(57)【要約】  入力ステレオオーディオ信号を処理して、入力ステレオオーディオ信号を表す変換ステレオオーディオ信号を生成する方法、装置、及びコンピュータプログラム製品であって、入力ステレオオーディオ信号は左入力オーディオ信号と右入力オーディオ信号とを含み、変換ステレオオーディオ信号は第１変換オーディオ信号と第２変換オーディオ信号とを含む。第１変換オーディオ信号が、左入力オーディオ信号と右入力オーディオ信号との和に基づいて生成される。第２変換オーディオ信号が、左入力オーディオ信号の第１関数と右入力オーディオ信号の第２関数との間の差に基づいて生成される。第１と第２の関数は、変換ステレオオーディオ信号の少なくとも一特徴を調整するように調整可能である。
2014516425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ステレオオーディオ信号を処理して、前記入力ステレオオーディオ信号を表す変換ステレオオーディオ信号を生成する方法であって、前記入力ステレオオーディオ信号は左入力オーディオ信号と右入力オーディオ信号とを含み、前記変換ステレオオーディオ信号は第１変換オーディオ信号と第２変換オーディオ信号とを含み、
前記方法は、
前記第１変換オーディオ信号を生成する、前記第１変換オーディオ信号は前記左入力オーディオ信号と前記右入力オーディオ信号との和に基づく、ステップと、
前記第２変換オーディオ信号を生成する、前記第２変換オーディオ信号は前記左入力オーディオ信号の第１関数と前記右入力オーディオ信号の第２関数との差に基づく、ステップと、を含み、
前記第１と第２の関数は、前記変換ステレオオーディオ信号の少なくとも一特徴を調整するように調整可能である、方法。
【請求項２】
各モノエンコーダを用いて前記第１と第２の変換オーディオ信号を符号化するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記変換ステレオオーディオ信号を、前記第１と第２の関数の表示とともに、デコーダに送信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記表示は前記ステレオオーディオ信号のフレームごとに一度送信される、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記左右入力オーディオ信号を分析して、前記第１と第２の関数の最適な関数を決定するステップと、
前記決定された最適な関数により前記第１と第２の関数を調整するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記最適な関数は前記第２変換オーディオ信号を最小化するように決定される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１と第２の関数は互いに依存する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１と第２の関数の和は、前記関数が調整されても一定である、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１変換オーディオ信号Ｍと前記第２変換オーディオ信号Ｓは次式で与えられ：
【数１】
2014516425.tif 000016
ここで、ＬとＲはそれぞれ前記左右入力オーディオ信号を示し、ｗはスケーリングパラメータであり、前記第１関数は（１−ｗ）で与えられ、前記第２関数は（１＋ｗ）で与えられる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記変換ステレオオーディオ信号の少なくとも一特徴は、前記変換ステレオオーディオ信号のコーディング効率と音質とのうち少なくとも一方を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記左右オーディオ信号を分析するステップと、
前記左右入力オーディオ信号の分析が、デュアルモノコーディングモードに切り替えれば、前記変換ステレオオーディオ信号のコーディング効率または音質が改善することを示すとき、前記デュアルモノコーディングモードに切り換えるステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２変換オーディオ信号を生成するステップは、
前記左入力オーディオ信号に前記第１関数を適用して、調整された左入力オーディオ信号を生成するステップと、
前記右入力オーディオ信号に前記第２関数を適用して、調整された右入力オーディオ信号を生成するステップと、
前記調整された左入力オーディオ信号と前記調整された右入力オーディオ信号との間の差を決定するステップとを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法は、
前記左右入力オーディオ信号の和を決定するステップと、
前記左右入力オーディオ信号の差を決定するステップと、
前記決定された左右入力オーディオ信号の和に調整関数を適用して、調整された信号を生成するステップとを有し、
前記第２変換オーディオ信号は、前記調整された信号と、前記決定された左右入力オーディオ信号間の差との間の差に基づき生成される、
請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１と第２の関数は第１と第２のスケーリング係数である、
請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１と第２の関数は予測フィルタのフィルタ係数により決定される、
請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
非過渡的なコンピュータ読み取り可能媒体に化体され、装置の一または複数のプロセッサにおいて実行されると、請求項１に記載の動作を実行するように構成されたコードを含む、コンピュータプログラム。
【請求項１７】
入力ステレオオーディオ信号を処理して、前記入力ステレオオーディオ信号を表す変換ステレオオーディオ信号を生成する装置であって、前記入力ステレオオーディオ信号は左入力オーディオ信号と右入力オーディオ信号とを含み、前記変換ステレオオーディオ信号は第１変換オーディオ信号と第２変換オーディオ信号とを含み、
前記装置は、
前記第１変換オーディオ信号を生成するように構成された、前記第１変換オーディオ信号は前記左入力オーディオ信号と前記右入力オーディオ信号との和に基づく、第１生成手段と、
前記第２変換オーディオ信号を生成するように構成された、前記第２変換オーディオ信号は前記左入力オーディオ信号の第１関数と前記右入力オーディオ信号の第２関数との差に基づく、第２生成手段とを含み、
前記第１と第２の関数は、前記変換ステレオオーディオ信号の少なくとも一特徴を調整するように調整可能である、装置。
【請求項１８】
前記第１変換オーディオ信号を符号化するように構成された第１モノエンコーダと、
前記第２変換オーディオ信号を符号化するように構成された第２モノエンコーダとをさらに含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記変換ステレオオーディオ信号を、前記第１と第２の関数の表示とともに、デコーダに送信するように構成された送信器をさらに含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
入力ステレオオーディオ信号から生成された変換ステレオオーディオ信号から出力ステレオオーディオ信号を生成する方法であって、前記入力ステレオオーディオ信号は左入力オーディオ信号と右入力オーディオ信号とを含み、前記変換ステレオオーディオ信号は、少なくとも一関数により前記左右入力オーディオ信号に関係する第１変換オーディオ信号と第２変換オーディオ信号を含み、前記出力ステレオオーディオ信号は左出力オーディオ信号と右出力オーディオ信号とを含み、
前記方法は、
前記第１と第２の変換オーディオ信号を前記少なくとも一関数の表示とともに受信するステップと、
前記右出力オーディオ信号を生成する、前記右出力オーディオ信号は前記第２変換オーディオ信号と前記第１変換オーディオ信号の第１復号関数との和に基づく、ステップと、
前記左出力オーディオ信号を生成する、前記左出力オーディオ信号は前記第２変換オーディオ信号と前記第１変換オーディオ信号の第２復号関数との間の差に基づく、ステップとを含み、
先記第１と第２の復号関数は、前記生成される左右出力オーディオ信号が前記左右入力オーディオ信号を表すように、前記受信された少なくとも一関数の表示により決定される、方法。
【請求項２１】
（ｉ）前記第１変換オーディオ信号は、前記左入力オーディオ信号と前記右入力オーディオ信号との和に基づき、（ｉｉ）前記第２変換オーディオ信号は、前記左入力オーディオ信号の第１関数と前記右入力オーディオ信号の第２関数との間の差に基づき、前記少なくとも一関数は前記第１関数と前記第２関数とを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記変換ステレオオーディオ信号は請求項１に記載の方法により生成されたものである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記右出力信号を生成するステップと、前記左出力オーディオ信号を生成するステップとの前に、各モノデコーダを用いて、前記受信された第１と第２の変換オーディオ信号を復号するステップをさらに有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記出力ステレオオーディオ信号を出力するステップをさらに有する、
請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記左出力オーディオ信号Ｌ’と前記右出力オーディオ信号Ｒ’とは次式により与えられ：
【数２】
2014516425.tif 000017
ここで、Ｍ’とＳ’はそれぞれ前記受信された第１と第２の変換オーディオ信号を示し、ｗはスケーリングパラメータであり、前記第１復号関数は（１−ｗ）で与えられ、前記第２復号関数は（１＋ｗ）で与えられる、
請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
非過渡的なコンピュータ読み取り可能媒体に化体され、装置の一または複数のプロセッサにおいて実行されると、請求項２０に記載の動作を実行するように構成されたコードを含む、コンピュータプログラム製品。
【請求項２７】
入力ステレオオーディオ信号から生成された変換ステレオオーディオ信号から出力ステレオオーディオ信号を生成する装置であって、前記入力ステレオオーディオ信号は左入力オーディオ信号と右入力オーディオ信号とを含み、前記変換ステレオオーディオ信号は、少なくとも一関数により前記左右入力オーディオ信号に関係する第１変換オーディオ信号と第２変換オーディオ信号を含み、前記出力ステレオオーディオ信号は左出力オーディオ信号と右出力オーディオ信号とを含み、
前記装置は、
前記第１と第２の変換オーディオ信号を前記少なくとも一関数の表示とともに受信するように構成された受信器と、
前記右出力オーディオ信号を生成するように構成された、前記右出力オーディオ信号は前記第２変換オーディオ信号と前記第１変換オーディオ信号の第１復号関数との和に基づく、第１生成手段と、
前記左出力オーディオ信号を生成するように構成された、前記左出力オーディオ信号は前記第２変換オーディオ信号と前記第１変換オーディオ信号の第２復号関数との間の差に基づく、第２生成手段と、
前記第１と第２の復号関数を、前記生成される左右出力オーディオ信号が前記左右入力オーディオ信号を表すように、前記受信された少なくとも一関数の表示により決定するように構成された決定手段と、を含む装置。
【請求項２８】
前記受信された第１変換オーディオ信号を復号するように構成された第１モノデコーダと、
前記受信された第２変換オーディオ信号を復号するように構成された第２モノデコーダとを、さらに含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
システムであって、
入力ステレオオーディオ信号を処理して変換ステレオオーディオ信号を生成する、請求項１７に記載の第１の装置と、
前記変換ステレオオーディオ信号を受信し、出力ステレオオーディオ信号を生成する、請求項２７に記載の第２の装置とを含む、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステレオオーディオ信号の処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステレオオーディオ信号は複数のオーディオ信号（またはオーディオ「チャンネル」）よりなる。例えば、ステレオオーディオ信号は、異なるロケーションにある複数のマイクロホンを用いて録音される。各マイクロホンはそれぞれのロケーションでキャプチャしたオーディオ信号を提供する。個別のオーディオ信号は合成されて、より完全に聞こえるステレオオーディオ信号となる。人間には、ステレオオーディオ信号を構成する個別の各オーディオ信号よりもステレオオーディオ信号の方が音質がよく聞こえることが多い。ステレオオーディオ信号は複数のスピーカから出力され、ユーザに対してステレオオーディオ信号を提供する。
【０００３】
一例では、ステレオオーディオ信号は「左」信号（Ｌ）と「右」信号（Ｒ）を含む。ここで用いる用語「左」と「右」は必ずしも信号の相対的な位置を示すものではない。かかるステレオオーディオ信号は、出力されるステレオオーディオ信号を聴くユーザにステレオ体験を提供するために、異なる位置に配置された２つのスピーカから出力される。ステレオオーディオ信号を送信または記憶することが望ましく、そうするために、ステレオオーディオ信号は（例えば、デジタルドメインで）符号化される。２つの信号ＬとＲは、それぞれのモノエンコーダ（mono  encoders）を用いて別々に符号化される。これは、単純かつ効率的なオーディオ信号の符号化を提供する。このように２つのモノコーデックを用いて左右のチャンネルを別々に符号化することは、「デュアルモノコーディング」として知られている。
【０００４】
ステレオオーディオ信号を符号化する場合、第１の目的は、ステレオオーディオ信号の音質をできるだけ高く保つことである。すなわち、符号化したステレオオーディオ信号を復号する場合、もとのステレオオーディオ信号にできるだけ近くなければならない。しかし、第２の目的は、符号化されたステレオオーディオ信号が少量のデータを用いて表せることである。符号化されたステレオオーディオ信号を記憶し送信するため、高いコーディング効率が望ましい。第１と第２の目的は相容れない場合がある。
【０００５】
上記のデュアルモノコーディング方法の欠点は、左右のチャネルが相関している場合、そのような場合が多いのであるが、符号化されるステレオオーディオ信号が効率的にコーディングされないことである。言い換えると、デュアルモノコーディング方法は、ＬチャンネルとＲチャンネルの間の冗長性を利用しないので、コーディング効率が最適ではない。さらに、２つのモノコーデックにより、ＬとＲのオーディオ信号成分間の相関とは異なる相関を有する量子化誤差成分が生じる。結果として、これらの誤差成分は、空間的ステレオイメージにおいて、浸透とは別に現れるため、リスナが気づきやすくなる。この効果はバイノーラルアンマスキングとして知られている。非特許文献１に記載されているように、バイノーラルアンマスキングはリスナの知覚系がノイズを空間的に分離（isolate）できるため、２チャンネルのステレオオーディオ信号中の相関信号成分とは相関していないノイズ成分をアンマスクできる（または、２チャンネルのステレオオーディオ信号中の非相関信号成分から、相関ノイズ成分をアンマスクする）ことに関する。換言すると、ＬとＲの信号間の誤差成分の相関が、実際のＬとＲのオーディオ信号の相関と一致しない場合、その誤差はリスナ（human  listeners）に取って知覚的により大きいものである。
【０００６】
上記のデュアルモノコーディング方法に替わるコーディング方法は、（非特許文献２に記載されている）ミドル／サイド（Mid/Side）コーディング方法である。この方法では、次の式により、左右のチャンネルがミドル（Ｍ）とサイド（Ｓ）のチャンネルに変換される：
【数１】
2014516425.tif 000003
【０００７】
ミドル及びサイドのチャンネルの信号はモノコーデックにより別々にコーディングされる。言うまでもなく、ミドル信号Ｍは左右信号の平均を表し、サイド信号Ｓは左右信号間の差分の半分を表す。Ｍ信号とＳ信号は、記憶や伝送などのために、別々に符号化できる。ステレオオーディオ信号を回復するため、デコーダはＭチャンネルとＳチャンネルの信号を左右チャンネル表現に変換し戻すことができる。例えば、デコーダがミドルチャンネルで信号Ｍ’、及びサイドチャンネルで信号Ｓ’を受け取ると、次式を用いて、左右チャンネルの信号（Ｌ’とＲ’）を決定できる：
【数２】
2014516425.tif 000004
【０００８】
上記のデュアルモノコーディング法と比較して、Ｍ／Ｓコーディング法は、左右信号が互いに非常に似ている時、コーディング効率と音質が良くなる。これは、この場合には、サイド信号Ｓの値が小さくなり、左右信号を表現するのに必要なデータ量と比較して、少量のデータ（例えば、少数のビット）で表現できるからである。
【０００９】
しかし、Ｌ信号とＲ信号がそれほど類似していない場合、Ｍ／Ｓコーディング法ではコーディング効率と音質を改善できないことがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】J.  D.  Johnston,  A.  J.  Ferreira著「Sum-Difference  Stereo  Transform  Coding」（IEEE  International  Conference  on  Acoustics,  Speech  and  Signal  Processing,  March  １９９２）
【非特許文献２】J.  D.  Johnston,  A.  J.  Ferreira著「Sum-Difference  Stereo  Transform  Coding」（IEEE  International  Conference  on  Acoustics,  Speech  and  Signal  Processing,  March  １９９２）
【非特許文献３】J.  Lindblom,  J.  H.  Plasberg,  R.  Vafin著「Flexible  Sum-Difference  Stereo  Coding  Based  on  Time  Aligned  Signal  Components」（IEEE  Workshop  on  Applications  of  Signal  Processing  to  Audio  and  Acoustics,  October  ２００５）
【発明の概要】
【００１１】
発明者は、Ｍ／Ｓコーディング法を修正すると、ある状況では、上記のＭ／Ｓコーディング法よりも高い符号化効率と音質を提供できることに気づいた。この新しい方法では、左右入力チャンネルを、各モノフォニックオーディオコーデックにより符号化された２つの新しい信号に変換することにより、ステレオオーディオ信号をコーディングする。好ましい実施形態では、第１の信号はミドル信号（Ｍ）である。これは、左（Ｌ）チャンネルと右（Ｒ）チャンネルの平均として計算される。すなわち、Ｍ＝［１／２］（Ｌ＋Ｒ）。一方、第２の信号は、サイド信号（Ｓ）であり、２つのチャンネル間の重み付け差分よりなる。すなわち、Ｓ＝［１／２］［（１−ｗ）Ｌ−（１＋ｗ）Ｒ］である。ここで、−１＜ｗ＜１である。スカラーパラメータｗは、量子化され、コーディングされた信号Ｍ及びＳとともに、デコーダに送信される。デコーダは、受信されたミドル信号（Ｍ’）及びサイド信号（Ｓ’）を復号し、Ｍ’及びＳ’信号を、次式を用いて、ステレオオーディオ信号の左信号（Ｌ’）と右信号（Ｒ’）に変換し戻す：Ｌ’＝（１＋ｗ）Ｍ’＋Ｓ’及びＲ’＝（１−ｗ）Ｍ’−Ｓ’。
【００１２】
本発明の第１の態様によると、入力ステレオオーディオ信号を処理して、前記入力ステレオオーディオ信号を表す変換ステレオオーディオ信号を生成する方法が提供される。該方法は、前記入力ステレオオーディオ信号は左入力オーディオ信号と右入力オーディオ信号とを含み、前記変換ステレオオーディオ信号は第１変換オーディオ信号と第２変換オーディオ信号とを含み、前記方法は、前記第１変換オーディオ信号を生成する、前記第１変換オーディオ信号は前記左入力オーディオ信号と前記右入力オーディオ信号との和に基づく、ステップと、前記第２変換オーディオ信号を生成する、前記第２変換オーディオ信号は前記左入力オーディオ信号の第１関数と前記右入力オーディオ信号の第２関数との差に基づく、ステップと、前記第１と第２の関数は、前記変換ステレオオーディオ信号の少なくとも一特徴を調整するように調整可能である。
【００１３】
好ましい実施形態は、２つの有利な特性を提供する：
・２つの変換されたオーディオ信号のうち一方（例えば、第１の変換オーディオ信号）は、入力ステレオオーディオ信号のモノバージョンに対応し、
・他方の変換されたオーディオ信号（例えば、第２の変換オーディオ信号）は、左右入力オーディオ信号がスケール係数だけの違いであるときはいつも、ゼロにできる。
【００１４】
上記の第１の有利な特性により、変換されたステレオオーディオ信号を受け取るデコーダのモノ・インプリメンテーションの複雑度が下げられる。かかるデコーダのモノ・インプリメンテーションは、デコーダのフルステレオ・インプリメンテーションよりも、ＣＰＵ及びメモリ資源が少なくて済む。この複雑性セービング（complexity  saving）の理由は、モノデコーダは、変換されるステレオオーディオ信号のビットストリームのうち、モノ表現（すなわち、第１の変換されたオーディオ信号Ｍ）を含む部分のみを復号すればよく、他の部分（すなわち、第２の変換されたオーディオ信号Ｓ）は無視できるからである。実際、これにより、デコーダの複雑性とメモリ消費を約半分に減らせる（従来、モノデコーダは左右信号を復号して、これら２つの信号の平均を計算し、ステレオ信号のペアをモノ信号に変換しているからである）。このため、モノデコーダは、実装と、ローエンドハードウェアや多数の呼を処理するゲートウェイにおける実行とが比較的容易であり、バッテリー寿命が長くなる。このことは、例えばデコーダがモバイルデバイスで操作する場合などに特に重要である。デコーダが実装されるデバイスは、ステレオ再生機能を有さないこともあり、そのためステレオデコーダでは知覚音質が改善されない。ここに説明した方法を用いれば、モノデコーダは、変換されたステレオオーディオ信号ビットストリームと互換性を有している。第１の有利な特性は、ビットストリーム互換デコーダの最低ハードウェア要件が大幅に下がることである。
【００１５】
上記の第２の有利な特性により、コーディング効率と音質がよくなる。重み付け差分信号（例えば、第２の変換されたオーディオ信号Ｓ）は、小さければ、音質を低下させずに、低ビットレートで符号化できる。具体的に、Ｓがゼロ（またはほぼゼロ）の場合、Ｓオーディオ信号のコーディングにビットをまったく（またはほとんど）使わなくてもよい。これにより、より多くのビットを、第１の変換オーディオ信号Ｍの符号化に使え、変換ステレオオーディオ信号の音質がよくなる。一例として、上記の好ましい実施形態では（Ｍ＝［１／２］（Ｌ＋Ｒ）およびＳ＝［１／２］［（１−ｗ）Ｌ−（１＋ｗ）Ｒ］であり）、第２の変換オーディオ信号Ｓは、左右の入力オーディオ信号が同じ（すなわち、Ｌ＝Ｒである）場合、スケーリングパラメータｗをゼロに設定することにより、ゼロに調整できる。これらの好ましい実施形態では、左入力オーディオ信号がゼロであるとき、スケーリングパラメータｗを−１に設定することにより、Ｓをゼロにできる。さらに、これらの好ましい実施形態では、右入力オーディオ信号がゼロであるとき、スケーリングパラメータｗを１に設定することにより、Ｓをゼロにできる。
【００１６】
また、上記の第２の有利な特性は、バイノーラルアンマスキングにつながるステレオイメージにおけるアーティファクトを回避することにより、変換されたステレオオーディオ信号の音質を改善する。かかるアーティファクトは、左右の入力オーディオ信号が同じ場合にのみ、背景技術欄に記載したＭ／Ｓコーディング法により回避できる。対照的に、本発明の実施形態では、左右の入力オーディオ信号がスケール係数まで等しいときはいつも（すなわち、右入力オーディオ信号にある係数を適用することにより、左入力オーディオ信号のよい近似が提供できるときはいつも、すなわちＬ＝ａＲのときはいつも）、変換ステレオオーディオ信号が復号される時、復号されたステレオオーディオ信号の左右オーディオ信号の量子化エラー間の相関は、左右の入力オーディオ信号間の相関に等しい。そのため、変換ステレオオーディオ信号中のコーディングアーティファクトのバイノーラルマスキングが最適になる。
【００１７】
この方法は、各モノエンコーダを用いて前記第１と第２の変換オーディオ信号を符号化するステップをさらに含んでもよい。また、この方法は、前記変換ステレオオーディオ信号を、前記第１と第２の関数の表示とともに、デコーダに送信するステップを含んでもよい。前記表示は前記ステレオオーディオ信号のフレームごとに一度送信できる。
【００１８】
本方法はさらに、前記左右入力オーディオ信号を分析して、前記第１と第２の関数の最適な関数を決定するステップと、前記決定された最適な関数により前記第１と第２の関数を調整するステップとをさらに含み得る。前記最適な関数は前記第２変換オーディオ信号を最小化するように決定できる。
【００１９】
好ましい実施形態では、前記第１と第２の関数は互いに依存する。例えば、前記第１と第２の関数の和は、前記関数が調整されても一定であってもよい。一例では、
前記第１変換オーディオ信号Ｍと前記第２変換オーディオ信号Ｓは次式で与えられ：
【数３】
2014516425.tif 000005
ここで、ＬとＲはそれぞれ前記左右入力オーディオ信号を示し、ｗはスケーリングパラメータであり、前記第１関数は（１−ｗ）で与えられ、前記第２関数は（１＋ｗ）で与えられる。
【００２０】
前記変換ステレオオーディオ信号の少なくとも一特徴は、前記変換ステレオオーディオ信号のコーディング効率と音質とのうち少なくとも一方を含んでもよい。
【００２１】
本方法はさらに、前記左右オーディオ信号を分析するステップと、前記左右入力オーディオ信号の分析が、デュアルモノコーディングモードに切り替えれば、前記変換ステレオオーディオ信号のコーディング効率または音質が改善することを示すとき、前記デュアルモノコーディングモードに切り換えるステップとをさらに含み得る。
【００２２】
前記第２変換オーディオ信号を生成するステップは、前記左入力オーディオ信号に前記第１関数を適用して、調整された左入力オーディオ信号を生成するステップと、前記右入力オーディオ信号に前記第２関数を適用して、調整された右入力オーディオ信号を生成するステップと、前記調整された左入力オーディオ信号と前記調整された右入力オーディオ信号との間の差を決定するステップとを含み得る。
【００２３】
本方法は、前記左右入力オーディオ信号の和を決定するステップと、前記左右入力オーディオ信号の差を決定するステップと、前記決定された左右入力オーディオ信号の和に調整関数を適用して、調整された信号を生成するステップとを有し、前記第２変換オーディオ信号は、前記調整された信号と、前記決定された左右入力オーディオ信号間の差との間の差に基づき生成できる。
【００２４】
前記第１と第２の関数は第１と第２のスケーリング係数であってもよい。あるいは、前記第１と第２の関数は予測フィルタのフィルタ係数により決定できる。
【００２５】
本発明の第２の態様によると、入力ステレオオーディオ信号を処理して、前記入力ステレオオーディオ信号を表す変換ステレオオーディオ信号を生成する装置が提供される。該装置は、前記入力ステレオオーディオ信号は左入力オーディオ信号と右入力オーディオ信号とを含み、前記変換ステレオオーディオ信号は第１変換オーディオ信号と第２変換オーディオ信号とを含み、前記装置は、前記第１変換オーディオ信号を生成するように構成された、前記第１変換オーディオ信号は前記左入力オーディオ信号と前記右入力オーディオ信号との和に基づく、第１生成手段と、前記第２変換オーディオ信号を生成するように構成された、前記第２変換オーディオ信号は前記左入力オーディオ信号の第１関数と前記右入力オーディオ信号の第２関数との差に基づく、第２生成手段とを含み、前記第１と第２の関数は、前記変換ステレオオーディオ信号の少なくとも一特徴を調整するように調整可能である。
【００２６】
本装置はさらに、前記第１変換オーディオ信号を符号化するように構成された第１モノエンコーダと、前記第２変換オーディオ信号を符号化するように構成された第２モノエンコーダとを含み得る。本装置はさらに、前記変換ステレオオーディオ信号を、前記第１と第２の関数の表示とともに、デコーダに送信するように構成された送信機をさらに含み得る。
【００２７】
本発明の第３の態様によると、入力ステレオオーディオ信号から生成された変換ステレオオーディオ信号から出力ステレオオーディオ信号を生成する方法が提供される。前記入力ステレオオーディオ信号は左入力オーディオ信号と右入力オーディオ信号とを含み、前記変換ステレオオーディオ信号は、少なくとも一関数により前記左右入力オーディオ信号に関係する第１変換オーディオ信号と第２変換オーディオ信号を含み、前記出力ステレオオーディオ信号は左出力オーディオ信号と右出力オーディオ信号とを含み、前記方法は、前記第１と第２の変換オーディオ信号を前記少なくとも一関数の表示とともに受信するステップと、前記右出力オーディオ信号を生成する、前記右出力オーディオ信号は前記第２変換オーディオ信号と前記第１変換オーディオ信号の第１復号関数との和に基づく、ステップと、前記左出力オーディオ信号を生成する、前記左出力オーディオ信号は前記第２変換オーディオ信号と前記第１変換オーディオ信号の第２復号関数との間の差に基づく、ステップとを含み、先記第１と第２の復号関数は、前記生成される左右出力オーディオ信号が前記左右入力オーディオ信号を表すように、前記受信された少なくとも一関数の表示により決定される。
【００２８】
前記第１変換オーディオ信号は、前記左入力オーディオ信号と前記右入力オーディオ信号との和に基づいていてもよく、前記第２変換オーディオ信号は、前記左入力オーディオ信号の第１関数と前記右入力オーディオ信号の第２関数との間の差に基づいていてもよい。また、前記少なくとも一関数は前記第１関数と前記第２関数とを含み得る。
【００２９】
本方法はさらに、前記右出力信号を生成するステップと、前記左出力オーディオ信号を生成するステップとの前に、各モノデコーダを用いて、前記受信された第１と第２の変換オーディオ信号を復号するステップをさらに有する。本方法はさらに、前記出力ステレオオーディオ信号を出力するステップをさらに有する。
【００３０】
好ましい実施形態において、前記左出力オーディオ信号Ｌ’と前記右出力オーディオ信号Ｒ’とは次式により与えられ：
【数４】
2014516425.tif 000006
ここで、Ｍ’とＳ’はそれぞれ前記受信された第１と第２の変換オーディオ信号を示し、ｗはスケーリングパラメータであり、前記第３関数は（１−ｗ）で与えられ、前記第４関数は（１＋ｗ）で与えられる。
【００３１】
本発明の第４の態様によると、非過渡的なコンピュータ読み取り可能媒体に化体され、装置の一または複数のプロセッサにおいて実行されると、上記の方法による動作を実行するように構成されたコードを含む、コンピュータプログラム製品が提供される。
【００３２】
本発明の第５の態様によると、入力ステレオオーディオ信号から生成された変換ステレオオーディオ信号から出力ステレオオーディオ信号を生成する方法が提供される。前記入力ステレオオーディオ信号は左入力オーディオ信号と右入力オーディオ信号とを含み、前記変換ステレオオーディオ信号は、少なくとも一関数により前記左右入力オーディオ信号に関係する第１変換オーディオ信号と第２変換オーディオ信号を含み、前記出力ステレオオーディオ信号は左出力オーディオ信号と右出力オーディオ信号とを含み、前記装置は、前記第１と第２の変換オーディオ信号を前記少なくとも一関数の表示とともに受信するように構成された受信器と、前記右出力オーディオ信号を生成するように構成された、前記右出力オーディオ信号は前記第２変換オーディオ信号と前記第１変換オーディオ信号の第１復号関数との和に基づく、第１生成手段と、前記左出力オーディオ信号を生成するように構成された、前記左出力オーディオ信号は前記第２変換オーディオ信号と前記第１変換オーディオ信号の第２復号関数との間の差に基づく、第２生成手段と、前記第１と第２の復号関数を、前記生成される左右出力オーディオ信号が前記左右入力オーディオ信号を表すように、前記受信された少なくとも一関数の表示により決定するように構成された決定手段と、を含む。
【００３３】
本装置はさらに、前記受信された第１変換オーディオ信号を復号するように構成された第１モノデコーダと、前記受信された第２変換オーディオ信号を復号するように構成された第２モノデコーダと、さらにを含んでいてもよい。
【００３４】
本発明の第６の態様によると、システムが提供される。該システムは、入力ステレオオーディオ信号を処理して変換ステレオオーディオ信号を生成する、本発明の第２の態様による第１の装置と、前記変換ステレオオーディオ信号を受信し、出力ステレオオーディオ信号を生成する、本発明の第５の態様による第２の装置とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
本発明をよく理解し、どのように実施するか明りょうに示すため、一例として図面を参照する。
【図１】好ましい一実施形態によるシステムを示す図である。
【図２】第１の実施形態による、オーディオエンコーダブロックとオーディオデコーダブロックを示す図である。
【図３】好ましい一実施形態によるステレオオーディオ信号の処理方法を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態による、オーディオエンコーダブロックとオーディオデコーダブロックを示す図である。
【図５】第３の実施形態による、オーディオエンコーダブロックとオーディオデコーダブロックを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
ここで本発明の好ましい実施形態を例示により説明する。
【００３７】
図１は、好ましい一実施形態によるシステム１００を示す図である。システム１００は、第１ノード１０２と第２ノード１０４とを含む。第１ノード１０２は、ステレオオーディオ信号を受け取り、符号化し、符号化したステレオオーディオ信号を第２ノード１０４に送るように構成されている。第２ノード１０４は、第１ノード１０２から受け取ったステレオオーディオ信号を復号し、ステレオオーディオ信号を出力するように構成されている。これらの目的のため、第１ノード１０２は、マイクロホン１０６などのオーディオ入力手段と、オーディオエンコーダブロック１０８とを有し、第２ノード１０４は、オーディオデコーダブロック１１０と、スピーカ１１２などのオーディオ出力手段とを有する。マイクロホン１０６は、ステレオオーディオ信号を受信し、オーディオエンコーダブロック１０８に送るように構成されている。オーディオエンコーダブロック１０８は、ステレオオーディオ信号を符号化するように構成されている。符号化されたステレオオーディオ信号は、（例えば、図１には図示しない送信器を介して）第１ノード１０２から送られ得る。符号化されたステレオオーディオ信号は、（例えば、図１には図示しない受信器を用いて）第２ノード１０４で受け取られ、オーディオデコーダブロック１１０に送られる。オーディオデコーダブロック１１０は、ステレオオーディオ信号を復号するように構成されている。ステレオオーディオ信号が正しく復号できるように、オーディオデコーダブロック１１０の復号プロセスは、オーディオエンコーダブロック１０８の符号化プロセスに対応している。例えば、復号プロセスは符号化プロセスの逆プロセスであってもよい。復号されたステレオオーディオ信号は、デコーダブロック１１０からスピーカ１１２に送られ、スピーカ１１２から出力される。
【００３８】
マイクロホン１０６はステレオオーディオ信号を受け取る機能を有する。ステレオオーディオ信号を受け取るために、各マイクロホン１０６は、（左オーディオ信号や右オーディオ信号など）別個の入力オーディオ信号を受け取ることができる。本技術分野では、ステレオオーディオ信号を受け取る異なるタイプのマイクロホン１０６が知られているが、これより詳細には説明しない。同様に、スピーカ１１２はステレオオーディオ信号を出力機能を有する。ステレオオーディオ信号を出力するために、各スピーカ１１２は、（左オーディオ信号や右オーディオ信号など）別個の入力オーディオ信号を出力することができる。本技術分野では、ステレオオーディオ信号を出力する異なるタイプのスピーカ１１２が知られているが、これより詳細には説明しない。
【００３９】
一例では、マイクロホン１０６は、第１ノード１０２のロケーションにおいて、音楽や第１ノード１０２のユーザからのスピーチなどのステレオオーディオ信号を録音する。ステレオオーディオ信号は処理され、第２ノード１０４のスピーカに送られ、第２ノード１０４のユーザに出力される。ステレオオーディオ信号は、リスナには、対応するモノオーディオ信号よりよい音質であると知覚されることが多い。
【００４０】
本発明の実施形態は、システム１００などのシステムで利用するため、ステレオオーディオ信号を高音質で効率的にコーディングするために、オーディオエンコーダブロック１０８とオーディオデコーダブロック１１０において利用される方法に関する。
【００４１】
背景技術欄で説明したＭ／Ｓコーディング方法では、（Ｍ＝（Ｌ＋Ｒ）／２、Ｓ＝（Ｌ−Ｒ）／２）左右信号が強く相関しているが、レベルが異なる場合、ステレオオーディオ信号のコーディング効率と音質はよくない。この状況は、例えば、ステレオ信号を生成するためモノ信号を「振幅パン（amplitude  pan）」した場合に生じることがある。振幅パンニング（amplitude  panning）はレコーディングスタジオや放送スタジオにおいてよく使われる方法である。
【００４２】
一方法では、ミドル信号とサイド信号（ＭとＳ）が次式で与えられるように、差分信号Ｓを計算するとき、適応利得（ｇ）を用いる：
【数５】
2014516425.tif 000007
【００４３】
これらの信号は別々にコーディングされ、利得値ｇとともにデコーダに送られる。デコーダは、ミドル信号とサイド信号（Ｍ’とＳ’）を受け取り、次式により、受け取った信号を左右表現（Ｌ’とＲ’）に変換し戻す：
【数６】
2014516425.tif 000008
【００４４】
適応利得値ｇの利用により、左右信号が強く相関し、レベルが近い場合に、ステレオオーディオ信号のコーディング品質を改善できる。サイド信号Ｓのエネルギーが小さくなるように利得値を適応できるからである。
【００４５】
しかし、適応利得法の欠点は、性能が非対称である（すなわち、左右のオーディオ信号で異なる）ことにある。左チャンネルの信号がゼロの場合、ゲインをゼロ（ｇ＝０）に設定することにより、サイド信号Ｓをゼロにでき、性能はよい。一方、右チャンネルの信号がゼロの場合、信号Ｓは信号Ｍと同じになり、コーディング効率が悪くなる。２つのモノコーデックが同じ信号を２回コーディングするからである。さらに、右チャンネルの信号のレベルが低く、信号Ｓを最小化するために利得ｇが大きいとき、性能は悪くなる。その場合、右入力信号中の量子化雑音が増幅され、これによりサイド信号Ｓで動作するモノコーデックの効率が悪くなる。そのため、実際には、利得値ｇを１よりずっと大きくすることはできない。
【００４６】
本発明の実施形態により、上記の適応利得コーディング法の少なくともいくつかの問題を解消できるコーディング方法を提供する。
【００４７】
ここで、図２を参照して、第１の実施形態によるオーディオエンコーダブロック１０８とオーディオデコーダブロック１１０を説明する。オーディオエンコーダブロック１０８は、第１ミキサ２０２、第２ミキサ２０４、第１スケーリング部２０６、第２スケーリング部２０８、第３スケーリング部２１０、第４スケーリング部２１２、第１モノエンコーダ２１４、及び第２モノエンコーダ２１６を有する。オーディオデコーダブロック１１０は、第１モノデコーダ２１８、第２モノデコーダ２２０、第５スケーリング部２２２、第６スケーリング部２２６、第３ミキサ２２４、及び第４ミキサ２２８を有する。オーディオエンコーダブロック１０８は、入力オーディオ信号を左右オーディオ信号（ＬとＲ）として受け取るように構成されている。Ｌオーディオ信号は第１ミキサ２０２の第１正入力と第１スケーリング要素２０６の入力に結合されている。Ｒオーディオ信号は第１ミキサ２０２の第２正入力と第２スケーリング要素２０８の入力に結合されている。第１スケーリング部２０６の出力は第２ミキサ２０４の正入力に結合されている。第２スケーリング部２０８の出力は第２ミキサ２０４の負入力に結合されている。第１ミキサ２０２の出力は第３スケーリング部２１０の入力に結合されている。第３スケーリング部２１０の出力（Ｍ）は第１モノエンコーダ２１４の入力に結合されている。第２ミキサ２０４の出力は第４スケーリング部２１２の入力に結合されている。第４スケーリング部２１２の出力（Ｓ）は第２モノエンコーダ２１４の入力に結合されている。第１モノエンコーダ２１４の出力は、（例えば、第１ノード１０８の送信器と第２ノード１１０の受信器とを介して）第１モノデコーダ２１８の入力に結合されている。第２モノエンコーダ２１６の出力は、（例えば、第１ノード１０８の送信器と第２ノード１１０の受信器とを介して）第２モノデコーダ２２０の入力に結合されている。第１モノデコーダ２１８の出力（Ｍ’）は、第５スケーリング部２２２の入力と、第６スケーリング部２２６の入力とに結合している。第５スケーリング部２２２の出力は第３ミキサ２２４の第１正入力に結合されている。第６スケーリング部２２６の出力は第４ミキサ２２８の正入力に結合されている。第２モノデコーダ２２０の出力は、第３ミキサ２２４の第２正入力と、第４ミキサ２２８の負入力とに結合されている。第３ミキサ２２４の出力（Ｌ’）がオーディオデコーダブロック１１０からの出力である。第４ミキサ２２８の出力（Ｒ’）がオーディオデコーダブロック１１０からの出力である。
【００４８】
ここで、エンコーダブロック１０８とデコーダブロック１１０の動作を、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００４９】
ステップＳ３０２において、エンコーダブロック１０８がマイクロホン１０６から入力オーディオ信号（ＬとＲ）を受け取る。ステップＳ３０４において、ＬとＲの信号を用いて、ミドル信号（Ｍ）とサイド信号（Ｓ）を生成する。そうするために、ミキサ２０２がＬ信号とＲ信号を加算する。ミキサ２０２の出力は、スケーリング部２１０により係数１／２だけ（by  a  factor  of  a  half）スケーリングされ、ミドル信号Ｍとなる。それゆえ、ミドル信号ＭはＭ＝（Ｌ＋Ｒ）／２で与えられることが分かる。Ｌ信号は、スケーリング部２０６により係数１−ｗだけスケーリングされ、Ｒ信号は、スケーリング部２０８により係数１＋ｗだけスケーリングされる。ミキサ２０４が、スケーリングされたＬ信号とＲ信号との間の差分を求める。すなわち、ミキサ２０４は、スケーリング要素２０６の出力から、スケーリング要素２０８の出力を減算する。ミキサ２０４の出力は、スケーリング部２１２により係数１／２だけスケーリングされ、サイド信号Ｓとなる。それゆえ、ミドル信号（Ｍ）とサイド信号（Ｓ）が次式で与えられることが分かる：
【数７】
2014516425.tif 000009
【００５０】
スケーリングパラメータｗは−１＜ｗ＜１の範囲から選択される。ステップＳ３０６において、ミドル信号Ｍはモノエンコーダ２１４によりエンコードされ、サイド信号Ｓはモノエンコーダ２１６によりエンコードされる。それゆえ、２つのオーディオ信号（ＭとＳ）は別々に符号化される。当業者には、モノエンコーダ２１４と２１６においてオーディオ信号ＭとＳをエンコードするのに使える方法は知られており、モノエンコーダ２１４と２１６の動作の詳細はここでは説明しない。
【００５１】
ステップＳ３０８において、エンコード（encode）されたＭ信号とＳ信号は、第１ノード１０２から第２ノード１０４に送られる。スカラーパラメータｗは量子化され、符号化されたＭ信号及びＳ信号とともに第１ノード１０２から第２ノード１０４に送られる。第２ノード１１０のオーディオデコーダブロック１０が、符号化されたＭ信号及びＳ信号とスカラーパラメータｗとを受け取る。具体的には、第１モノデコーダ２１８が符号化（encode）されたＭ信号を受け取り、第２モノデコーダ２２０が符号化されたＳ信号を受け取る。
【００５２】
ステップＳ３１０において、符号化されたＭ信号とＳ信号が復号される。第１モノデコーダ２１８は符号化されたＭ信号を復号（decode）して、ミドル信号（Ｍ’)を提供し、第２モノデコーダ２２０は符号化されたＳ信号を復号して、サイド信号（Ｓ’)を提供する。復号されたＭ’信号とＳ’信号には記号「′」を付したが、その理由は、第１ノード１０２のモノエンコーダ２１４と２１６に入力されたＭ信号及びＳ信号と完全には一致しないからである。モノコーデック２１４、２１６、２１８及び２２０の符号化及び復号プロセスが完全であり、第１ノード１０２と第２ノード１０４の間の符号化されたＭ信号とＳ信号の送信が完全にロスレス（lossless）であれば、復号された信号Ｍ’とＳ’は、モノエンコーダ２１４と２１６に入力されたＭ信号とＳ信号と同じである。しかし、現実の物理系では、符号化と復号のプロセスは完全ではなく、第１ノード１０２と第２ノード１０４との間を送信されるので、符号化されたＭ信号とＳ信号の損失や歪みが生じ得る。そのため、Ｍ’はＭと同じでない可能性があり、Ｓ’はＳと同じでない可能性がある。
【００５３】
ステップＳ３１２において、オーディオデコーダブロック１１０において、復号されたＭ’信号とＳ’信号から、左右信号（Ｌ’とＲ’）が生成される。オーディオデコーダブロック１１０は、符号化オーディオ信号とともにスカラーパラメータｗを受け取り、そのスカラーパラメータの値を用いて、スケーリング部２２２と２２６が用いるスケーリング係数を設定する。Ｍ’信号はスケーリング部２２２により係数（１＋ｗ）を用いてスケーリングされ、スケーリングされたＭ’信号がＳ’信号とミキサ２２４により加算されるミキサ２２４の出力はＬ’信号として用いられる。Ｍ’信号はスケーリング部２２６により係数（１−ｗ）を用いてスケーリングされ、ミキサ２２８がスケーリングされたＭ’信号とＳ’信号との間の差分を求める。すなわち、ミキサ２２８が、スケーリング部２２６の出力からＳ’信号を減算する。ミキサ２２８の出力はＲ’信号として用いられる。それゆえ、左信号（Ｌ’）と右信号（Ｒ’）が次式で与えられることが分かる：
【数８】
2014516425.tif 000010
【００５４】
Ｌ’信号とＲ’信号がオーディオデコーダブロック１１０から出力され、スピーカ１１２に送られる。ステップＳ３１４において、Ｌ’信号とＲ’信号がスピーカ１１２から出力され、それにより第２ノード１０４からそのユーザにステレオオーディオ信号が出力される。
【００５５】
上記の式１ａと１ｂにおいて、ミドル信号（Ｍ）は２つの入力チャンネル（ＬとＲ）のモノバージョン（mono  version）に対応し、サイド信号（Ｓ）はＬのスケーリングされたバージョン（scaled  version）とＲのスケーリングされたバージョン（scaled  version）との間の差分であることが分かる。上記の通り、デコーダのモノ・インプリメンテーションは、デコーダのフルステレオ・インプリメンテーションよりも、ＣＰＵ及びメモリ資源が少なくて済む。この複雑性セービング（complexity  saving）の理由は、モノデコーダは、送信されるステレオオーディオ信号のビットストリームのうち、モノ表現（すなわち、符号化されたＭ信号）を含む部分のみを復号すればよく、他の部分（すなわち、符号化されたＳ信号）は無視できるからである。実際、これにより、デコーダにおける複雑性とメモリ消費とが約半分に減らせることがある。このため、モノデコーダは、実装と、ローエンドハードウェアや多数の呼を処理するゲートウェイにおける実行とが比較的容易であり、バッテリー寿命が長くなる。このことは、例えばデコーダがモバイルデバイスで操作する場合などに特に重要である。デコーダが実装されるデバイスは、ステレオ再生機能を有さない（例えば、第２ノード１０４のスピーカが１つだけ）かも知れないが、そのため、知覚される音質はステレオデコーダでも改善されない。ここに説明した方法を用いれば、モノデコーダは、変換されたステレオオーディオ信号ビットストリームと互換性を有している。
【００５６】
スケーリングパラメータｗは、Ｌ信号とＲ信号にスケール係数の違いしかない時はいつも、サイド信号Ｓをゼロにするように、調整できる。スケーリングパラメータｗは動作中に調整され、全プロセスを通してサイド信号Ｓが最小化される。具体的に、Ｌ信号とＲ信号を分析して、ｗをどう設定するか、それゆえＬ信号とＲ信号に適用するスケーリングをどう調整するか決定する。スケーリングパラメータは−１＜ｗ＜１の範囲内に維持されるが、これにより、有利にもＬ信号とＲ信号中の量子化ノイズが増幅されない。
【００５７】
スケーリング部２０６と２０８によりＬ信号とＲ信号に適用されるスケーリング係数は、相互依存することが分かる。言い換えると、Ｌ信号に適用されるスケーリング係数が変化すると、Ｒ信号に適用されるスケーリング係数も変化する。実際、スケーリング係数（１−ｗ）と（１＋ｗ）を加えると、常に定数になる。上記の好ましい実施形態では、和は２である。スケーリング部２１２により行われるスケーリングにより、ミキサ２０４の出力は半分になる。このように、スケーリングパラメータｗの値により、ミキサ２０４に送られるＬとＲの比率が設定される。上記の通り、サイド信号Ｓを表すのに必要なデータ量を減らして、ステレオオーディオ信号のコーディング効率と音質を改善すると有利である。
【００５８】
一例として、左右の入力オーディオ信号が同じである（すなわち、Ｌ＝Ｒである）とき、スケーリングパラメータｗをゼロに設定することにより、Ｓをゼロにできる。これらの好ましい実施形態では、左入力オーディオ信号がゼロであるとき、スケーリングパラメータｗを−１に設定することにより、Ｓをゼロにできる。さらに、これらの好ましい実施形態では、右入力オーディオ信号がゼロであるとき、スケーリングパラメータｗを１に設定することにより、Ｓをゼロにできる。それゆえ、好ましい実施形態では、Ｌ信号とＲ信号の分析結果によりスケーリングパラメータｗを設定して、サイド信号Ｓのエネルギーを最小化する。
【００５９】
上記の通り、最大のコーディング効率と音質を実現するように、スケーリングパラメータｗを最適化することができる。この目的に向けた近似としてよいものは、サイド信号Ｓのエネルギーを最小化するようにｗを選択することである。これは次式のように、最小二乗法で実現できる：
【数９】
2014516425.tif 000011
【００６０】
ここで、Ｌ、Ｒ、Ｍは列ベクトルで表され、（．）Ｔは転置関数を示す。スケーリングパラメータｗはコーディングされ、デコーダに送信されるので、有利にも、オーディオ信号のサンプリングレートより低いサンプリングレートでサンプリングされる。一つのアプローチは、ステレオオーディオ信号のフレームまたはサブフレームごとに、１つのｗ値を送ることである。不連続になることを避けるため、ｗを時間的に補間すると有利である。
【００６１】
上記の通り、Ｓ信号のエネルギーを最小化することにより、バイノーラルアンマスキング（binaural  unmasking）を生じるステレオイメージにおけるアーティファクトを回避して、変換されたステレオオーディオ信号における音質を改善できる。
【００６２】
ここで、図４を参照して、第２の実施形態によるオーディオエンコーダブロック１０８とオーディオデコーダブロック１１０を説明する。第２の実施形態のオーディオエンコーダブロック１０８とオーディオデコーダブロック１１０により、第１の実施形態の結果と同じ結果が、違う方法で得られる。
【００６３】
オーディオエンコーダブロック１０８は、第１ミキサ４０２、第２ミキサ４０４、第３ミキサ４０６、第１スケーリング部４０８、第２スケーリング部４１０、第３スケーリング部４１２、第１モノエンコーダ４１４、及び第２モノエンコーダ４１６を有する。オーディオデコーダブロック１１０は、第１モノデコーダ４１８、第２モノデコーダ４２０、第４スケーリング部４２２、第４ミキサ４２４、第５ミキサ４２６、及び第６ミキサ４２８を有する。オーディオエンコーダブロック１０８は、マイクロホン１０６からＬ信号とＲ信号を受け取るように構成されている。Ｌ信号はミキサ４０２の第１正入力とミキサ４０４の正入力に結合されている。Ｒ信号はミキサ４０２の第２正入力とミキサ４０４の負入力に結合されている。ミキサ４０２の出力はスケーリング部４０８と４１０の入力に結合されている。スケーリング部４０８の出力はミキサ４０６の負入力に結合されている。ミキサ４０４の出力はミキサ４０６の正入力に結合されている。ミキサ４０６の出力はスケーリング部４１２の入力に結合されている。スケーリング部４１０の出力はモノエンコーダ４１４の入力に結合されている。スケーリング部４１２の出力はモノエンコーダ４６の入力に結合されている。モノエンコーダ４１４の出力はモノエンコーダ４８の入力に結合されている。モノエンコーダ４１６の出力はモノエンコーダ４２０の入力に結合されている。モノデコーダ４１８の出力は、ミキサ４２４の第１正入力と、ミキサ４２８の正入力と、スケーリング部４２２の入力とに結合されている。スケーリング部４２２の出力はミキサ４２６の第１正入力に結合されている。モノデコーダ４２０の出力はミキサ４２６の第２正入力に結合されている。ミキサ４２６の出力は、ミキサ４２４の第２正入力と、ミキサ４２８の負入力とに結合されている。ミキサ４２４の出力は、Ｌ’信号としてオーディオデコーダブロック１１０から出力される。ミキサ４２８の出力は、Ｒ’信号としてオーディオデコーダブロック１１０から出力される。
【００６４】
図４に示したオーディオエンコーダは、図２を参照して説明したのと同じＭ信号とＳ信号を提供するので、図２を参照して説明したのと同じく有利であるが、これは異なる方法で実現される。Ｍ信号は同じ方法で、すなわちＬ信号とＲ信号とを加算して、その結果を係数１／２でスケーリングすることによって、生成される。
【００６５】
しかし、Ｓ信号は、まずミキサ４０４を用いてＬ信号とＲ信号との間の差分を求めることにより、すなわちＬ信号からＲ信号を減算することにより、生成される。Ｌ信号とＲ信号の和は、スケーリング部４０８により係数ｗだけスケーリングされる。次に、ミキサ４０６がミキサ４０４の出力とスケーリング部４０８の出力との間の差分を求める。すなわち、ミキサ４０４の出力からスケーリング部４０８の出力を減算する。ミキサ４０６の出力は、係数１／２だけスケーリングされて、Ｓ信号が生成される。これらの動作は次式を用いて表現できる：
【数１０】
2014516425.tif 000012
【００６６】
言うまでもなく、式３ａは式１ａと同じである。さらに、式を少し変形すると、式３ｂは式１ｂと同じである。それゆえ、図４に示したオーディオエンコーダブロック１０８は、図２に示したオーディオエンコーダブロック１０８と同じ結果を実現する。
【００６７】
図４に示したオーディオデコーダは、図２を参照して説明したのと同じＬ’信号とＲ’信号を提供するので、図２を参照して説明したのと同じく有利であるが、これは異なる方法で実現される。復号されたミドル信号Ｍ’はスケーリング部４２２で係数ｗだけスケーリングされ、ミキサ４２６がスケーリング部４２２の出力を復号されたサイド信号Ｓ’と加算する。ミキサ４２６の出力は、ミキサ４２４において、Ｍ’信号と加算され、Ｌ’信号を提供する。ミキサ４２８は、Ｍ’信号とミキサ４２６の出力との間の差分を求める。すなわち、Ｍ’信号は、ミキサ４２６の出力から減算され、Ｒ’信号を提供する。それゆえ、Ｌ’信号とＲ’信号は、図２を参照して説明したのと同じ式（式２ａと２ｂ）と同じ式で与えられる。すなわち：
【数１１】
2014516425.tif 000013
【００６８】
ここで、図５を参照して、第３の実施形態によるオーディオエンコーダブロック１０８とオーディオデコーダブロック１１０を説明する。第３の実施形態は第２の実施形態と似ており、そのため図４と図５に示された対応する要素は対応する参照数字で示した。
【００６９】
（図５に示した）第３の実施形態と（図４に示した）第２の実施形態との相違点は、スケーリング部４０８が、フィルタ係数Ｐ（Ｚ）を有するフィルタ５０８と置き換えられ、スケーリング部４２２が、フィルタ係数Ｐ（Ｚ）を有するフィルタ５２２と置き換えられている点である。このように、第３の実施形態では、図５に示したように、スカラーパラメータｗがフィルタＰ（Ｚ）により置き換えられている。フィルタ５０８の出力は、和信号（Ｌ＋Ｒ）に基づく差信号（Ｌ−Ｒ）の予測を表す。フィルタ係数は、信号Ｓがエネルギーの点で最小化されるように、選択できる。フィルタ係数は量子化され、オーディオデコーダブロック１１０に送られる。オーディオデコーダブロック１１０は、オーディオエンコーダブロック１０８から受け取ったフィルタ係数を用いて、フィルタ５２２において正しいフィルタ係数を適用し、それによりＭ’信号とＳ’信号から正しくＬ’信号とＲ’信号を回復する。
【００７０】
ここに説明するすべての実施形態では、Ｍ’とＳ’からＬ’とＲ’を計算するオーディオデコーダブロック１１０におけるデコーダ変換プロセスは、ＬとＲからＭとＳを計算するオーディオエンコーダブロック１０８におけるエンコーダ変換プロセスのちょうど逆変換である。これは、システムが完全な再構成をインプリメントしていることを意味する：モノエンコーダとモノデコーダがロスレスである（すなわち、コーディングエラーを生じない）場合、左右の出力信号（Ｌ’とＲ’）は入力信号（ＬとＲ）にいくらでも近くできる。
【００７１】
この方法は、デュアルモノコーディングモードに切り換える方法と組合せられ、そうすればいつも、入力信号に応じて、符号化ステレオオーディオ信号のコーディング効率と音質を改善できる。コーディング方法の切り替えは、オーディオデコーダブロック１１０にシグナリングされ、オーディオデコーダブロック１１０が符号化ステレオオーディオ信号を正しく復号できるようにする。
【００７２】
ここに説明する方法は、時間ドメインで、サブバンド信号に、または変換ドメイン係数に適用することができる。本方法が時間ドメインで実行される場合、非特許文献３に記載されているように、左右信号（ＬとＲ）を時間的に合わせる（time-align）と有利である。このような時間的合わせ（time  alignment）は、エンコーダにおいて、左右入力信号ＬとＲを、独立な適応的遅延時間だけ遅延することにより、行われる。デコーダにおいて、出力信号Ｌ’とＲ’も、これらの信号間の相対的タイミングが入力信号ＬとＲの相対的タイミングと同じになるように、遅延される。
【００７３】
上記の実施形態では、符号化ステレオオーディオ信号は、復号が行われる他の一ノードに送信される。別の実施形態では、符号化ステレオ信号は、他のノードには送信されず、その替わりに、符号化が行われたのと同じノード（例えば、第１のノード１０２）で復号されてもよい。例えば、符号化ステレオオーディオ信号は、第１ノード１０２の記憶部（store）に記憶される。その後、符号化ステレオオーディオ信号は、記憶部から読み出され、上記のブロック１１０に対応するオーディオデコーダブロックを用いて第１のノード１０２において復号され、第１のノード１０２において、例えばそのスピーカを用いて、Ｌ’信号とＲ’信号を出力できる。
【００７４】
上記の方法と機能要素はソフトウェアまたはハードウェアで実施できる。例えば、オーディオエンコーダブロック１０８とオーディオデコーダブロック１１０をソフトウェアで実施する場合、第１及び／または第２のノード１０２、１０４において、コンピュータ処理手段を用いて、一または複数のコンピュータプログラム製品を実行することにより、実施できる。
【００７５】
上記のオーディオエンコーダブロック１０８とオーディオデコーダブロック１１０は、デジタルドメインで動作する。すなわち、オーディオ信号はデジタルオーディオ信号である。別の実施形態では、オーディオエンコーダブロック１０８とオーディオデコーダブロック１１０はアナログドメインで動作する。この場合、オーディオ信号はアナログオーディオ信号である。
【００７６】
他の一例では、Ｍ信号とＳ信号は次式により生成される：
【数１２】
2014516425.tif 000014
【００７７】
この例では、スケーリングパラメータｗを適宜調整することにより、Ｓ信号を最小化できる。しかし、Ｍ信号はもはやステレオオーディオ信号のモノバージョンを表すものではない。
【００７８】
この例では、デコーダは同様に、すなわち次式により動作する：
【数１３】
2014516425.tif 000015
【００７９】
それゆえ、Ｍ信号とＳ信号を符号化するのに用いる方法は、デコーダが信号を正しく復号できるすべての場合に同じでなくてもよいことが分かる。
【００８０】
さらに、本発明を好ましい実施形態を参照して具体的に説明したが、当業者には言うまでもなく、添付した特許請求の範囲により画定される本発明の範囲から逸脱することなく、形式及び詳細におけるいろいろな変更をすることができる。
【図１】
2014516425.tif 000018
【図２】
2014516425.tif 000019
【図３】
2014516425.tif 000020
【図４】
2014516425.tif 000021
【図５】
2014516425.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月25日(2012.9.25)
【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】
入力ステレオオーディオ信号を処理して、前記入力ステレオオーディオ信号を表す変換ステレオオーディオ信号を生成する方法であって、前記入力ステレオオーディオ信号は左入力オーディオ信号と右入力オーディオ信号とを含み、前記変換ステレオオーディオ信号は第１変換オーディオ信号と第２変換オーディオ信号とを含み、
前記方法は、
前記第１変換オーディオ信号を生成する、前記第１変換オーディオ信号は前記左入力オーディオ信号と前記右入力オーディオ信号との和に基づく、ステップと、
前記第２変換オーディオ信号を生成する、前記第２変換オーディオ信号は前記左入力オーディオ信号の第１関数と前記右入力オーディオ信号の第２関数との差に基づく、ステップとを含み、
前記第１と第２の関数は、前記変換ステレオオーディオ信号の少なくとも一特徴を調整するように調整可能である、方法。
【請求項２】
各モノエンコーダを用いて前記第１と第２の変換オーディオ信号を符号化するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記変換ステレオオーディオ信号を、前記第１と第２の関数の表示とともに、デコーダに送信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
入力ステレオオーディオ信号から生成された変換ステレオオーディオ信号から出力ステレオオーディオ信号を生成する方法であって、前記入力ステレオオーディオ信号は左入力オーディオ信号と右入力オーディオ信号とを含み、前記変換ステレオオーディオ信号は、少なくとも一関数により前記左右入力オーディオ信号に関係する第１変換オーディオ信号と第２変換オーディオ信号を含み、前記出力ステレオオーディオ信号は左出力オーディオ信号と右出力オーディオ信号とを含み、
前記方法は、
前記第１と第２の変換オーディオ信号を前記少なくとも一関数の表示とともに受信するステップと、
前記左出力オーディオ信号を生成する、前記左出力オーディオ信号は前記第２変換オーディオ信号と前記第１変換オーディオ信号の第２復号関数との和に基づく、ステップと、
前記右出力オーディオ信号を生成する、前記右出力オーディオ信号は前記第２変換オーディオ信号と前記第１変換オーディオ信号の第１復号関数との間の差に基づく、ステップとを含み、
先記第１と第２の復号関数は、前記生成される左右出力オーディオ信号が前記左右入力オーディオ信号を表すように、前記受信された少なくとも一関数の表示により決定される、方法。
【請求項５】
（ｉ）前記第１変換オーディオ信号は、前記左入力オーディオ信号と前記右入力オーディオ信号との和に基づき、（ｉｉ）前記第２変換オーディオ信号は、前記左入力オーディオ信号の第１関数と前記右入力オーディオ信号の第２関数との間の差に基づき、前記少なくとも一関数は前記第１関数と前記第２関数とを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記変換ステレオオーディオ信号は請求項１に記載の方法により生成されたものである、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記右出力信号を生成するステップと、前記左出力オーディオ信号を生成するステップとの前に、各モノデコーダを用いて、前記受信された第１と第２の変換オーディオ信号を復号するステップをさらに有する、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記出力ステレオオーディオ信号を出力するステップをさらに有する、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記左出力オーディオ信号Ｌ’と前記右出力オーディオ信号Ｒ’とは次式により与えられ：
【数２】
2014516425.tif 000023
ここで、Ｍ’とＳ’はそれぞれ前記受信された第１と第２の変換オーディオ信号を示し、ｗはスケーリングパラメータであり、前記第１復号関数は（１−ｗ）で与えられ、前記第２復号関数は（１＋ｗ）で与えられる、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
非過渡的なコンピュータ読み取り可能媒体に化体され、装置の一または複数のプロセッサにおいて実行されると、請求項１ないし９いずれか一項に記載の動作を実行するように構成されたコードを含む、コンピュータプログラム。
【国際調査報告】
2014516425.tif 000024
2014516425.tif 000025
2014516425.tif 000026