００５１】
例えばドルビープロロジックＩＩまたはロジック７（Ｄｏｌｂｙ  Ｐｒｏ  Ｌｏｇｉｃ  ＩＩまたはＬｏｇｉｃ  ７）のように市販のマトリクスデコーダは、マルチチャンネルサラウンドファイルにおいて前処理されていない２チャンネルステレオファイルをアップミキシングする能力のタスクのために直接設計されていないにもかかわらず、その能力を有する。これらのマトリクスデコーダは、しばしば後方のチャンネルにおいて過渡トーンを抑制することができず、トランジェントがないことおよび振幅および／または強度の連続性に対する要求を満たさない信号をもたらす。
【００５２】
しかしながら、トランジェントがあるチャンネル領域は、本発明によって検出され減衰される。しかしながら、これらの期間で全ての信号を単に減衰することは、アンビエンス信号の振幅変調をもたらし、不快なものとしてまたはアーチファクトとしてさえ知覚される。このように、これは、抽出されまたは処理されるアンビエンス信号の高品質な感覚を妨げる。この不快な振幅変調の影響を克服するために、本発明によるトランジェント抑制が、合成信号および／またはアンビエンス信号の連続性を妨げることなくできる。ここで、後方のチャンネルのためのマトリクスアップミキサによって達成されるように例えばアップミックスされた信号のような入力信号が用いられ、または、同様の特性および同様の応用分野を有する信号がトランジェントがあるかどうかを検出するために分析される。
【００５３】
トランジェントが検出される場合、現在処理されるブロックは、フラットな（トランジェントのない）時間的エンベロープを有する置換信号で置換される。この置換信号は、トランジェントのない前の信号部分によって生成され、若しくは、信号の時間的エンベロープおよび／または微細構造をよりフラットにする処理ステップによって現在処理されるブロックによって生成され、または、両方法の組合せによって生成される。
【００５４】
前の部分によって生成される置換信号は、例えば、信号の前のエネルギーレベルの外挿によって、または、信号の過渡領域のない前の信号部分をコピー／リピートすることによって生成される。
【００５５】
現在処理されるブロックに基づいて時間的微細構造または微細時間信号の「フラット化（ｆｌａｔｔｅｎｉｎｇ）」は、例えば、図５ａ、図５ｂまたは図５ｃを参照して後に説明される方法で実行することができる。
【００５６】
スペクトル係数の絶対値は、図５ｃに関連して後で説明されるように、外挿されたスペクトル係数またはその大きさの周囲に広がる制限された領域内でランダム化することができる。
【００５７】
その代わりにまたは付加的に、トランジェントがある処理されるブロックのスペクトル係数のフェーズおよび／またはサインは、ランダマイザ５０によってランダム化することができる。このために、考慮される検査信号のブロックの短期スペクトルが生成され、得られる複素スペクトル値が、スペクトル値のフェーズをランダム化するために大きさおよびフェーズに従って計算される。+／−１８０度のフェーズを分解できるだけである、すなわち、正および負のサインを有するスペクトル値を提供できるだけである変換が用いられる場合、サインは、対応する時間信号のよりフラットな時間的経過のランダム化されたフェーズ／サインを有する短期スペクトルを得るためにランダム化される。
【００５８】
このアプローチは、この過渡領域の基礎をなしている基本波およびそれぞれの高調波のフェーズが特別な比率にある場合に、時間信号において急変が可能であるという事実に基づく。フェーズのランダム化が達成される場合、スペクトル値によってマップされる個々のサイン発振のフェーズの特別な相互作用がもはやそこにないので、平滑化される過渡領域をもたらす。
【００５９】
その代わりの実施は、周波数にわたって短期スペクトルの予測を実行するように実装される予測器５１を用いて図５ｂに示される。そのような予測器は、Ｊ．ヘレ（Ｈｅｒｒｅ）、Ｊ．Ｄジョンストン（Ｊｏｈｎｓｔｏｎ）の「高周波数分解能を有する分析／合成フィルタバンクを用いるシステムにおいて時間および周波数構造の開発」、第１０３回ＡＥＳコンベンション、１９９７年、ニューヨーク、プレプリント４５１９に、説明されている。
【００６０】
また、関連した時間信号において過渡経過を有する短期スペクトルが生成される。典型的に、開ループ予測器を用いて、短期スペクトルの現在のスペクトル値は、前のまたは複数の前のスペクトル値によって予測され、そこにおいて、予測されたスペクトル値は、スペクトル残量値を得るために、実際のスペクトル値から減算される。周波数にわたる典型的な予測のスペクトル残量値は、関心があって、予測フィルタの係数とともに情報をもたらす値を表す一方、特定の予測フィルタは、創造的にプリセットされ、さらに、短期スペクトルのスペクトル値は、この予測フィルタを用いて予測されるスペクトル値で置換されるが、予測エラー信号がもはや用いられない。
【００６１】
しかしながら、得られる実際の不完全な予測スペクトル値は、元の短期スペクトルよりフラットな時間的経過を有するが、図１の合成信号生成器１２に関連して示されるように、過渡条件および連続条件の両方が満たされるように、ほぼ同じエネルギー量をまだ有する。予測フィルタの好適な簡素な実施は、現在のスペクトルラインのための予測値としてより低いインデックスを有するスペクトルラインの値を用いることである。
【００６２】
通常、外挿された信号は、長期外挿アーチファクトを回避するために急に切替える代わりに、特定された時間の後に元の信号でクロスフェードすることができる。
【００６３】
さらに、図６を参照して説明されるように、検出器６０によってトーン部分／バンドを検出し、さらに合成信号生成器によってそれに影響を与えないが、ブロック６１において行われる時間ドメインへの変換（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ）または変換（ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ）の後に、よりフラットな時間的経過を有するがトーンバンドすなわちトランジェントのない部分をまだ含む時間信号を変化していない形式で得るために、それをミキサ／コンバイナ６１においてトランジェントバンドの合成信号と組み合わせることは好ましい。
【００６４】
このように、例えば、スペクトルの部分にだけのトランジェントの期間の間に存在する入力信号において静止／トーンの周波数成分が検出され、さらに、過去の静止／トーンの信号成分の外挿および現在のブロックにおいて検出される静止／トーンの周波数成分を含む置換信号が生成される。
【００６５】
その後、潜在的なおよびもはや明確でない過渡検出器を用いる本発明の実施が図５ｃを参照して説明される。ブロックおよび前のブロックの強度を計算するための手段５３が図５ｃに示される。処理された信号ブロックの強度の尺度は、例えば、エネルギー若しくは高周波数成分（ＨＦＣ）、または、スペクトル値、時間サンプル、エネルギー、電力若しくは振幅に関連する信号の他の尺度に基づく他の尺度である。そして、強度が１つのブロックから次まで閾値を超えて増加するかどうかが手段５４で判定される。これが事実の場合、処理されるブロックのスペクトル値は制限され、それらの強度が前の信号ブロックの強度を特定の相対的なまたは絶対的な閾値よりも大きく超えず、少なくともトランジェントの全体の支配が低減される。この制限は、制限を求める要求が検出され、すなわちトランジェントを潜在的に検出する場合に、スペクトル値を個々にまたは全体的に制限するように実施される手段５５において実行される。個々の制限は、最大エネルギー増加までだけ増加しカットオフを超える、スペクトル値またはバンドのためのエネルギーおよびスペクトル値および／またはエネルギーバンドの増加を計算することである。
【００６６】
このようにスペクトル値を制限するための手段５５は、個々にまたは全体的にスペクトル値を制限し、そこにおいて、個々の制限は、閾値を超えて増加しているスペクトル値だけが制限され、好ましくはこの閾値に制限されるが、非常に大きく増加していない他のスペクトル値は影響されない。しかしながら、その代わりに、２つの強い増加が決定される場合、同じ絶対的なまたは相対的な尺度で全てのスペクトル値を制限することは、特定の場合においてより有利でおよび計算煩雑性に関してより容易である。
【００６７】
さらに、それは、後処理のための手段５６によって制限されたスペクトル値の後処理を実行することは好ましく、この後処理は、図５ａに記載されているようにランダム化でも、図５ｂに記載されているように予測でもよい。また、最初はトランジェントが検出されるブロックでランダム化および／または予測処理が実行されるように、手段５５および５６による処理の順序は、逆にされていてもよく、そこにおいて、ブロック５５における処理に従って強度限定だけが実行される。
【００６８】
図５ｃに関して、ブロックｔ／ｆが時間／周波数ドメイン変換５７を表すと指摘され、そこにおいて、時間から周波数ドメインへの変換は、この場合スペクトル表現がサブバンド信号からなるが個々のスペクトル成分からならないように、分析フィルタバンクによるフィルタリングでもよい。
【００６９】
その後、本発明の特に好適な実施形態は、図７を参照して論じられる。過渡検出器は、図１に１１で示されているように、この実施形態において、長期ＨＦＣを計算するための手段７２の下流のあらゆるブロックに対して高周波数成分（ＨＦＣ）を計算するための手段７１を含む。そして、コンパレータ７３は、トランジェントがあるかどうかを、または、トランジェントがある過渡期があるかどうかを検出する。特に、手段７１は、元の左信号および元の右信号のあらゆるブロックに対して重み付けられた高周波数成分（ＨＦＣ）を計算するように実装される。その代わりに、ＨＦＣは、あらゆる単一のチャンネルに対して計算することができる。ＨＦＣは、より低い周波数からより高い周波数への重み付けファクタの増加とともに、ブロックにおいて全ての周波数ラインの絶対値の重み付け合計である。ＨＦＣは、以下の通りに計算され、
ＨＦＣ  ＝  ｓｕｍ（ｘ（ｆ）・ｗ（ｆ））
そこにおいて、Ｘ（ｆ）は、特定の周波数のためのスペクトル係数であり、ｗ（ｆ）は、特定の周波数のための重み付けファクタである。
【００７０】
重み付けファクタがより低い周波数からより高い周波数へ増加する事実のため、ＨＦＣ値において、より高い周波数成分におけるエネルギーがより低い周波数成分におけるエネルギーと比較して重み付けられることが確実にされる。より高いスペクトル成分におけるエネルギーは、より低いスペクトル成分におけるエネルギーよりトランジェントのためのよりよいインデックスである。実施において、全てのスペクトル成分は、ＨＦＣを計算するために用いることができる。その代わりに、ＨＦＣの計算は、ＨＦＣを計算する場合により低いスペクトル係数が役割を果たさないように、スペクトルの中央領域において概ねある閾値から始まって実行されてもよい。
【００７１】
さらに、ＨＦＣ´とも呼ばれる長期ＨＦＣ平均値は、少なくとも３つおよび好ましくは５つの前のブロックにわたって計算される。現在のブロックにおけるＨＦＣが長期平均値ＨＦＣ´から一定ファクタｃより大きいファクタだけそれることが手段７３において判定される場合、１．０以上の数字が一定ファクタｃとして用いられ、トランジェントが検出される。閾値は、浮動平均値のタイプに依存する。浮動平均値は、履歴がより現在のブロックと比較してより強く重み付けられる平均値でありすなわちより遅い平均値であり、閾値は、履歴がより少ない度合で浮動平均値をエンターする場合においてより１に近い。ここで、閾値は、１からより遠くにある。
【００７２】
トランジェントが、手段７３によって平均値を計算するための手段７４に信号で送られるように検出される場合、例えば５つのブロックのように、定義された時間間隔にわたってあらゆる周波数ライン（スペクトル係数）過去の絶対値の平均値が計算される。さらに、外挿された絶対値のための予測信頼性区間Δmaxが計算される。外挿された絶対値は、この区間Δmax内でランダムに変動する。これを達成するために、図７において手段７５で示される方程式による計算が実行される。ＲＮは乱数を表し、Δmaxは信頼性区間を表し、ＳWは計算するための手段７５によって計算されるようにスペクトル値であり、さらに、ＳWmはブロック７４によって計算されるようにいくつかの前のブロックの平均値として生じるスペクトル値である。このように、手段７５は、以下の方程式を評価するために実装される：
ＳＷ  ＝  ＳＷm  ＋ＲＮ・Δmax
【００７３】
検出されたトランジェントが長すぎる場合に起こり得る反復影響を回避するために、一定の時間間隔が、例えば、元の信号が再び到達されなければならない現在存在する合成信号の３つのブロックを通過したときに、外挿された値は、元の値でクロスフェードされる。しかしながら、過渡期が３つのブロックより短い場合、クロスフェージングを実行しないことが好ましく、その理由は、外挿された信号がまだ元の信号からあまり遠くにドリフトしなかったと仮定することができるからである。クロスフェージングは、合成信号を得るために、図７において７６で示されるように、時間ドメインへの変換前にまたは好ましくは時間ドメインへの変換後に行われる。
【００７４】
一実施において、本発明の概念は、アンビエンス信号の抽出プロセスに組み込まれてもよく、または、本発明の処理の前に不要なトランジェントをまだ含むが既存のアンビエンス信号を用いて別の後処理ステップとして用いられてもよい。
【００７５】
本発明の処理ステップは、周波数ラインごとに周波数ドメインにおいて、または、サブバンドにおいて実行されてもよい。しかしながら、それらは、特定の周波数限界を典型的に超える周波数ドメインにおいてまたは時間ドメインにおいてだけ、または、時間ドメインおよび周波数ドメインの組合せにおいて、部分的に実行されてもよい。
【００７６】
図８は、アンビエンス信号を生成するための装置が左アンビエンスチャンネルの出力８０および右アンビエンスチャンネルの出力８１のためのアンビエンス信号を生成するように実装されるだけでない本発明の好適な実施形態を示す。さらに、本発明の装置は、図８に示されるように、左チャンネルＬ、右チャンネルＲ、中央チャンネルＣおよび好ましくはＬＦＥチャンネルのための信号を生成のためのアップミキサ８２を含む。過渡検出器１２、合成生成器１４および信号置換器１６の組合せとアップミキサ８２との両方には、デコーダ８４によって供給される。デコーダ８４は、出力側でモノラル信号またはステレオ信号８６を提供するためにビットストリーム８５を受信し処理するように実装される。ビットストリームは、ＭＰ３ビットストリームまたはＭＰ３ファイルであってもよく、または、それはＡＡＣファイルであってもよくまたはパラメータ的に符号化されたマルチチャンネル信号の表現であってもよい。このように、ビットストリーム８５は、例えば、左チャンネル、右チャンネルおよび中央チャンネルのパラメータ表現であってもよく、そこにおいて、送信チャンネルと第２および第３のチャンネルのためのいくつかの頭出しとが含まれ、この処理はＢＣＣマルチチャンネル処理から知られている。そして、デコーダ８４は、モノラルまたはステレオ信号を提供するだけでなく、２つのサラウンドチャンネルＬｓ、Ｒｓに関するデータを含まないが３チャンネル信号でさえも提供するＢＣＣデコーダである。一実施では、検査信号は、この場合にモノラル信号、ステレオ信号、または、マルチチャンネル信号でさえもあるが、それはサラウンドチャンネルＬｓ、Ｒｓのための特別なラウドスピーカー信号を含まない。
【００７７】
同じアンビエンス信号が両方のサラウンドチャンネルのために計算することができるか、または、特別な信号があらゆるサラウンドチャンネルのために計算することができると指摘される。最初の場合において、検査信号および／またはサラウンド信号は、例えば、左右のチャンネルの合計から導き出される。他の場合において、左のサラウンドチャンネルのためのアンビエンス信号は、例えば、左チャンネルから計算され、右のチャンネルのためのアンビエンス信号は右チャンネルから計算される。
【００７８】
状況によっては、本発明の方法は、ハードウェアまたはソフトウェアで実施することができる。この実施は、その方法が実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと協働する、電子的に読み取ることができる制御信号を有するデジタル記憶媒体上、特にディスクまたはＣＤ上で実行することができる。そのため、本発明は、一般に、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行される場合に、本発明の方法を実行するための機械で読み取り可能なキャリアに記憶されたプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品にある。換言すれば、本発明は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行される場合に、その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として実現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１は、アンビエンス信号を生成するための本発明のブロック回路図である。
【図２ａ】図２ａは、非オーバーラップブロックを有するがクロスフェージング領域を有するブロック処理の概略図である。
【図２ｂ】図２ｂは、オーバーラップブロックを有する合成信号生成の概略図である。
【図３】図３は、図２ａまたは図２ｂに用いられるフェードイン機能およびフェードアウト機能を有するクロスフェージングの特別な実施を示す。
【図４】図４は、周波数ドメインにおける処理を含む好適な実施のブロック回路図である。
【図５ａ】図５ａは、周波数ドメイン処理の代わりの実施を示す。
【図５ｂ】図５ｂは、他の代わりの周波数ドメイン処理を示す。
【図５ｃ】図５ｃは、強度に基づく処理の好適な実施を示す。
【図６】図６は、合成信号においてトーン領域を維持するための実施を示す。
【図７】図７は、高周波数成分ＨＦＣに基づく好適な実施形態のブロック回路図である。
【図８】図８は、直接サウンドチャンネルＬ、Ｒ、Ｃを生成するためのさらなる機能性を有する本発明の装置の好適な実施を示す。
【図９】図９は、ステレオ再生シナリオを示す。
【図１０】図１０は、全ての直接音源が前方のチャンネルによって再生されるマルチチャネル再生シナリオを示す。
【図１１】図１１は、音源が後方のチャンネルによっても再生されるマルチチャンネル再生シナリオを示す。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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