(57)【要約】  オーディオデコーダは、周波数サブバンドにおいて複素値サブバンド符号化マトリクスが適用されたＭチャンネルオーディオ信号のダウン混合された信号に対応するＮチャンネル信号（Ｍ＞Ｎ）及びパラメトリック多チャンネルデータを有する入力データを入力するレシーバ８０１を有している。サブバンドフィルタバンク８０５は、上記Ｎチャンネル信号に対して実数周波数サブバンドを発生する。マトリクスプロセッサ８０９は、上記パラメトリック多チャンネルデータに応答して、前記符号化マトリクスの適用を補償するための実数サブバンド復号マトリクスを決定する。補償プロセッサ８０７は、前記ダウン混合された信号に対応するダウンミックスデータを、少なくとも幾つかの実数周波数サブバンドにおける前記実数サブバンド復号マトリクス及び前記Ｎチャンネル信号のデータのマトリクス乗算により発生する。該ダウンミックスデータは、前記ダウン混合された信号及びＭチャンネルオーディオ信号を再生するために使用することができる。該デコーダは、エンコーダにおいて実行されたＭＰＥＧマトリクスサラウンド互換性処理を、実数周波数サブバンドを用いて補償することができる。
2009536360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数サブバンドにおいて複素値サブバンド符号化マトリクスが適用されたＭチャンネルオーディオ信号のダウン混合された信号に対応するＮチャンネル信号（Ｍ＞Ｎ）及び前記ダウン混合された信号に関連するパラメトリック多チャンネルデータを有する入力データを入力する手段と、
前記Ｎチャンネル信号に対して周波数サブバンドを発生する手段であって、これら周波数サブバンドのうちの少なくとも幾つかが実数周波数サブバンドであるような手段と、
前記パラメトリック多チャンネルデータに応答して、前記符号化マトリクスの適用を補償するための実数サブバンド復号マトリクスを決定する決定手段と、
前記ダウン混合された信号に対応するダウンミックスデータを、前記少なくとも幾つかの実数周波数サブバンドにおける前記実数サブバンド復号マトリクス及び前記Ｎチャンネル信号のデータのマトリクス乗算により発生する手段と、
を有するオーディオデコーダ。
【請求項２】
請求項１に記載のオーディオデコーダにおいて、前記決定手段が前記符号化マトリクスの複素値サブバンド逆マトリクスを決定すると共に該逆マトリクスに応答して前記復号マトリクスを決定するように構成されているようなオーディオデコーダ。
【請求項３】
請求項２に記載のオーディオデコーダにおいて、前記決定手段が前記復号マトリクスの各実数マトリクス係数を前記逆マトリクスの対応するマトリクス係数の絶対値に応答して決定するように構成されているようなオーディオデコーダ。
【請求項４】
請求項３に記載のオーディオデコーダにおいて、前記決定手段が各実数マトリクス係数を実質的に前記逆マトリクスの対応するマトリクス係数の絶対値として決定するように構成されているようなオーディオデコーダ。
【請求項５】
請求項１に記載のオーディオデコーダにおいて、前記決定手段が前記復号マトリクスを、対応する復号マトリクス及び符号化マトリクスの乗算であるサブバンド伝達マトリクスに応答して決定するように構成されているようなオーディオデコーダ。
【請求項６】
請求項５に記載のオーディオデコーダにおいて、前記決定手段が前記復号マトリクスを前記伝達マトリクスの大きさの尺度のみに応答して決定するように構成されているようなオーディオデコーダ。
【請求項７】
請求項５に記載のオーディオデコーダにおいて、各サブバンドの前記伝達マトリクスが、
【数１】
2009536360.tif 000036
により与えられ、ここで、Ｇはサブバンド復号マトリクスであり、Ｈはサブバンド符号化マトリクスであり、前記決定手段がマトリクス係数
【数２】
2009536360.tif 000037
をｐ12及びｐ21のパワー尺度が或る評価基準を満たすように選択するよう構成されているようなオーディオデコーダ。
【請求項８】
請求項７に記載のオーディオデコーダにおいて、前記大きさの尺度が、
【数３】
2009536360.tif 000038
に応答して決定されるようなオーディオデコーダ。
【請求項９】
請求項７に記載のオーディオデコーダにおいて、前記決定手段が、更に、前記マトリクス係数をｐ11及びｐ22の大きさが実質的に１に等しいという制約の下で選択するように構成されているようなオーディオデコーダ。
【請求項１０】
請求項１に記載のオーディオデコーダにおいて、前記ダウン混合された信号及び前記パラメトリック多チャンネルデータがＭＰＥＧサラウンド規格に従うようなオーディオデコーダ。
【請求項１１】
請求項１に記載のオーディオデコーダにおいて、前記符号化マトリクスがＭＰＥＧマトリクスサラウンド互換性符号化マトリクスであり、前記最初のＮチャンネル信号がＭＰＥＧマトリクスサラウンド互換信号であるようなオーディオデコーダ。
【請求項１２】
周波数サブバンドにおいて複素値サブバンド符号化マトリクスが適用されたＭチャンネルオーディオ信号のダウン混合された信号に対応するＮチャンネル信号（Ｍ＞Ｎ）及び前記ダウン混合された信号に関連するパラメトリック多チャンネルデータを有する入力データを入力するステップと、
前記Ｎチャンネル信号に対して周波数サブバンドを発生するステップであって、これら周波数サブバンドのうちの少なくとも幾つかが実数周波数サブバンドであるようなステップと、
前記パラメトリック多チャンネルデータに応答して、前記符号化マトリクスの適用を補償するための実数サブバンド復号マトリクスを決定するステップと、
前記ダウン混合された信号に対応するダウンミックスデータを、前記少なくとも幾つかの実数周波数サブバンドにおける前記実数サブバンド復号マトリクス及び前記Ｎチャンネル信号のデータのマトリクス乗算により発生するステップと、
を有するオーディオ復号方法。
【請求項１３】
周波数サブバンドにおいて複素値サブバンド符号化マトリクスが適用されたＭチャンネルオーディオ信号のダウン混合された信号に対応するＮチャンネル信号（Ｍ＞Ｎ）及び前記ダウン混合された信号に関連するパラメトリック多チャンネルデータを有する入力データを入力する手段と、
前記Ｎチャンネル信号に対して周波数サブバンドを発生する手段であって、これら周波数サブバンドのうちの少なくとも幾つかが実数周波数サブバンドであるような手段と、
前記パラメトリック多チャンネルデータに応答して、前記符号化マトリクスの適用を補償するための実数サブバンド復号マトリクスを決定する決定手段と、
前記ダウン混合された信号に対応するダウンミックスデータを、前記少なくとも幾つかの実数周波数サブバンドにおける前記実数サブバンド復号マトリクス及び前記Ｎチャンネル信号のデータのマトリクス乗算により発生する手段と、
を有するＮチャンネル信号を受信する受信機。
【請求項１４】
オーディオ信号を伝送する伝送システムにおいて、該伝送システムは送信機及び受信機を有し、
前記送信機が、
Ｍチャンネルオーディオ信号のＮチャンネルのダウン混合された信号を発生する手段と（Ｍ＞Ｎ）、
前記ダウン混合された信号に関連するパラメトリック多チャンネルデータを発生する手段と、
周波数サブバンドにおいて前記Ｎチャンネルのダウン混合された信号に複素値サブバンド符号化マトリクスを適用することにより第１のＮチャンネル信号を発生する手段と、
前記第１のＮチャンネル信号及び前記パラメトリック多チャンネルデータを有する第２のＮチャンネル信号を発生する手段と、
前記第２のＮチャンネル信号を前記受信機に送信する手段と、
を有し、前記受信機が、
前記第２のＮチャンネル信号を受信する手段と、
前記第１のＮチャンネル信号に対して周波数サブバンドを発生する手段であって、これら周波数サブバンドのうちの少なくとも幾つかが実数周波数サブバンドであるような手段と、
前記パラメトリック多チャンネルデータに応答して、前記符号化マトリクスの適用を補償するための実数サブバンド復号マトリクスを決定する決定手段と、
前記Ｎチャンネルのダウン混合された信号に対応するダウンミックスデータを、前記少なくとも幾つかの実数周波数サブバンドにおける前記実数サブバンド復号マトリクス及び前記Ｎチャンネル信号のデータのマトリクス乗算により発生する手段と、
を有するような伝送システム。
【請求項１５】
周波数サブバンドにおいて複素値サブバンド符号化マトリクスが適用されたＭチャンネルオーディオ信号のダウン混合された信号に対応するＮチャンネル信号（Ｍ＞Ｎ）及び前記ダウン混合された信号に関連するパラメトリック多チャンネルデータを有する入力データを受信するステップと、
前記Ｎチャンネル信号に対して周波数サブバンドを発生するステップであって、これら周波数サブバンドのうちの少なくとも幾つかが実数周波数サブバンドであるようなステップと、
前記パラメトリック多チャンネルデータに応答して、前記符号化マトリクスの適用を補償するための実数サブバンド復号マトリクスを決定するステップと、
前記ダウン混合された信号に対応するダウンミックスデータを、前記少なくとも幾つかの実数周波数サブバンドにおける前記実数サブバンド復号マトリクス及び前記Ｎチャンネル信号のデータのマトリクス乗算により発生するステップと、
を有するオーディオ信号を受信する方法。
【請求項１６】
オーディオ信号を送信及び受信する方法において、該方法が、
送信機において、
Ｍチャンネルオーディオ信号のＮチャンネルのダウン混合された信号を発生するステップと（Ｍ＞Ｎ）、
前記ダウン混合された信号に関連するパラメトリック多チャンネルデータを発生するステップと、
周波数サブバンドにおいて前記Ｎチャンネルのダウン混合された信号に複素値サブバンド符号化マトリクスを適用することにより第１のＮチャンネル信号を発生するステップと、
前記第１のＮチャンネル信号及び前記パラメトリック多チャンネルデータを有する第２のＮチャンネル信号を発生するステップと、
前記第２のＮチャンネル信号を受信機に送信するステップと、
を実行し、
前記受信機において、
前記第２のＮチャンネル信号を受信するステップと、
前記第１のＮチャンネル信号に対して周波数サブバンドを発生するステップであって、これら周波数サブバンドのうちの少なくとも幾つかが実数周波数サブバンドであるようなステップと、
前記パラメトリック多チャンネルデータに応答して、前記符号化マトリクスの適用を補償するための実数サブバンド復号マトリクスを決定するステップと、
前記Ｎチャンネルのダウン混合された信号に対応するダウンミックスデータを、前記少なくとも幾つかの実数周波数サブバンドにおける前記実数サブバンド復号マトリクス及び前記Ｎチャンネル信号のデータのマトリクス乗算により発生するステップと、
を実行するような方法。
【請求項１７】
請求項１２、１５及び１６の何れか一項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。
【請求項１８】
請求項１に記載のオーディオデコーダを有するオーディオ再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ復号に係り、専らではないが、特にはＭＰＥＧサラウンド信号の復号に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々のソース信号のデジタル符号化は、デジタル信号表現及び通信がアナログ表現及び通信を益々置換するにつれて、最近の十年にわたり益々重要になってきている。例えば、ビデオ及び音楽等のメディアコンテンツの配信は、益々、デジタルコンテンツ符号化に基づくものとなっている。
【０００３】
更に、最近の十年においては、多チャンネルオーディオに向かう、特には従来のステレオ信号を超えて広がるような空間オーディオに向かう傾向がある。例えば、伝統的なステレオ記録が２つのチャンネルのみを有するのに対し、近年の進んだオーディオシステムは、典型的には、ポピュラーな５.１サラウンドサウンドシステムにおけるように５つ又は６つのチャンネルを使用する。これは、ユーザが音源により取り囲まれ得るような一層引き込まれた聴取体験を提供する。
【０００４】
このような多チャンネル信号の通信のために、種々の技術及び規格が開発されている。例えば、５.１サラウンドシステムを表す６つの個別チャンネルは、アドバンスド・オーディオ・コーディング（ＡＡＣ）又はドルビー・デジタル規格等の規格に従って送信することができる。
【０００５】
しかしながら、後方互換性を提供するために、大きな数のチャンネルを小さな数にダウン混合（down-mix）することが知られており、特に、５.１サラウンドサウンド信号をステレオ信号にダウン混合して、ステレオ信号が旧来の（ステレオ）デコーダにより再生され、５.１信号がサラウンドサウンドデコーダにより再生されるのを可能にすることがしばしば用いられる。
【０００６】
一例が、ＭＰＥＧ２後方互換性符号化方法である。多チャンネル信号が、ステレオ信号にダウン混合される。追加の信号が補助データ部分に多チャンネルデータとして符号化され、ＭＰＥＧ２多チャンネルデコーダが多チャンネル信号の表現を発生するのを可能にする。ＭＰＥＧ１デコーダは上記補助データを無視し、かくして、ステレオダウンミックスのみを復号する。ＭＰＥＧ２に適用される該符号化方法の主たる問題点は、上記追加の信号に要する追加のデータレートが、当該ステレオ信号を符号化するのに要するデータレートと同程度の大きさである点である。従って、ステレオを多チャンネルオーディオに拡張するための該追加のビットレートは、大きなものとなる。
【０００７】
追加の多チャンネル情報を用いない後方互換性多チャンネル送信のための他の既存の方法は、典型的には、マトリクス型サラウンド方法として特徴付けられることができる。マトリクスサラウンド符号化の例は、ドルビー・プロロジックII及びロジック７等の方法を含む。これら方法の共通原理は、これらが、入力信号の複数チャンネルを適切なマトリクスによりマトリクス乗算し、これにより、より小数のチャンネルの出力信号を発生するということである。特に、マトリクスエンコーダは、典型的には、サラウンドチャンネルに対して、これらを前（フロント）及び中央（センタ）チャンネルと混合する前に位相シフトを付与する。
【０００８】
チャンネル変換の他の理由は、符号化効率である。例えば、サラウンドサウンドオーディオ信号が、当該オーディオ信号の空間特性を記述するパラメータビットストリームと組み合わされたステレオチャンネルオーディオ信号として符号化することができることが分かっている。デコーダは該ステレオオーディオ信号を非常に満足のゆく精度で再生することができる。この様にして、かなりのビットレート節約を達成することができる。
【０００９】
オーディオ信号の空間特性を記述するために使用することができる幾つかのパラメータが存在する。１つの斯様なパラメータは、ステレオ信号に関する左チャンネルと右チャンネルとの間の相互相関（cross-correlation）のような、チャンネル間相互相関である。他のパラメータは、チャンネルのパワー比（power ratio）である。ＭＰＥＧサラウンドエンコーダ等の、所謂（パラメトリック）空間オーディオ（エン）コーダにおいては、これら及び他のパラメータが元のオーディオ信号から抽出されて、例えば単一のチャンネル等の低減されたチャンネル数を持つオーディオ信号に、元のオーディオ信号の空間特性を記述した一群のパラメータを加えたものを生成する。所謂（パラメトリック）空間オーディオデコーダにおいては、送信された空間パラメータにより記述された空間特性が復元される。
【００１０】
このような空間オーディオ符号化は、好ましくは、エンコーダ及びデコーダに標準のユニットを有する縦続接続された又はツリー型の階層構造を採用する。エンコーダにおいて、これらの標準のユニットは、２／１、３／１、３／２他のダウンミキサ等のチャンネルを一層少ない数のチャンネルに組み合わせるダウンミキサとすることができる一方、デコーダにおいて、対応する標準のユニットは１／２、２／３アップミキサ等のチャンネルを一層多い数のチャンネルに分割するアップミキサであり得る。
【００１１】
図１は、多チャンネルオーディオ信号をＭＰＥＧサラウンドなる名称で現在規格化されている方式に従って符号化するエンコーダの一例を示している。ＭＰＥＧサラウンドシステムは、多チャンネル信号を、一群のパラメータを伴うモノ又はステレオダウンミックスとして符号化する。該ダウンミックス信号は、例えばＭＰ３又はＡＡＣエンコーダ等の旧来のオーディオコーダにより符号化することができる。上記パラメータは、多チャンネルオーディオ信号の空間イメージを表し、旧来のオーディオストリームに後方互換的に符号化及び組み込むことができる。
【００１２】
デコーダ側では、コアのビットストリームが先ず復号され、結果として、モノ又はステレオダウンミックス信号が発生される。旧来の（レガシ）デコーダ、即ちＭＰＥＧサラウンド復号を使用しないデコーダも、このダウンミックス信号を依然として復号することができる。しかしながら、ＭＰＥＧサラウンドデコーダが利用可能なら、上記空間パラメータが復元され、結果として、元の多チャンネル入力信号に知覚的に近い多チャンネル表現が得られる。ＭＰＥＧサラウンドデコーダの一例が、図２に示されている。
【００１３】
図1及び図２に示した基本的な空間符号化／復号とは別に、ＭＰＥＧサラウンドシステムは、大きな適用分野を可能にするような豊富なフィーチャ群を提供する。最も目立つフィーチャの１つは、マトリクス互換性又はマトリクス（処理）サラウンド互換性である。
【００１４】
伝統的なマトリクスサラウンドシステムの例は、ドルビー・プロロジックI及びII並びにサークルサラウンドである。これらのシステムは、図３に示すように動作する。多チャンネルＰＣＭ入力信号は、典型的には５(.１)／２マトリクスを用いて所謂マトリクス処理されたダウンミックス信号に変換される。マトリクスサラウンドシステムの背後にあるアイデアは、フロント及びサラウンド（リア）チャンネルが、ステレオダウンミックス信号に同相及び逆相で、各々、混合されるということである。これは、或る程度、デコーダ側での逆処理を可能にし、結果的に多チャンネル再生が得られる。
【００１５】
マトリクスサラウンドシステムにおいては、ステレオ信号は、ステレオ送信を目的とした伝統的なチャンネルを用いて送信することができる。従って、ＭＰＥＧサラウンドシステムと同様に、マトリクスサラウンドシステムも或る形態の後方互換性を提供する。しかしながら、マトリクスサラウンド符号化から生じるステレオダウンミックス信号の固有の位相特性のために、これらの信号は、例えばスピーカ又はヘッドフォンからステレオ信号として聴取する場合に高い音質を有さない場合がある。
【００１６】
マトリクスサラウンドデコーダにおいては、多チャンネルＰＣＭ出力信号を発生するためにＭ／Ｎマトリクス（この場合、例えばＭ＝２及びＮ＝５(.1)である）が適用される。しかしながら、一般的に、Ｎ／Ｍマトリクスシステム（Ｎ＞Ｍ）は不可逆的であり、従って、マトリクスサラウンドシステムは、通常、元の多チャンネルＰＣＭ出力信号を正確に再現することはできず、高度に目立つアーチファクトを有する傾向がある。
【００１７】
このような伝統的マトリクスサラウンドシステムとは対照的に、ＭＰＥＧサラウンドにおけるマトリクスサラウンド互換性は、ＭＰＥＧサラウンド符号化に続いて、ＭＰＥＧサラウンドエンコーダの周波数サブバンドにおける複素サンプル値に２ｘ２マトリクスを適用することにより達成される。このようなエンコーダの一例が、図４に示されている。上記２ｘ２マトリクスは、通常は、空間パラメータに依存した係数を持つ複素値マトリクスである。このようなシステムにおいて、空間パラメータは時間及び周波数の両方において変化性であり、結果的に、該２ｘ２マトリクスも時間及び周波数の両方において変化性である。従って、複素マトリクス演算は、典型的には、時間／周波数タイルに適用される。
【００１８】
ＭＰＥＧエンコーダにマトリクスサラウンド互換性機能を適用することは、結果的なステレオ信号が、ドルビー・プロロジック（登録商標）等の従来のマトリクスサラウンドエンコーダにより発生される信号と互換的となることを可能にする。このことは、旧来のデコーダがサラウンド信号を復号するのを可能にするであろう。更に、斯かるマトリクスサラウンド互換性の処理は、互換性のあるＭＰＥＧサラウンドデコーダにおいて逆処理することが可能であり、これにより、高品質多チャンネル信号が発生されるのを可能にする。
【００１９】
該マトリクス互換性符号化マトリクスは、
【数１】
2009536360.tif 000003
と書くことができ、ここで、Ｌ及びＲは従来のＭＰＥＧステレオダウンミックスであり、ＬMTX及びＲMTXはマトリクスサラウンド符号化されたダウンミックスであり、ｈxyは多チャンネルパラメータに応答して決定される複素係数である。
【００２０】
２ｘ２マトリクスによりマトリクス互換性ステレオ信号を提供する主たる利点は、これらマトリクスを逆転することができる点にある。結果として、ＭＰＥＧサラウンドデコーダは、エンコーダにおいてマトリクス互換性ステレオダウンミックスが採用されたか否かに関係なく、依然として同じ出力オーディオ品質を供給することができる。互換性ＭＰＥＧサラウンドデコーダの一例が、図５に示される。
【００２１】
通常のＭＰＥＧサラウンドデコーダにおけるデコーダ側の逆処理は、かくして、
【数２】
2009536360.tif 000004
により決定することができる。
【００２２】
このように、Ｈを逆転することができるので、マトリクス互換性エンコーダの処理を逆転することができる。
【００２３】
ＭＰＥＧサラウンドシステムにおいては、マトリクス互換性処理を含む処理は、周波数ドメインで行われる。更に詳細には、周波数軸を複数のバンド（帯域）に分割するために、所謂複素指数変調された直交ミラーフィルタ（ＱＭＦ）バンクが使用される。
【００２４】
このタイプのＱＭＦバンクは、多くの態様において、重複加算（Overlap-Add）離散フーリエ変換（ＤＦＴ）バンク、又はその効率的相手方である高速フーリエ変換（ＦＦＴ）と等価とすることができる。ＱＭＦバンク及びＤＦＴバンクは、信号操作に関する下記の所望の特性を共有している：
−  周波数ドメイン表現が、オーバーサンプリングされる。この特性により、エイリアシング歪を生じることなく、例えば等化（個々のバンドのスケーリング）等の操作を適用することが可能となる。例えばＡＡＣに採用されている良く知られた変形離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）等の厳しくサンプリングされた表現は、この特性には従わない。従って、合成に先立つＭＤＣＴ係数の時間及び周波数変化的修正は、結果的にエイリアシングを生じ、これは出力信号に可聴アーチファクトを生じさせることになる。
−  周波数ドメイン表現は、複素値である。実数表現とは対照的に、複素値表現は信号の位相の簡単な修正を可能にする。
【００２５】
信号操作の点で、厳しくサンプリングされた実数表現を超える多数の利点が存在するが、斯様な表現と比較した場合の重大な欠点は、計算的複雑さである。ＭＰＥＧサラウンドデコーダの複雑さの主たる部分は、ＱＭＦ解析及び合成フィルタバンク及び複素値信号に対する対応する処理によるものである。
【００２６】
従って、所謂低電力（ＬＰ）デコーダに関して処理の一部を実数ドメインで実行することが提案されている。この目的のために、複素変調フィルタバンクは、低周波数バンドに関して複素値ドメインへの部分的拡張が後続するような実数コサイン変調フィルタバンクにより置換されている。このようなフィルタバンクが、図６に示されている。
【００２７】
通常動作モードにおいて、ＭＰＥＧサラウンドデコーダは、実数処理を複素値サブバンドドメインサンプルに適用するか、又はＬＰの場合、これらを実数サブバンドドメインサンプルに適用する。しかしながら、デコーダにおけるマトリクス互換性フィーチャは、周波数ドメインにおいて元のステレオダウンミックスを復元するために位相回転を含んでいる。これらの位相回転は、複素値処理により達成される。言い換えると、マトリクス互換性復号マトリクスＨ-1は、所要の位相回転を導入するために本来的に複素値である。従って、このようなシステムでは、マトリクスサラウンド互換処理は、ＬＰ周波数ドメイン表現の実数部では逆処理することはできず、復号品質の低減につながる。従って、改善されたオーディオ信号が有利であろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
従って、本発明は、上述した欠点の1以上を、単独で又は何れかの組み合わせで好ましくは緩和、軽減又は除去しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の第１態様によれば、周波数サブバンドにおいて複素値サブバンド符号化マトリクスが適用されたＭチャンネルオーディオ信号のダウン混合された信号に対応するＮチャンネル信号（Ｍ＞Ｎ）及び前記ダウン混合された信号に関連するパラメトリック多チャンネルデータを有する入力データを入力する手段と、前記Ｎチャンネル信号に対して周波数サブバンドを発生する手段であって、これら周波数サブバンドのうちの少なくとも幾つかが実数周波数サブバンドであるような手段と、前記パラメトリック多チャンネルデータに応答して、前記符号化マトリクスの適用を補償するための実数サブバンド復号マトリクスを決定する決定手段と、前記ダウン混合された信号に対応するダウンミックスデータを、前記少なくとも幾つかの実数周波数サブバンドにおける前記実数サブバンド復号マトリクス及び前記Ｎチャンネル信号のデータのマトリクス乗算により発生する手段とを有するようなオーディオデコーダが提供される。
【００３０】
本発明は、改善された及び／又は容易化された復号処理を可能にすることができる。特に、本発明は高いオーディオ品質を達成しながら、かなりの複雑さの低減を可能にすることができる。本発明は、例えば、複素値サブバンドマトリクス乗算の効果が、デコーダにおいて実数周波数サブバンドを用いて少なくとも部分的に逆転されるのを可能にすることができる。
【００３１】
特定の例として、本発明は、例えばＭＰＥＧマトリクス互換符号化処理がＭＰＥＧサラウンドデコーダにおいて実数周波数サブバンドを用いて部分的に逆処理されるのを可能にすることができる。
【００３２】
当該デコーダは、前記ダウンミックスデータに応答して前記ダウン混合された信号を発生する手段を有することができると共に、前記ダウンミックスデータ及びパラメトリック多チャンネルデータに応答して前記Ｍチャンネルオーディオ信号を発生する手段を更に有することができる。本発明は、このような実施例では、少なくとも部分的に実数周波数サブバンドに基づいて正確な多チャンネルオーディオ信号を発生することができる。
【００３３】
各周波数サブバンドに対して、異なる復号マトリクスを決定することができる。
【００３４】
本発明のオプション的フィーチャによれば、前記決定手段は、前記符号化マトリクスの複素値サブバンド逆マトリクスを決定すると共に該逆マトリクスに応答して前記復号マトリクスを決定するように構成される。
【００３５】
これは、特別に効率的な実施化及び／又は改善された復号品質を可能にすることができる。
【００３６】
本発明のオプション的フィーチャによれば、前記決定手段は、前記復号マトリクスの各実数マトリクス係数を前記逆マトリクスの対応するマトリクス係数の絶対値に応答して決定するように構成される。
【００３７】
これは、特別に効率的な実施化及び／又は改善された復号品質を可能にすることができる。前記復号マトリクスの各実数マトリクス係数は、前記逆マトリクスの対応するマトリクス係数のみの絶対値に応答して、如何なる他のマトリクス係数も考慮することなしに決定することができる。対応するマトリクス係数は、同じ周波数サブバンドに対する逆マトリクスの同じ位置のマトリクス係数とすることができる。
【００３８】
本発明のオプション的フィーチャによれば、前記決定手段は、各実数マトリクス係数を実質的に前記逆マトリクスの対応するマトリクス係数の絶対値として決定するように構成される。
【００３９】
これは、特別に効率的な実施化及び／又は改善された復号品質を可能にすることができる。
【００４０】
本発明のオプション的フィーチャによれば、前記決定手段は、前記復号マトリクスを、対応する復号マトリクス及び符号化マトリクスの乗算であるサブバンド伝達マトリクスに応答して決定するように構成される。
【００４１】
これは、特別に効率的な実施化及び／又は改善された復号品質を可能にすることができる。上記の対応する復号マトリクス及び符号化マトリクスは、同じ周波数サブバンドに対する符号化及び復号マトリクスとすることができる。前記決定手段は、特に、前記復号マトリクスの係数値を、前記伝達マトリクスが所望の特性を有するように選択するよう構成することができる。
【００４２】
本発明のオプション的フィーチャによれば、前記決定手段は、前記復号マトリクスを前記伝達マトリクスの大きさの尺度のみに応答して決定するように構成される。
【００４３】
これは、特別に効率的な実施化及び／又は改善された復号品質を可能にすることができる。特に、前記決定手段は、前記復号マトリクスを決定する場合に位相尺度を無視するように構成することができる。これは、少ない知覚的オーディオ品質の劣化を維持しながら、複雑さを低減することができる。
【００４４】
本発明のオプション的フィーチャによれば、各サブバンドの伝達マトリクスは、
【数３】
2009536360.tif 000005
により与えられ、ここで、Ｇはサブバンド復号マトリクスであり、Ｈはサブバンド符号化マトリクスであり、前記決定手段は、マトリクス係数
【数４】
2009536360.tif 000006
をｐ12及びｐ21のパワー尺度が或る評価基準を満たすように選択するよう構成される。
【００４５】
これは、特別に効率的な実施化及び／又は改善された復号品質を可能にすることができる。前記復号マトリクスは、閾値（制約又は他のパラメータに応答して決定することができる）より低いパワー尺度となるように選択することができるか、又は例えば当該復号マトリクスが最小のパワー尺度となるように選択することができる。
【００４６】
本発明のオプション的フィーチャによれば、前記大きさの尺度は、
【数５】
2009536360.tif 000007
に応答して決定される。
【００４７】
これは、特別に効率的な実施化及び／又は改善された復号品質を可能にすることができる。
【００４８】
本発明のオプション的フィーチャによれば、前記決定手段は、更に、前記マトリクス係数をｐ11及びｐ22の大きさが実質的に１に等しいという制約の下で選択するように構成される。
【００４９】
これは、特別に効率的な実施化及び／又は改善された復号品質を可能にすることができる。
【００５０】
本発明のオプション的フィーチャによれば、前記ダウン混合された信号及び前記パラメトリック多チャンネルデータはＭＰＥＧサラウンド規格に従う。
【００５１】
本発明は、ＭＰＥＧサラウンド互換信号に対して、特に効率的、低複雑度の及び／又は改善されたオーディオ品質の復号を可能にすることができる。
【００５２】
本発明のオプション的フィーチャによれば、前記符号化マトリクスはＭＰＥＧマトリクスサラウンド互換性符号化マトリクスであり、前記最初のＮチャンネル信号はＭＰＥＧマトリクスサラウンド互換性信号である。
【００５３】
本発明は、特に効率的、低複雑度の及び／又は改善されたオーディオ品質の復号を可能にすることができると共に、特にエンコーダにおいて実行されたＭＰＥＧマトリクスサラウンド互換性処理を効率的に補償するための低複雑度の復号処理を可能にすることができる。
【００５４】
本発明の他の態様によれば、周波数サブバンドにおいて複素値サブバンド符号化マトリクスが適用されたＭチャンネルオーディオ信号のダウン混合された信号に対応するＮチャンネル信号（Ｍ＞Ｎ）及び前記ダウン混合された信号に関連するパラメトリック多チャンネルデータを有する入力データを入力するステップと、前記Ｎチャンネル信号に対して周波数サブバンドを発生するステップであって、これら周波数サブバンドのうちの少なくとも幾つかが実数周波数サブバンドであるようなステップと、前記パラメトリック多チャンネルデータに応答して、前記符号化マトリクスの適用を補償するための実数サブバンド復号マトリクスを決定するステップと、前記ダウン混合された信号に対応するダウンミックスデータを、前記少なくとも幾つかの実数周波数サブバンドにおける前記実数サブバンド復号マトリクス及び前記Ｎチャンネル信号のデータのマトリクス乗算により発生するステップとを有するようなオーディオ復号方法が提供される。
【００５５】
本発明の他の態様によれば、周波数サブバンドにおいて複素値サブバンド符号化マトリクスが適用されたＭチャンネルオーディオ信号のダウン混合された信号に対応するＮチャンネル信号（Ｍ＞Ｎ）及び前記ダウン混合された信号に関連するパラメトリック多チャンネルデータを有する入力データを入力する手段と、前記Ｎチャンネル信号に対して周波数サブバンドを発生する手段であって、これら周波数サブバンドのうちの少なくとも幾つかが実数周波数サブバンドであるような手段と、前記パラメトリック多チャンネルデータに応答して、前記符号化マトリクスの適用を補償するための実数サブバンド復号マトリクスを決定する決定手段と、前記ダウン混合された信号に対応するダウンミックスデータを、前記少なくとも幾つかの実数周波数サブバンドにおける前記実数サブバンド復号マトリクス及び前記Ｎチャンネル信号のデータのマトリクス乗算により発生する手段とを有するようなＮチャンネル信号を受信する受信機が提供される。
【００５６】
本発明の他の態様によれば、オーディオ信号を伝送する伝送システムであって、送信機及び受信機を有し、前記送信機が、Ｍチャンネルオーディオ信号のＮチャンネルのダウン混合された信号を発生する手段と（Ｍ＞Ｎ）、前記ダウン混合された信号に関連するパラメトリック多チャンネルデータを発生する手段と、周波数サブバンドにおいて前記Ｎチャンネルのダウン混合された信号に複素値サブバンド符号化マトリクスを適用することにより第１のＮチャンネル信号を発生する手段と、前記第１のＮチャンネル信号及び前記パラメトリック多チャンネルデータを有する第２のＮチャンネル信号を発生する手段と、前記第２のＮチャンネル信号を前記受信機に送信する手段とを有し、前記受信機が、前記第２のＮチャンネル信号を受信する手段と、前記第１のＮチャンネル信号に対して周波数サブバンドを発生する手段であって、これら周波数サブバンドのうちの少なくとも幾つかが実数周波数サブバンドであるような手段と、前記パラメトリック多チャンネルデータに応答して、前記符号化マトリクスの適用を補償するための実数サブバンド復号マトリクスを決定する決定手段と、前記Ｎチャンネルのダウン混合された信号に対応するダウンミックスデータを、前記少なくとも幾つかの実数周波数サブバンドにおける前記実数サブバンド復号マトリクス及び前記Ｎチャンネル信号のデータのマトリクス乗算により発生する手段とを有するような伝送システムが提供される。
【００５７】
前記第２のＮチャンネル信号は、前記パラメトリック多チャンネルデータを含むような追加の関連するチャンネルを有することができる。
【００５８】
本発明の他の態様によれば、スケーラブルなオーディオビットストリームからオーディオ信号を受信する方法であって、周波数サブバンドにおいて複素値サブバンド符号化マトリクスが適用されたＭチャンネルオーディオ信号のダウン混合された信号に対応するＮチャンネル信号（Ｍ＞Ｎ）及び前記ダウン混合された信号に関連するパラメトリック多チャンネルデータを有する入力データを受信するステップと、前記Ｎチャンネル信号に対して周波数サブバンドを発生するステップであって、これら周波数サブバンドのうちの少なくとも幾つかが実数周波数サブバンドであるようなステップと、前記パラメトリック多チャンネルデータに応答して、前記符号化マトリクスの適用を補償するための実数サブバンド復号マトリクスを決定するステップと、前記ダウン混合された信号に対応するダウンミックスデータを、前記少なくとも幾つかの実数周波数サブバンドにおける前記実数サブバンド復号マトリクス及び前記Ｎチャンネル信号のデータのマトリクス乗算により発生するステップとを有するような方法が提供される。
【００５９】
本発明の他の態様によれば、オーディオ信号を送信及び受信する方法であって、送信機において、Ｍチャンネルオーディオ信号のＮチャンネルのダウン混合された信号を発生するステップと（Ｍ＞Ｎ）、前記ダウン混合された信号に関連するパラメトリック多チャンネルデータを発生するステップと、周波数サブバンドにおいて前記Ｎチャンネルのダウン混合された信号に複素値サブバンド符号化マトリクスを適用することにより第１のＮチャンネル信号を発生するステップと、前記第１のＮチャンネル信号及び前記パラメトリック多チャンネルデータを有する第２のＮチャンネル信号を発生するステップと、前記第２のＮチャンネル信号を受信機に送信するステップとを実行し、前記受信機において、前記第２のＮチャンネル信号を受信するステップと、前記第１のＮチャンネル信号に対して周波数サブバンドを発生するステップであって、これら周波数サブバンドのうちの少なくとも幾つかが実数周波数サブバンドであるようなステップと、前記パラメトリック多チャンネルデータに応答して、前記符号化マトリクスの適用を補償するための実数サブバンド復号マトリクスを決定するステップと、前記Ｎチャンネルのダウン混合された信号に対応するダウンミックスデータを、前記少なくとも幾つかの実数周波数サブバンドにおける前記実数サブバンド復号マトリクス及び前記Ｎチャンネル信号のデータのマトリクス乗算により発生するステップとを実行するような方法が提供される。
【００６０】
本発明の、これら及び他の態様、フィーチャ並びに利点は、以下に説明する実施例から明らかとなり、斯かる実施例を参照して解説されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して例示のみとして説明する。
【００６２】
以下の説明は、マトリクスサラウンド互換性符号化を含むようなＭＰＥＧサラウンド符号化信号を復号するデコーダに適用可能な本発明の実施例に焦点を合わせる。しかしながら、本発明は斯かる用途に限定されるものではなく、多くの他の符号化規格にも適用可能であることが理解されよう。
【００６３】
図７は、本発明の幾つかの実施例によるオーディオ信号の伝達のための伝送システム７００を示す。該伝送システム７００は、特にはインターネットとすることが可能なネットワーク７０５を介して受信機７０３に結合された送信機７０１を有している。
【００６４】
特定の例においては、送信機７０１は信号記録装置であり、受信機７０３は信号再生装置であるが、他の実施例では、送信機及び受信機が他の用途において他の目的のために使用することもできることが理解されよう。
【００６５】
信号記録機能がサポートされる該特定の例において、送信機７０１はデジタイザ７０７を有し、該デジタイザはアナログ多チャンネル信号を入力し、該アナログ多チャンネル信号はサンプリング及びアナログ／デジタル変換によりデジタルＰＣＭ（パルス符号化変調）多チャンネル信号に変換される。
【００６６】
デジタイザ７０７は図１のエンコーダ７０９に結合され、該エンコーダは上記ＰＣＭ信号を、マトリクスサラウンド互換性符号化のための機能を含むＭＰＥＧサラウンド符号化アルゴリズムに従って符号化する。該エンコーダ７０９は、例えば、図４の従来技術のデコーダとすることができる。当該例において、エンコーダ７０９は、特に、ステレオＭＰＥＧマトリクスサラウンド互換ステレオダウンミックス信号を発生する。
【００６７】
このように、エンコーダ７０９は、
【数６】
2009536360.tif 000008
により与えられる信号を発生し、ここで、Ｌ及びＲは従来のＭＰＥＧサラウンドステレオダウンミックスであり、ＬMTX及びＲMTXはエンコーダ７０９により出力されるマトリクスサラウンド互換符号化されたダウンミックスである。更に、エンコーダ７０９により発生される信号は、ＭＰＥＧサラウンド符号化により発生された多チャンネルパラメトリックデータを有している。更に、ｈxyは上記多チャンネルパラメータに応答して決定される複素係数である。当業者により容易に理解されるように、エンコーダ７０９により実行される処理は、複素値サブバンドにおいて複素演算を用いて実行される。
【００６８】
エンコーダ７０９はネットワークトランスミッタ７１１に結合され、該トランスミッタは上記の符号化された信号を入力し、ネットワーク７０５とインターフェースする。該ネットワークトランスミッタ７１１は、上記の符号化された信号を、ネットワーク７０５を介して受信機７０３に送信することができる。
【００６９】
受信機７０３はネットワークインターフェース７１３を有し、該ネットワークインターフェースはネットワーク７０５とインターフェースするもので、前記送信機７０１から上記の符号化された信号を受信するように構成されている。
【００７０】
ネットワークインターフェース７１３はデコーダ７１５に結合されている。該デコーダ７１５は上記の符号化された信号を入力し、該信号を復号アルゴリズムに従って復号する。該例において、デコーダ７１５は元の多チャンネル信号を再生する。即ち、デコーダ７１５は、ＭＰＥＧマトリクスサラウンド互換処理が実行される前にＭＰＥＧサラウンド符号化により発生されたダウンミックスに対応する補償されたステレオダウンミックスを先ず発生する。次いで、このダウンミックス及び受信された多チャンネルパラメータデータから、復号された多チャンネル信号が発生される。
【００７１】
信号再生機能がサポートされる特定の例では、受信機７０３は更に信号再生器７１７を有し、該信号再生器は復号された多チャンネルオーディオ信号をデコーダ７１５から入力すると共に、該信号をユーザに提供する。即ち、信号再生器７１７は、復号されたオーディオ信号を出力する必要に応じて、デジタル／アナログ変換器、増幅器及びスピーカを有することができる。
【００７２】
図８は、デコーダ７１５を更に詳細に示す。
【００７３】
デコーダ７１５はレシーバ８０１を有し、該レシーバはエンコーダ７０９により発生された信号を入力する。先に述べたように、該信号は、複素値周波数サブバンドにおける複素サンプル値が複素値符号化マトリクスＨにより乗算されることにより処理されたダウンミックス信号に対応するステレオ信号である。更に、該入力された信号は、上記ダウンミックス信号に対応する多チャンネルパラメトリックデータを有している。即ち、該入力された信号は、マトリクスサラウンド互換性処理によるＭＰＥＧサラウンド符号化信号である。
【００７４】
レシーバ８０１は、更に、ダウン混合されたＰＣＭ信号を発生するために上記の入力された信号のコア復号を行う。
【００７５】
レシーバ８０１はパラメトリックデータプロセッサ８０３に結合され、該プロセッサは入力された信号から多チャンネルパラメトリックデータを抽出する。
【００７６】
レシーバ８０１は更にサブバンドフィルタバンク８０５に結合され、該サブバンドフィルタバンクは入力されたステレオ信号を周波数ドメインに変換する。即ち、サブバンドフィルタバンク８０５は複数の周波数サブバンドを発生する。これらの周波数サブバンドのうちの少なくとも幾つかは、実数周波数サブバンドである。該サブバンドフィルタバンク８０５は、特には、図６に示した機能に対応する。このように、サブバンドフィルタバンク８０５は、Ｋ個の複素値サブバンド及びＭ−Ｋ個の実数サブバンドを発生することができる。実数サブバンドは、典型的には、２ｋＨｚより上のサブバンドのような高い周波数のサブバンドであろう。実数サブバンドの使用は、サブバンドの発生及びこれらサブバンド内のサンプルに対して実行される演算を大幅に容易にさせる。このように、デコーダ７１５においては、Ｍ−Ｋ個のサブバンドは、複素値データ及び演算というより実数データ及び演算として処理され、これにより大幅な複雑さ及び費用の低減がなされる。
【００７７】
サブバンドフィルタバンク８０５は補償プロセッサ８０７に結合され、該プロセッサは前記ダウン混合された信号に対応するダウンミックスデータを発生する。即ち、補償プロセッサ８０７は、エンコーダ７０９の周波数サブバンドでの符号化マトリクスＨによる乗算を逆処理することを試みることによりマトリクスサラウンド互換性処理を補償する。この補償は、当該サブバンドのデータ値をサブバンド復号マトリクスＧにより乗算することにより実行される。しかしながら、エンコーダ７０９における処理とは対照的に、デコーダ７１５の実数サブバンドにおける該マトリクス乗算は、専ら、実数ドメインで実行される。このように、サンプル値が実数サンプルであるのみならず、復号マトリクスＧのマトリクス係数も実数係数である。
【００７８】
補償プロセッサ８０７はマトリクスプロセッサ８０９に結合され、該マトリクスプロセッサは上記サブバンドに適用されるべき復号マトリクスを決定する。Ｍ個の複素値サブバンドに対して、復号マトリクスＧは、同一のサブバンドにおける符号化マトリクスＨの逆転として簡単に決定することができる。しかしながら、実数サブバンドに対しては、マトリクスプロセッサ８０９は、符号化マトリクス処理の効率的な補償を行うことができるような実数マトリクス係数を決定する。
【００７９】
このようにして、補償プロセッサ８０７の出力は、ＭＰＥＧサラウンド符号化ダウンミックス信号のサブバンド表現に対応したものとなる。従って、前記マトリクスサラウンド互換性処理の影響を大幅に低減又は除去することができる。
【００８０】
補償プロセッサ８０７は合成サブバンドフィルタバンク８１１に結合され、該フィルタバンクは上記サブバンド表現から時間ドメインのＰＣＭ ＭＰＥＧサラウンドの復号されたダウンミックス信号を発生する。特定の例では、該合成サブバンドフィルタバンク８１１は、かくして、当該信号を時間ドメインに変換して戻す際にサブバンドフィルタバンク８０５の相当物を形成する。
【００８１】
合成サブバンドフィルタバンク８１１の情報は多チャンネルデコーダ８１３に供給され、該多チャンネルデコーダは更に前記パラメトリックデータプロセッサ８０３に結合されている。多チャンネルデコーダ８１３は上記時間ドメインのＰＣＭダウンミックス信号及び前記多チャンネルパラメトリックデータを入力して、元の多チャンネル信号を発生する。
【００８２】
当該例において、合成サブバンドフィルタバンク８１１は、マトリクス演算が実行されたサブバンド信号を時間ドメインに変換する。このように、多チャンネルデコーダ８１３は、エンコーダでマトリクスサラウンド互換処理が適用されなかった場合に受信されたであろう信号に匹敵するＭＰＥＧサラウンド符号化信号を入力する。かくして、同一のＭＰＥＧ多チャンネル復号アルゴリズムを、マトリクスサラウンド互換信号に対して及び非マトリクスサラウンド互換信号に対して使用することができる。しかしながら、他の実施例では、該多チャンネルデコーダ８１３は、補償プロセッサ８０７による補償に続くサブバンドサンプルに対して、直接作用することもできる。このような場合、合成サブバンドフィルタバンク８１１は省略することができるか、又は該合成サブバンドフィルタバンク８１１の機能の幾つかを多チャンネルデコーダ８１３に統合することができる。
【００８３】
このように、複雑さを低減するためには、補償された信号を多チャンネルデコーダ８１３に供給する際にサブバンドドメインに留まることが時には好ましい。そのようにして、合成サブバンドフィルタバンク８１１及び多チャンネルデコーダ８１３の一部である解析フィルタバンクの複雑さを回避することが可能である。
【００８４】
確かに、可能であるならば、計算的に高価となるので、周波数ドメインと時間ドメインとの間で行き来しないことが典型的には好まれる。従って、本発明の幾つかの実施例による幾つかのデコーダでは、当該信号がサブバンド（周波数）ドメインに変換された（これは、コアビットストリームを復号し、結果としてのＰＣＭ信号にフィルタバンクを適用することにより決定される）後、マトリクスサラウンド逆処理が補償プロセッサ８０７において適用され（もし可能なら、即ち当該ビットストリーム中で通知されるなら）、次いで、結果としてのサブバンドドメイン信号が直接使用されて、多チャンネル（サブバンドドメイン）信号を再生する。最後に、合成フィルタバンクが適用されて、時間ドメインの多チャンネル信号を得る。
【００８５】
このように、図７のシステムにおいて、エンコーダ７０９は、ドルビー・プロロジック（登録商標）デコーダ等の旧来のマトリクスサラウンドデコーダにより復号することが可能なマトリクスサラウンド互換信号を発生することができる。これは、元のＭＰＥＧサラウンド符号化ダウンミックス信号のマトリクスサラウンド互換性処理による歪を必ず伴うが、この処理はＭＰＥＧ多チャンネルデコーダにおいて効果的に除去することができ、これにより、元の多チャンネルの正確な表現がパラメトリックデータを用いて発生されるのを可能にする。
【００８６】
更に、デコーダ７１５は、マトリクスサラウンド互換性処理の補償が複素値周波数サブバンドを必要とするよりは実数の周波数サブバンドで実行されるのを可能にし、これにより、高いオーディオ品質を達成しながらデコーダ７１５の複雑さを大幅に低減する。
【００８７】
以下においては、前記復号マトリクスのための適切なマトリクス係数を決定する例を説明する。
【００８８】
エンコーダ７０９は、各サブバンドにおいて下記の複素値符号化マトリクスを適用することによりマトリクスサラウンド互換性処理を実行し（各サブバンドは異なる符号化マトリクスを有することが分かる）：
【数７】
2009536360.tif 000009
ここで、Ｌ及びＲは従来のステレオダウンミックスであり、ＬMTX及びＲMTXはマトリクスサラウンド符号化されたダウンミックスである。エンコーダマトリクスＨは、
【数８】
2009536360.tif 000010
により与えられ、ここで、ｗ１及びｗ２は当該ＭＰＥＧサラウンド符号化により発生される空間パラメータに依存する。即ち、
【数９】
2009536360.tif 000011
であり、ここで、ｗ1,t及びｗ2,tは正規化されていない重みであり、これらは、
【数１０】
2009536360.tif 000012
と定義され、ここで、ＣＬＤｌ及びＣＬＤｒは、左フロント及び左サラウンドチャンネル対並びに右フロント及び右サラウンドチャンネル対のチャンネルレベル差（ｄＢで表された）を各々表す。また、ｃ1,MTX及びｃ2,MTXはマトリクス係数であり、これらは下記のようにデコーダにおいて左及び右ダウンミックス信号ＬDMX及びＲDMXから中間の左Ｌ、センタＣ及び右Ｒ信号を導出するために使用された予測係数ｃ１及びｃ２の関数であり、
【数１１】
2009536360.tif 000013
ｃ1,MTX及びｃ2,MTXは、
【数１２】
2009536360.tif 000014
として決定され、ここでｘ＝{０,１}である。
【００８９】
他の例として、当該ＭＰＥＧサラウンドデコーダは、係数ｃ１及びｃ２が左対左＋センタ及び右対右＋センタのパワー比を各々表すようなモードをサポートする。この場合、ｃ1,MTX及びｃ2,MTXに関する異なる関数が適用される。
【００９０】
このように、各時間／周波数タイルに対して、複素値符号化マトリクスＨが複素サンプル値に対して適用される。元の多チャンネル入力信号においてフロント信号が支配的であったとしたら、重みｗ１及びｗ２は零に近くなるであろう。結果として、マトリクスサラウンドダウンミックスは、入力ステレオダウンミックスに近くなるであろう。元の多チャンネル入力信号においてサラウンド（リア）信号が支配的であったとしたら、重みｗ１及びｗ２は１に近くなるであろう。結果として、マトリクスサラウンドダウンミックス信号は、ＭＰＥＧサラウンドエンコーダにより供給される元のステレオダウンミックスの高度に位相がずれたバージョンを含むであろう。
【００９１】
２ｘ２マトリクスによりマトリクス互換ステレオ信号を提供する主たる利点は、これらマトリクスを逆転することができる点である。結果として、ＭＰＥＧサラウンドデコーダは、エンコーダによりマトリクス互換ステレオダウンミックスが使用されたか否かに無関係に、依然として同じ出力オーディオ品質を供給することができる。
【００９２】
全ての周波数サブバンドが複素値サブバンドである（例えば、複素変調ＱＭＦバンクを使用する）ＭＰＥＧサラウンドデコーダにおけるデコーダ側の逆処理は、
【数１３】
2009536360.tif 000015
により与えられ、この場合、
【数１４】
2009536360.tif 000016
であり、ここで、
【数１５】
2009536360.tif 000017
である。
【００９３】
しかしながら、このような逆処理は、複素値が使用されることを要するので、図７のデコーダ７１５には適用することができない。何故なら、該デコーダは（少なくとも部分的に）実数サブバンドを使用するからである。従って、マトリクスプロセッサ８０９は、前記符号化マトリクスの影響を大幅に低減するために適用することが可能な実数復号マトリクスを発生する。
【００９４】
各サブバンドにおける符号化及び復号マトリクスの全体的影響は、
【数１６】
2009536360.tif 000018
として与えられる伝達マトリクスＰにより表すことができ、ここで、Ｈはエンコーダマトリクスを表し、Ｇはデコーダマトリクスを表す。
【００９５】
理想的には、Ｐ＝Ｈ-1・Ｈ＝Ｉ、即ち単位マトリクスとなるように、Ｇ＝Ｈ-1である。エンコーダマトリクスＨの重みｈxyは全て複素値であるが故に、該マトリクスはデコーダにおいては実数サブバンドのために逆転することができない。
【００９６】
実数サブバンドは、典型的には、２ｋＨｚより上のサブバンド等のように、より高い周波数にある。これらの周波数においては、位相関係は知覚的には大幅に重要度が低く、従ってマトリクスプロセッサ８０９は、適切な振幅（パワー）特性を持つ復号マトリクス係数を、位相特性を考慮せずに決定する。即ち、マトリクスプロセッサ８０９は、｜ｐ11｜≒１及び｜ｐ22｜≒１なる仮定又は制約の下で、結果的に小さな振幅（大きさ）又はパワー値のクロストーク項ｐ12及びｐ21となるような実数マトリクス係数を決定することができる。
【００９７】
幾つかの実施例において、マトリクスプロセッサ８０９は、前記符号化マトリクスの複素値サブバンド逆マトリクスＨ-1を決定することができ、次いで、このマトリクスのマトリクス係数から実数復号マトリクスＧを決定することができる。即ち、Ｇの各係数は、同一の位置にあるＨ-1の係数から決定することができる。例えば、実数係数は、Ｈ-1の対応する係数の振幅値（大きさの値）から決定することができる。確かに、幾つかの実施例では、前記マトリクスプロセッサはＨ-1の係数を決定し、続いて、Ｇの係数を逆マトリクスＨ-1における対応するマトリクス係数の絶対値として決定することができる。
【００９８】
このように、マトリクスプロセッサ８０９は、
【数１７】
2009536360.tif 000019
を、
【数１８】
2009536360.tif 000020
として決定することができ、ここで、
【数１９】
2009536360.tif 000021
である。
【００９９】
この解法は、ｗ１＝ｗ２＝０及びｗ１＝ｗ２＝１なる特定の場合に対する前述した制約（｜ｐ11｜＝｜ｐ22｜＝１及び｜ｐ12｜＝｜ｐ21｜＝０）を完全に満足する。
【０１００】
図９は、この解法に関する伝達マトリクスの主項の大きさ（10log10|p11|2）を示す。図１０は、ｐ11の位相角を示し、図１１はクロストーク項（10log10|p21|2）を示す。
【０１０１】
即ち、図９は｜ｐ11｜＝１なる理想値に対する主マトリクス項ｐ11の大きさのｄＢでのずれを、ｗ１及びｗ２の関数として示している。見られるように、理想的な場合からの最大のずれは、１ｄＢ未満である。図１０は、ｐ11の角度をｗ１及びｗ２の関数として示している。理想的な複素値の場合との差から予測されるように、位相差は９０度までである。図１１は、重みｗ１及びｗ２の関数としてｄＢで測定されたクロストークマトリクス項ｐ21の大きさを示している。他の伝達マトリクス要素はｗ１及びｗ２を入れ換えることにより得ることができることに注意すべきである。
【０１０２】
幾つかの実施例では、マトリクスプロセッサ８０９は、サブバンドに対する復号マトリクスＧを、サブバンド伝達マトリクスＰ＝Ｇ・Ｈに応答して決定することができる。即ち、該マトリクスプロセッサは、Ｇの係数値を、Ｐに対して所与の特性が達成されるように選択することができる。
【０１０３】
ここでも、実数サブバンドに対する位相値は、小さな知覚的重み付けを有する傾向にあるので、例示的デコーダ７１５によってはＰの振幅特性しか考慮されない。マトリクスプロセッサ８０９がマトリクス係数を、ｐ12及びｐ21のパワー尺度が或る評価基準を満たすように（例えば該パワー尺度が最小化されるように、又は該パワー尺度が所与の評価基準より低くなるように）選択することにより、高品質性能を達成することができる。マトリクスプロセッサ８０９は、例えば或る範囲の可能性のある実数係数にわたってサーチを行い、ｐ12及びｐ21に対して最も低いパワー尺度が得られるような係数を選択することができる。更に、当該評価は、ｐ11及びｐ22が略１に等しい（例えば、０.９と１.１との間である）という制約のような他の制約を受けるようにすることもできる。
【０１０４】
幾つかの実施例では、マトリクスプロセッサ８０９は、当該復号方法に対して適切な実数係数値を決定するために数学的アルゴリズムを実行することができる。斯様なアルゴリズムの特定の例が下記に示され、その場合において、該アルゴリズムは｜ｐ11｜2＝１及び｜ｐ22｜2＝１なる制約の下で、全体のクロストーク：｜ｐ12｜2＋｜ｐ21｜2を最小化するように試みる。
【０１０５】
この問題は、標準の多変量数学分析ツールにより解くことができる。特に、ラグランジュ乗数法（Lagrangean multiplier method）を使用するのが好適であり、これは、Ｇの各行ベクトルｖに対して、二次形式ｑにより与えられる正規化要件ｑ(v)＝１を伴うｖＡ＝λｖＢなる形式のマトリクス固有値問題となる。上記マトリクスＡ及びＢ並びに二次形式ｑは、複素マトリクスＨのエントリに依存する。
【０１０６】
以下、ｖ＝[ｇ11 ｇ12]に関する解法を示す。以下の解法において変数ｗ１及びｗ２を入れ換えることによりｖ＝[ｇ21 ｇ22]を解くことも容易である。ラグランジュマトリクスＡ及びＢは、
【数２０】
2009536360.tif 000022
と定義され、ここで、ｑ１及びｑ２は、
【数２１】
2009536360.tif 000023
と定義される。固有値は、
【数２２】
2009536360.tif 000024
により見つけられ、これは二次多項式の根：
【数２３】
2009536360.tif 000025
となり、ここで、
【数２４】
2009536360.tif 000026
である。かくして、２つの候補解：
【数２５】
2009536360.tif 000027
を決定することができる。
【０１０７】
最終的解は、ｖ＝ｃｉ・ｖｉにより決定され、ここで、ｉは｜ｐ11｜2＝１及び最少クロストークとなるように１又は２のいずれかである。先ず、ｃｉが、
【数２６】
2009536360.tif 000028
と計算される。次いで、両解に関するクロストーク｜ｐ12｜2が、
【数２７】
2009536360.tif 000029
と計算される。
【０１０８】
最少クロストークを生じるインデックスｉが、ｖ＝ｃｉ・ｖｉを与える。更なる証明なしに、変数ｗ１及びｗ２とは独立に、インデックスｉは常に２に等しいと言える。
【０１０９】
完全のために、分析方程式の点からのＧに関する完全な解を以下に示す。下記の変数：
【数２８】
2009536360.tif 000030
が定義される。次いで、変数ｂが、
【数２９】
2009536360.tif 000031
と計算される。マトリクスＧの両行に対する２つの根ｒα及びｒβは、
【数３０】
2009536360.tif 000032
と計算される。
【０１１０】
次いで、スケーリングされていない解ｖtemp,1及びｖtemp,2が、
【数３１】
2009536360.tif 000033
と決定される。正規化定数ｃは、
【数３２】
2009536360.tif 000034
と計算される。最後に、マトリクスＧが、
【数３３】
2009536360.tif 000035
により与えられる。
【０１１１】
図１２、13及び１４は、この解法の性能を示している。図１２は、｜ｐ11｜＝１の理想的値に対する主マトリクス項ｐ11の大きさのｄＢでのずれを、ｗ１及びｗ２の関数として示している。見られるように、この解法に対して設定された制約により、大きさは理想値｜ｐ11｜＝１と常に同一となる。
【０１１２】
図１３は、ｐ11の角度をｗ１及びｗ２の関数として示す。全実数解法により課された制約により、ここでも、位相差は９０度までであることに注意すべきである。
【０１１３】
図１４は、重みｗ１及びｗ２の関数としてｄＢで測定されたクロストークマトリクス項ｐ21の大きさを示している。
【０１１４】
これらの図に示されたように、復号マトリクス係数を逆符号化マトリクスの係数の絶対値に設定する当該解法は、主項の利得及びクロストークの抑圧の両方の点で、クロストークを最少化する一層複雑な方法から＋／−１ｄＢしかずれない。
【０１１５】
図１５は、本発明の幾つかの実施例によるオーディオ復号の方法を示す。
【０１１６】
ステップ１５０１において、デコーダは、周波数サブバンドにおいて複素値サブバンド符号化マトリクスが適用されたＭチャンネルオーディオ信号のダウン混合された信号に対応するＮチャンネル信号（Ｍ＞Ｎ）及び該ダウン混合された信号に関連するパラメトリック多チャンネルデータを有するような入力データを入力する。
【０１１７】
ステップ１５０１にはステップ１５０３が後続し、該ステップでは上記Ｎチャンネル信号に対して周波数サブバンドが発生される。これら周波数サブバンドの少なくとも幾つかは、実数周波数サブバンドである。
【０１１８】
ステップ１５０３にはステップ１５０５が後続し、該ステップでは、前記符号化マトリクスの適用を補償するための実数サブバンド復号マトリクスが、上記パラメトリック多チャンネルデータに応答して決定される。
【０１１９】
ステップ１５０５にはステップ１５０７が後続し、該ステップでは、前記ダウン混合された信号に対応するダウンミックスデータが、上記実数サブバンド復号マトリクス及びＮチャンネル信号のデータの少なくとも幾つかの実数周波数サブバンドでのマトリクス乗算により発生される。
【０１２０】
明瞭化のための上記記載は、本発明の実施例を異なる機能ユニット及びプロセッサに関連して説明したことが理解されよう。しかしながら、異なる機能ユニット及びプロセッサ間での機能の如何なる適切な分散も、本発明から逸脱することなしに適用することができることは自明であろう。例えば、別個のプロセッサ又はコントローラにより実行されるように示された機能は、同一のプロセッサ又はコントローラにより実行することができる。従って、特定の機能ユニットへの言及は、厳密な論理的若しくは物理的構造又は構成を示すというより、説明された機能を提供するための適切な手段に言及したものとのみ見るべきである。
【０１２１】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウエア又はこれらの何れかの組み合わせを含む如何なる形態でも実施化することができる。本発明は、オプションとして、少なくとも部分的に、1以上のデータプロセッサ及び／又はデジタル信号プロセッサ上で動作するコンピュータソフトウェアとして実施化することができる。本発明の実施例における構成要素及び部品は、物理的に、機能的に及び論理的に如何なる好適な方法でも実施化することができる。確かに、上記機能は、単一のユニット内で、複数のユニット内で又は他の機能ユニットの一部として実施化することができる。そのようであるので、本発明は単一のユニット内で実施化することができるか、又は異なるユニット及びプロセッサの間で機能的に分散させることができる。
【０１２２】
以上、本発明を幾つかの実施例に関連して説明したが、ここで述べた特定の形態に限定されることを意図するものではない。むしろ、本発明の範囲は、添付請求項によってのみ限定されるものである。更に、フィーチャは特定の実施例に関連して説明されているように見えるが、当業者であれば、記載された実施例の種々のフィーチャは本発明に従って組み合わせることができると理解するであろう。請求項において、有するなる用語は、他の構成要素又はステップの存在を排除するものでない。
【０１２３】
更に、個別に記載されていても、複数の手段、要素又は方法ステップは、例えば単一のユニット又はプロセッサにより実施化することができる。更に、個々のフィーチャが異なる請求項に含まれていても、これらは恐らくは有利に結合することができ、異なる請求項に含めることは、フィーチャの結合が可能ではない及び又は有利ではないことを意味するものではない。また、フィーチャを１つのカテゴリの請求項に含めることは、このカテゴリへの限定を意味するものではなく、むしろ、該フィーチャが他の請求項のカテゴリにも、適宜、等しく適用可能であることを意味するものである。更に、請求項におけるフィーチャの順序は、斯かるフィーチャが実施されるべき如何なる特定の順序を意味するものではなく、特に、方法の請求項における個々のステップの順序は、この順序で斯かるステップが実行されねばならないことを意味するものではない。むしろ、斯かるステップは、如何なる好適な順序で実行することもできる。更に、単一の表現は複数を排除するものではない。かくして、単数形、"第１の"、"第２の"等の表現は複数を排除するものではない。また、請求項における符号は、明瞭化する例としてのみ設けられたもので、如何なる形においても請求項の範囲を限定するものと見なしてはならない。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】図１は、従来技術による多チャンネルオーディオ信号を符号化するエンコーダの一例を示す。
【図２】図２は、従来技術による多チャンネルオーディオ信号を復号するデコーダの一例を示す。
【図３】図３は、従来技術によるマトリクスサラウンド符号化／復号システムの一例を示す。
【図４】図４は、従来技術による多チャンネルオーディオ信号を符号化するエンコーダの一例を示す。
【図５】図５は、従来技術による多チャンネルオーディオ信号を復号するデコーダの一例を示す。
【図６】図６は、複素値及び実数周波数サブバンドを発生するためのフィルタバンクの一例を示す。
【図７】図７は、本発明の幾つかの実施例によるオーディオ信号の伝達のための伝送システムを示す。
【図８】図８は、本発明の幾つかの実施例によるデコーダを示す。
【図９】図９は、本発明の幾つかの実施例によるデコーダに関する性能特性を示す。
【図１０】図１０は、本発明の幾つかの実施例によるデコーダに関する性能特性を示す。
【図１１】図１１は、本発明の幾つかの実施例によるデコーダに関する性能特性を示す。
【図１２】図１２は、本発明の幾つかの実施例によるデコーダに関する性能特性を示す。
【図１３】図１３は、本発明の幾つかの実施例によるデコーダに関する性能特性を示す。
【図１４】図１４は、本発明の幾つかの実施例によるデコーダに関する性能特性を示す。
【図１５】図１５は、本発明の幾つかの実施例による復号方法を示す。
【図１】
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【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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【図９】
2009536360.tif 000047
【図１０】
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【図１１】
2009536360.tif 000049
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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2009536360.tif 000055
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