(57)【要約】【課題】音声信号擬似定位システムのミキサの処理量を小さくする。【解決手段】ミキサ３００のゲイン復号部８がゲインのみを復号し、擬似定位ゲイン演算部９が復号されたゲイン（復号Ｍゲイン）を用いて、擬似定位を与えた擬似Ｍゲイン、擬似Ｓゲインを生成する。そして、ミキサ３００は、生成された擬似Ｍゲイン及び擬似Ｓゲインを用いて擬似定位を与える。このように、ミキサは符号全体ではなくゲインのみを復号してその復号されたゲインを用いて擬似定位を与えるため、従来よりもミキサの処理量が小さくなる。【選択図】図６
2011182141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された音信号の大きさを表わす代表値であるゲインを計算し符号化してＭゲイン符号とするゲイン符号化部と、入力された音信号を上記Ｍゲイン符号を復号することにより得られた復号Ｍゲインで正規化し符号化して正規化Ｍ信号符号とする信号符号化部と、上記Ｍゲイン符号及び上記正規化Ｍ信号符号を含む拡張Ｍ符号を生成する符号多重化部とを含む符号化装置と、
上記拡張Ｍ符号からＭゲイン符号及び正規化Ｍ信号符号を分離する符号分離部と、上記分離されたＭゲイン符号を復号して復号Ｍゲインを生成するゲイン復号部と、上記復号Ｍゲインを擬似Ｍゲインとし上記復号Ｍゲインと定位を与えたい位置に応じた値とをかけた値を擬似Ｓゲインとする擬似定位ゲイン演算部と、上記擬似Ｍゲインを符号化して擬似Ｍゲイン符号とする第一ミキサゲイン符号化部と、上記擬似Ｓゲインを符号化して擬似Ｓゲイン符号とする第二ミキサゲイン符号化部と、上記分離された正規化Ｍ信号符号及び上記擬似Ｍゲイン符号を含むＭ符号を生成する第一符号多重化部と、上記分離された正規化Ｍ信号符号及び上記擬似Ｓゲイン符号を含むＳ符号を生成する第二符号多重化部とを含むミキサと、
上記Ｍ符号から正規化Ｍ信号符号及び擬似Ｍゲイン符号を分離する第一符号分離部と、上記分離された正規化Ｍ信号符号を復号して復号正規化Ｍ信号を生成する第一部分復号部と、上記Ｓ符号から正規化された正規化Ｍ信号符号及び擬似Ｓゲイン符号を分離する第二符号分離部と、上記分離された正規化Ｍ信号符号を復号して復号正規化Ｍ信号を生成する第二部分復号部と、上記分離された擬似Ｍゲイン符号を復号して復号擬似Ｍゲインを生成する第一ゲイン復号部と、上記分離された擬似Ｓゲイン符号を復号して復号擬似Ｓゲインを生成する第二ゲイン復号部と、上記復号正規化Ｍ信号と上記復号擬似Ｍゲインとをかけて復号Ｍ信号を生成する第一乗算部と、上記復号正規化Ｍ信号と上記復号擬似Ｓゲインとをかけて復号Ｓ信号を生成する第二乗算部と、上記復号Ｍ信号と上記復号Ｓ信号とを加算して２で割って第一出力信号を生成し、上記復号Ｍ信号から上記復号Ｓ信号を減算して２で割って第二出力信号を生成するＬＲ変換部とを含む復号装置と、
を含む音信号擬似定位システム。
【請求項２】
第一入力信号と第二入力信号とを加算してＭ信号とし、上記第一入力信号から上記第二入力信号を減算してＳ信号とするＭＳ変換部と、上記Ｍ信号の大きさを表わす代表値であるゲインを計算し符号化してＭゲイン符号とする第一ゲイン符号化部と、上記Ｍ信号を上記Ｍゲイン符号を復号することにより得られた復号Ｍゲインで正規化し符号化して正規化Ｍ信号符号とする第一信号符号化部と、上記Ｍゲイン符号及び上記正規化Ｍ信号符号を含む拡張Ｍ符号を生成する第一符号多重化部と、上記Ｓ信号の大きさを表わす代表値であるゲインを計算し符号化して第一Ｓゲイン符号とする第二ゲイン符号化部と、上記Ｓ信号を上記第一Ｓゲイン符号を復号することにより得られた復号Ｓゲインで正規化し符号化して正規化Ｓ信号符号とする第二信号符号化部と、上記第一Ｓゲイン符号及び上記正規化Ｓ信号符号を含む拡張Ｓ符号を生成する第二符号多重化部とを含む符号化装置と、
上記拡張Ｓ符号からＳゲイン符号及び正規化Ｓ信号符号を分離する符号分離部と、上記分離されたＳゲイン符号を復号して復号Ｓゲインを生成するゲイン復号部と、地点数Ｎ≧２を定位を与えることができる方向の総数、復号ＳゲインをＡ’ｓとして、擬似ＳゲインＡｐｓｅｕｄｏｓ＝Ａ’ｓ／Ｎを計算する第一拡張擬似定位ゲイン演算部と、上記擬似ＳゲインＡｐｓｅｕｄｏｓを符号化して第二Ｓゲイン符号とするゲイン符号化部と、上記分離された正規化Ｓ信号符号及び上記第二Ｓゲイン符号を含むＳ符号を生成する符号多重化部とを含むミキサと、
上記拡張Ｍ符号から正規化Ｍ信号符号及びＭゲイン符号を分離する第一符号分離部と、上記分離された正規化Ｍ信号符号を復号して復号正規化Ｍ信号を生成する第一部分復号部と、上記分離されたＭゲイン符号を復号して復号Ｍゲインを生成する第一ゲイン復号部と、上記復号正規化Ｍ信号と上記復号Ｍゲインとを乗算して復号Ｍ信号とする第一乗算部と、上記Ｓ符号から正規化Ｓ信号符号及びＳゲイン符号を分離する第二符号分離部と、上記分離された正規化Ｓ信号符号を復号して復号正規化Ｓ信号を生成する第二部分復号部と、上記分離されたＳゲイン符号を復号して復号Ｓゲインを生成する第二ゲイン復号部と、上記復号正規化Ｓ信号と上記復号Ｓゲインとを乗算して第一復号Ｓ信号とする第二乗算部と、地点情報ｎを定位を与える方向の番号として、ｇｍ２＝（Ｎ−２＊ｎ−１）／Ｎにより定義される擬似Ｍゲインｇｍ２を計算する第二拡張擬似定位ゲイン演算部と、上記復号Ｍ信号と上記擬似Ｍゲインｇｍ２とを乗算して第二復号Ｍ信号とする第三乗算部と、上記第一復号Ｓ信号と上記第二復号Ｍ信号とを加算して復号Ｓ信号とする加算部と、上記復号Ｍ信号と上記復号Ｓ信号とを加算して２で割って第一出力信号を生成し、上記復号Ｍ信号から上記復号Ｓ信号を減算して２で割って第二出力信号を生成するＬＲ変換部とを含む復号装置と、
を含む音信号擬似定位システム。
【請求項３】
符号化装置が、入力された音信号の大きさを表わす代表値であるゲインを計算し符号化してＭゲイン符号とするゲイン符号化ステップと、
符号化装置が、入力された音信号を上記Ｍゲイン符号を復号することにより得られた復号Ｍゲインで正規化し符号化して正規化Ｍ信号符号とする信号符号化ステップと、
符号化装置が、上記Ｍゲイン符号及び上記正規化Ｍ信号符号を含む拡張Ｍ符号を生成する符号多重化ステップと、
ミキサが、上記拡張Ｍ符号からＭゲイン符号及び正規化Ｍ信号符号を分離する符号分離ステップと、
ミキサが、上記分離されたＭゲイン符号を復号して復号Ｍゲインを生成するゲイン復号ステップと、
ミキサが、上記復号Ｍゲインを擬似Ｍゲインとし上記復号Ｍゲインと定位を与えたい位置に応じた値とをかけた値を擬似Ｓゲインとする擬似定位ゲイン演算ステップと、
ミキサが、上記擬似Ｍゲインを符号化して擬似Ｍゲイン符号とする第一ミキサゲイン符号化ステップと、
ミキサが、上記擬似Ｓゲインを符号化して擬似Ｓゲイン符号とする第二ミキサゲイン符号化ステップと、
ミキサが、上記分離された正規化Ｍ信号符号及び上記擬似Ｍゲイン符号を含むＭ符号を生成する第一符号多重化ステップと、
ミキサが、上記分離された正規化Ｍ信号符号及び上記擬似Ｓゲイン符号を含むＳ符号を生成する第二符号多重化ステップと、
復号装置が、上記Ｍ符号から正規化Ｍ信号符号及び擬似Ｍゲイン符号を分離する第一符号分離ステップと、
復号装置が、上記分離された正規化Ｍ信号符号を復号して復号正規化Ｍ信号を生成する第一部分復号ステップと、
復号装置が、上記Ｓ符号から正規化された正規化Ｍ信号符号及び擬似Ｓゲイン符号を分離する第二符号分離ステップと、
復号装置が、上記分離された正規化Ｍ信号符号を復号して復号正規化Ｍ信号を生成する第二部分復号ステップと、
復号装置が、上記分離された擬似Ｍゲイン符号を復号して復号擬似Ｍゲインを生成する第一ゲイン復号ステップと、
復号装置が、上記分離された擬似Ｓゲイン符号を復号して復号擬似Ｓゲインを生成する第二ゲイン復号ステップと、
復号装置が、上記復号正規化Ｍ信号と上記復号擬似Ｍゲインとをかけて復号Ｍ信号を生成する第一乗算ステップと、
復号装置が、上記復号正規化Ｍ信号と上記復号擬似Ｓゲインとをかけて復号Ｓ信号を生成する第二乗算ステップと、
復号装置が、上記復号Ｍ信号と上記復号Ｓ信号とを加算して２で割って第一出力信号を生成し、上記復号Ｍ信号から上記復号Ｓ信号を減算して２で割って第二出力信号を生成するＬＲ変換ステップと、
を含む音信号擬似定位方法。
【請求項４】
符号化部が、第一入力信号と第二入力信号とを加算してＭ信号とし、上記第一入力信号から上記第二入力信号を減算してＳ信号とするＭＳ変換ステップと、
符号化部が、上記Ｍ信号の大きさを表わす代表値であるゲインを計算し符号化してＭゲイン符号とする第一ゲイン符号化ステップと、
符号化部が、上記Ｍ信号を上記Ｍゲイン符号を復号することにより得られた復号Ｍゲインで正規化し符号化して正規化Ｍ信号符号とする第一信号符号化ステップと、
符号化部が、上記Ｍゲイン符号及び上記正規化Ｍ信号符号を含む拡張Ｍ符号を生成する第一符号多重化ステップと、
符号化部が、上記Ｓ信号の大きさを表わす代表値であるゲインを計算し符号化して第一Ｓゲイン符号とする第二ゲイン符号化ステップと、
符号化部が、上記Ｓ信号を上記第一Ｓゲイン符号を復号することにより得られた復号Ｓゲインで正規化し符号化して正規化Ｓ信号符号とする第二信号符号化ステップと、
符号化部が、上記第一Ｓゲイン符号及び上記正規化Ｓ信号符号を含む拡張Ｓ符号を生成する第二符号多重化ステップと、
ミキサが、上記拡張Ｓ符号からＳゲイン符号及び正規化Ｓ信号符号を分離する符号分離ステップと、
ミキサが、上記分離されたＳゲイン符号を復号して復号Ｓゲインを生成するゲイン復号部と、地点数Ｎ≧２を定位を与えることができる方向の総数、復号ＳゲインをＡ’ｓとして、擬似ＳゲインＡｐｓｅｕｄｏｓ＝Ａ’ｓ／Ｎを計算する第一拡張擬似定位ゲイン演算ステップと、
ミキサが、上記擬似ＳゲインＡｐｓｅｕｄｏｓを符号化して第二Ｓゲイン符号とするゲイン符号化ステップと、
ミキサが、上記分離された正規化Ｓ信号符号及び上記第二Ｓゲイン符号を含むＳ符号を生成する符号多重化ステップと、
復号装置が、上記拡張Ｍ符号から正規化Ｍ信号符号及びＭゲイン符号を分離する第一符号分離ステップと、
復号装置が、上記分離された正規化Ｍ信号符号を復号して復号正規化Ｍ信号を生成する第一部分復号ステップと、
復号装置が、上記分離されたＭゲイン符号を復号して復号Ｍゲインを生成する第一ゲイン復号ステップと、
復号装置が、上記復号正規化Ｍ信号と上記復号Ｍゲインとを乗算して復号Ｍ信号とする第一乗算ステップと、
復号装置が、上記Ｓ符号から正規化Ｓ信号符号及びＳゲイン符号を分離する第二符号分離ステップと、
復号装置が、上記分離された正規化Ｓ信号符号を復号して復号正規化Ｓ信号を生成する第二部分復号ステップと、
復号装置が、上記分離されたＳゲイン符号を復号して復号Ｓゲインを生成する第二ゲイン復号ステップと、
復号装置が、上記復号正規化Ｓ信号と上記復号Ｓゲインとを乗算して第一復号Ｓ信号とする第二乗算ステップと、
復号装置が、地点情報ｎを定位を与える方向の番号として、ｇｍ２＝（Ｎ−２＊ｎ−１）／Ｎにより定義される擬似Ｍゲインｇｍ２を計算する第二拡張擬似定位ゲイン演算ステップと、
復号装置が、上記復号Ｍ信号と上記擬似Ｍゲインｇｍ２とを乗算して第二復号Ｍ信号とする第三乗算ステップと、
復号装置が、上記第一復号Ｓ信号と上記第二復号Ｍ信号とを加算して復号Ｓ信号とする加算ステップと、
復号装置が、上記復号Ｍ信号と上記復号Ｓ信号とを加算して２で割って第一出力信号を生成し、上記復号Ｍ信号から上記復号Ｓ信号を減算して２で割って第二出力信号を生成するＬＲ変換ステップと、
を含む音信号擬似定位方法。
【請求項５】
請求項１に記載された音信号擬似定位システムのミキサの各部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音声信号を含む音信号に擬似的に立体的な効果を与える技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステレオ音声に対し信号処理により擬似的に立体的な効果を与える技術が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された技術は処理対象が収音直後あるいは復号後の信号であることを前提としており、符号化された音声信号を復号した上で擬似的に立体的な効果を与える必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７４６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多地点通信会議システム等においては、ミキシングサーバ等のミキサが複数の地点から送られてきた音声信号を加算して、各地点からの音声信号をステレオ信号とする処理を行っている。
【０００５】
ミキサが特許文献１に記載された技術を用いて各地点からの音声信号を異なる位置から聞こえるよう擬似的に立体的な効果を与えようとすると、ミキサがまず各地点から送られてきた音声符号を復号して音声信号を生成する必要があり、ミキサの処理量が大きいという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載された音信号擬似定位システムは、下記の符号化装置、ミキサ及び復号装置を含む。
【０００７】
符号化装置は、入力された音信号の大きさを表わす代表値であるゲインを計算し符号化してＭゲイン符号とするゲイン符号化部と、入力された音信号を上記Ｍゲイン符号を復号することにより得られた復号Ｍゲインで正規化し符号化して正規化Ｍ信号符号とする信号符号化部と、上記Ｍゲイン符号及び上記正規化Ｍ信号符号を含む拡張Ｍ符号を生成する符号多重化部とを含む。
【０００８】
ミキサは、上記拡張Ｍ符号からＭゲイン符号及び正規化Ｍ信号符号を分離する符号分離部と、上記分離されたＭゲイン符号を復号して復号Ｍゲインを生成するゲイン復号部と、上記復号Ｍゲインを擬似Ｍゲインとし上記復号Ｍゲインと定位させたい位置に応じた値とをかけた値を擬似Ｓゲインとする擬似定位ゲイン演算部と、上記擬似Ｍゲインを符号化して擬似Ｍゲイン符号とする第一ミキサゲイン符号化部と、上記擬似Ｓゲインを符号化して擬似Ｓゲイン符号とする第二ミキサゲイン符号化部と、上記分離された正規化Ｍ信号符号及び上記擬似Ｍゲイン符号を含むＭ符号を生成する第一符号多重化部と、上記分離された正規化Ｍ信号符号及び上記擬似Ｓゲイン符号を含むＳ符号を生成する第二符号多重化部とを含む。
【０００９】
復号装置は、上記Ｍ符号から正規化Ｍ信号符号及び擬似Ｍゲイン符号を分離する第一符号分離部と、上記分離された正規化Ｍ信号符号を復号して復号正規化Ｍ信号を生成する第一部分復号部と、上記Ｓ符号から正規化された正規化Ｍ信号符号及び擬似Ｓゲイン符号を分離する第二符号分離部と、上記分離された正規化Ｍ信号符号を復号して復号正規化Ｍ信号を生成する第二部分復号部と、上記分離された擬似Ｍゲイン符号を復号して復号擬似Ｍゲインを生成する第一ゲイン復号部と、上記分離された擬似Ｓゲイン符号を復号して復号擬似Ｓゲインを生成する第二ゲイン復号部と、上記復号正規化Ｍ信号と上記復号擬似Ｍゲインとをかけて復号Ｍ信号を生成する第一乗算部と、上記復号正規化Ｍ信号と上記復号擬似Ｓゲインとをかけて復号Ｓ信号を生成する第二乗算部と、上記復号Ｍ信号と上記復号Ｓ信号とを加算して２で割って第一出力信号を生成し、上記復号Ｍ信号から上記復号Ｓ信号を減算して２で割って第二出力信号を生成するＬＲ変換部とを含む復号装置と、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
ミキサは符号全体ではなくゲインのみを復号してその復号されたゲインを用いて擬似定位を与えるため、従来よりもミキサの処理量が小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】入力信号がモノラル信号である場合の音信号擬似定位システムの例の機能ブロック図。
【図２】入力信号がステレオ信号である場合の音信号擬似定位システムの例の機能ブロック図。
【図３】Ｍ信号ＳＭ（ｔ）を符号化して伝送する場合の音信号擬似定位システムの例の機能ブロック図。
【図４】ゲイン符号化を含む符号化方法を用いる場合の音信号擬似定位システムの例の機能ブロック図。
【図５】擬似定位の付与をミキサで実施する場合の音信号擬似定位システムの例の機能ブロック図。
【図６】擬似定位の付与をミキサで実施する場合の符号化装置・ミキサの例の機能ブロック図。
【図７】擬似定位の付与をミキサで実施する場合の復号装置の例の機能ブロック図。
【図８】擬似定位の付与をミキサ及び復号装置で実施する場合の符号化装置の例の機能ブロック図。
【図９】擬似定位の付与をミキサ及び復号装置で実施する場合のミキサの例の機能ブロック図。
【図１０】擬似定位の付与をミキサ及び復号装置で実施する場合の復号装置の例の機能ブロック図。
【図１１】スケーラブル符号化において擬似定位の付与をミキサで実施する場合の符号化装置及びミキサの例の機能ブロック図。
【図１２】スケーラブル符号化において擬似定位の付与をミキサで実施する場合の復号装置の例の機能ブロック図。
【図１３】音信号擬似定位方法の例の流れ図。
【図１４】音信号擬似定位方法の例の流れ図。
【図１５】仮想的な音源の位置θを説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、音信号擬似定位の基本技術について説明する。
［入力信号がモノラル信号である場合］
図１を参照してモノラル信号が入力された場合に擬似定位を与える技術について説明する。図１の音信号擬似定位システムは、基本擬似定位付与部１及びＬＲ変換部２を含む。
【００１３】
基本擬似定位付与部１に入力信号Ｓ（ｔ）が入力される。この例では、入力信号Ｓ（ｔ）はモノラルのディジタル信号であり、ｔはサンプル番号である。サンプリング周波数が３２ｋＨｚの場合、１秒間の間にＳ（ｔ）からＳ（ｔ＋３１９９９）サンプルが得られる。基本擬似定位付与部１は下記の式に従い、復号Ｍ信号ＳｏＭ（ｔ）と復号Ｓ信号ＳｏＳ（ｔ）を生成する。
ＳｏＭ（ｔ）＝Ｓ（ｔ）
ＳｏＳ（ｔ）＝ｇＳ（ｔ）
ｇ＝ｃｏｓθ
【００１４】
θは、図１５に例示するように受聴者に対する擬似定位しようとする仮想的な音源の位置に対応する角度である。各音源の位置に対応するθは事前に定めておく。また、通信相手の数Ｎと擬似定位を与える対象の地点番号ｐを用いてｇを定めてもよい。例えば、ｇ＝（Ｎ−２ｐ−１）／Ｎとする。
【００１５】
ＬＲ変換部２は復号Ｍ信号ＳｏＭ（ｔ）及び復号Ｓ信号ＳｏＳ（ｔ）から次式に従い第一出力信号Ｓｏ１（ｔ）及び第二出力信号Ｓｏ２（ｔ）を生成し出力する。
Ｓｏ１（ｔ）＝（ＳｏＭ（ｔ）＋ＳｏＳ（ｔ））／２
Ｓｏ２（ｔ）＝（ＳｏＭ（ｔ）−ＳｏＳ（ｔ））／２
このようにして、入力信号がモノラル信号である場合にも擬似定位を与えることができる。モノラル信号を伝送する地点とステレオ信号を伝送する地点の間で通信をする場合でも、ステレオ音声を利用する地点において立体的音響効果を実現することができる。
【００１６】
［入力信号がステレオ信号である場合］
次に図２を参照してステレオ信号が入力された場合に擬似定位を与える技術について説明する。図２の音信号擬似定位システムは、基本擬似定位付与部１、ＬＲ変換部２及びＭＳ変換部３を含む。
【００１７】
ＭＳ変換部３に第一入力信号Ｓｉ１（ｔ）及び第二入力信号Ｓｉ２（ｔ）が入力される。例えば、第一入力信号Ｓｉ１（ｔ）をＬチャネルの音声信号とし、第二入力信号Ｓｉ２（ｔ）をＲチャネルの音声信号とする。ＭＳ変換部３は、第一入力信号Ｓｉ１（ｔ）及び第二入力信号Ｓｉ２（ｔ）を次式に従いＭ信号ＳＭ（ｔ）に変換する。
ＳＭ（ｔ）＝Ｓｉ１（ｔ）＋Ｓｉ２（ｔ）  …（１）
【００１８】
基本擬似定位付与部１及びＬＲ変換部２は、Ｍ信号ＳＭ（ｔ）を入力信号Ｓ（ｔ）として、入力信号がモノラル信号である場合と同様の処理を行う。
このようにして、入力信号がステレオ信号である場合にも擬似定位を与えることができる。
【００１９】
［Ｍ信号ＳＭ（ｔ）を符号化して伝送する場合］
図３に例示するように、音信号擬似定位システムは、符号化装置１００及び復号装置２００を含む。符号化装置１００でＭ信号ＳＭ（ｔ）を符号化してＭ符号ＣＭを生成し、復号装置２００でＭ符号ＣＭを復号してもよい。
符号化装置１００は、ＭＳ変換部３及び符号化部４を含む。復号装置２００は、基本擬似定位付与部１、ＬＲ変換部２及び復号部５を含む。
【００２０】
入力信号がステレオ信号である場合と同様に、ＭＳ変換部３は、第一入力信号Ｓｉ１（ｔ）及び第二入力信号Ｓｉ２（ｔ）から、Ｍ信号ＳＭ（ｔ）を生成する。符号化部４は、Ｍ信号ＳＭ（ｔ）を符号化して、Ｍ符号ＣＭを生成する。Ｍ符号ＣＭは、復号装置２００に送られる。例えばＧ．７１１．１、Ｇ．７１１に規定された符号化方法を用いて符号化する。
【００２１】
復号装置２００の復号部５は、Ｍ符号ＣＭを復号して、復号されたＭ信号Ｓｄｅｃ＿Ｍ（ｔ）を生成する。復号部５は、符号化部４で用いた符号化に対応する復号化方法を用いて復号すればよい。例えば、符号化方法としてＧ．７１１．１エンコーダを利用した場合は、復号方法としてＧ．７１１．１デコーダを用いる。基本擬似定位付与部１及びＬＲ変換部２は、復号されたＭ信号Ｓｄｅｃ＿Ｍ（ｔ）を入力信号Ｓ（ｔ）として、入力信号がモノラル信号である場合と同様の処理を行う。
このようにして、Ｍ信号ＳＭ（ｔ）を符号化して伝送する場合にも擬似定位を与えることができる。
【００２２】
［ゲイン符号化を含む符号化方法を用いる場合］
次に図４を参照して、ゲイン符号化を含む符号化方法を用いた場合に擬似定位を与える技術について説明する。図４の音信号擬似定位システムは、符号化装置１００及び復号装置２００を含む。符号化装置１００は、ＭＳ変換部３、信号符号化部４１、ゲイン符号化部４２及び符号多重化部４３を含む。復号装置２００は、符号分離部６、部分復号部７、ゲイン復号部８、擬似定位ゲイン演算部９、第一乗算部１０、第二乗算部１１及びＬＲ変換部２を含む。
【００２３】
ＭＳ変換部３は、第一入力信号Ｓｉ１（ｔ）及び第二入力信号Ｓｉ２（ｔ）を、上記（１）式に従いＭ信号ＳＭ（ｔ）に変換する。
ゲイン符号化部４２は、Ｍ信号ＳＭ（ｔ）のゲインｇを次式に従い算出し、算出されたゲインｇを量子化してＭゲイン符号Ｃｇとする。ゲインｇは、入力された信号の大きさを表わす代表値である。ゲインとして１フレームを構成するサンプルの平均値を用いている。
ｇ＝（１／Ｋ）＊ΣＫ−１ｔ＝０（ＳＭ（ｔ））２  （ゲインの算出）
Ｃｇ＝（１／２）＊［ｌｏｇ２（ｇ）］−ｃｏｎｓｔ  （ゲインの量子化）
上式に示した方法以外にもスカラ量子化を用いることもできる。
【００２４】
Ｋは１フレームのサンプルの数であり、［・］は・の整数部分を出力する関数であり、ｃｏｎｓｔは音信号擬似定位システムに求められる性能や仕様に応じて適宜定められる任意の定数である。ゲイン符号化部４２は、Ｍゲイン符号Ｃｇを、次式に従い逆量子化して復号ＭゲインＡ’を求め、信号符号化部４１に入力する。
Ａ’＝２Ｃｇ+const (ゲインの逆量子化)
信号符号化部４１は、Ｍ信号ＳＭ（ｔ）を復号ＭゲインＡ’で正規化したのち、ベクトル量子化などを用いて符号化し、正規化Ｍ信号符号とする。例えば、ＳＭ（ｔ）／Ａ’とすることにより正規化を行う。
【００２５】
符号多重化部４３は、Ｍゲイン符号Ｃｇ及び正規化Ｍ信号符号を含む拡張Ｍ符号を生成する。例えば、Ｍゲイン符号Ｃｇ及び正規化Ｍ信号符号を所定の順序で並べて拡張Ｍ符号とする。ネットワークを通じて拡張Ｍ符号を伝送する必要がある場合は、ヘッダ情報などを付加してもよい。生成された拡張Ｍ符号は、復号装置２００に送られる。
【００２６】
復号装置２００の符号分離部６は、拡張Ｍ符号からＭゲイン符号Ｃｇ及び正規化Ｍ信号符号を分離する。
部分復号部７は、分離された正規化Ｍ信号符号を例えば逆量子化することにより復号して復号正規化Ｍ信号Ｓ’Ｍ（ｔ）とする。
ゲイン復号部８は、Ｍゲイン符号Ｃｇを例えば次式により逆量子化することにより復号して復号ＭゲインＡ’を得る。
Ａ’＝２Ｃｇ+const
【００２７】
擬似定位ゲイン演算部９は次式に従い擬似ＭゲインＡ’Ｍ及び擬似ＳゲインＡ’Ｓを算出する。なお、ｇの値は[入力信号がモノラル信号である場合]で示したのと同様、地点番号ｐを用いてｇ＝（Ｎ−２ｐ−１）／Ｎとしてもよいし、g=cosθとしてもよい。この場合、θはｐの値に応じて決まる値とする。
Ａ’Ｍ＝Ａ’
Ａ’Ｓ＝Ａ’ｇ
第一乗算部１０は次式に従い復号正規化Ｍ信号Ｓ’Ｍ（ｔ）と擬似ＭゲインＡ’Ｍを乗算して復号Ｍ信号ＳｏＭ（ｔ）を算出する。
ＳｏＭ（ｔ）＝Ａ’Ｍ＊Ｓ’Ｍ（ｔ）
【００２８】
第二乗算部１１は次式に従い復号正規化Ｍ信号Ｓ’Ｍ（ｔ）と擬似ＳゲインＡ’Ｓを乗算して復号Ｓ信号ＳｏＳ（ｔ）を算出する。
ＳｏＳ（ｔ）＝Ａ’Ｓ＊Ｓ’Ｍ（ｔ）
ＬＲ変換部２は、復号Ｍ信号ＳｏＭ（ｔ）及び復号Ｓ信号ＳｏＳ（ｔ）から次式に従い第一出力信号Ｓｏ１（ｔ）及び第二出力信号Ｓｏ２（ｔ）を生成し出力する。
Ｓｏ１（ｔ）＝（ＳｏＭ（ｔ）＋ＳｏＳ（ｔ））／２
Ｓｏ２（ｔ）＝（ＳｏＭ（ｔ）−ＳｏＳ（ｔ））／２
このように、ゲイン符号化を含む復号化方法を用いる場合においても擬似定位を与えることができる。
【００２９】
［擬似定位の付与をミキサで実施する場合］
以下、この発明による音信号擬似定位システムの一実施形態を詳細に説明する。この音信号擬似定位システムは、擬似定位の付与をミキサで実施する。
【００３０】
この音信号擬似定位システムは、図５に例示するように、符号化装置１００、復号装置２００及びミキサ３００を含む。符号化装置１００は、図６に示すように、ＭＳ変換部３、信号符号化部４１、ゲイン符号化部４２、符号多重化部４３を例えば含む。復号装置２００は、図７に示すように、第一符号分離部６１、第二符号分離部６２、第一部分復号部７１、第二部分復号部７２、第一ゲイン復号部８１、第二ゲイン復号部８２、第一乗算部１０、第二乗算部１１及びＬＲ変換部２を例えば含む。ミキサ３００は、図６に示すように、符号分離部６、ゲイン復号部８、擬似定位ゲイン演算部９、第一ミキサゲイン符号化部１２、第二ミキサゲイン符号化部１３、第一符号多重化部１４及び第二符号多重化部１５を例えば含む。
【００３１】
図５及び６の符号化装置１００は、［ゲイン符号化を含む符号化方法を用いる場合］の欄で図４を参照して説明した符号化装置１００と同様である。
【００３２】
すなわち、ＭＳ変換部３がまず、第一入力信号Ｓｉ１（ｔ）及び第二入力信号Ｓｉ２（ｔ）を、上記（１）式に従いＭ信号ＳＭ（ｔ）に変換する（ステップＳ１、図１３）。Ｍ信号ＳＭ（ｔ）は、信号符号化部４１及びゲイン符号化部４２に送られる。
【００３３】
ゲイン符号化部４２は、入力された音信号の大きさを表わす代表値であるゲインを計算し符号化してＭゲイン符号Ｃｇとする（ステップＳ２）。例えば、上記の（ゲインの算出）の式に基づいてゲインを計算し、上記の（ゲインの量子化）の式に基づいてゲインの量子化及び符号化をする。Ｍゲイン符号Ｃｇは、符号多重化部４３に送られる。ゲイン符号化部４２は、Ｍゲイン符号を上記の（ゲインの逆量子化）の式に基づいて逆量子化により復号して復号Ｍゲインを生成する。
【００３４】
信号符号化部４１は、入力されたＭ信号ＳＭ（ｔ）を復号Ｍゲインで正規化し符号化して正規化Ｍ信号符号とする（ステップＳ３）。正規化Ｍ信号符号は、符号多重化部４３に送られる。
【００３５】
符号多重化部４３は、Ｍゲイン符号Ｃｇ及び正規化Ｍ信号符号を含む拡張Ｍ符号を生成する（ステップＳ４）。生成された拡張Ｍ符号は、ミキサ３００に送られる。
ミキサ３００の符号分離部６は、拡張Ｍ符号からＭゲイン符号Ｃｇ及び正規化Ｍ信号符号を分離する（ステップＳ５）。Ｍゲイン符号Ｃｇはゲイン復号部８に送られる。正規化Ｍ信号符号は、第一符号多重化部１４及び第二符号多重化部１５に送られる。
ゲイン復号部８は、分離されたＭゲイン符号Ｃｇを復号して復号ＭゲインＡ’を生成する（ステップＳ６）。上記、（ゲインの逆量子化）の式に基づき、逆量子化により復号して復号ＭゲインＡ’を生成する。
Ａ’＝２Ｃｇ+const
【００３６】
擬似定位ゲイン演算部９は、復号ＭゲインＡ’を擬似ＭゲインＡ’Ｍとし、また、復号Ｍゲインと定位を与えたい位置に応じた値とをかけた値を擬似ＳゲインＡ’Ｓとする（ステップＳ７）。すなわち、例えば次式に基づいて擬似ＭゲインＡ’Ｍ及び擬似ＳゲインＡ’Ｓを算出する。擬似ＭゲインＡ’Ｍ及び擬似ＳゲインＡ’Ｓは、それぞれ第一ミキサゲイン符号化部１２及び第二ミキサゲイン符号化部１３に送られる。なお、ｇの値は[入力信号がモノラル信号である場合]で示したのと同様、地点番号ｐを用いてｇ＝（Ｎ−２ｐ−１）／Ｎとしてもよいし、g=cosθとしてもよい。この場合、θはｐの値に応じて決まる値とする。
Ａ’Ｍ＝Ａ’
Ａ’Ｓ＝Ａ’g  …（２）
【００３７】
なお、gの代わりに２ｘとし、擬似定位ゲインの付与をＭゲイン符号のビットシフトのみで実現することで、擬似定位の付与をさらに低演算量化することもできる。Ｘは、擬似定位を与えようとする位置に応じて予め定められた定数である。また、擬似定位を与えようとする位置１，…，ｎ，…，Ｎに応じて異なる値Ｃ１，…，Ｃｎ，…，ＣＮを定めておき、上記（２）式の代わりに、下式によりＡ’Ｓを計算してもよい。
Ａ’Ｓ＝Ａ’Ｃｎ
【００３８】
第一ミキサゲイン符号化部１２は、擬似ＭゲインＡ’Ｍを例えば上記(ゲインの量子化)の式に従い符号化して擬似Ｍゲイン符号とする（ステップＳ８）。擬似Ｍゲイン符号は、第一符号多重化部１４に送られる。
第二ミキサゲイン符号化部１３は、擬似ＳゲインＡ’Ｓを例えば上記(ゲインの量子化)の式に従い符号化して擬似Ｓゲイン符号とする（ステップＳ９）。擬似Ｓゲイン符号は、第二符号多重化部１５に送られる。
【００３９】
第一符号多重化部１４は、符号分離部６により分離された正規化Ｍ信号符号及び擬似Ｍゲイン符号を含むＭ符号を生成する（ステップＳ１０）。
第二符号多重化部１５は、符号分離部６により分離された正規化Ｍ信号符号及び擬似Ｓゲイン符号を含むＳ符号を生成する（ステップＳ１１）。
【００４０】
Ｍ符号及びＳ符号は、復号装置２００に送られる。
【００４１】
復号装置２００の第一符号分離部６１（図７）は、Ｍ符号から正規化Ｍ信号符号及び擬似Ｍゲイン符号を分離する（ステップＳ１２）。正規化Ｍ信号符号は第一部分復号部７１に送られ、擬似Ｍゲイン符号は第一ゲイン復号部８１に送られる。
【００４２】
第二符号分離部６２は、Ｓ符号から正規化Ｍ信号符号及び擬似Ｓゲイン符号を分離する（ステップＳ１３）。正規化Ｍ信号符号は第二部分復号部７２に送られ、擬似Ｓゲイン符号は第二ゲイン復号部８２に送られる。
【００４３】
第一部分復号部７１は、第一符号分離部６１により分離された正規化Ｍ信号符号を復号して復号正規化Ｍ信号を生成する（ステップＳ１４）。生成された復号正規化Ｍ信号は、第一乗算部１０に送られる。
第二部分復号部７２は、第二符号分離部６２により分離された正規化Ｍ信号符号を復号して復号正規化Ｍ信号を生成する（ステップＳ１５）。生成された復号正規化Ｍ信号は、第二乗算部１１に送られる。
【００４４】
第一ゲイン復号部８１は、擬似Ｍゲイン符号を復号して復号擬似Ｍゲインを生成する（ステップＳ１６）。第一ゲイン復号部８１は、第一ミキサゲイン符号化部１２が行った符号化に対応する復号を行う。生成された復号擬似Ｍゲインは、第一乗算部１０に送られる。
第二ゲイン復号部８２は、擬似Ｓゲイン符号を復号して復号擬似Ｓゲインを生成する（ステップＳ１７）。第二ゲイン復号部８２は、第二ミキサゲイン符号化部１３が行った符号化に対応する復号を行う。生成された復号擬似Ｓゲインは、第二乗算部１１に送られる。
【００４５】
第一乗算部１０は、復号正規化Ｍ信号と復号擬似Ｍゲインとをかけて復号Ｍ信号を生成する（ステップＳ１８）。すなわち、復号正規化Ｍ信号をＳ’Ｍ（ｔ）とし、復号擬似ＭゲインをＡ’Ｍとして、下記式により復号Ｍ信号ＳｏＭ（ｔ）を算出する。
ＳｏＭ（ｔ）＝Ａ’Ｍ＊Ｓ’Ｍ（ｔ）
第二乗算部１１は、復号正規化Ｍ信号と復号擬似Ｓゲインとをかけて復号Ｓ信号を生成する（ステップＳ１９）。すなわち、復号正規化Ｍ信号をＳ’Ｍ（ｔ）とし、復号擬似ＳゲインをＡ’Ｓとして、下記式により復号Ｓ信号ＳｏＳ（ｔ）を算出する。
ＳｏＳ（ｔ）＝Ａ’Ｓ＊Ｓ’Ｍ（ｔ）
【００４６】
ＬＲ変換部２は、復号Ｍ信号ＳｏＭ（ｔ）及び復号Ｓ信号ＳｏＳ（ｔ）から次式に従い第一出力信号Ｓｏ１（ｔ）及び第二出力信号Ｓｏ２（ｔ）を生成し出力する（ステップＳ２０）。
Ｓｏ１（ｔ）＝（ＳｏＭ（ｔ）＋ＳｏＳ（ｔ））／２
Ｓｏ２（ｔ）＝（ＳｏＭ（ｔ）−ＳｏＳ（ｔ））／２
【００４７】
すなわち、復号Ｍ信号ＳｏＭ（ｔ）と復号Ｓ信号ＳｏＳ（ｔ）とを加算して２で割って第一出力信号Ｓｏ１（ｔ）を生成し、復号Ｍ信号ＳｏＭ（ｔ）から復号Ｓ信号ＳｏＳ（ｔ）を減算して２で割って第二出力信号Ｓｏ２（ｔ）を生成する。
このように、ミキサ３００で、ゲインのみを復号して、その復号されたゲインを用いて擬似定位を与えることができる。これにより、ミキサの処理量が従来よりも小さくなる。
【００４８】
［擬似定位の付与をミキサ及び復号装置で実施する場合］
この実施形態の音信号擬似定位システムは、図５に例示するように、符号化装置１００、復号装置２００及びミキサ３００を含む。
【００４９】
符号化装置１００は、図８に例示するように、ＭＳ変換部３、第一信号符号化部４１、第二信号符号化部５１、第一ゲイン符号化部４２、第二ゲイン符号化部５２、第一符号多重化部４３’、第二符号多重化部５３を含む。ミキサ３００は、図９に例示するように、符号分離部９’、ゲイン復号部８、ゲイン符号化部１２’、第一拡張擬似定位ゲイン演算部１６１及び符号多重化部１３を例えば含む。復号装置２００は、図１０に例示するように、第一符号分離部９１、第二符号分離部９２、第一部分復号部７１、第二部分復号部７２、第一ゲイン復号部８１、第二ゲイン復号部８２、第一乗算部１０１、第二乗算部１０４、第三乗算部１０５、第二拡張擬似定位ゲイン演算部１６２、加算部１１２及びＬＲ変換部２を含む。
【００５０】
符号化装置１００は、図１４に例示したステップＡ１からステップＡ１３の処理を行う。符号化装置１００により生成された拡張Ｍ符号は復号装置２００に送られ、拡張Ｓ符号はミキサ３００に送られる。拡張Ｍ符号はミキサ３００を介して復号装置２００に送られてもよい。
【００５１】
すなわち、符号化装置１００のＭＳ変換部３（図８）は、第一入力信号と第二入力信号とを加算してＭ信号とし、第一入力信号から第二入力信号を減算してＳ信号とする（ステップＡ１、図１４）。生成されたＭ信号は第一信号符号化部４１及び第一ゲイン符号化部４２に送られ、生成されたＳ信号は第二信号符号化部５１及び第二ゲイン符号化部５２に送られる。
【００５２】
第一ゲイン符号化部４２は、Ｍ信号ＳＭ（ｔ）のゲインｇを次式に従い算出し、算出されたゲインｇを量子化してＭゲイン符号Ｃｇｍとする（ステップＡ８）。ゲインｇは、入力された信号の大きさを表わす代表値である。ゲインとして１フレームを構成するサンプルの平均値を用いている。次式に示した方法以外にもスカラ量子化を用いることもできる。
ｇ＝（１／Ｋ）＊ΣＫ−１ｔ＝０（ＳＭ（ｔ））２  （ゲインの算出）
Ｃｇｍ＝（１／２）＊［ｌｏｇ２（ｇ）］−ｃｏｎｓｔ  （ゲインの量子化）
【００５３】
Ｋは１フレームのサンプルの数であり、［・］は・の整数部分を出力する関数であり、ｃｏｎｓｔは音信号擬似定位装置に求められる性能や仕様に応じて適宜定められる任意の定数である。第一ゲイン符号化部４２は、Ｍゲイン符号Ｃｇｍを、次式に従い逆量子化して復号ＭゲインＡ’ｍを求め、第一信号符号化部４１に入力する。
Ａ’ｍ＝２Ｃｇｍ＋ｃｏｎｓｔ
【００５４】
第一信号符号化部４１は、Ｍ信号ＳＭ（ｔ）を復号ＭゲインＡ’ｍで正規化したのち、ベクトル量子化などを用いて符号化し、正規化Ｍ信号符号とする（ステップＡ９）。例えば、ＳＭ（ｔ）／Ａ’ｍとすることにより正規化を行う。
【００５５】
第一符号多重化部４３’は、Ｍゲイン符号Ｃｇｍ及び正規化Ｍ信号符号を含む拡張Ｍ符号を生成する（ステップＡ１０）。例えば、Ｍゲイン符号Ｃｇｍ及び正規化Ｍ信号符号を所定の順序で並べて拡張Ｍ符号とする。ネットワークを通じて拡張Ｍ符号を伝送する必要がある場合は、ヘッダ情報などを付加してもよい。生成された拡張Ｍ符号は、復号装置２００に送られる。
【００５６】
第二ゲイン符号化部５２は、第一ゲイン符号化部４２と同様に、Ｓ信号ＳＳ（ｔ）のゲインｇを（ゲインの算出）の式に従い算出し、算出されたゲインｇを（ゲインの量子化）の式に従い量子化してＳゲイン符号Ｃｇｓとする（ステップＡ１１）。また、第二ゲイン符号化部５２は、Ｓゲイン符号Ｃｇｓを、次式に従い逆量子化して復号ＳゲインＡ’ｓを求め、第二信号符号化部５１に入力する。
Ａ’＝２Ｃｇｓ＋ｃｏｎｓｔ
【００５７】
第二信号符号化部５１は、第一信号符号化部４１と同様に、Ｓ信号ＳＳ（ｔ）を復号ＳゲインＡ’ｓで正規化したのち、ベクトル量子化などを用いて符号化し、正規化Ｓ信号符号とする（ステップＡ１２）。
第二符号多重化部５３は、第一符号多重化部４３’と同様に、Ｓゲイン符号Ｃｇｓ及び正規化Ｓ信号符号を含む拡張Ｓ符号を生成する（ステップＡ１３）。
【００５８】
ミキサ３００の符号分離部９’（図９）は、拡張Ｓ符号からＳゲイン符号及び正規化Ｓ信号符号を分離する（ステップＡ１８）。正規化Ｓ信号符号は符号多重化部１３に送られ、Ｓゲイン符号はゲイン復号部８に送られる。
【００５９】
ゲイン復号部８は、Ｓゲイン符号Ｃｇｓを例えば次式により逆量子化することにより復号して復号ＳゲインＡ’ｓを得る（ステップＡ２０）。復号ＳゲインＡ’ｓは、第一拡張擬似定位ゲイン演算部１６１に送られる。
Ａ’ｓ＝２Ｃｇｓ＋ｃｏｎｓｔ
【００６０】
第一拡張擬似定位ゲイン演算部１６１は、次式により定義される擬似ＳゲインＡｐｓｅｕｄｏｓを計算する（ステップＡ２４）。地点数Ｎ≧２は、定位を与えることができる方向の総数である。擬似ＳゲインＡｐｓｅｕｄｏｓは、ゲイン符号化部１２’に送られる。
Ａｐｓｅｕｄｏｓ＝Ａ’ｓ／Ｎ
ゲイン符号化部１２’は、擬似ＳゲインＡｐｓｅｕｄｏｓを符号化してＳゲイン符号とする（ステップＡ２５）。Ｓゲイン符号は、符号多重化部１３に送られる。
【００６１】
符号多重化部１３は、正規化Ｓ信号符号及びゲイン符号化部１２’により生成されたＳゲイン符号を含むＳ符号を生成する（ステップＡ２６）。生成されたＳ符号は、復号装置２００に送られる。
【００６２】
復号装置２００の第一符号分離部９１（図１０）は、拡張Ｍ符号からＭゲイン符号Ｃｇｍ及び正規化Ｍ信号符号を分離する（ステップＡ１４）。Ｍゲイン符号は第一ゲイン復号部８１に送られ、正規化Ｍ信号符号は第一部分復号部７１に送られる。
【００６３】
第一部分復号部７１は、分離された正規化Ｍ信号符号を例えば逆量子化することにより復号して復号正規化Ｍ信号Ｓ’Ｍ（ｔ）とする（ステップＡ１５）。復号正規化Ｍ信号Ｓ’Ｍ（ｔ）は、乗算部１０１に送られる。
【００６４】
第一ゲイン復号部８１は、Ｍゲイン符号Ｃｇｍを例えば次式により逆量子化することにより復号して復号ＭゲインＡ’ｍを得る（ステップＡ１６）。復号ＭゲインＡ’ｍは、第一乗算部１０１に送られる。
Ａ’ｍ＝２Ｃｇｍ＋ｃｏｎｓｔ
第一乗算部１０１は、復号正規化Ｍ信号Ｓ’Ｍ（ｔ）と復号ＭゲインＡ’ｍとを乗算して、復号Ｍ信号を生成する（ステップＡ１７）。復号Ｍ信号は、ＬＲ変換部２及び第三乗算部１０５に送られる。
【００６５】
第二符号分離部９２は、Ｓ符号からＳゲイン符号Ｃｇｓ及び正規化Ｓ信号符号を分離する（ステップＡ１８’）。Ｓゲイン符号は第二ゲイン復号部８２に送られ、正規化Ｓ信号符号は第二部分復号部７２に送られる。
第二部分復号部７２は、分離された正規化Ｓ信号符号を例えば逆量子化することにより復号して復号正規化Ｓ信号Ｓ’Ｓ（ｔ）とする（ステップＡ１９）。復号正規化Ｓ信号Ｓ’Ｓ（ｔ）は、第二乗算部１０４に送られる。
【００６６】
第二ゲイン復号部８２は、Ｓゲイン符号Ｃｇｓを例えば次式により逆量子化することにより復号して復号ＳゲインＡ’ｓを得る（ステップＡ２０）。復号ＳゲインＡ’ｓは、第二乗算部１０４に送られる。
Ａ’ｓ＝２Ｃｇｓ＋ｃｏｎｓｔ
【００６７】
第二乗算部１０４は、復号正規化Ｓ信号Ｓ’Ｓ（ｔ）と復号ＳゲインＡ’ｓとを乗算して、第一復号Ｓ信号を生成する（ステップＡ２７）。第一復号Ｓ信号は、加算部１１２に送られる。
第二拡張擬似定位ゲイン演算部１６２は、次式により定義される擬似Ｍゲインｇｍ２を計算する（ステップＡ２８）。擬似Ｍゲインｇｍ２は、第三乗算部１０５に送られる。
ｇｍ２＝（Ｎ−２＊ｎ−１）／Ｎ
【００６８】
第三乗算部１０５は、復号Ｍ信号と擬似Ｍゲインｇｍ２とを乗算して第二復号Ｍ信号とする（ステップＡ２９）。第二復号Ｍ信号は、加算部１１２に送られる。
加算部１１２は、第一復号Ｓ信号と第二復号Ｍ信号とを加算して復号Ｓ信号とする（ステップＡ３０）。復号Ｓ信号は、ＬＲ変換部２に送られる。
【００６９】
ＬＲ変換部２は、第一実施形態のＬＲ変換部２と同様に、復号Ｍ信号ＳｏＭ（ｔ）及び復号Ｓ信号ＳｏＳ（ｔ）を用いて、上記式（５），（６）に従い第一出力信号Ｓｏ１（ｔ）及び第二出力信号Ｓｏ２（ｔ）を生成し出力する（ステップＡ３）。
このように、符号化装置がゲイン符号化を含む符号化方法を用いる場合においても、地点情報ｎに応じた信号処理を復号したＭ信号及びＳ信号に対して行うことにより、地点ごとに異なる音源位置を定めることが可能となる。
【００７０】
［スケーラブル符号化において擬似定位の付与をミキサで実施する場合］
以下、この発明による音信号擬似定位システムの一実施形態を詳細に説明する。この音信号擬似定位システムは、擬似定位の付与をミキサで実施する。
【００７１】
この音信号擬似定位システムは、図５に例示するように、符号化装置１００、復号装置２００及びミキサ３００を含む。符号化装置１００は、図１１に示すように、ＭＳ変換部３、信号符号化部４１、ゲイン符号化部４２、符号多重化部４３、帯域分割部４４、副信号符号化部４５を例えば含む。復号装置２００は、図１２に示すように、第一符号分離部６１、第二符号分離部６２、第一部分復号部７１、第二部分復号部７２、第一ゲイン復号部８１、第二ゲイン復号部８２、第一副信号復号部７４、第二副信号復号部７５、第一乗算部１０、第二乗算部１１、第一帯域合成部４６、第二帯域合成部４７、及びＬＲ変換部２を例えば含む。ミキサ３００は、図１１に示すように、符号分離部６、副信号復号部７３、ゲイン復号部８、擬似定位ゲイン演算部９、第一ミキサゲイン符号化部１２、第二ミキサゲイン符号化部１３、第一乗算部１６、第二乗算部１７、副信号復号部７３、第一副信号符号化部１８、第二副信号符号化部１９、第一符号多重化部１４及び第二符号多重化部１５を例えば含む。
【００７２】
図１１の符号化装置１００のうちＭＳ変換部３、信号符号化部４１、ゲイン符号化部４２、符号多重化部４３は、［ゲイン符号化を含む符号化方法を用いる場合］の欄で図４を参照して説明した符号化装置１００と、帯域分割部４４、副信号符号化部４５を除き同様である。
ＭＳ変換部３がまず、第一入力信号Ｓｉ１（ｔ）及び第二入力信号Ｓｉ２（ｔ）を、上記（１）式に従いＭ信号ＳＭ（ｔ）に変換する。Ｍ信号ＳＭ（ｔ）は、帯域分割部４４に送られる。
【００７３】
帯域分割部４４はＭ信号ＳＭ（ｔ）を主帯域Ｍ信号と副帯域Ｍ信号に分割する。帯域分割には例えばＱＭＦ(Ｑｕａｄｒａｔｉｃ Ｍｉｒｒｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ)などの帯域分割フィルタを用いることができる。なお、主帯域Ｍ信号と副帯域Ｍ信号としてどの帯域を割り当ててもよい。例えば、主帯域Ｍ信号として４ｋＨｚ以上の信号を割当て、副帯域Ｍ信号として４ｋＨｚ以下の信号を割り当ててもよい。主帯域Ｍ信号は信号符号化部４１及びゲイン符号化部４２に送られる。
【００７４】
ゲイン符号化部４２は、入力された音信号の大きさを表わす代表値であるゲインを計算し符号化してＭゲイン符号Ｃｇとする。例えば、上記の（ゲインの算出）の式に基づいてゲインを計算し、上記の（ゲインの量子化）の式に基づいてゲインの量子化及び符号化をする。Ｍゲイン符号Ｃｇは、符号多重化部４３に送られる。ゲイン符号化部４２は、Ｍゲイン符号を上記の（ゲインの逆量子化）の式に基づいて逆量子化により復号して復号Ｍゲインを生成する。
【００７５】
信号符号化部４１は、入力された主帯域Ｍ信号を復号Ｍゲインで正規化し符号化して正規化Ｍ信号符号とする。正規化Ｍ信号符号は、符号多重化部４３に送られる。
副信号符号化部４５は、副帯域Ｍ信号を符号化して副帯域Ｍ信号符号とする。符号化には、例えばＧ．７１１等を用いることができるが、どのような符号化方法を用いてもよい。
符号多重化部４３は、Ｍゲイン符号Ｃｇ、正規化Ｍ信号符号および副帯域Ｍ信号符号を含むスケーラブル拡張Ｍ符号を生成する。生成されたスケーラブル拡張Ｍ符号は、ミキサ３００に送られる。
【００７６】
ミキサ３００の符号分離部６は、スケーラブル拡張Ｍ符号からＭゲイン符号Ｃｇ、正規化Ｍ信号符号および副帯域Ｍ信号符号を分離する。Ｍゲイン符号Ｃｇはゲイン復号部８に送られる。正規化Ｍ信号符号は、第一符号多重化部１４及び第二符号多重化部１５に送られる。副帯域Ｍ信号符号は副信号復号部７３に送られる。
ゲイン復号部８は、分離されたＭゲイン符号Ｃｇを復号して復号ＭゲインＡ’を生成する。上記、（ゲインの逆量子化）の式に基づき、逆量子化により復号して復号ＭゲインＡ’を生成する。
Ａ’＝２Ｃｇ+const
【００７７】
擬似定位ゲイン演算部９は、復号ＭゲインＡ’を擬似ＭゲインＡ’Ｍとし、また、復号Ｍゲインと定位を与えたい位置に応じた値とをかけた値を擬似ＳゲインＡ’Ｓとする。すなわち、例えば次式に基づいて擬似ＭゲインＡ’Ｍ及び擬似ＳゲインＡ’Ｓを算出する。擬似ＭゲインＡ’Ｍ及び擬似ＳゲインＡ’Ｓは、それぞれ第一ミキサゲイン符号化部１２及び第二ミキサゲイン符号化部１３に送られる。なお、ｇの値は[入力信号がモノラル信号である場合]で示したのと同様、地点番号ｐを用いてｇ＝（Ｎ−２ｐ−１）／Ｎとしてもよいし、g=cosθとしてもよい。この場合、θはｐの値に応じて決まる値とする。
Ａ’Ｍ＝Ａ’
Ａ’Ｓ＝Ａ’g  …（２）
なお、gの代わりに２ｘとし、擬似定位ゲインの付与をＭゲイン符号のビットシフトのみで実現することで、擬似定位の付与をさらに低演算量化することもできる。Ｘは、擬似定位を与えようとする位置に応じて予め定められた定数である。また、擬似定位を与えようとする位置１，…，ｎ，…，Ｎに応じて異なる値Ｃ１，…，Ｃｎ，…，ＣＮを定めておき、上記（２）式の代わりに、下式によりＡ’Ｓを計算してもよい。
Ａ’Ｓ＝Ａ’Ｃｎ
【００７８】
第一ミキサゲイン符号化部１２は、擬似ＭゲインＡ’Ｍを例えば上記(ゲインの量子化)の式に従い符号化して擬似Ｍゲイン符号とする。擬似Ｍゲイン符号は、第一符号多重化部１４に送られる。
第二ミキサゲイン符号化部１３は、擬似ＳゲインＡ’Ｓを例えば上記(ゲインの量子化)の式に従い符号化して擬似Ｓゲイン符号とする。擬似Ｓゲイン符号は、第二符号多重化部１５に送られる。
【００７９】
副信号復号部７３は、副帯域Ｍ信号符号を復号し、復号副帯域Ｍ信号を生成する。復号には副信号符号化部４５に対応する復号器を用いる。例えば副信号符号化器にＧ．７１１エンコーダを用いた場合には、副信号復号部７３としてＧ．７１１デコーダ復号副帯域Ｍ信号は第三乗算器１６、第四乗算器１７に送られる。
【００８０】
第三乗算器１６は、復号副帯域Ｍ信号に擬似Ｍゲインを乗算して擬似副帯域Ｍ信号を生成する。擬似副帯域Ｍ信号は第一副信号符号化部１８に送られる。
第四乗算器１７は、復号副帯域Ｍ信号に擬似Ｓゲインを乗算して擬似副帯域Ｓ信号を生成する。擬似副帯域Ｓ信号は第二副信号符号化部１９に送られる。
【００８１】
第一副信号符号化部１８は、擬似副帯域Ｍ信号を副信号符号化部４５と同じ符号化方法により符号化し、副帯域擬似Ｍ信号符号を出力する。
第二副信号符号化部１９は、擬似副帯域Ｓ信号を副信号符号化部４５と同じ符号化方法により符号化し、副帯域擬似Ｓ信号符号を出力する。
【００８２】
第一符号多重化部１４は、符号分離部６により分離された正規化Ｍ信号符号、副帯域擬似Ｍ信号符号及び擬似Ｍゲイン符号を含むスケーラブルＭ符号を生成する。
第二符号多重化部１５は、符号分離部６により分離された正規化Ｍ信号符号、副帯域擬似Ｓ信号符号及び擬似Ｓゲイン符号を含むスケーラブルＳ符号を生成する。
【００８３】
スケーラブルＭ符号及びスケーラブルＳ符号は、復号装置２００に送られる。
【００８４】
復号装置２００の第一符号分離部６１（図１２）は、スケーラブルＭ符号から正規化Ｍ信号符号、副帯域擬似Ｍ信号符号及び擬似Ｍゲイン符号を分離する。正規化Ｍ信号符号は第一部分復号部７１に送られ、擬似Ｍゲイン符号は第一ゲイン復号部８１に送られる。副帯域擬似Ｍ信号符号は第一副信号復号部７４に送られる。
【００８５】
第二符号分離部６２は、Ｓ符号から正規化Ｍ信号符号、副帯域擬似Ｓ信号符号及び擬似Ｓゲイン符号を分離する。正規化Ｍ信号符号は第二部分復号部７２に送られ、擬似Ｓゲイン符号は第二ゲイン復号部８２に送られる。副帯域擬似Ｓ信号符号は第一副信号復号部７５に送られる
第一部分復号部７１は、第一符号分離部６１により分離された正規化Ｍ信号符号を復号して復号正規化Ｍ信号を生成する。生成された復号正規化Ｍ信号は、第一乗算部１０に送られる。
【００８６】
第二部分復号部７２は、第二符号分離部６２により分離された正規化Ｍ信号符号を復号して復号正規化Ｍ信号を生成する。生成された復号正規化Ｍ信号は、第二乗算部１１に送られる。
【００８７】
第一副信号復号部７４は、副帯域擬似Ｍ信号符号を復号して復号副帯域Ｍ信号を生成する。復号においては、副信号復号部７３と同様の復号方法を用いる。
第二副信号復号部７５は、副帯域擬似Ｓ信号符号を復号して復号副帯域Ｓ信号を生成する。復号においては、副信号復号部７３と同様の復号方法を用いる。
【００８８】
第一ゲイン復号部８１は、擬似Ｍゲイン符号を復号して復号擬似Ｍゲインを生成する。第一ゲイン復号部８１は、第一ミキサゲイン符号化部１２が行った符号化に対応する復号を行う。生成された復号擬似Ｍゲインは、第一乗算部１０に送られる。
第二ゲイン復号部８２は、擬似Ｓゲイン符号を復号して復号擬似Ｓゲインを生成する。第二ゲイン復号部８２は、第二ミキサゲイン符号化部１３が行った符号化に対応する復号を行う。生成された復号擬似Ｓゲインは、第二乗算部１１に送られる。
【００８９】
第一乗算部１０は、復号正規化Ｍ信号と復号擬似Ｍゲインとをかけて復号主帯域Ｍ信号を生成する（ステップＳ１８）。すなわち、復号正規化Ｍ信号をＳ’Ｍ（ｔ）とし、復号擬似ＭゲインをＡ’Ｍとして、下記式により復号主帯域Ｍ信号ＳｏＭ（ｔ）を算出する。
ＳｏＭ（ｔ）＝Ａ’Ｍ＊Ｓ’Ｍ（ｔ）
第二乗算部１１は、復号正規化Ｍ信号と復号擬似Ｓゲインとをかけて復号主帯域Ｓ信号を生成する（ステップＳ１９）。すなわち、復号正規化Ｍ信号をＳ’Ｍ（ｔ）とし、復号擬似ＳゲインをＡ’Ｓとして、下記式により復号主帯域Ｓ信号ＳｏＳ（ｔ）を算出する。
ＳｏＳ（ｔ）＝Ａ’Ｓ＊Ｓ’Ｍ（ｔ）
【００９０】
第一帯域合成部４６は、復号主帯域Ｍ信号と復号副帯域Ｍ信号を合成して復号Ｍ信号を生成する。合成においては、帯域分割部４４に対応する帯域合成フィルタを用いる。例えば、帯域分割部４４において、ＱＭＦを利用した場合は対応する合成ＱＭＦフィルタを用いる。
第二帯域合成部４７は、復号主帯域Ｓ信号と復号副帯域Ｓ信号を合成して復号Ｓ信号を生成する。合成においては、帯域分割部４４に対応する帯域合成フィルタを用いる。例えば、帯域分割部４４において、ＱＭＦを利用した場合は対応する合成ＱＭＦフィルタを用いる。
【００９１】
ＬＲ変換部２は、復号Ｍ信号ＳｏＭ（ｔ）及び復号Ｓ信号ＳｏＳ（ｔ）から次式に従い第一出力信号Ｓｏ１（ｔ）及び第二出力信号Ｓｏ２（ｔ）を生成し出力する（ステップＳ２０）。
Ｓｏ１（ｔ）＝（ＳｏＭ（ｔ）＋ＳｏＳ（ｔ））／２
Ｓｏ２（ｔ）＝（ＳｏＭ（ｔ）−ＳｏＳ（ｔ））／２
すなわち、復号Ｍ信号ＳｏＭ（ｔ）と復号Ｓ信号ＳｏＳ（ｔ）とを加算して２で割って第一出力信号Ｓｏ１（ｔ）を生成し、復号Ｍ信号ＳｏＭ（ｔ）から復号Ｓ信号ＳｏＳ（ｔ）を減算して２で割って第二出力信号Ｓｏ２（ｔ）を生成する。
このように、ミキサ３００で、ゲインのみを復号して、その復号されたゲインを用いて擬似定位を与えることができる。これにより、ミキサの処理量が従来よりも小さくなる。
【００９２】
音信号擬似定位システムを構成する符号化装置、ミキサ及び復号装置のそれぞれは、コンピュータによって実現することができる。この場合、符号化装置、ミキサ及び復号装置のそれぞれが有すべき各部の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、各部が、コンピュータ上で実現される。
【００９３】
この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、符号化装置、ミキサ及び復号装置のそれぞれを構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。
【００９４】
この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１     基本擬似定位付与部
２     ＬＲ変換部
３     ＭＳ変換部
４     符号化部
４１   信号符号化部
４２   ゲイン符号化部
４３   符号多重化部
４３’ 第一符号多重化部
４４   帯域分割部
４５   副信号符号化部
４６   第一帯域合成部
４７   第二帯域合成部
５     復号部
６     符号分離部
６１   第一符号分離部
６２   第二符号分離部
７     部分復号部
７１   第一部分復号部
７２   第二部分復号部
７３   副信号復号部
７４   第一副信号復号部
７５   第二副信号復号部
８     ゲイン復号部
８１   第一ゲイン復号部
８２   第二ゲイン復号部
９     擬似定位ゲイン演算部
９’   符号分離部
１０   第一乗算部
１１   第二乗算部
１２   第一ミキサゲイン符号化部
１３   第二ミキサゲイン符号化部
１４   第一符号多重化部
１５   第二符号多重化部
１６   第三乗算器
１７   第四乗算器
１８   第一副信号符号化部
１９   第二副信号符号化部
１００ 符号化装置
２００ 復号装置
３００ ミキサ
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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