(57)【要約】  オーディオ信号増強装置、及びそれに対応するステレオ信号を増強する方法を提供し、該装置及び方法は、ステレオ入力信号をアップミキシングするための、空間的なサウンドイメージの質が改善された増強信号を生成する。センタチャンネルプロセッサとＬＦＥチャンネルプロセッサとを組合せて使用すると、改善された入力信号の処理を提供でき、その結果、従来技術の問題点や欠点が解消された最終的なセンタチャンネル及び少なくとも１つのＬＦＥサブウーファチャンネルが得られる。その結果、高品質で自然な再生音の忠実度を有する、安定した時間スミアリングされていないイメージを含むセンタ信号及びＬＦＥ信号となる。これらの利点は、マトリックスエンコードされた入力信号であるか、非マトリックスエンコードされた入力信号であるかに関係なく、特に時間遅延した又は位相をパンしたステレオ入力信号に対して、達成できる。【選択図】図３
2013539283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのオーディオ信号を備えるステレオ入力信号をアップミキシングするオーディオ信号増強装置であって、
２つの入力信号を処理し、少なくとも１つの増強信号を生成する信号増強手段であり、
それぞれ２つの並行する処理ブランチを有する２つの並行な処理ラインであり、２つの処理ブランチが、適応フィルタ手段を備える第１処理ブランチ、及び、信号を遅延する手段を備える第２処理ブランチである第１処理ライン及び第２処理ライン、
第１処理ラインの第１処理ブランチの出力信号を、第２処理ラインの第２処理ブランチの出力信号と合成し、第１増強信号を生成する手段、
第２処理ラインの第１処理ブランチの出力信号を、第１処理ラインの第２処理ブランチの出力信号と合成し、第２増強信号を生成する手段、及び、
第１増強信号と第２増強信号とを合成し、第３増強信号を生成する手段、を備える信号増強手段と、
信号増強手段を制御する制御手段と、
を具備するオーディオ信号増強装置。
【請求項２】
制御手段は、
入力信号、第１処理ライン及び第２処理ラインの第１処理ブランチ及び第２処理ブランチの出力、第１増強信号、第２増強信号、及び、第３増強信号のうち少なくとも１つの増強信号を分析し、
信号増強手段のゲイン係数及び遅延係数を動的に変化させる、
請求項１に記載のオーディオ信号増強装置。
【請求項３】
第１入力信号の一部を第２入力信号に加算し、第１処理ラインに供給する第３信号を生成すると共に、第２入力信号の一部を第１入力信号に加算し、第２処理ラインに供給する第４信号を生成する、クロスミキシング手段を更に具備し、
クロスミキシング手段は、少なくとも１つのゲイン係数を入力信号に適用する乗算手段を備え、
少なくとも１つのゲイン係数は、制御手段によって設定される、
請求項２に記載のオーディオ信号増強装置。
【請求項４】
適応フィルタ手段は、適応フィルタ係数設定手段を備え、
適応フィルタ係数は、制御手段によって設定される、
請求項２に記載のオーディオ信号増強装置。
【請求項５】
第２処理ブランチは、少なくとも１つのゲイン係数を第３信号及び第４信号に適用する乗算手段を更に備え、
少なくとも１つのゲイン係数、及び信号を遅延させる手段のための遅延量は、制御手段によって設定される、
請求項２に記載のオーディオ信号増強装置。
【請求項６】
少なくとも１つのゲイン係数を第１増強信号及び第２増強信号に適用する乗算手段を更に具備し、
少なくとも１つのゲイン係数は、制御手段によって設定される、
請求項２に記載のオーディオ信号増強装置。
【請求項７】
第３増強信号からセンタチャンネル信号を生成するセンタチャンネル信号生成手段を更に具備し、
センタチャンネル信号生成手段は、センタチャンネル重み付け手段と、センタチャンネル重み付け係数を第３増強信号に適用する乗算手段とを備え、
センタチャンネル信号生成手段は、制御手段によって制御される、
請求項２に記載のオーディオ信号増強装置。
【請求項８】
少なくとも１つの増強信号から少なくとも１つの低周波効果サブウーファ信号を生成する低周波効果サブウーファ信号生成手段を更に具備し、
低周波効果サブウーファ信号生成手段は、ローパスフィルタ手段を備え、
低周波効果サブウーファ信号生成手段は、制御手段によって制御される、
請求項２に記載のオーディオ信号増強装置。
【請求項９】
制御手段は、少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリを備える、
請求項２に記載のオーディオ信号増強装置。
【請求項１０】
２つのオーディオ信号を備えるステレオ入力信号をアップミキシングするために増強する方法であって、
２つの入力信号を処理することであり、少なくとも１つの増強信号を、それぞれ２つの並行する処理ブランチを有する２つの並行な処理ラインである第１処理ライン及び第２処理ラインで生成し、
２つの処理ブランチが、信号を適応フィルタリングすることを備える第１処理ブランチ、及び、信号を遅延することを備える第２処理ブランチであり、
第１処理ラインの第１処理ブランチの出力信号を、第２処理ラインの第２処理ブランチの出力信号と合成し、第１増強信号を生成すること、
第２処理ラインの第１処理ブランチの出力信号を、第１処理ラインの第２処理ブランチの出力信号と合成し、第２増強信号を生成すること、及び、
第１増強信号と第２増強信号とを合成し、第３増強信号を生成すること、を備える２つの入力信号を処理することと、
処理を制御し、少なくとも１つの増強信号を生成することと、
を具備する方法。
【請求項１１】
処理を制御することは、
入力信号、第１処理ライン及び第２処理ラインの第１処理ブランチ及び第２処理ブランチの出力、第１増強信号、第２増強信号、及び、第３増強信号のうち少なくとも１つの増強信号を分析すること、及び
信号増強手段のゲイン係数及び遅延係数を動的に変化させること、
を備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
第１入力信号の一部を第２入力信号に加算し、第１処理ラインに供給する第３信号を生成すること、及び、第２入力信号の一部を第１入力信号に加算し、第２処理ラインに供給する第４信号を生成すること、
を更に具備する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
センタチャンネル重み付け係数を決定することによって、第３増強信号からセンタチャンネル信号を生成すること、及び、
センタチャンネル重み付け係数を第３増強信号に乗算して、センタチャンネル信号を生成すること、
を更に具備する請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
入力信号及び少なくとも１つの増強信号をローパスフィルタリングすることを備える、少なくとも１つの増強信号から少なくとも１つの低周波効果サブウーファ信号を生成すること、
を更に具備する請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
２つのオーディオ信号を備えるステレオ入力信号からセンタチャンネル信号を生成するセンタチャンネル生成装置であり、
請求項１乃至請求項９の何れか一つに記載のオーディオ信号増強装置と、
信号を分析する手段と、
チャンネル重み付け係数を決定する手段と、
センタチャンネル信号を生成するために、増強信号にチャンネル重み付け係数を乗算する手段と、
を具備するセンタチャンネル生成装置。
【請求項１６】
２つのオーディオ信号を備えるステレオ入力信号からサブウーファ信号を生成する低周波効果ＬＦＥサブウーファ信号生成装置であり、
請求項１乃至請求項９の何れか一つに記載のオーディオ信号増強装置と、
２つのオーディオ信号をローパスフィルタリングし、オーディオ信号増強装置を制御するために制御手段が分析する、フィルタリング処理した信号を生成する手段と、
少なくとも１つの増強信号をローパスフィルタリングし、少なくとも１つの低周波効果信号を生成する手段と、
を具備する低周波効果ＬＦＥサブウーファ信号生成装置。
【請求項１７】
マシン上で実行する際に、請求項１０乃至請求項１４の何れか一つに記載の方法のステップを実行する命令を備える、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１８】
コンピュータ上で実行する際に、請求項１０乃至請求項１４の何れか一つに記載の方法のステップをコンピュータに実行させる、コンピュータが実行可能な命令を備えるコンピュータプログラム。
【請求項１９】
２つのオーディオ信号を備えるステレオ入力信号から、少なくとも３つの出力オーディオ信号を生成するオーディオ信号アップミキサであり、
請求項１乃至請求項９の何れか一つに記載のオーディオ信号増強装置を備え、請求項１０乃至請求項１４の何れか一つに記載の方法のステップを実行する
オーディオ信号アップミキサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、オーディオアプリケーションのための信号処理に関し、特に、新規かつ改善された、オーディオアップミキサ及びステレオのオーディオチャンネルをアップミキシングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のオーディオアプリケーションは、標準的な２チャンネルのステレオオーディオ再生システムから、多数のスピーカを使用して、異なる効果を達成し異なる反響を提供する、より複雑なシステムまで開発されてきている。スピーカの数が増加しただけでなく、各スピーカの機能数も増え、それと共に特性も変化しており、ここ数年間で、大幅に変化した専門的な家庭用スピーカシステムが生まれている。
【０００３】
また、これらマルチチャンネルの実施は、「サラウンド音」効果を含むようにも進化した。そうしたサラウンド音スピーカのオーディオシステムは、今日では、とりわけ、劇場、音楽ホール、自動車、ホームシアター（ｄｏｍｅｓｔｉｃ  ｔｈｅａｔｒｅ）、コンピュータシステムで見られる。しかしながら、これらの実施は、典型的には、其々がそれ自体の音響特性や入力／出力応答を有する多様な個別のフルレンジスピーカ及びサブウーファを備えている。
【０００４】
加えて、音楽、映画のサウンドトラック又は音声源は全て処理されるので、様々な種類の再生されるオーディオ信号も存在する。しかしながら、所定のスピーカ構成に対して入力信号の最適なミキシングを提供するには、熟練した技術者によるフィルタリングやミキシングを含む、手間がかかる、熟練した手動の信号処理操作が必要となる。
【０００５】
オーディオのアップミキシングシステム、又はアップミキサシステムが、Ｎ個の元のオーディオ信号をＭ個のアップミキシングされたオーディオ信号（但し、Ｍ＞Ｎ）に、効率的にアップミキシングするために、提案されている。例えば、少なくとも２つのサラウンドオーディオチャンネルを生成するシステムが、存在する。他の従来技術によるシステムは、ハードパン（ｈａｒｄ−ｐａｎｎｅｄ）音源を検出する２つのサラウンドチャンネルを作成して、音声信号が１つの入力チャンネルのみに存在する場合であっても、必ずフロントチャンネルに配置されるようにしている。
【０００６】
しかしながら、より一般的には、ホームシアター又は専門的なシアターシステムのアップミキシングシステムは、普通、図１で表すように、３つのフロントスピーカ信号、２つのサラウンド信号、サブウーファスピーカを駆動するための低周波効果（ＬＦＥ：ｌｏｗ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｅｆｆｅｃｔｓ）信号、又はサブウーファ信号を生成するように、構成されている。通常、３つのフロントスピーカ信号は、音声を含むあらゆる種類の音を出力するのに使用され、２つのサラウンド信号は、周囲の音を作成するのに使用され、ＬＦＥサブウーファ信号は、低周波の特別な効果を生成するのに使用される。この組合せの結果、異なるスピーカで生成される異なる音成分により、エンドユーザに対して一層良い体験を齎すことができる。特に、サウンドイメージが聴取部周りに配置されることにより、２台のフロントスピーカによる再生と比べて、より自然に包み込むイメージを与えるため、サウンドイメージが一層良いものとなる。
【０００７】
通常、これらのシステムは、オーディオマトリクスコーディング及びデコーディング処理を含む。マトリクスデコーディングは、適応型又は非適応型オーディオアップミキシング式で、多数の出力オーディオ信号（例えば、５．１システムに対する６）が、少数（典型的には、２）の入力信号からデコードされる。しかしながら、非マトリクスコーディング及びデコーディングを含むシステムも存在する。
【０００８】
こうした従来技術によるシステムの短所は、１つの入力チャンネルが他の入力チャンネルに対して１８０度位相がずれた低周波成分等、位相の影響を用いて生成されたオーディオを含む入力信号を、アップミキサへの入力として使用する際に、明らかとなる。こうした位相反転によるミキシングは、音楽や映画のオーディオ製作において、広い空間的なイメージを与えるのに使用される極めて一般的なオーディオ技術である。通常、これらの位相反転した入力信号は、加算されるが、位相ずれ信号同士は、打ち消し合うので、ＬＦＥ信号では全く信号が存在しなくなる。そのために、所望するサブウーファ効果は、得られない。
【０００９】
既存のシステムの更なる短所は、１つの入力チャンネルにだけ元々存在する音成分が、センタチャンネルでも出力として生成され、そのために、非現実的な出力サウンドイメージを作成してしまう点である。例えば、録音された楽器演奏に対応する音楽のオーディオ信号が、左側の入力チャンネルのみに存在すると考えてみる。アップミキシングされたセンタチャンネルが、入力されたレフト及びライトチャンネルを加算することによって生成される場合、このアップミキシングされたセンタチャンネルは、録音された楽器信号も含むことになる。これは、聴取時に左側でのみ知覚されるべきであるため、望ましくない結果となる：即ち、聴取されるアップミキシング信号の空間的なサウンドイメージの質が、低下する。
【００１０】
他の実装では、センタチャンネルのアップミキシング信号を生成するが、位相ずれ信号は、互いに打ち消し合わないように、最終的には、アップミキシングされたセンタチャンネルに存在するように、意図的に構成される。しかしながら、こうした設計は、位相ずれ音が、通常、特殊効果用音として意図され、センタチャンネルからではなく、サラウンドスピーカ又はＬＦＥスピーカから出力される点で、最適とは言えない。特殊効果音はセンタチャンネルから出されるように意図されていないため、元の音の再生品質が悪くなるという結果を招く。
【００１１】
オーディオ信号処理機器が考慮に入れる必要がある別の効果として、時間スミアリングがある。生の会議や生の会話から、映画及びテレビにおいて、音楽の録音、又はスピーチの録音のために、複数のマイクロフォンを使用するのが、極めて一般的である。各マイクロフォンは、通常部屋の異なる隅に物理的に配置される。その場合、音が、他のマイクロフォンより物理的に近い１つマイクロフォンで録音される結果、その１つのマイクロフォンに他のマイクロフォンより先に音が到達するため、時間遅延効果が生じたオーディオを含む信号となる。この効果は、時間遅延パニング又は時間スミアリングと呼ばれる。そうした信号が加算されると、又はゲインが一方若しくは両方の信号に適用された後に加算されると、その結果得られる加算信号は、時間スミアリングされた信号、又は時間的にスミアリングされたイメージを持つ信号を含み、その結果、部分的に、位相がずれた音のアーチファクトによって、音の品質が低下する。この効果は、録音される信号を単に「クリック」音とした場合、容易に理解される。クリックが、１つのチャンネルに他より先に到着するため、ゼロではないゲインが一方又は両方のチャンネルに適用され、その結果が加算される場合に、２つのクリックが、その結果得られる加算チャンネルに現れる。その結果、元のサウンドイメージの再現性が悪くなる。
【００１２】
従って、２チャンネルのオーディオ素材が時間遅延パニングされた録音を含む、従来技術のオーディオアップミキシングシステムは、元の音が忠実に再生されないという短所、特殊効果の再生が最適に達成されないという短所、又は特殊効果が間違ったスピーカで再生されるという短所の組合せを、少なくとも部分的に被る。この組合せの結果、聴取者にとって、全体的に不自然な聴取体験となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従って、本発明の目的は、上述した課題に対する解決方法を提供することである。特に、本発明の目的は、改善されたフロントサウンドイメージを達成するオーディオアップミキサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様によると、オーディオ信号増強装置、及びそれに対応するステレオ信号を増強する方法を提供し、空間的なサウンドイメージの質が改善された増強信号を生成する。センタチャンネルプロセッサと低周波効果サブウーファＬＦＥチャンネルプロセッサとを組合せて使用すると、改善された入力信号の処理を提供でき、その結果、従来技術の問題点や欠点が解消された、最終的なセンタチャンネル及び少なくとも１つのＬＦＥサブウーファチャンネルが得られる。その結果、高品質で自然な再生音の忠実度を有する、安定した時間スミアリングされていないイメージを含むセンタ信号及びＬＦＥ信号となる。これらの有利な効果は、マトリックスエンコードされた入力信号であるか、非マトリックスエンコードされた入力信号であるかに関係なく、特に時間遅延した又は位相をパンしたステレオ入力信号に対して達成することができる。
【００１５】
従って、この新規な処理システム及び再生構成では、一対のオーディオ信号を、３つ、又は５つ、又は７つのフルレンジスピーカを介して、少なくとも１つ、最大３つのサブウーファ信号と合成して、最適な再生のために自動的にアップミキシングする。本発明のアップミキシング方法を、音声、音楽、映画サウンドトラックのオーディオ源に対して、高品質で低遅延なオーディオ信号処理となるように、調整する。
【００１６】
本発明の一態様によると、オーディオ信号増強装置を、２つのオーディオ信号を備えるステレオ入力信号を増強して、少なくとも１つの増強信号を生成するように規定する。
【００１７】
本発明の他の態様によると、ステレオ入力信号を増強して、少なくとも１つの増強信号を生成する方法を提供する。
【００１８】
本発明の別の態様によると、２つのオーディオ信号を備えるステレオ入力信号からセンタチャンネル信号を生成する、センタチャンネル生成装置、及びそれに対応する方法を、提供する。
【００１９】
本発明の別の態様によると、２つのオーディオ信号を備えるステレオ入力信号からサブウーファ信号を生成する、低周波効果（ＬＦＥ）サブウーファ信号生成装置、及びそれに対応する方法を、提供する。
【００２０】
本発明の別の態様によると、２つのオーディオ信号を備えるステレオ入力信号から少なくとも３つの出力オーディオ信号を生成する、オーディオ信号アップミキサ、及びそれに対応する方法を、提供する。
【００２１】
本発明の別の態様によると、本発明の異なる態様及び実施形態に関する異なる機能を実行する、コンピュータプログラム、及び該コンピュータプログラムを具現化するコンピュータが読み取り可能な記憶媒体を、提供する。
【００２２】
本発明は、本発明の様々な態様、実施形態、特徴を実現し、様々な手段によって実行される方法及び装置を提供する。例えば、これらの技術を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組合せで実施してもよい。
【００２３】
ハードウェアに関しては、処理ユニットを、１つ又は複数の特定用途向集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）、書き換え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、本明細書に記載した機能を実行するように設計した他の電子ユニット、又はそれらの組合せ内に実装してもよい。
【００２４】
ソフトウェアの実行に関して、様々な手段は、本明細書に記載した機能を実行するモジュール（例えば、手順、機能など）を備えてもよい。ソフトウェアコードを、記憶ユニットに保存して、プロセッサによって実行してもよい。記憶ユニットは、プロセッサ内又はプロセッサの外部に実装してもよい。
【００２５】
本発明の様々な態様、構成、実施形態について記載した。特に、以下で記載するように、本発明は、本発明の様々な態様、構成、特徴を実現する方法、装置、システム、プロセッサ、プログラムコード、他の装置及び要素を提供する。
【００２６】
本発明の特徴及び利点については、図面と併せて、以下に記載する詳細な説明から一層明白になるであろう。図面では、同一の符号は、異なる図面における対応する要素が同一であることを示す。また、対応する要素を、異なる符号を使用して参照することもある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】２つの入力チャンネルと６つの出力チャネル、又は当技術分野で一般的に知られている５．１出力チャネルを有する従来技術のアップミキシング構成について表している。
【図１Ｂ】従来技術のフロントチャンネルプロセッサの詳細について表している。
【図２Ａ】２つのオーディオ信号から少なくとも１つの増強信号を生成するオーディオ信号増強装置の詳細を含む、本発明の一実施形態について表している。
【図２Ｂ】センタチャンネル信号を生成するフロントチャンネルプロセッサの詳細を含む、本発明の別の実施形態について表している。
【図２Ｃ】少なくとも１つ、好適には３つのサブウーファ信号を生成するフロントチャンネルプロセッサの詳細を含む、本発明の別の実施形態について表している。
【図２Ｄ】センタチャンネル信号と少なくとも１つ、好適には３つのサブウーファ信号を生成するフロントチャンネルプロセッサの詳細を含む、本発明の別の実施形態について表している。
【図３】中間プロセッサ及び制御プロセッサの詳細を含む、本発明の別の態様について表している。
【図４】本発明の一態様により中間信号を作成する方法のフローチャートである。
【図５】センタチャンネル信号を生成するフロントチャンネルプロセッサの詳細を含む、本発明の別の態様について表している。
【図６】本発明の一態様によるセンタチャンネル重み付け曲線を表している。
【図７】本発明の一態様によるセンタチャンネル信号を生成する方法の一態様を示すフローチャートである。
【図８】少なくとも１つの低周波効果サブウーファ信号を生成するフロントチャンネルプロセッサの詳細を含む、本発明の別の態様を表している。
【図９】本発明の一態様により少なくとも１つの低周波効果サブウーファ信号を生成する方法の一態様を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下では、用語「低周波効果」と「サブウーファ」は同じ特徴を示すため、これらを併用又は代替的に使用することがあり、「ＬＦＥ」と総称することがある。従って、アップミキシングされた出力信号を、低周波信号若しくはチャンネル、ＬＦＥ信号若しくはチャンネル、サブウーファ信号若しくはチャンネル、ＬＦＥサブウーファ信号若しくはチャンネル、又は低周波効果（ＬＦＥ）サブウーファ信号若しくはチャンネル、又は任意の他の組合せとして、表現することがある。
【００２９】
以下の説明から、本発明の如何なる好適な態様も、従来技術の装置及び方法に関する問題の少なくとも幾つかに対する解決方法を既に提供しているが、本明細書で開示する多数の態様の組合せも、以下で詳細に記述するように、従来技術に対して更なる相乗効果をもたらすことを、当業者は理解するであろう。
【００３０】
図１Ａは、従来技術の５．１アップミキシングスピーカシステムの構成に関する略図を示しており、２つの元の左入力オーディオ信号Ｌｏ１０２と右入力オーディオ信号Ｒｏ１０４を、６個の新たな信号にアップミキシングしている。図１Ｂで更に詳細に図示するように、フロントチャンネルプロセッサ１０６は、他の構成要素の中で、センタチャンネル信号１１２とサブウーファ信号１０８を其々生成するセンタチャンネルプロセッサ１２２と、ＬＦＥチャンネルプロセッサ１２４とを含む。従って、フロントチャンネルプロセッサ１０６は、第１入力信号１０２と第２入力信号１０４を処理して、レフト１１０オーディオ信号、センタ１１２オーディオ信号、ライト１１４オーディオ信号、低周波効果ＬＦＥ１０８オーディオ信号、又はサブウーファオーディオ信号を含む、少なくとも４つの出力信号を産出する。
【００３１】
更なるチャンネルの生成では、少なくとも１０チャンネルまでを、２つの入力信号からアップミキシングしてもよく、該生成についても、本発明の新規な構成を用いて想定できる。本発明の目的の１つは、センタチャンネルとＬＦＥチャンネル処理の質を向上させることであるため、本発明の教示を、どの構成にも適用してもよく、少なくともセンタチャンネル又はＬＦＥチャンネルを、左右出力信号に加えて生成する限り、少なくとも３つの出力信号を生成する。
【００３２】
リアチャンネルプロセッサ１１６は、リア「サラウンド」スピーカで再生できる１対のオーディオ信号Ｌｓ１１８とＲｓ１２０を生成する。本発明は、従来技術のシステムのサラウンド音を向上させる態様には関係しないため、本開示では、リアチャンネルプロセッサ又はリアチャンネルの詳細については、更に説明しない。当業者は、実行可能なサラウンド音のスピーカオーディオシステムが、サラウンド音システムの機能や動作をサポートするのに使用される、関連構造要素、機械システム、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアの適当な組合せを含むことに気付くであろう。
【００３３】
先に述べたように、図１の構成では、従来技術のフロントチャンネルプロセッサ、又は複数の要素として実装された場合の複数のプロセッサが、時間スミアリングされたセンタチャンネル信号を生成するよう構成され、位相ずれ成分が互いに打ち消し合うため、全く又は殆ど有意なＬＦＥオーディオが、サブウーファスピーカの出力で生成されないという問題がある。従って、従来技術では、元の信号のオーディオ処理の品質が低下し、その結果エンドユーザにとって違和感のある体験となる。
【００３４】
本発明は、中間ステージとして、センタチャンネルとＬＦＥチャンネル処理の両方に共通する、増強され中間信号を生成するための、新規なオーディオ信号増強装置を備える、フロントチャンネルプロセッサを提案することによって、従来技術の問題を解決する。ゲイン係数及びフィルタ係数の動的設定と共に、適応フィルタと遅延ラインの構成により、入力信号の相関成分を活用し、所望の効果に応じて調整できるので、これらの増強信号は、入力信号間に共通な音成分を考慮に入れて、生成されることになる。換言すれば、増強装置は、フィルタリングされた２つの信号の最大音量レベル（ここでの「レベル」は、相対的な電圧の大きさ、例えばｄＢＶのレベルに該当する）のみを混合し、それにより位相ずれ信号を打ち消さないようにしており、その結果得られる出力チャンネルのレベルは、元の入力信号の元の低周波成分（ｌｏｗ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｃｏｎｔｅｎｔ）と比例する。これは、加算する際に、得られる信号が、時間スミアリングを含まず、主成分のレベル（所定の周波数で）が、両信号において等しくなるように、２つの入力信号をフィルタリングするのに使用する最適フィルタ対を決定することによって、部分的に達成できる。
【００３５】
オーディオ信号増強装置を、センタチャンネルプロセッサと併用して使用すると、その結果として、入力信号のレベルに密接に追従し、忠実に元のサウンドイメージを再生する、時間スミアリングのないセンタチャンネルオーディオ信号が得られる。先に述べたように、適応フィルタは、フィルタリング処理した信号をフィルタリング処理しない信号と加算する際に、時間スミアリングアーチファクトが最小で、相関成分の非相関成分に対する割合が高くなるよう、加算信号を生成するように、入力信号の成分の位相と大きさとの両方をアラインする。
【００３６】
オーディオ信号増強装置を、ＬＦＥチャンネルプロセッサと併用すると、結果的に、サブウーファオーディオ信号が得られ、２つのフィルタリング処理した信号の最大音量レベルのみが出力されるので、位相ずれ信号は打ち消されず、その結果得られる出力チャンネルのレベルは、元の入力信号における元の低周波成分と比例する。
【００３７】
従って、増強装置を、センタチャンネルプロセッサ又はＬＦＥチャンネルプロセッサと組合せて使用すると、従来技術の問題点が解決された、改善されたセンタチャンネル及びＬＦＥ信号が得られる。特に、センタ信号及びＬＦＥ信号は、高品質で自然な再生音の忠実度で、安定した、時間スミアリングされないイメージを含む。
【００３８】
本発明の一態様によると、フロントチャンネルプロセッサ１０６は、図２Ａで表したように、オーディオ信号増強装置２０１を含む。増強装置２０１は、中間プロセッサ２０２と制御プロセッサ２０３を含む。中間プロセッサ２０２は、制御プロセッサ２０３と共に、第１入力信号１０２と第２入力信号１０４を処理して、少なくとも１つの増強信号２０４ａ〜２０４ｃを産出する。
【００３９】
図２Ｂで表したように、本発明の一実施形態によると、フロントチャンネルプロセッサ１０６は、センタチャンネルプロセッサ２０５と組合せて、オーディオ信号増強装置２０１を含む。少なくとも１つの増強信号２０４を、センタチャンネルプロセッサ２０５によって更に処理して、センタチャンネル出力信号２０６を産出してもよい。
【００４０】
図２Ｃで表したような、本発明の別の実施形態によると、フロントチャンネルプロセッサ１０６は、ＬＦＥチャンネルプロセッサ２０７と組合せて、オーディオ信号増強装置２０１を含む。少なくとも１つの増強信号２０４を、ＬＦＥチャンネルプロセッサ２０７によって更に処理して、単一のサブウーファ信号２０８ｃを生成してもよい。また、任意には、複数の増強信号２０４をＬＦＥチャンネルプロセッサ２０７によって更に処理して、少なくとも３つの出力信号、すなわち第１ＬＦＥ信号２０８ａ、第２ＬＦＥ信号２０８ｂ、及び第３ＬＦＥセンタ信号２０８ｃを生成してもよい。
【００４１】
図２Ｄで表したような、本発明の別の実施形態によると、フロントチャンネルプロセッサ１０６は、センタチャンネルプロセッサ２０５及びＬＦＥチャンネルプロセッサ２０７と組合せて、オーディオ信号増強装置２０１を含む。少なくとも１つの増強信号２０４を、ＬＦＥチャンネルプロセッサ２０７によって更に処理して、センタチャンネル信号２０６と、単一のサブウーファ信号２０８ｃ、又は複数のサブウーファ信号２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃを生成してもよい。
【００４２】
出力信号の数及び種類についての決定を、設定で変えられることは明らかである。設備メーカ又はエンドユーザは、本発明のアップミキシングシステムを実装する特定の環境に応じて、センタチャンネルを生成するか否か、又はＬＦＥチャンネルを生成するか否か、及びＬＦＥチャンネルを生成する場合、ただ１つのＬＦＥチャンネル又は複数のＬＦＥチャンネルにするかを、決定してもよい。従って、新規な増強装置２０１により、高品質で時間スミアリングされていないセンタチャンネル及び少なくとも１つの高品質な特殊効果のＬＦＥチャンネルを、安定した高品質なサブウーファ効果で、元の入力信号に対して忠実度を高めて、生成できる。
【００４３】
中間プロセッサ２０２と制御プロセッサ２０３は、別々のコンポーネントであっても、単一のプロセッサの部分を形成するものであってもよいことも、明らかである。また、制御プロセッサを、改善したセンタチャンネル及びＬＦＥチャンネルを生成するのに必要な動作を制御するための専用プロセッサとしてもよいし、より広いアップミキシングシステムの汎用プロセッサ部とし、該汎用プロセッサ部に、改善したセンタチャンネル及びＬＦＥチャンネルを生成するのに必要な動作を制御するタスクを割り当ててもよい。
【００４４】
本発明は、本発明の様々な態様、実施形態、及び特徴を実現し、様々な手段によって実施される方法及び装置を提供する。例えば、これらの技術を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組合せで実施してもよい。本発明の特徴を実行するための多様な手段又は構成を、コンポーネント、モジュール、装置若しくはシステムとして、具現化してもよい。例えば、コンポーネントの場合には、プロセッサ上で実行されるプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行可能ファイル、実行のスレッド、プログラム、及び／又はコンピュータで実施してもよい。実例として、コンピュータデバイス上で実行されるアプリケーションとコンピュータデバイスの両方を、コンポーネントとすることができる。１つ又は複数のコンポーネントが、プロセス及び／又は実行スレッド内に存在でき、１つのコンポーネントは１台のコンピュータに配置しても、２台以上のコンピュータ間に分けて配置してもよい。更に、これらのコンポーネントは、様々なデータ構造を保存した様々なコンピュータで読み取り可能な媒体から実行できる。態様によっては、メモリが保持されるように構成でき、プロセッサを、本発明の機能及び方法ステップに関する命令を実行するように構成できる。
【００４５】
図３は、本発明の一態様によるオーディオ信号増強装置２０１について、更に詳細に表している。図２Ａに関連して上述したように、増強装置２０１は、中間プロセッサ２０２と制御プロセッサ２０３を含む。中間プロセッサ２０２は、クロストークステージ３０１を含み、第１入力信号１０２の一部を、ゲイン係数ｇＣ１を使用して重み付けし、第２入力信号１０４と合成して、第３信号３０２を産出する。同様に、第２入力信号１０４の一部を、ゲイン係数ｇＣ２を使用して重み付けし、第１入力信号１０２と合成して、第４信号３０４を産出する。クロストークステージの後、２つの並行な処理ラインを開始するが、各処理ラインは、２つの処理ブランチを含む。第１処理ラインは、コンポーネント３１８を含む第１処理ブランチと、コンポーネント３０６とコンポーネント３１０を含む第２処理ブランチを含む。同様に、第２処理ラインは、コンポーネント３２０を含む第１処理ブランチと、コンポーネント３０８とコンポーネント３１２を含む第２処理ブランチを含む。
【００４６】
中間プロセッサ２０２に関する説明を続けると、第３信号３０２を、ゲイン係数ｇＤ１  ３０６によって重み付けし、遅延ライン３１０で遅延して、第１遅延信号３１４を産出する。同様に、第４信号３０４を、ゲイン係数ｇＤ２  ３０８によって重み付けし、遅延ライン３１２で遅延して、第２遅延信号３１６を産出する。遅延ライン操作と並行して、第３信号３０２と第４信号３０４を、第１適応フィルタ３１８と第２適応フィルタ３２０其々によってフィルタリングして、第１適応信号３２２と第２適応信号３２４を其々産出する。次に、第１適応信号３２２を、コンバイナ３２６で第２遅延信号３１６と合成して、第１加算信号３４０を産出する。同様に、第２適応信号３２４を、コンバイナ３２８で第１遅延信号３１４と合成して、第２加算信号３４２を産出する。最後に、第１加算信号３４０と第２加算信号３４２を其々、ゲイン係数ｇ１及びｇ２よって其々重み付けして、それにより第１増強信号３４６ａと第２増強信号３４６ｂを生成する。その後、第１、第２増強信号を、増強信号３４６ｃを生成するコンバイナ３４４で合成する。これら増強信号３４６の少なくとも１つを、最終的な構成又は実装に応じて、センタチャンネルプロセッサ２０５及び／又はＬＦＥチャンネルプロセッサ２０７に対する入力として使用する。
【００４７】
また、重み付け加算部としても知られるコンバイナ３２６、３２８、３４４は、重み付けした総和演算を行うが、出力信号Ｏは、２つの入力信号Ａ及びＢと、式Ｏ＝ｘ（Ａ）＋ｙ（Ｂ）で関係し、式中、ｘ及びｙは、ゲイン係数、又は重みであり、入力信号ＡとＢの和に対して、乗算により各入力信号の寄与度を変化させるのに使用する。ベクトルの場合には、これを、ベクトルドット積和演算とする。
【００４８】
また、図３は、制御プロセッサ２０３についても表しており、制御プロセッサ２０３は、中間プロセッサ２０２の様々なモジュールと通信状態にあり、異なる有利な効果を達成するために、様々な信号の分析結果を使用しながら、様々な分析、モニタリング、制御、パラメータ設定操作を行う。制御プロセッサ２０３は、元の入力信号１０２又は１０４の少なくとも一方、第１適応フィルタ３１８又は第２適応フィルタ３２０からの適応フィルタのベクトルＡＦ＿ＬＳ又はＡＦ＿ＲＳの少なくとも一方、或いは加算部３２６及び３２８からの第１及び第２加算信号の少なくとも一方を、分析する。制御プロセッサ２０３は、次に、これらの結果を使用して、様々な係数、とりわけ、クロストークステージのためのゲイン係数ｇＣ１、ｇＣ２、遅延ラインのゲイン係数ｇＤ１及びｇＤ２、適応フィルタ係数、又はゲイン係数ｇ１及びｇ２を設定する。
【００４９】
一態様では、中間プロセッサ２０２のクロストークステージのゲイン係数ｇＣ１及びｇＣ２を、第１ステップにおいて、制御プロセッサ２０３によって設定して、元の信号の忠実性を維持するために、一方の信号を他方の信号にどの程度加えるかを制御する。元の音のイメージを尊重するために、制御プロセッサは、各入力信号の振幅と位相を決定し、それに従いゲイン係数を設定し、それによりエンドリスナーが、自然な体験をできるようにする。
【００５０】
本発明の一構成では、加算されるクロストークの度合いを決定するｇＣ１及びｇＣ２の値を、入力信号相関のレベル、又は入力信号間のレベル差（ここでの「レベル」は、相対的な電圧の大きさ、例えば、ｄＢＶのレベルに該当する）によって決める。２つの信号間の相関を、２つの入力信号バッファ間の平均相互相関として、又は所定の遅滞を超える最大値、例えば±１００ミリ秒として、測定できる。
【００５１】
別の構成では、この相関を、適応フィルタのタップ係数の大きさから推測できる。即ち、入力信号が実質的に相関していない場合には、適応フィルタの大きさ（例えば、フィルタ周波数ベクトルの所定のタップに対する）は、実質的にゼロになる。
【００５２】
別の構成では、入力信号が大幅に相関していないとき（例えば、現行の相関が、−０．１〜０．１である場合）、又はチャンネル間レベル差が大きい、例えば絶対レベル差が１５ｄＢ超あるときに、ｇＣ１及びｇＣ２を、最大値（例えば、−５ｄＢ）に増加させる。
【００５３】
別の構成では、高相関信号に対して（例えば、現相関の絶対値が、０．９より大きいとき）、又はチャンネル間レベル差が小さい、例えば絶対レベル差が５ｄＢより低いときに、ｇＣ１及びｇＣ２を、約−３０ｄＢと等しくする。
【００５４】
一構成では、遅延ラインのゲイン係数ｇＤ１及びｇＤ２を、制御プロセッサ２０３によって、非相関信号に対する相関信号の比率を制御するように設定する。既述の通り、ゲインｇＤ１  ３０６の値は、所望する中間出力信号３４６の特性に応じて、ゲインｇＤ２  ３０８と同じにしても異なる値としてもよい。これらのゲインの大きさは、どれだけの元の入力信号を、並行な適応フィルタラインでフィルタリング処理した信号と加算するかに影響を及ぼす。元の信号の非相関情報を、適応フィルタによって増幅した元の信号の相関成分と混合するため、ゲインは、中間プロセッサの出力で出現する可能性がある相関情報と非相関情報との相対比率を制御するものとして、機能する。第１ステップで、相関の度合いを見極め、次に、第２ステップでゲイン及び適応フィルタ係数を、遅延信号とフィルタリング処理した信号が最終的にマッチするように、制御プロセッサ２０３によって設定する。
【００５５】
従って、ゲインが１（ｕｎｉｔｙ）であれば、その結果、加算部３２６又は３２８の出力レベルは、高相関信号成分（即ち、Ｌｏ１０２とＲｏ１０４の両入力チャンネルにおいて強力な相関にある成分）に対しては、約＋６ｄＢとなるが、非相関成分（ランダムな位相キャンセルによる）に対しては、それより低くなる。一実施形態では、ゲイン３０６とゲイン３０８を同じとし、両遅延ライン３１０、３１２は、同じ遅延を適用する。
【００５６】
別の態様では、制御プロセッサ２０３は、差分出力信号のレベルと、出力信号と入力信号間の相関との両方を最小化するように、適応フィルタの係数を更新する。最小二乗平均（ＬＭＳ：Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎｓ  Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズム、又はその派生アルゴリズムである、正規化ＬＭＳ（Ｎｏｒｍａｌｉｓｅｄ  ＬＭＳ）アルゴリズム等を、この目的に使用してもよい。周波数領域（ｄｏｍａｉｎ）でＮＬＭＳを実行すると、計算上それ程複雑にならないという利点があるが、時間領域で実行してもよい。
【００５７】
次に、第１適応信号３２２又は第２適応信号３２４の一方を生成するＮＬＭＳアルゴリズムを用いて、適応フィルタを更新するステップについて、記述する。長さＭの適応フィルタｈ（例えば、適応フィルタ３１８）で、第１入力信号ｘ（ｎ）（即ち、クロストークを加えた後の信号、例えば、信号３０２）を畳み込む（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）ことにより、信号ｙ＾（ｎ）を求める。なお、「ｙ＾（ｎ）」における「＾」は、数式中では「ｙ」の上部に付されている。
【００５８】
【数１】
2013539283.tif 000003
【００５９】
フィルタリング処理しない信号に近似するのは、このフィルタリング処理した信号である。その後、遅延した入力音声信号ｙ（ｎ）（ｙ＾（ｎ）に対する、例えば、信号３０２）を、フィルタリング処理した信号ｙ＾（ｎ）から減算して、誤差信号ｅ（ｎ）（例えば、出力信号３２２）を求める。
【００６０】
【数２】
2013539283.tif 000004
【００６１】
適応フィルタを、誤差信号レベルを低下させるように、徐々に調整する。この目標は、正式には「性能指数」又は「コスト」スケーラＪとして表現され、所定のフィルタベクトルｈに対しては、以下となる。
【００６２】
【数３】
2013539283.tif 000005
Ｅ｛  ｝は、統計的期待演算子（ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ  ｏｐｅｒａｔｏｒ）である。アルゴリズムに関する要件は、Ｊがその最小値に達する演算条件を決定することである。この適応フィルタの状態を、「最適状態」と呼ぶ。フィルタが最適状態にあると、フィルタ係数ｈに対する誤差信号レベル（つまり、Ｊ）に関する増減率は最小になる。この増減率（又は、勾配演算子）は、長さＭのベクトルｒであり、これをコスト関数Ｊに適用すると、以下になる。
【００６３】
【数４】
2013539283.tif 000006
【００６４】
最後の式の右辺を、式（３）からの誤差信号ｅ（ｎ）に関して、偏導関数を用いて展開する。
【００６５】
【数５】
2013539283.tif 000007
【００６６】
勾配演算子の負の値を、一定のスケーラで乗算することによって、時間サンプル（ｎ−１）から時間（ｎ）までフィルタベクトルｈを更新すると、フィルタ更新（即ち、最急降下勾配アルゴリズム（ｓｔｅｅｐｅｓｔ  ｄｅｓｃｅｎｔ  ｇｒａｄｉｅｎｔ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ））は以下になる。
【００６７】
【数６】
2013539283.tif 000008
式中、δは、入力信号のパワー推定値が低すぎる場合に、計算誤差を抑制するための正規化定数（ｒｅｇｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）である（この更新バージョンは、正規化ＬＭＳアルゴリズムと呼ばれる）。周波数領域でフィルタ更新及び信号フィルタリングを実行するのに関する計算効率を大幅に向上させる（反復毎；即ち、Ｍ個の入力サンプル毎に、５ＦＦＴ（高速フーリエ変換）を必要とする）ことに加え、周波数領域と時間領域でのＮＬＭＳアルゴリズムの性能が同等となる。一実施形態では、オーバーラップ保存法を、２又は４のオーバーラップファクタで使用できる。フィルタ更新時に、時間領域の制約（Ｍが実際のインパルス応答長さより短い場合に、「ラップアラウンド（ｗｒａｐ−ａｒｏｕｎｄ）」誤差を抑制するための）を、後の係数を前の係数より低く重み付けするように影響を与えられる；「指数ステップ（ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  ｓｔｅｐ）」（ＥＳ）アルゴリズムとして知られる修正。これにより、確実にインパルス応答を指数関数的に減衰できる。
【００６８】
一構成では、例えば、センタチャンネル信号を生成する場合に、ゲイン係数ｇ１及びｇ２を、制御プロセッサ２０３で、１（ｕｎｉｔｙ）の値に設定する。この構成では、第１増強信号及び第２増強信号を、均等な割合で第３コンバイナに供給する。
【００６９】
一構成では、例えば、ＬＦＥサブウーファ信号を生成する場合に、ゲイン係数ｇ１及びｇ２を、制御プロセッサ２０３によって設定する。制御プロセッサ２０３が入力信号１０２及び１０４を分析する一実施形態では、増強信号を最強に増幅するために、第１入力信号レベルを第２入力信号レベルより大きくする（及び、その逆に第２入力信号レベルを第１入力信号レベルより大きくする）際に、ゲイン係数ｇ１を高値に、ゲイン係数ｇ２を低値に設定する。制御プロセッサ２０３が適応フィルタの出力を分析する別の実施形態では、適応フィルタの相対的位相差が、所定値を超える場合、例えば、位相角が１０度異なる場合に、ゲイン係数ｇ１を高値に、ゲイン係数ｇ２を低値に設定する。この構成は、所定範囲内に位相差を保つことで、増強信号間の歪や時間スミアリングを防止できる。
【００７０】
別の構成では、ｇ１とｇ２を、等しい値、例えば０．５に設定するが、少なくとも１つの適応フィルタを、２フィルタの相対的位相が等しくなるように、修正する。これを、片方のフィルタの虚数成分をシフトさせ、その結果他方のフィルタと合うように、フィルタタップを修正するか、又は両フィルタの位相を平均化するか、又は時間領域処理により、時間領域フィルタのピークをシフトさせるかして、達成できる。このようにして、適応フィルタの群遅延を、第１加算信号３４０と第２加算信号３４２を、加算器３４４の入力部で、時間整合（ｔｉｍｅ−ａｌｉｇｎｅｄ）させて、それにより時間スミアリングされない中間出力信号３４６を生成できる。
【００７１】
別の構成では、制御プロセッサは、該制御プロセッサが状態を変化させる点、例えば第１加算信号３４０が最高信号レベルを有する第１状態から、第２加算信号３４２が最高信号レベルを有する第２状態になる点を決定するロジックを含む。状態が遷移する間、制御プロセッサは、２ゲイン係数ｇ１及びｇ２のゲインを、例えば、片方の加算信号から他方の加算信号に弱めるのに、５００ミリ秒かかる時定数に従って、漸次的に変化させると、有利であろう。この漸次的調整により、エンドユーザの聴取体験を妨害せずに、また急速なゲイン変化による歪みアーチファクトを抑制して、異なるチャンネルにおける音寄与度を、スムーズに調整できる。
【００７２】
別の構成では、制御ロジックは、図９のプロセス９００で表すように、該制御ロジックが状態を変化させる最小時間間隔（一実施形態では５００ミリ秒とする）を限定するためにヒステリシスシステムを含むが、それについては、本発明の好適実施形態を参照して、更に詳細に説明する。
【００７３】
従って、ゲイン係数の動的な設定と共に、適応フィルタと遅延ラインの構成は、入力信号の相関成分を活用し、所望の効果に応じて調整することを可能とするので、中間プロセッサ２０２と制御プロセッサ２０３との組合せは、入力信号間の共通な音成分を考慮に入れて、増強中間信号を生成することによって、様々な有利な効果を生む。換言すれば、増強装置は、２つのフィルタリング処理した信号の最大音量レベルのみ（ここでの「レベル」は、相対的な電圧の大きさ、例えば、ｄＢＶのレベルに、該当する）を混合し、それにより位相ずれ信号を打ち消さないようにしており、その結果得られる出力チャネルのレベルは、元の入力信号における元の低周波成分に比例する。これは、加算する際に、得られる信号が、時間スミアリングを含まず、主成分（所定の周波数で）が、両信号において等しくなるように、２つの入力信号をフィルタリングするのに使用する一対の最適フィルタを決定することによって、部分的に達成できる。
【００７４】
図４では、本発明による増強信号２０４を生成するプロセス４００の実施形態について表している。プロセス４００を、様々な手段によって実行してもよい機能ブロックとして表す。例えば、これらの技術を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組合せで、実行してもよい。機能ブロックの左側列を、第１並行処理ラインと考えてもよく、機能ブロックの右側列を、第２並行処理ラインと考えてもよい。
【００７５】
まず、第１オーディオ信号及び第２オーディオ信号に対応する２つの元の入力信号１０２、１０４を、ブロック４０２及びブロック４０３其々で受信する。２つの元の入力信号を、其々クロストークステージによって、ブロック４０４及びブロック４０５で処理して、第２信号１０４の一部を第１信号１０２と合成して、第１クロストーク信号３０２を生成し、第１信号１０２の一部を第２信号１０４と合成して、第２クロストーク信号３０４を生成し、クロストーク成分のレベルを、ゲイン係数ｇＣ１及びｇＣ２（但し、ｇＣ１＜１、及びｇＣ２＜１として）によって決定する。
【００７６】
クロストークステージ４０４及びクロストークステージ４０５の後、ブロック４０６で、第１クロストーク信号３０２を、ゲインｇＤ１  ３０６で（ゲインｇＤ１を、０〜１（ｕｎｉｔｙ）の任意の値と等しくできる）修正し、ブロック４０８で、第１遅延部３１０を用いて遅延して（本発明の一実施形態では、１０ミリ秒と等しい遅延とする）、第１遅延信号３１４を生成する。同様に、第２クロストーク信号３０４を、ブロック４０７で、ゲインｇＤ２  ３０８で修正し、ブロック４０９で、第２遅延部３１２を用いて、第２遅延信号３１６を生成する。
【００７７】
ゲイン処理及び遅延処理と並行して、第１クロストーク信号３０２を、ブロック４１０で、第１適応フィルタ３１８を使用してフィルタリングし、第１適応信号３２２を生成し、第２クロストーク信号３０４を、ブロック４１１で、第２適応フィルタ３２０を使用してフィルタリングし、第２適応信号３２４を生成する。
【００７８】
第１コンバイナ３２６では、第１適応信号３２２を、ブロック４１２で、第２遅延信号３１６と合成して、第１加算信号３４０を生成する。ゲインｇＤ２をゼロに設定すると、加算部３２６は、信号をフィルタ３１８から直接通過させる。同様に、第２コンバイナ３２８では、第２適応信号３２４を、ブロック４１３で、第１遅延信号３１４と合成して、第２加算信号３４２を生成する。ここでもまた、ゲインｇＤ１をゼロに設定すると、加算部３２８は、信号をフィルタ３２０から直接通過させる。
【００７９】
次に、ブロック４１４では、第１ゲイン係数ｇ１を、第１加算信号３４０に適用して、第１増強信号４２０ａを生成する。同様に、ブロック４１５では、第２ゲイン係数ｇ２を、第２加算信号３４２に適用して、第２増強信号４２０ｂを生成する。これら両増強信号を、最終的に、コンバイナ３４４で合成して、第３増強信号４２０ｃを生成する。これらの増強信号を、センタチャンネルプロセッサ２０５及びＬＦＥチャンネルプロセッサ２０７と一緒に使用して、本発明のアップミキシングした出力信号を獲得する。また、この時点で、第１適応フィルタ３１８と第２適応フィルタ３２０のフィルタ係数も、上述したように、更新する。
【００８０】
従って、プロセス４００では、少なくとも１つの増強信号４２０を産出し、この信号により、高品質で時間スミアリングされていないセンタチャンネルと、少なくとも１つの高品質な特殊効果ＬＦＥチャンネルを、元の入力信号について、安定した高品質のサブウーファ効果で忠実に増強して、生成することが可能となる。このプロセス４００の出力Ａ、Ｂ、Ｃを、センタチャンネル信号と少なくとも１つのサブウーファチャンネル信号を生成するプロセス７００とプロセス９００にリンクさせる。
【００８１】
図５は、本発明の有利な効果を示しながら、センタチャンネル信号を生成するアップミキシングシステムにおける本発明の好適実施形態を表すものである。図２Ｂの詳細図に対応しているが、図３の中間プロセッサ２０２の詳細な要素についても、表している。図に示すように、制御プロセッサ２０３は、入力信号１０２と１０４を入力として取り、他のパラメータの中から、ゲイン係数ｇＣ１、ｇＣ２、ｇＤ１、ｇＤ２、及び適応フィルタ係数を、ゲイン係数ｇ１、ｇ２と同様に出力する。
【００８２】
図３に関する説明から続けると、第３増強信号３４６ｃを、センタチャンネルプロセッサ２０５に入力する。センタチャンネルプロセッサ２０５は、主イメージ方向を決定するプロセッサ５０１と、これに続いて、センタチャンネル重み付けプロセッサ５０３を含む。主イメージ方向プロセッサ５０１は、入力として、適応フィルタ３１８及び３２０の少なくとも一方からの情報、又は入力信号Ｌｏ１０２及びＲｏ１０４の分析による情報を受け付ける。
【００８３】
適応フィルタ係数等の適応フィルタからの情報を使用する場合、主方向を、片方の適応フィルタのみを使用して、決定してもよい。そのような場合には、１（ｕｎｉｔｙ）に対する１フィルタだけのレベルを使用して、主方向を決定する。しかしながら、１フィルタのみを使用する際には、当該フィルタに対する所定周波数帯内での絶対エネルギレベルとして、主方向を計算する。この方法は、片方のチャンネルにおいて所定周波数でゼロ信号エネルギが存在するが、他方のチャンネルにおいて非ゼロレベルとなり、そうした場合には、主信号が正確に計算されない可能性があるので、理想的でない。
【００８４】
従って、一実施形態では、主方向を、周波数領域又は帯域限定時間領域で動作できる２フィルタのレベル比率として計算する、つまり、両適応フィルタのフィルタ係数の平均として計算し、それにより、不正確に計算されるおそれを低減し、主イメージ方向の決定に関する質を向上させられる。また、別の実施形態では、元の入力信号を分析することによっても、同様な方法で主イメージ方向を計算できる。
【００８５】
主イメージ方向が決定したら、この情報を、センタチャンネルの強度に関する係数を決定する、空間フィルタとしても知られる、センタチャンネル重み付け係数（ＣＣＷＣ：ｃｅｎｔｒｅ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）プロセッサ５０３に、渡す。値が高い係数は、中心位置にある方向に対応しており、一構成では、２つの適応フィルタ係数ＡＦ＿ＬＳとＡＦ＿ＲＳが実質的に等しい値となるとき（例えば、両フィルタの周波数領域表現のｎ番目のタップの大きさが、同じ値となるとき）に、その中心位置を決定する。
【００８６】
一構成では、センタチャンネル重み付け係数を、以下の式により決定する。
【００８７】
【数７】
2013539283.tif 000009
式中、ｄ＿ｗｔは、両適応フィルタのフィルタ係数の大きさの平均であり、Ｎは、余弦値の累乗を上昇させる値で、一構成では９とし、Ｃは定数で、一構成では９ｄＢとする。また、この式は、ゼロと、両適応フィルタのフィルタ係数の大きさの平均値を定数Ｃで除し、Ｎ乗した値の余弦値との間の最大値として、表してもよい。高値のＮを使用する場合、センタチャンネル空間幅は狭くなる。すなわち、入力信号を、センタスピーカから再生される信号から極めて中心付近にパンする必要がある。同様に、定数Ｃは、センタチャンネルに対する空間的幅を制御するが、空間フィルタの形状を変化させない。
【００８８】
或いはまた、ｄ＿ｗｔを、単一の適応フィルタの絶対値としてもよく、その場合、適応フィルタ毎に一回ずつ、ＣＣＷＣ値を二回計算してもよい。最終的なＣＣＷＣ重み付け係数を、これら２つの中間ＣＣＷＣ値の平均として決定する。
【００８９】
図６では、センタチャンネル重み付け係数が、決定したイメージ方向によって影どのように響を受けるかを示す曲線を表している。イメージ方向を、物理的なスピーカの方向と実質的に等しくなるよう決定する場合、一構成では、１つの適応フィルタが他方より２０ｄＢ大きくなる（これは、音源がミキシングエンジニアによって１チャンネルにハードパンされた（ｈａｒｄ−ｐａｎｎｅｄ）場合に起きる）ときに決定する場合、センタチャンネル重み付け係数を、略ゼロに等しい値に、設定する。これにより、確実に、こうした「ハードパンされた（ｈａｒｄ−ｐａｎｎｅｄ）」例に対して、センタチャンネルの出力レベルがゼロにされ、主イメージ方向が、単一のフロントレフトスピーカ又はフロントライトスピーカの方向に配置されることが分かる。
【００９０】
別の構成では、発話を中間信号３４６で検出した場合に、イメージ方向を、実質的に０度に等しくなるよう決定する（即ち、ＣＣＷＣ値を、その最大値に等しくなるよう設定する）。
【００９１】
再び図５を参照すると、決定したセンタチャンネル重み付け係数ＣＣＷＣを、乗算器５０５で、中間プロセッサ２０２からの第３増強信号３４６ｃで乗算する。生成された信号は、スピーカ等の適当な変換器に直ぐに適用できる状態のセンタチャンネル信号２０６である。乗算器５０５を、時間領域又は周波数領域で、当業者に周知の方法で実装してもよい。一実施例として、乗算器を、畳み込み処理（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）としての時間領域、或いは周波数依存性フィルタによる周波数領域で、実施してもよい。
【００９２】
部分的にコヒーレントなデータ系列を加算した結果、レベルが約３ｄＢ増大したため、一構成では３ｄＢ減衰と等しい、負のゲイン５０７を任意に適用して、この増大分を補償し、修正した出力センタチャンネル信号３４６ｃを生成してもよい。
【００９３】
適応フィルタ係数ＡＦ＿ＬＳ及びＡＦ＿ＲＳ、ゲインｇ１及びｇ２、決定した主イメージ方向、センタチャンネル重み付け係数ＣＣＷＣを、単一の値を有するベクトル、又は周波数依存表現を有するベクトル（即ち、周波数依存表現のために、異なる周波数に対して異なるベクトル値が存在する）として、表現することができる点に、留意されたい。
【００９４】
要するに、本発明のセンタチャンネル信号を生成するには、２つの入力信号から生成した適応フィルタリング入力信号を合成して、２つの合成信号を生成し、これらの合成信号を混合して第３加算信号を生成するステップを少なくとも伴う。この混合は、様々な割合で実行され、最終的に第３加算信号を、フロントイメージの主方向と考えられるベクトルＣＣＷＣによって重み付けするが、該方向をゼロに略等しくなるよう（即ち、センタスピーカの方向）に決定した場合にＣＣＷＣは高くなり、主方向の絶対値を高くするように決定した場合に、ＣＣＷＣは低値になる。
【００９５】
センタスピーカチャンネルを生成するこの新規な方法の利点は、適応フィルタで、入力信号における成分の位相と大きさの両方を調整し、それにより、フィルタリング処理した信号を、フィルタリング処理しない信号と加算する際に、最小の時間スミアリングアーチファクトで、且つ非相関成分（即ち、正の相関を持つ元の入力信号１０２、１０４におけるそうした成分）に対する相関成分の割合が増えた状態で、加算信号を作成するようにした点である。従って、安定的で、時間スミアリングされていないイメージを、高品質で自然な再生音の忠実度で含むセンタチャンネル信号が生成される。
【００９６】
以下では、本発明のセンタチャンネル信号生成の有利な効果を示すために、一実施形態について詳細に記述する。この実施形態に関しては、音楽、映画サウンドトラック、市販の音声オーディオとして典型的な、オーディオ入力試験信号を使用する。
【００９７】
所定の周波数範囲に関して、Ｒｏ入力信号が、Ｌｏ入力信号に対して３ｄＢ高く０．５ミリ秒先行すること、及びＬｏとＲｏ信号は相関しており、離間した２つのマイクロフォン録音又は単一の音源に対して、音源が他方のマイクロフォンより一方のマイクロフォンに近く、一方のマイクロフォンの出力がＬｏ信号で、他方のマイクロフォンの出力がＲｏ信号である状態で、この相関が生じると想定してもよい。
【００９８】
そうした信号条件で、次に、第２適応フィルタ３２０は、３ｄＢのゲインと０．５ミリ秒の先行を適用することによって、これら２つの信号を整合する（つまり、Ｒｏ信号の遅延が０．５ミリ秒より大きければ、それは、第２適応フィルタ３２０における時間領域ピークを、ＬｏチャンネルがＲｏ信号に対して効果的に先行するようにすることを意味する）。同じ入力信号に対する第１適応フィルタ３１８システムについて考えると、第１適応フィルタ３１８は、第２適応フィルタ３２０に対する逆応答、即ち−３ｄＢの大きさを有し、Ｒｏチャンネルを、Ｌｏ信号に対して効果的に遅延させるような時間領域ピークを有する。
【００９９】
しかしながら、図５に示す本発明のセンタチャンネル生成システムによれば、Ｒｏ信号レベルがＬｏ信号（例えば、０ｄＢＶ）より３ｄＢ大きかった場合と同じ状況で、かつ、第２適応フィルタ３２０のフィルタ応答が、＋３ｄＢの応答ピークを有する状況では、その結果得られる第２適応フィルタ３２０でフィルタリング処理したＬｏ信号の信号レベルは、＋３ｄＢＶとなる（また、ゲインｇＣ１によって設定したクロストークレベルが低い、例えば、−１５ｄＢと想定している）。フィルタリング処理したＬｏ信号を、０．５ミリ秒だけ時間的にシフトさせて、Ｒｏ信号に合わせ、新たな第１加算信号を生成する。
【０１００】
同様に、第２Ｒｏ信号を、−３ｄＢの第２適応フィルタ３２０で処理して、遅延第１Ｌｏ信号と加算して、約０ｄＢのレベルを有する第２加算信号を求める。しかしながら、第１適応フィルタ３１８は、−０．５ミリ秒遅延するので、第２加算信号は、第１加算信号に対して０．５ミリ秒だけ遅延することになる。
【０１０１】
次に、センタチャンネルに適用するセンタチャンネル重み付け係数を、２つのチャンネル間のレベル差から計算する。これは、２つの入力信号間の周波数依存レベルの差、又は第１適応フィルタ３１８と第２適応フィルタ３２０とのレベル差の一方、或いは両方を使用して、計算することができる。
【０１０２】
既に述べたように、以下の式により、センタチャンネル重み付け係数ＣＣＷＣを計算する。
【０１０３】
【数８】
2013539283.tif 000010
式中、ａｂｓ（ｄ＿ｗｔ）は、方向の重み付け値の絶対値であり、単位ｄＢで表す。ｍａｘ（  ）関数は、ｃｏｓ（  ）関数とゼロ（０）の最大値、即ち限界ＣＣＷＣを、０〜１（ｕｎｉｔｙ）の値に戻す。上述したように、更なるゲイン低下を、加算器からの加算信号に適用して、３ｄＢ減衰と略等しい更なるゲインを適用する（これは、加算した部分的にコヒーレントなデータ系列が約３ｄＢのレベル上昇を与えることの原因となる）。
【０１０４】
ｄ＿ｗｔの関数としてＣＣＷＣを示す図６の曲線から分かるように、ｄ＿ｗｔ＝３ｄＢ又は−３ｄＢ、ＣＣＷＣ＝−３．５ｄＢのレベルに関して、更に−３ｄＢゲインを低下した状態で、高相関入力信号のセンタチャンネル信号の正味レベル（ｎｅｔ  ｌｅｖｅｌ）は、８．５−３．５−３＝２ｄＢとなるのが分かる。従って、センタチャンネルは、ライトチャンネル（レフトチャンネルの０ｄＢレベルと比べて、対象となる部分に対して＋３ｄＢレベルを有する）のレベルより、若干ソフトになる。そのために、知覚されるサウンドイメージは、センタスピーカ信号とライトスピーカ信号との間で局在化される。上記ＣＣＷＣの式における指数値Ｎを修正すると、ＣＣＷＣの「鮮鋭度（ｓｈａｒｐｎｅｓｓ）」が修正される、即ち、指数値が小さい程、ａｂｓ（ｄ＿ｗｔ）の関数としてＣＣＷＣが増大し、その結果センタチャンネルレベルが、略ハードパンされた音源に関して高くなり、センタスピーカに近く局在化されたサウンドイメージを与える。指数値を変化させることは、アップミキシングしたオーディオシステムのフロントレフト及びフロントライトチャンネルに対して、どれ程のモノラル若しくは略モノラルな元の入力信号をセンタチャンネルに送信するかを制御する分岐制御であると考えることができる。これには、ユーザが、個人の好みに応じて、センタチャンネルの感度を制御できるという利点がある。
【０１０５】
図７は、センタチャンネル信号を生成するプロセス７００のフローチャート図である。また、図７は、とりわけ、様々な分析、モニタリング、制御、パラメータ設定操作を実行する際に、制御プロセッサ２０３によって取られるステップを表している。プロセス７００を、様々な手段によって実行され得る機能ブロックとして表している。例えば、これらの技術を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組合せで実行してもよい。図から分かるように、このプロセスは、前に説明したように、主イメージ方向を決定すること７０４及びセンタチャンネル重み付け係数を決定すること７０６から開始する。図３又は図５の第３増強信号３４６ｃを、円Ｃ（図４のプロセス４００の出力円Ｃに対応する）で表したように、受信する。第３増強信号３４６ｃを、決定したＣＣＷＣで乗算し７０８、減衰係数によって減衰して７１０、最終センタチャンネル出力信号２０６を産出する７１２。
【０１０６】
先に述べたように、センタチャンネル重み付け係数は、方向重み付け成分によって修正する第１及び第２適応フィルタの大きさを計算して得られる結果である。出力は、スピーカ等の適当な変換器に直ぐに適用できるセンタチャンネルの出力信号２０６である。部分的にコヒーレントなデータ系列を加算した結果、レベルが約３ｄＢ増大したため、一構成では実質的に３ｄＢ減衰と等しい、更なるゲインを任意に適用して７０８、この増大分を補償して、本発明の有利な効果を示す、修正した出力センタチャンネル信号を生成してもよい。
【０１０７】
オーディオ信号増強装置を、センタチャンネルプロセッサと併用して使用すると、その結果、入力信号のレベルに密接に追従し、忠実に元の音声イメージを再生する、時間スミアリングのない、センタチャンネルオーディオ信号が得られる。先に述べた通り、適応フィルタは入力信号の成分の位相と大きさの両方を調整し、フィルタリング処理した信号を、フィルタリング処理しない信号と加算する際に、最小の時間スミアリングアーチファクトで、非相関成分に対する相関成分の割合が高い加算信号を生成する。
【０１０８】
図８は、本発明の有利な効果を示す少なくとも１つのＬＦＥサブウーファオーディオ信号を生成するアップミキシングシステムにおける、本発明の別の実施形態について表している。これは、図２Ｃの詳細図に対応しており、図３の中間プロセッサ２０２の詳細な要素についても、表している。この構成は、１つのサブウーファＬＦＥ信号２０８ｃのみを生成することもできるが、また、第１ＬＦＥ１信号２０８ａ、第２ＬＦＥ２信号２０８ｂ、第３センタＬＦＥｃ信号２０８ｃのサブウーファチャンネルから成る３つのサブウーファＬＦＥ信号２０８も生成できる。図から分かるように、制御プロセッサ２０３は、２つの信号１０２及び１０４を入力として取り、他のパラメータの中で、ゲイン係数ｇＣ１、ｇＣ２、ｇＤ１、ｇＤ２、適応フィルタ係数及びゲイン係数ｇ１、ｇ２を出力する。
【０１０９】
この実施形態によると、制御プロセッサ２０３によって分析する前に、Ｌｏ入力信号１０２とＲｏ入力信号１０４を、まずローパスフィルタ（ＬＰＦ）８０１、８０３によって其々処理し、それにより制御プロセッサ２０３が行うレベル分析で、低周波数エネルギ含量のみを考慮に入れるようにする。
【０１１０】
異なるサブウーファチャンネル２０８を生成するために、ローパスフィルタの組合せからなるＬＦＥチャンネルプロセッサ２０７は、中間プロセッサ２０２の異なるポイントに作用する。図８から分かるように、第３ＬＦＥｃチャンネル２０８ｃを、第３増強信号８０７をローパスフィルタリングして、生成する。ＬＦＥ１チャンネル２０８ａを、ゲイン係数ｇ１を第２加算信号３４２に適用した結果得られた第２増強信号８０９を、ローパスフィルタリングすることにより生成する。同様に、ＬＦＥ２チャンネル２０８ｂを、ゲイン係数ｇ２を第１加算信号３４０に適用した結果得られる第１増強信号８０５を、ローパスフィルタリングして生成する。これら出力信号の其々は、幾つかのシアターシステムで見られるようなマルチサブウーファ構成を可能にする、サブウーファスピーカ装置で再生できる。
【０１１１】
ローパスフィルタリングは、デジタル有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ、又は無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ等を使用したデジタル領域、或いはアナログ領域で実行してもよい。遮断周波数は、ユーザインタフェースによって制御できる、又は自動的に設定することもでき、例えば、−３ｄＢ遮断周波数が７５Ｈｚとなるように設定できる。或いは、制御プロセッサは、低周波数の重み付けを内部的に行うようにフィルタ係数を設定して、ローパスフィルタリングを実行してもよい。
【０１１２】
単一のサブウーファオーディオ信号だけが必要な状況では、第３ＬＦＥｃ信号２０８ｃを使用できる。元の左入力信号１０２と右入力信号１０４の両方の成分を含有するためである。
【０１１３】
図９は、少なくとも１つのＬＦＥサブウーファ信号を生成するプロセス９００のフローチャート図である。また、図９は、とりわけ、様々な分析、モニタリング、制御、パラメータ設定処理を実行する際に、制御プロセッサ２０３によって取られるステップも表している。プロセス９００を、様々な手段によって実行され得る機能ブロックとして表している。例えば、これらの技術を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組合せで実行してもよい。図から分かるように、このプロセスは、まず、受信した入力信号９０２、９０３其々を第１ローパスフィルタリング（ＬＰＦ）９０４、９０５することによって、開始する。次に、制御プロセッサ２０３は、２つの異なる信号のレベルを計算すること９０６、９０７によって、ローパスフィルタリング処理した信号のレベルを分析する。ステップ９０８では、２つの信号のどちらのレベルが高いかを決定するために比較が行われ、制御プロセッサ２０３は、最大音量の増強信号を保持し、最小音量の増強信号を破棄するよう機能する。
【０１１４】
増強信号が様々なレベルを有し、一方が他方を連続的に上回る状況では、最小信号の破棄を急激に行うのではなく、ゆっくりとフェードさせる。
【０１１５】
第１信号Ｌ１のレベルが、第２信号Ｌ２と比べて高い場合、第１ゲイン係数ｇ１を、パラメータｍｕで乗算して、最後に更新した係数ｇ１として計算する。第２ゲイン係数ｇ２を、１（ｕｎｉｔｙ）−パラメータｍｕで乗算して、最後に更新した係数ｇ２として計算する。Ｌ２のレベルがＬ１より高い場合、その役割は逆になり、第１ゲイン係数ｇ１は、１（ｕｎｉｔｙ）−パラメータｍｕで乗算して、前の係数ｇ１として計算し、第２ゲイン係数ｇ２を、パラメータｍｕで乗算して、前の係数ｇ２として計算する。ここで、パラメータｍｕ＞１である。
【０１１６】
次に、両ゲイン係数を、図３のコンバイナに適用して、信号８０５、８０７、８０９を産出するが、該信号を、次にローパスフィルタリングして、幾つかのシアターシステムで見られるようなマルチサブウーファ構成が可能なサブウーファスピーカ装置で再生する。
【０１１７】
制御プロセッサ２０３は、２つの入力信号のレベルを決定し、２つの入力信号のどちらの信号レベルを高くするかを決定するかに応じて、ゲイン係数ｇ１を高値に、ｇ２を低値に設定する。これにより確実に、元の左右入力信号において位相ずれ低周波成分が存在する（一般的なオーディオミキシング技術の結果として）際にも、第１加算信号と第２加算信号の加算により、位相ずれ低周波成分を打ち消さなくなる。
【０１１８】
オーディオ信号増強装置、及びそれに対応する方法を、ＬＦＥチャンネルプロセッサと共に使用すると、結果的に、サブウーファオーディオ信号が得られ、この信号は、２つのフィルタリング処理した信号の最大音量レベルのみを出力するので、位相ずれ信号は打ち消されず、その結果得られる出力チャンネルのレベルは、元の入力信号における元の低周波成分と比例する。
【０１１９】
従って、本発明の装置及び方法は、様々な有利な特徴を提供し、中でも、ステレオオーディオ信号の増強は、少なくとも１つの増強信号になる２信号を含み、位相ずれ信号を打ち消さず、その結果得られる出力チャンネルのレベルは、元の入力信号における元の低周波含有量と比例する。従って、得られる信号は、時間スミアリングを含まず、主成分（所定の周波数で）が、両信号において等しくなり、新たな主信号のレベルが、元の２つの入力信号の場合と同じレベルになる。
【０１２０】
センタチャンネルプロセッサに適用すると、これは、センタチャンネル信号を生成し、該信号は、最小の時間スミアリングアーチファクトで、入力信号のレベルに密接に追従するバランスの取れた主成分を含み、且つ非相関成分に対する相関成分の割合が高い。
【０１２１】
同様に、低周波効果プロセッサに適用すると、この増強信号は、少なくとも１つのサブウーファ信号を生成するが、位相ずれ信号を打ち消さず、その結果得られる出力チャンネルのレベルは、元の入力信号における元の低周波成分と比例する。また、本発明のオーディオ信号増強装置によって生成する複数の増強信号から、複数のＬＦＥ信号を生成してもよい。
【０１２２】
本発明の様々な実施形態の開示は、本発明の非限定的な好適実施例及び具現化として、意図したもので、そのために、様々な実施形態の特徴は、記載した一般的な発明概念の範囲内で、容易に組合せてもよいことを、当業者は理解するであろう。
【０１２３】
当然ながら、本明細書に記載した実施形態を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、又はそれらの任意の組合せによって、実施してもよい。本システム及び／又は方法を、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア又はマイクロコード、プログラムコード若しくはコードセグメント、コンピュータプログラムで実行する場合に、ストレージコンポーネント等の機械で読み取り可能な媒体にそれらを保存してもよい。コンピュータプログラム又はコードセグメントは、手順、機能、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、クラス、又は命令、データ構造、若しくはプログラム文の任意の組合せで表してもよい。コードセグメントは、情報、データ、独立変数、パラメータ、メモリ内容を受け渡しすることによって、別のコードセグメント又はハードウェア回路に結合させてもよい。情報、独立変数、パラメータ、データ等を、メモリ共有、メッセージパッシング、トークンパッシング、ネットワーク送信等を含む任意の適当な手段を使用して、渡す、転送又は送信してもよい。
【０１２４】
ソフトウェアの実行に関して、本明細書に記載した技術を、本明細書に記載した機能を実行するモジュール（例えば、手順、機能等）で実行してもよい。ソフトウェアコードを、記憶ユニットに保存し、プロセッサによって実行してもよい。記憶ユニットを、プロセッサ内又はプロセッサの外部に実装してもよく、その場合、記憶ユニットを、当該技術分野で既知の様々な手段によって、プロセッサに通信可能に接続できる。更に、少なくとも１つのプロセッサは、本明細書に記載した機能を実行するよう動作可能な１つ又は複数のモジュールを含んでもよい。
【０１２５】
更にまた、本明細書に記載した様々な態様又は特徴を、標準的なプログラミング技術及び／又は工学技術を使用する、方法、装置、又は製品として、実施してもよい。本明細書で使用する用語「製品」は、如何なるコンピュータ可読装置、キャリア、又は媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムを包含するものとする。例えば、コンピュータが読み取り可能な媒体は、磁気記憶装置（例えば、ハードディスク、フレキシブルディスク、磁気帯等）、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）等）、スマートカード、及びフラッシュメモリ装置（例えば、ＥＰＲＯＭ、カード、スティック、キードライブ等）を含むことができるが、これらに制限されない。また、本明細書に記載した様々な記憶媒体は、情報を保存するための１つ又は複数の装置、及び／又は他の機械が読み取り可能な媒体とすることができる。「機械が読み取り可能な媒体」は、命令（複数可）及び／又はデータを保存、含有、担持することができる様々な媒体を含むことができるが、これらに限定されない。また、コンピュータプログラム製品は、本明細書に記載する機能をコンピュータに実行させるよう動作可能な１つ又は複数の命令又はコードを有するコンピュータ可読媒体を含んでもよい。
【０１２６】
上述したことには、１つ又は複数の実施形態の例を含む。勿論、前述した実施形態を説明するために、全ての想定できる構成要素又は方法の組合せについて記載できるわけではないが、当業者は、様々な実施形態の多くの更なる組合せや置換え（ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎｓ）が可能であることに気付くかも知れない。従って、記載した実施形態は、付記した特許請求の範囲に入るような全ての変更、修正、変形を包含するものとする。用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」を詳細な説明又は特許請求の範囲で使用する限り、この用語は、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が特許請求の範囲において連結語句として用いられる場合に解釈されるときの用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と同様に、包括的であるものとする。
【０１２７】
本明細書で開示した実施形態と関連して記載した様々な論理ブロック、モジュール、回路を、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、特定用途向集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、書き換え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）、又は他のプログラム可能論理デバイス、個別ゲート又はトランジスタ論理、個別のハードウェアコンポーネント、又は記載した機能を実行するよう設計したそれらの任意の組合せで実行するようにしてもよい。汎用プロセッサを、マイクロプロセッサとしてもよいが、その代わりに、該プロセッサを、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンとしてもよい。
【０１２８】
記載した方法又はアルゴリズムを、直接ハードウェアで、プロセッサによって実行するソフトウェアモジュールで、又はこれら２つの組合せで具現化してもよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、又は当技術分野で既知の他の形の記憶媒体に、存在させてもよい。
【０１２９】
当業者は、１つ又は複数の実施形態に関する以上の議論が本発明を限定せず、添付図も本発明を限定しないと理解すべきである。正確には、本発明は以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１Ａ】
2013539283.tif 000011
【図１Ｂ】
2013539283.tif 000012
【図２Ａ】
2013539283.tif 000013
【図２Ｂ】
2013539283.tif 000014
【図２Ｃ】
2013539283.tif 000015
【図２Ｄ】
2013539283.tif 000016
【図３】
2013539283.tif 000017
【図４】
2013539283.tif 000018
【図５】
2013539283.tif 000019
【図６】
2013539283.tif 000020
【図７】
2013539283.tif 000021
【図８】
2013539283.tif 000022
【図９】
2013539283.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月28日(2012.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのオーディオ信号を備えるステレオ入力信号を増強するオーディオ信号増強装置であって、
２つの入力信号を処理し、少なくとも１つの増強信号を生成する信号増強手段であり、
それぞれ２つの並行する処理ブランチを有する２つの並行な処理ラインであり、２つの処理ブランチが、適応フィルタ手段を備える第１処理ブランチ、及び、信号を遅延する手段を備える第２処理ブランチである第１処理ライン及び第２処理ライン、
第１処理ラインの第１処理ブランチの出力信号を、第２処理ラインの第２処理ブランチの出力信号と合成し、第１増強信号を生成する手段、
第２処理ラインの第１処理ブランチの出力信号を、第１処理ラインの第２処理ブランチの出力信号と合成し、第２増強信号を生成する手段、及び、
第１増強信号と第２増強信号とを合成し、第３増強信号を生成する手段、を備える信号増強手段と、
信号増強手段を制御する制御手段と、を具備し、
制御手段は、
入力信号、第１処理ライン及び第２処理ラインの第１処理ブランチ及び第２処理ブランチの出力、第１増強信号、第２増強信号、及び、第３増強信号のうち少なくとも１つの増強信号を分析し、
信号増強手段のゲイン係数及び遅延係数を動的に変化させる、
オーディオ信号増強装置。
【請求項２】
第１入力信号の一部を第２入力信号に加算し、第１処理ラインに供給する第３信号を生成すると共に、第２入力信号の一部を第１入力信号に加算し、第２処理ラインに供給する第４信号を生成する、クロスミキシング手段を更に具備し、
クロスミキシング手段は、少なくとも１つのゲイン係数を入力信号に適用する乗算手段を備え、
少なくとも１つのゲイン係数は、制御手段によって設定される、
請求項１に記載のオーディオ信号増強装置。
【請求項３】
適応フィルタ手段は、適応フィルタ係数設定手段を備え、
適応フィルタ係数は、制御手段によって設定される、
請求項１に記載のオーディオ信号増強装置。
【請求項４】
第２処理ブランチは、少なくとも１つのゲイン係数を第３信号及び第４信号に適用する乗算手段を更に備え、
少なくとも１つのゲイン係数、及び信号を遅延させる手段のための遅延量は、制御手段によって設定される、
請求項１に記載のオーディオ信号増強装置。
【請求項５】
少なくとも１つのゲイン係数を第１増強信号及び第２増強信号に適用する乗算手段を更に具備し、
少なくとも１つのゲイン係数は、制御手段によって設定される、
請求項１に記載のオーディオ信号増強装置。
【請求項６】
第３増強信号からセンタチャンネル信号を生成するセンタチャンネル信号生成手段を更に具備し、
センタチャンネル信号生成手段は、センタチャンネル重み付け手段と、センタチャンネル重み付け係数を第３増強信号に適用する乗算手段とを備え、
センタチャンネル信号生成手段は、制御手段によって制御される、
請求項１に記載のオーディオ信号増強装置。
【請求項７】
少なくとも１つの増強信号から少なくとも１つの低周波効果サブウーファ信号を生成する低周波効果サブウーファ信号生成手段を更に具備し、
低周波効果サブウーファ信号生成手段は、ローパスフィルタ手段を備え、
低周波効果サブウーファ信号生成手段は、制御手段によって制御される、
請求項１に記載のオーディオ信号増強装置。
【請求項８】
制御手段は、少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリを備える、
請求項１に記載のオーディオ信号増強装置。
【請求項９】
２つのオーディオ信号を備えるステレオ入力信号を増強する方法であって、
２つの入力信号を処理することであり、少なくとも１つの増強信号を、それぞれ２つの並行する処理ブランチを有する２つの並行な処理ラインである第１処理ライン及び第２処理ラインで生成し、
２つの処理ブランチが、信号を適応フィルタリングすることを備える第１処理ブランチ、及び、信号を遅延することを備える第２処理ブランチであり、
第１処理ラインの第１処理ブランチの出力信号を、第２処理ラインの第２処理ブランチの出力信号と合成し、第１増強信号を生成すること、
第２処理ラインの第１処理ブランチの出力信号を、第１処理ラインの第２処理ブランチの出力信号と合成し、第２増強信号を生成すること、及び、
第１増強信号と第２増強信号とを合成し、第３増強信号を生成すること、を備える２つの入力信号を処理することと、
処理を制御し、少なくとも１つの増強信号を生成することと、を具備し、
処理を制御することは、
入力信号、第１処理ライン及び第２処理ラインの第１処理ブランチ及び第２処理ブランチの出力、第１増強信号、第２増強信号、及び、第３増強信号のうち少なくとも１つの増強信号を分析すること、及び
信号増強手段のゲイン係数及び遅延係数を動的に変化させること、を備える
方法。
【請求項１０】
第１入力信号の一部を第２入力信号に加算し、第１処理ラインに供給する第３信号を生成すること、及び、第２入力信号の一部を第１入力信号に加算し、第２処理ラインに供給する第４信号を生成すること、
を更に具備する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
センタチャンネル重み付け係数を決定することによって、第３増強信号からセンタチャンネル信号を生成すること、及び、
センタチャンネル重み付け係数を第３増強信号に乗算して、センタチャンネル信号を生成すること、
を更に具備する請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
入力信号及び少なくとも１つの増強信号をローパスフィルタリングすることを備える、少なくとも１つの増強信号から少なくとも１つの低周波効果サブウーファ信号を生成すること、
を更に具備する請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
２つのオーディオ信号を備えるステレオ入力信号からセンタチャンネル信号を生成するセンタチャンネル生成装置であり、
請求項１乃至請求項８の何れか一つに記載のオーディオ信号増強装置と、
信号を分析する手段と、
チャンネル重み付け係数を決定する手段と、
センタチャンネル信号を生成するために、増強信号にチャンネル重み付け係数を乗算する手段と、
を具備するセンタチャンネル生成装置。
【請求項１４】
２つのオーディオ信号を備えるステレオ入力信号からサブウーファ信号を生成する低周波効果ＬＦＥサブウーファ信号生成装置であり、
請求項１乃至請求項８の何れか一つに記載のオーディオ信号増強装置と、
２つのオーディオ信号をローパスフィルタリングし、オーディオ信号増強装置を制御するために制御手段が分析する、フィルタリング処理した信号を生成する手段と、
少なくとも１つの増強信号をローパスフィルタリングし、少なくとも１つの低周波効果信号を生成する手段と、
を具備する低周波効果ＬＦＥサブウーファ信号生成装置。
【請求項１５】
マシン上で実行する際に、請求項９乃至請求項１２の何れか一つに記載の方法のステップを実行する命令を備える、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１６】
コンピュータ上で実行する際に、請求項９乃至請求項１２の何れか一つに記載の方法のステップをコンピュータに実行させる、コンピュータが実行可能な命令を備えるコンピュータプログラム。
【請求項１７】
２つのオーディオ信号を備えるステレオ入力信号から、少なくとも３つの出力オーディオ信号を生成するオーディオ信号アップミキサであり、
請求項１乃至請求項８の何れか一つに記載のオーディオ信号増強装置を備え、請求項９乃至請求項１２の何れか一つに記載の方法のステップを実行する
オーディオ信号アップミキサ。
【国際調査報告】
2013539283.tif 000024
2013539283.tif 000025
2013539283.tif 000026