(57)【要約】【課題】２チャンネルの入力オーディオ信号に応じて自然な方向性を持った出力オーディオ信号を生成する。【解決手段】２チャンネルの入力オーディオ信号の一方または他方あるいは両方と、２チャンネルの入力オーディオ信号の他方または一方あるいは２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号とを、必要に応じてゲイン調整して合成して、出力オーディオ信号を生成する。２チャンネルの入力オーディオ信号のそれぞれのレベルの大きさにより、２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出する。検出された定位方向の情報を蓄積し、所定時間区間における、全方向に対する定位方向の分布値を算出する。算出された定位方向の分布値と、予め定められたゲインテーブルのゲイン値との積の総和によって、それぞれ対応するオーディオ信号についてのゲイン調整を行なう。【選択図】図１
2008028693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２チャンネルの入力オーディオ信号から、少なくとも３チャンネルの出力オーディオ信号を生成するオーディオ信号処理装置において、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号が供給され、あるいは前記２チャンネルの入力オーディオ信号および当該２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号が供給され、前記出力オーディオ信号のそれぞれに対応して設けられる合成手段の複数個と、
前記合成手段のそれぞれに供給される前記オーディオ信号のうちの、前記出力オーディオ信号のそれぞれに応じた所定のオーディオ信号に対して設けられるゲイン調整アンプの複数個と、
前記複数個のゲイン調整アンプのそれぞれに対応して設けられ、対応する出力オーディオ信号に応じて、定位方向の全方向に対するゲインが定められたゲインテーブルの複数個と、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号のそれぞれのレベルの大きさにより、所定の周期毎の時点における前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出する定位方向検出手段と、
前記定位方向検出手段で検出された前記入力オーディオ信号の持つ定位方向の情報を蓄積し、前記所定の周期毎の時点を含む所定時間における、全方向に対する前記定位方向の分布値を算出する定位方向分布算出手段と、
前記定位方向分布算出手段で算出された前記定位方向の分布値と、前記複数個のゲインテーブルのそれぞれのゲイン値との積の総和によって、それぞれ対応する前記ゲイン調整アンプ用のゲインを生成するゲイン生成手段と、
を備え、
前記ゲイン生成手段で生成された複数個のゲインが、それぞれ対応するゲイン調整アンプに供給される
ことを特徴とするオーディオ信号処理装置。
【請求項２】
２チャンネルの入力オーディオ信号から、少なくとも１チャンネルの出力オーディオ信号を生成するオーディオ信号処理装置において、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号および／または当該２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号が供給され、前記出力オーディオ信号に対応して設けられる合成手段と、
前記合成手段に供給される前記入力オーディオ信号のうちの、前記出力オーディオ信号に応じた所定の入力オーディオ信号に対して設けられるゲイン調整アンプの１個または複数個と、
前記１個または複数個のゲイン調整アンプに対応して設けられ、前記出力オーディオ信号に応じて、定位方向の全方向に対するゲインが定められたゲインテーブルの１個または複数個と、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号のそれぞれのレベルの大きさにより、所定の周期毎の時点における前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出する定位方向検出手段と、
前記定位方向検出手段で検出された前記入力オーディオ信号の持つ定位方向の情報を蓄積し、前記所定の周期毎の時点を含む所定時間における、全方向に対する前記定位方向の分布値を算出する定位方向分布算出手段と、
前記定位方向分布算出手段で算出された前記定位方向の分布値と、前記１個または複数個のゲインテーブルのそれぞれのゲイン値との積の総和によって、対応する前記ゲイン調整アンプ用のゲインを生成するゲイン生成手段と、
を備え、
前記ゲイン生成手段で生成されたゲインが、対応するゲイン調整アンプに供給される
ことを特徴とするオーディオ信号処理装置。
【請求項３】
２チャンネルの入力オーディオ信号の一方のチャンネルの入力オーディオ信号が供給されると共に、他方のチャンネルの入力オーディオ信号および／または前記２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号が供給され、第１の出力オーディオ信号を合成して出力する第１の合成手段と、
前記第１の合成手段に供給される前記オーディオ信号のうちの、前記第１の出力オーディオ信号に応じた所定のオーディオ信号に対して設けられる第１のゲイン調整アンプの１または複数個と、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号の前記他方のチャンネルの入力オーディオ信号が供給されると共に、前記一方のチャンネルの入力オーディオ信号および／または前記２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号が供給され、第２の出力オーディオ信号を合成して出力する第２の合成手段と、
前記第２の合成手段に供給される前記オーディオ信号のうちの、前記第２の出力オーディオ信号に応じた所定のオーディオ信号に対して設けられる第２のゲイン調整アンプの１または複数個と、
前記第１および第２のゲイン調整アンプのそれぞれに対応して設けられ、前記第１の合成手段、前記第２の合成手段から得るべき出力オーディオ信号に応じて、定位方向の全方向に対するゲインが定められたゲインテーブルの複数個と、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号のそれぞれのレベルの大きさにより、所定の周期毎の時点における前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出する定位方向検出手段と、
前記定位方向検出手段で検出された前記入力オーディオ信号の持つ定位方向の情報を蓄積し、前記所定の周期毎の時点を含む所定時間における、全方向に対する前記定位方向の分布値を算出する定位方向分布算出手段と、
前記定位方向分布算出手段で算出された前記定位方向の分布値と、前記複数個のゲインテーブルのそれぞれのゲイン値との積の総和によって、それぞれ対応する前記ゲイン調整アンプ用のゲインを生成するゲイン生成手段と、
を備え、
前記ゲイン生成手段で生成された複数個のゲインが、それぞれ対応するゲイン調整アンプに供給される
ことを特徴とするオーディオ信号処理装置。
【請求項４】
合成手段と、ゲイン調整手段と、定位方向検出手段と、定位方向分布算出手段と、ゲイン生成手段とを備えるオーディオ信号処理装置により、２チャンネルの入力オーディオ信号から、少なくとも３チャンネルの出力オーディオ信号を生成するオーディオ信号処理方法において、
前記合成手段が、前記２チャンネルの入力オーディオ信号を受け、あるいは前記２チャンネルの入力オーディオ信号および当該２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号を受け、前記出力オーディオ信号のそれぞれを合成して出力する合成工程と、
前記ゲイン調整手段が、前記合成工程において受け取るオーディオ信号のうちの、前記出力オーディオ信号のそれぞれに応じた所定のオーディオ信号に対してゲイン調整を施すゲイン調整工程と、
前記定位方向検出手段が、前記２チャンネルの入力オーディオ信号のそれぞれのレベルの大きさにより、所定の周期毎の時点における前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出する定位方向検出工程と、
前記定位方向分布算出手段が、前記定位方向検出工程で検出された前記入力オーディオ信号の持つ定位方向の情報を蓄積し、前記所定の周期毎の時点を含む所定時間における、全方向に対する前記定位方向の分布値を算出する定位方向分布算出工程と、
前記ゲイン生成手段が、前記定位方向分布算出工程で算出された前記定位方向の分布値と、前記ゲイン調整を施すために前記合成後に得るべき出力オーディオ信号に応じて、定位方向の全方向に対するゲインとして予め定められたそれぞれのゲインテーブルのゲイン値との積の総和によって、それぞれ対応するオーディオ信号についてのゲイン調整値を生成するゲイン生成工程と、
を備え、
前記ゲイン生成工程で生成されたゲイン調整値により、前記ゲイン調整工程において前記ゲイン調整が行なわれることを特徴とするオーディオ信号処理方法。
【請求項５】
合成手段と、ゲイン調整手段と、定位方向検出手段と、定位方向分布算出手段と、ゲイン調整値生成手段とを備えるオーディオ信号処理装置により、２チャンネルの入力オーディオ信号から、少なくとも１チャンネルの出力オーディオ信号を生成するオーディオ信号処理方法において、
前記合成手段が、前記２チャンネルの入力オーディオ信号および／または当該２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号を受け、前記出力オーディオ信号を合成して出力する合成工程と、
前記ゲイン調整手段が、前記合成工程において受け取るオーディオ信号のうちの、前記出力オーディオ信号に応じた所定のオーディオ信号に対してゲイン調整を施すゲイン調整工程と、
前記定位方向検出手段が、前記２チャンネルの入力オーディオ信号のそれぞれのレベルの大きさにより、所定の周期毎の時点における前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出する定位方向検出工程と、
前記定位方向分布算出手段が、前記定位方向検出工程で検出された前記入力オーディオ信号の持つ定位方向の情報を蓄積し、前記所定の周期毎の時点を含む所定時間における、全方向に対する前記定位方向の分布値を算出する定位方向分布算出工程と、
前記ゲイン調整値生成手段が、前記定位方向分布算出工程で算出された前記定位方向の分布値と、前記ゲイン調整を施すために前記合成後に得るべき出力オーディオ信号に応じて、定位方向の全方向に対するゲインとして予め定められたそれぞれのゲインテーブルのゲイン値との積の総和によって、それぞれ対応するオーディオ信号についてのゲイン調整値を生成するゲイン調整値生成工程と、
を備え、
前記ゲイン調整値生成工程で生成されたゲイン調整値により、前記ゲイン調整工程において前記ゲイン調整が行なわれることを特徴とするオーディオ信号処理方法。
【請求項６】
第１および第２の合成手段と、第１および第２のゲイン調整手段と、定位方向検出手段と、定位方向分布算出手段と、ゲイン調整値生成手段とを備えるオーディオ信号処理装置により、２チャンネルの入力オーディオ信号から、第１および第２の出力オーディオ信号を生成するオーディオ信号処理方法において、
前記第１の合成手段が、前記２チャンネルの入力オーディオ信号の一方のチャンネルの入力オーディオ信号を受けと共に、前記２チャンネルの入力オーディオ信号の他方のチャンネルの入力オーディオ信号および／または前記２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号を受けて、第１の出力オーディオ信号を合成して出力する第１の合成工程と、
前記第１のゲイン調整手段が、前記第１の合成工程において受け取るオーディオ信号のうちの、前記第１の出力オーディオ信号に応じた所定のオーディオ信号に対してゲイン調整を施す第１のゲイン調整工程と、
前記第２のゲイン調整手段が、前記２チャンネルの入力オーディオ信号の前記他方のチャンネルの入力オーディオ信号受けと共に、前記一方のチャンネルの入力オーディオ信号および／または前記２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号を第３および／または第４のゲイン調整手段を通じて受けて、第２の出力オーディオ信号を合成して出力する第２の合成工程と、
前記第２のゲイン調整手段が、前記第２の合成工程において受け取るオーディオ信号のうちの、前記第２の出力オーディオ信号に応じた所定のオーディオ信号に対してゲイン調整を施す第２のゲイン調整工程と、
前記定位方向検出手段が、前記２チャンネルの入力オーディオ信号のそれぞれのレベルの大きさにより、所定の周期毎の時点における前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出する定位方向検出工程と、
前記定位方向分布算出手段が、前記定位方向検出工程で検出された前記入力オーディオ信号の持つ定位方向の情報を蓄積し、前記所定の周期毎の時点を含む所定時間における、全方向に対する前記定位方向の分布値を算出する定位方向分布算出工程と、
前記ゲイン調整値生成手段が、前記定位方向分布算出工程で算出された前記定位方向の分布値と、前記第１〜第４のゲイン調整手段のそれぞれをゲイン調整するために、前記合成後に得るべき出力オーディオ信号に応じて、定位方向の全方向に対するゲインとして予め定められたそれぞれのゲインテーブルのゲイン値との積の総和によって、それぞれ対応するオーディオ信号についてのゲイン調整値を生成するゲイン調整値生成工程と、
を備え、
前記ゲイン調整値生成工程で生成されたゲイン調整値により、前記第１〜第４のゲイン調整手段において前記ゲイン調整が行なわれることを特徴とするオーディオ信号処理方法。
【請求項７】
２チャンネルの入力オーディオ信号から、少なくとも３チャンネルの出力オーディオ信号を生成するために、コンピュータを、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号が供給され、あるいは前記２チャンネルの入力オーディオ信号および当該２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号が供給され、前記出力オーディオ信号のそれぞれに対応して設けられる合成手段の複数個、
前記合成手段のそれぞれに供給される前記オーディオ信号のうちの、前記出力オーディオ信号のそれぞれに応じた所定のオーディオ信号に対して設けられるゲイン調整アンプの複数個、
前記複数個のゲイン調整アンプのそれぞれに対応して設けられ、対応する出力オーディオ信号に応じて、定位方向の全方向に対するゲインが定められたゲインテーブルの複数個、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号のそれぞれのレベルの大きさにより、所定の周期毎の時点における前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出する定位方向検出手段、
前記定位方向検出手段で検出された前記入力オーディオ信号の持つ定位方向の情報を蓄積し、前記所定の周期毎の時点を含む所定時間における、全方向に対する前記定位方向の分布値を算出する定位方向分布算出手段、
前記定位方向分布算出手段で算出された前記定位方向の分布値と、前記複数個のゲインテーブルのそれぞれのゲイン値との積の総和によって、それぞれ対応する前記ゲイン調整アンプ用のゲインを生成するゲイン生成手段、
として機能させるためのプログラムであって、前記ゲイン生成手段で生成された複数個のゲインを、それぞれ対応するゲイン調整アンプに供給するように機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項８】
２チャンネルの入力オーディオ信号から、少なくとも１チャンネルの出力オーディオ信号を生成するために、コンピュータを、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号および／または当該２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号が供給され、前記出力オーディオ信号に対応して設けられる合成手段、
前記合成手段に供給される前記入力オーディオ信号のうちの、前記出力オーディオ信号に応じた所定の入力オーディオ信号に対して設けられるゲイン調整アンプの１個または複数個、
前記１個または複数個のゲイン調整アンプに対応して設けられ、前記出力オーディオ信号に応じて、定位方向の全方向に対するゲインが定められたゲインテーブルの１個または複数個、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号のそれぞれのレベルの大きさにより、所定の周期毎の時点における前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出する定位方向検出手段、
前記定位方向検出手段で検出された前記入力オーディオ信号の持つ定位方向の情報を蓄積し、前記所定の周期毎の時点を含む所定時間における、全方向に対する前記定位方向の分布値を算出する定位方向分布算出手段、
前記定位方向分布算出手段で算出された前記定位方向の分布値と、前記１個または複数個のゲインテーブルのそれぞれのゲイン値との積の総和によって、対応する前記ゲイン調整アンプ用のゲインを生成するゲイン生成手段、
として機能させるためのプログラムであって、前記ゲイン生成手段で生成されたゲインを、対応するゲイン調整アンプに供給するように機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項９】
コンピュータを、
２チャンネルの入力オーディオ信号の一方のチャンネルの入力オーディオ信号が供給されると共に、他方のチャンネルの入力オーディオ信号および／または前記２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号が供給され、第１の出力オーディオ信号を合成して出力する第１の合成手段、
前記第１の合成手段に供給される前記オーディオ信号のうちの、前記第１の出力オーディオ信号に応じた所定のオーディオ信号に対して設けられる第１のゲイン調整アンプの１または複数個、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号の前記他方のチャンネルの入力オーディオ信号が供給されると共に、前記一方のチャンネルの入力オーディオ信号および／または前記２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号が供給され、第２の出力オーディオ信号を合成して出力する第２の合成手段、
前記第２の合成手段に供給される前記オーディオ信号のうちの、前記第２の出力オーディオ信号に応じた所定のオーディオ信号に対して設けられる第２のゲイン調整アンプの１または複数個、
前記第１および第２のゲイン調整アンプのそれぞれに対応して設けられ、前記第１の合成手段、前記第２の合成手段から得るべき出力オーディオ信号に応じて、定位方向の全方向に対するゲインが定められたゲインテーブルの複数個、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号のそれぞれのレベルの大きさにより、所定周の期毎の時点における前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出する定位方向検出手段、
前記定位方向検出手段で検出された前記入力オーディオ信号の持つ定位方向の情報を蓄積し、前記所定の周期毎の時点を含む所定時間における、全方向に対する前記定位方向の分布値を算出する定位方向分布算出手段、
前記定位方向分布算出手段で算出された前記定位方向の分布値と、前記複数個のゲインテーブルのそれぞれのゲイン値との積の総和によって、それぞれ対応する前記ゲイン調整アンプ用のゲインを生成するゲイン生成手段、
として機能させるためのプログラムであって、前記ゲイン生成手段で生成された複数個のゲインを、それぞれ対応するゲイン調整アンプに供給するように機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
請求項１〜３のいずれかに記載のオーディオ信号処理装置において、
前記定位方向検出手段は、前記所定の周期毎の時点よりも過去に検出された前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向をも参照して前記所定の周期毎の時点における前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出することを特徴とするオーディオ信号処理装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のオーディオ信号処理装置において、
前記過去に検出された前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向は、前記所定の周期毎の時点に近いほど重みが大きい重み付けをして参照する
ことを特徴とするオーディオ信号処理装置。
【請求項１２】
請求項１〜３のいずれかに記載のオーディオ信号処理装置において、
前記定位方向分布算出手段における前記所定の周期毎の時点を含む所定時間は、調整可能とされてなることを特徴とするオーディオ信号処理装置。
【請求項１３】
請求項１〜３のいずれかに記載のオーディオ信号処理装置において、
前記定位方向検出手段の前段に、前記２チャンネルの入力オーディオ信号のうち、定位方向に寄与しない帯域の成分を除去する帯域制限手段が設けられる
ことを特徴とするオーディオ信号処理装置。
【請求項１４】
請求項４〜６のいずれかに記載のオーディオ信号処理方法において、
前記定位方向検出工程では、前記所定の周期毎の時点よりも過去に検出された前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向をも参照して前記所定の周期毎の時点における前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出することを特徴とするオーディオ信号処理方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のオーディオ信号処理方法において、
前記過去に検出された前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向は、前記所定の周期毎の検出時点に近いほど重みが大きい重み付けをして参照する
ことを特徴とするオーディオ信号処理方法。
【請求項１６】
請求項４〜６のいずれかに記載のオーディオ信号処理方法において、
前記定位方向分布算出工程における前記所定の周期毎の時点を含む所定時間は、調整可能とされてなることを特徴とするオーディオ信号処理方法。
【請求項１７】
請求項４〜６のいずれかに記載のオーディオ信号処理方法において、
前記定位方向検出工程の前工程として、前記２チャンネルの入力オーディオ信号のうち、定位方向に寄与しない帯域の成分を除去する帯域制限工程を設ける
ことを特徴とするオーディオ信号処理方法。
【請求項１８】
請求項７〜９のいずれかに記載のプログラムにおいて、
前記定位方向検出手段は、前記所定の周期毎の時点よりも過去に検出された前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向をも参照して前記所定の周期毎の時点における前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出することを特徴とするプログラム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のプログラムにおいて、
前記過去に検出された前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向は、前記所定の周期毎の時点に近いほど重みが大きい重み付けをして参照する
ことを特徴とするプログラム。
【請求項２０】
請求項６〜９のいずれかに記載のプログラムにおいて、
前記定位方向分布算出手段における前記所定の周期毎の時点を含む所定時間は、調整可能とされてなることを特徴とするプログラム。
【請求項２１】
請求項６〜９のいずれかに記載のプログラムにおいて、
前記定位方向検出手段の前段の機能として、前記２チャンネルの入力オーディオ信号のうち、定位方向に寄与しない帯域の成分を除去する帯域制限手段を設ける
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２チャンネルの入力オーディオ信号から、所望の方向性を持った出力オーディオ信号を得るようにするオーディオ信号処理装置、オーディオ信号処理方法およびそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
２チャンネルの入力オーディオ信号、例えば左チャンネルの入力オーディオ信号Ｌと右チャンネルの入力オーディオ信号Ｒとから、リスナの前方中央に定位するセンター音と、いわゆるサラウンド音とを分離する方法として、簡易的に、上記左右チャンネルの入力オーディオ信号の和Ｌ＋Ｒと、差Ｌ−Ｒとを生成するようにパッシブマトリクス手法が広く用いられている。前記和Ｌ＋Ｒは、センター音として分離され、また、差Ｌ−Ｒはサラウンド音として分離される。
【０００３】
そして、分離された信号の分離度を向上させる方式として、特許文献１（特表２００３−５１６０６９号公報）には、分離された信号に含まれるクロストーク成分を制御するアクティブマトリクス手法が示されている。特に、この特許文献１には、フィードバック制御をかけることで、アダプティブにクロストーク成分を制御する手法が示されている。
【０００４】
上記の特許文献および非特許文献は、次の通りである。
【特許文献１】特表２００３−５１６０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１のアクティブマトリクス手法は、フィードバック制御により、２チャンネルの入力オーディオ信号が持つ方向性によって、アダプティブにクロストーク成分を制御する必要があり、その制御手法が複雑であったり、分離度向上のために方向性が強調されすぎてしまったりする、という問題があった。
【０００６】
この発明は、以上の点にかんがみ、２チャンネルの入力オーディオ信号に応じて自然な方向性を持った出力オーディオ信号を生成することを可能にする装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、
２チャンネルの入力オーディオ信号から、少なくとも３チャンネルの出力オーディオ信号を生成するオーディオ信号処理装置において、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号が供給され、あるいは前記２チャンネルの入力オーディオ信号および当該２チャンネルのオーディオ信号から生成された合成オーディオ信号が供給され、前記出力オーディオ信号のそれぞれに対応して設けられる合成手段の複数個と、
前記合成手段のそれぞれに供給される前記オーディオ信号のうちの、前記出力オーディオ信号のそれぞれに応じた所定のオーディオ信号に対して設けられるゲイン調整アンプの複数個と、
前記複数個のゲイン調整アンプのそれぞれに対応して設けられ、対応する出力オーディオ信号に応じて、定位方向の全方向に対するゲインが定められたゲインテーブルの複数個と、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号のそれぞれのレベルの大きさにより、所定の周期毎の時点における前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出する定位方向検出手段と、
前記定位方向検出手段で検出された前記入力オーディオ信号の持つ定位方向の情報を蓄積し、前記所定周期毎の時点を含む所定時間における、全方向に対する前記定位方向の分布値を算出する定位方向分布算出手段と、
前記定位方向分布算出手段で算出された前記定位方向の分布値と、前記複数個のゲインテーブルのそれぞれのゲイン値との積の総和によって、それぞれ対応する前記ゲイン調整アンプ用のゲインを生成するゲイン生成手段と、
を備え、
前記ゲイン生成手段で生成された複数個のゲインが、それぞれ対応するゲイン調整アンプに供給される
ことを特徴とするオーディオ信号処理装置を提供する。
【０００８】
この請求項１の発明においては、２チャンネルの入力オーディオ信号から３チャンネル以上の出力オーディオ信号を生成するために、出力オーディオ信号のチャンネルのそれぞれに応じた合成手段を設けると共に、各合成手段に、２チャンネルの入力オーディオ信号、あるいは２チャンネルの入力オーディオ信号および２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号が供給される。
【０００９】
この場合に、各合成手段に供給されるオーディオ信号のいくつかに対しては、当該合成手段から得ようとする出力オーディオ信号に応じて（出力オーディオ信号のチャンネル方向に応じて）、ゲイン調整アンプが設けられ、そのゲイン調整アンプを通じて前記オーディオ信号が各合成手段に供給される。そして、各ゲイン調整アンプのそれぞれに対応して、対応する出力オーディオ信号に応じて、定位方向の全方向に対するゲインが定められたゲインテーブルが用意される。
【００１０】
そして、２チャンネルの入力オーディオ信号が持つ方向性を、定位方向検出手段により検出する。その検出した入力オーディオ信号の持つ定位方向の情報の検出時点を含む所定時間における、全方向に対する定位方向の分布値を、定位方向分布算出手段により算出する。
【００１１】
そして、定位方向分布算出手段で算出された定位方向の分布値と、ゲインテーブルのそれぞれのゲイン値との積の総和を算出し、その算出した総和により、対応するそれぞれのゲイン調整アンプのゲインを制御するようにする。
【００１２】
この請求項１の発明においては、定位方向検出手段で検出した所定の周期毎の検出時点における定位方向に応じてゲイン調整アンプのゲインを定めるのではなく、定位方向分布算出手段で前記検出時点を含む所定時間幅における定位方向分布を算出して、その算出した定位方向分布に応じてゲイン調整アンプのゲインを定めるようにする。
【００１３】
定位方向検出手段で検出した所定の周期毎の検出時点における定位方向に応じてゲイン調整アンプのゲインを定めた場合には、１時点の瞬時の定位方向に応じたゲインとなってしまうために、音の方向が一方向に限定されてしまい、その方向性の強さが反映されない。これに対して、検出時点を含む所定時間幅における定位方向分布に応じてゲイン調整アンプのゲインを定めた場合には、時々刻々と変化する２チャンネルの入力オーディオ信号が持つ各方向における方向性の強さに応じて滑らかにゲインが制御される。
【００１４】
この結果、合成手段からは、時々刻々と定位方向が変化する２チャンネルの入力オーディオ信号に応じて、自然な方向性を持った出力チャンネルのオーディオ信号が得られるものである。
【００１５】
また、請求項２の発明は、
２チャンネルの入力オーディオ信号から、少なくとも１チャンネルの出力オーディオ信号を生成するオーディオ信号処理装置において、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号および／または当該２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号が供給され、前記出力オーディオ信号に対応して設けられる合成手段と、
前記合成手段に供給される前記入力オーディオ信号のうちの、前記出力オーディオ信号に応じた所定の入力オーディオ信号に対して設けられるゲイン調整アンプの１個または複数個と、
前記１個または複数個のゲイン調整アンプに対応して設けられ、前記出力オーディオ信号に応じて、定位方向の全方向に対するゲインが定められたゲインテーブルの１個または複数個と、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号のそれぞれのレベルの大きさにより、所定の周期毎の時点における前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出する定位方向検出手段と、
前記定位方向検出手段で検出された前記入力オーディオ信号の持つ定位方向の情報を蓄積し、前記所定の周期毎の時点を含む所定時間における、全方向に対する前記定位方向の分布値を算出する定位方向分布算出手段と、
前記定位方向分布算出手段で算出された前記定位方向の分布値と、前記１個または複数個のゲインテーブルのそれぞれのゲイン値との積の総和によって、対応する前記ゲイン調整アンプ用のゲインを生成するゲイン生成手段と、
を備え、
前記ゲイン生成手段で生成されたゲインが、対応するゲイン調整アンプに供給される
ことを特徴とするオーディオ信号処理装置を提供する。
【００１６】
この請求項２においても、出力オーディオ信号に応じて設けられる合成手段に入力されるオーディオ信号に対するゲイン調整アンプに関する制御は、上述の請求項１の発明と全く同様である。
【００１７】
ただし、この請求項２の発明においては、２チャンネルの入力オーディオ信号が合成されて２チャンネルの入力オーディオ信号の定位方向とは異なる方向性を持つ、少なくとも１チャンネルの合成信号が出力オーディオ信号となる場合である。この請求項２の発明も、上述の請求項１の発明と同様の作用効果を備えるものである。
【００１８】
また、請求項３の発明は、
２チャンネルの入力オーディオ信号の一方のチャンネルの入力オーディオ信号が供給されると共に、他方のチャンネルの入力オーディオ信号および／または前記２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号が供給され、第１の出力オーディオ信号を合成して出力する第１の合成手段と、
前記第１の合成手段に供給される前記オーディオ信号のうちの、前記第１の出力オーディオ信号に応じた所定のオーディオ信号に対して設けられる第１のゲイン調整アンプの１または複数個と、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号の前記他方のチャンネルの入力オーディオ信号が供給されると共に、前記一方のチャンネルの入力オーディオ信号および／または前記２チャンネルの入力オーディオ信号から生成された合成オーディオ信号が供給され、第２の出力オーディオ信号を合成して出力する第２の合成手段と、
前記第２の合成手段に供給される前記オーディオ信号のうちの、前記第２の出力オーディオ信号に応じた所定のオーディオ信号に対して設けられる第２のゲイン調整アンプの１または複数個と、
前記第１および第２のゲイン調整アンプのそれぞれに対応して設けられ、前記第１の合成手段、前記第２の合成手段から得るべき出力オーディオ信号に応じて、定位方向の全方向に対するゲインが定められたゲインテーブルの複数個と、
前記２チャンネルの入力オーディオ信号のそれぞれのレベルの大きさにより、所定の周期毎の時点における前記２チャンネルの入力オーディオ信号の持つ定位方向を検出する定位方向検出手段と、
前記定位方向検出手段で検出された前記入力オーディオ信号の持つ定位方向の情報を蓄積し、前記所定の周期毎の時点を含む所定時間における、全方向に対する前記定位方向の分布値を算出する定位方向分布算出手段と、
前記定位方向分布算出手段で算出された前記定位方向の分布値と、前記複数個のゲインテーブルのそれぞれのゲイン値との積の総和によって、それぞれ対応する前記ゲイン調整アンプ用のゲインを生成するゲイン生成手段と、
を備え、
前記ゲイン生成手段で生成された複数個のゲインが、それぞれ対応するゲイン調整アンプに供給される
ことを特徴とするオーディオ信号処理装置を提供する。
【００１９】
この請求項３においても、出力オーディオ信号に応じて設けられる合成手段に入力されるオーディオ信号に対するゲイン調整アンプに関する制御は、上述の請求項１の発明と全く同様である。
【００２０】
ただし、この請求項３の発明においては、２チャンネルの入力オーディオ信号のそれぞれが持つ方向性を、より強調した同じチャンネル方向の２チャンネルの出力オーディオ信号を得るようにした場合である。この請求項３の発明も、上述の請求項１の発明と同様の作用効果を備えるものである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、時々刻々と定位方向が変化する２チャンネルの入力オーディオ信号に応じて、自然な方向性を持った出力チャンネルのオーディオ信号が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明によるオーディオ信号処理装置および方法の実施形態を図を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、この発明によるオーディオ信号処理装置の実施形態のブロック図である。この実施形態は、左右２チャンネルの入力オーディオ信号ＬｔおよびＲｔから、左右２チャンネルの出力オーディオ信号ＬおよびＲと、サラウンド左後方チャンネルの出力オーディオ信号ＬＳと、サラウンド右後方チャンネルの出力オーディオ信号ＲＳとの、４チャンネルの出力オーディオ信号を得る場合である。
【００２４】
サラウンド左後方チャンネルの出力オーディオ信号ＬＳと、サラウンド右後方チャンネルの出力オーディオ信号ＲＳとは、サラウンド音を再生するものとして後方左方向および後方右方向に設置される２個のスピーカのそれぞれに供給すべき出力オーディオ信号である。
【００２５】
図１に示すように、この実施形態では、左チャンネルの出力オーディオ信号Ｌと、右チャンネルの出力オーディオ信号Ｒと、サラウンド左後方チャンネルの出力オーディオ信号ＬＳと、サラウンド右後方チャンネルの出力オーディオ信号ＲＳとの、４チャンネルの出力オーディオ信号をそれぞれ得るための合成回路５，６，７，８が設けられる。これら合成回路５，６，７，８からは、それぞれ左チャンネルの出力オーディオ信号Ｌの出力端１５、右チャンネルの出力オーディオ信号Ｒの出力端１６、サラウンド左後方チャンネルの出力オーディオ信号ＬＳの出力端１７、サラウンド右後方チャンネルの出力オーディオ信号ＲＳの出力端１８、がそれぞれ導出される。
【００２６】
そして、入力端１を通じた左チャンネルの入力オーディオ信号Ｌｔが、そのままゲイン調整アンプを介することなく合成回路５に供給されると共に、ゲイン調整アンプ１０を通じて合成回路６に供給される。
【００２７】
また、入力端２を通じた右チャンネルの入力オーディオ信号Ｒｔが、そのままゲイン調整アンプを介することなく合成回路６に供給されると共に、ゲイン調整アンプ９を通じて合成回路５に供給される。
【００２８】
また、入力端１および２を通じた左チャンネルの入力オーディオ信号Ｌｔと右チャンネルの入力オーディオ信号Ｒｔとは、合成回路３に供給され、この合成回路３からサラウンド信号成分としての両チャンネルの差のオーディオ信号（Ｌｔ−Ｒｔ）が出力される。
【００２９】
この合成回路３からの差のオーディオ信号（Ｌｔ−Ｒｔ）は、ゲイン調整アンプ４により１／２にゲイン調整された後、合成回路７および８に、そのままゲイン調整アンプを介することなくそれぞれ供給される。
【００３０】
そして、左チャンネルの入力オーディオ信号Ｌｔが、ゲイン調整アンプ１１を通じて合成回路７に、また、ゲイン調整アンプ１３を通じて合成回路８に、それぞれ供給される。また、右チャンネルの入力オーディオ信号Ｒｔが、ゲイン調整アンプ１２を通じて合成回路７に、また、ゲイン調整アンプ１４を通じて合成回路８に、それぞれ供給される。
【００３１】
合成回路５では、左チャンネルの入力オーディオ信号Ｌｔから、ゲイン調整アンプ９により後述するようにゲイン調整された右チャンネルのオーディオ信号Ｒｔが減算されることにより、より方向性が強調されると共に、サラウンド音との分離が入力オーディオ信号に応じて自然な形となるように制御された左チャンネルの出力オーディオ信号Ｌが生成されて出力端１５に導出される。
【００３２】
合成回路６では、右チャンネルの入力オーディオ信号Ｒｔから、ゲイン調整アンプ１０により後述するようにゲイン調整された左チャンネルのオーディオ信号Ｌｔが減算されることにより、より方向性が強調されると共に、サラウンド音との分離が入力オーディオ信号に応じて自然な形となるように制御された右チャンネルの出力オーディオ信号Ｒが生成されて出力端１６に導出される。
【００３３】
合成回路７では、差のオーディオ信号（Ｌｔ−Ｒｔ）から、ゲイン調整アンプ１１により後述するようにゲイン調整された左チャンネルのオーディオ信号Ｌｔが減算されると共に、ゲイン調整アンプ１２により後述するようにゲイン調整された右チャンネルのオーディオ信号Ｒｔが加算（右チャンネルの信号に対しては減算）されることにより、方向性が強調されると共に、左右チャンネルの音との分離が入力オーディオ信号に応じて自然な形となるように制御されたサラウンド左後方チャンネルの出力オーディオ信号ＬＳが生成されて出力端１７に導出される。
【００３４】
合成回路８では、差のオーディオ信号（Ｌｔ−Ｒｔ）から、ゲイン調整アンプ１３により後述するようにゲイン調整された左チャンネルのオーディオ信号Ｌｔが減算されると共に、ゲイン調整アンプ１４により後述するようにゲイン調整された右チャンネルのオーディオ信号Ｒｔが加算（右チャンネルの信号に対しては減算）されることにより、方向性が強調されると共に、左右チャンネルの音との分離が入力オーディオ信号に応じて自然な形となるように制御されたサラウンド右後方チャンネルの出力オーディオ信号ＲＳが生成されて出力端１８に導出される。
【００３５】
ゲイン調整アンプ９〜１４に対するゲイン調整値は、ゲイン調整値生成回路２０において、２チャンネルの入力オーディオ信号ＬｔおよびＲｔから以下に説明するようにして生成される。
【００３６】
ゲイン調整値生成回路２０は、帯域制限フィルタ２１，２２と、定位方向検出部２３と、定位方向分布計測部２４と、ゲイン生成部２５と、ゲインテーブル２６とを備えて構成される。
【００３７】
ゲイン調整値生成回路２０に入力された左右２チャンネルの入力オーディオ信号ＬｔおよびＲｔは、それぞれ帯域制限フィルタ２１，２２において、例えば低域成分等、定位方向をあまり感じない周波数帯域の成分が除去される。
【００３８】
そして、帯域制限フィルタ２１，２２により帯域制限された２チャンネルの入力オーディオ信号ＬｔおよびＲｔは、定位方向検出部２３に供給される。定位方向検出部２３は、帯域制限された２チャンネルの入力オーディオ信号ＬｔおよびＲｔのそれぞれのレベルの大きさにより、所定の周期毎の定位方向の検出時点における２チャンネルの入力オーディオ信号ＬｔおよびＲｔが持つ定位方向を検出する。
【００３９】
すなわち、定位方向検出部２３においては、所定のサンプリング周期で、帯域制限された２チャンネルの入力オーディオ信号ＬｔおよびＲｔのそれぞれのレベル（振幅）をサンプリングし、この例では、最新サンプリング時点における定位方向を現時点における定位方向として検出するようにする。そして、当該最新サンプリング時点における２チャンネルの入力オーディオ信号ＬｔおよびＲｔが持つ定位方向を、当該最新サンプリング時点の入力オーディオ信号ＬｔおよびＲｔのそれぞれのレベルと、それよりも過去のサンプリング時点の入力オーディオ信号ＬｔおよびＲｔのそれぞれのレベルとを用いて検出するようにする。
【００４０】
２チャンネルの入力オーディオ信号ＬｔおよびＲｔが、デジタルオーディオ信号であれば、前記サンプリング周期は、デジタルオーディオ信号のサンプル周期に等しくすることができる。もっとも、前記サンプリング周期を、デジタルオーディオ信号の１サンプル周期と等しくするのではなく、複数サンプル周期とするようにしてもよい。定位方向検出部２３の入力オーディオ信号がアナログ信号である場合には、この定位方向検出部２３の入力段において、デジタルオーディオ信号に変換するようにしても良い。
【００４１】
この定位方向検出部２３における定位方向の検出方法を、図２を参照しながら説明する。図２（Ａ），（Ｂ）は、左チャンネルのオーディオ信号Ｌｔの振幅をＸ軸にとり、右チャンネルのオーディオ信号Ｒｔの振幅をＹ軸にとった場合の座標空間を示している。
【００４２】
定位方向検出部２３では、まず、各サンプリング周期毎の定位方向の検出時点において２チャンネルの入力オーディオ信号ＬｔおよびＲｔのそれぞれのレベルを取得して、それに対応する座標点を、図２（Ａ），（Ｂ）の座標空間に、例えばＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のように、プロットしてゆく。この例では、Ｐ４が最新の検出時点の座標点であるとする。
【００４３】
そして、定位方向検出部２３では、ｙ＝ｋ・ｘ（ｋは定数）で表される直線（Ｘ軸とＹ軸との交点Ｚを通る直線）を、交点Ｚを中心として±９０°回転させたときに、つまり、定数ｋを変化させたときに、プロットした座標点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が、どの定数ｋの直線（どの傾き角度の直線）の一番近くを移動してゆくかを算出する。つまり、定位数ｋを変えた各直線に対する各座標点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４との距離Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３，Ｄａ４あるいは距離Ｄｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｂ４の総和が最も小さい直線の定数ｋを算出する。
【００４４】
そして、定位方向検出部２３は、算出した直線の定数ｋに対応する傾き角度を、検出したい現時点における定位方向とする。図２の例では、Ｘ軸、つまり、左チャンネルの定位方向（左方向）の角度を０°として、このＸ軸に対する角度（以下、定位角度という）θを定位方向として検出することとする。
【００４５】
図２（Ａ）の場合の座標点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の例では、定位角度はθａとして検出され、図２（Ｂ）の場合の座標点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の例では、定位角度はθｂとして検出されるものである。
【００４６】
なお、この実施形態では、定位方向検出部２３においては、現時点（最新サンプリング時点）の２チャンネル入力オーディオ信号のレベルと、過去のサンプリング時点における２チャンネル入力オーディオ信号のレベルとは等しい重みで用いるのではなく、現時点に近いサンプリング時点の２チャンネル入力オーディオ信号のレベルほど重みが大きいものとするようにしている。
【００４７】
このため、定位方向検出部２３では、２チャンネル入力オーディオ信号のレベルのサンプリング値に対して、図３に示すように、現時点（この例では最新サンプリング時点ｔｎ）に近いほど、重みが大きくなるように、指数関数曲線の特性を有する時間ウインドーＷＤ１が用いられている。
【００４８】
なお、上述の説明では、処理対象信号時点となる現時点を最新サンプリング時点（最新サンプル時点）としたが、入力端１，２と合成回路５，６との間、入力端１，２とゲイン調整アンプ９〜１４との間、ゲイン調整アンプ４と合成回路７，８との間などに所定時間τだけ遅延させる遅延回路を設けて、処理対象となる現時点を、入力端１，２を通じて入力される入力オーディオ信号Ｌｔ，Ｒｔよりも前記τだけ遅延した時点とすることができる。
【００４９】
その場合には、定位方向検出部２３では、処理対象信号時点となる現時点よりも後（未来）の２チャンネル入力オーディオ信号をも用いて、定位方向を検出するようにすることができる。例えば、図２の例で、処理対象信号時点となる現時点がＰ２やＰ３の場合とすることができる。
【００５０】
そして、その場合には、前述した時間ウインドーＷＤ１の代わりに、図４に示すように、処理対象信号時点となる現時点ｔｐで最も重みが大きく、現時点から離れるにつれ、過去および未来の方向に重みが小さくなるような指数関数曲線の特性の時間ウインドーＷＤ２が用いられる。
【００５１】
なお、現時点の２チャンネル入力オーディオ信号のレベルを、過去および／または未来のサンプリング時点における２チャンネル入力オーディオ信号のレベルを重み付けせずに、そのままの値で用いても良い。
【００５２】
以上のようにして、定位方向検出部２３では、現時点においては、２チャンネル入力オーディオ信号が、どの方向からの信号であるかを、定位角度θとして検出することができる。
【００５３】
したがって、検出した現時点における定位角度θに応じて、ゲイン調整アンプ９〜１４のそれぞれをゲイン調整制御することにより、出力オーディオ信号Ｌ，Ｒ，ＬＳ，ＲＳの方向性および分離度を制御することもできる。しかしながら、検出した現時点における定位角度θは、１時点における入力オーディオ信号の定位方向を一方向に限定したもので、各方向ごとの信号の強さが反映されておらず、このため、出力オーディオ信号Ｌ，Ｒ，ＬＳ，ＲＳとして良好なものが得られないおそれがある。
【００５４】
この実施形態では、この点にかんがみ、定位方向検出部２３で検出された現時点における２チャンネル入力オーディオ信号の定位方向の検出結果（定位角度θ）は、定位方向分布計測部２４に供給される。
【００５５】
定位方向分布計測部２４では、この例では予め定められた所定時間区間ｄに渡って定位方向検出部２３で検出された定位角度θの、全方位についての分布を求め、２チャンネル入力オーディオ信号の定位方向が、どの角度方向にどのくらいの割合を持っているかを計測する。
【００５６】
この場合、所定時間区間ｄは、例えば数ミリ秒〜数百ミリ秒、この例では数１０ミリ秒に選定されている。そして、この実施形態では、定位方向分布計測部２４では、この所定時間区間ｄにおける定位方向検出部２３で検出された定位角度θに対して、定位方向検出部２３における重み係数の特性と同様に、現時点ｔｐ（この例では、ｔｐ＝ｔｎ（最新サンプリング時点））に近づくほど指数関数的に大きくなるような重み付けをする時間ウインドーＷＤ３（図５参照）をかけて重み付けをするようにする。
【００５７】
なお、前述したように、入力オーディオ信号に対して遅延時間τを設けるようにして、定位方向検出部２３での重み付けのための時間ウインドーを、図４のようにする場合には、定位方向分布計測部における時間ウインドーも、図４と同様なものとなる。その場合の時間区間ｄは、現時点ｔｐより未来と過去の両方を含む時間区間となるものである。なお、重み付けをせずに、そのままの値で用いてもよい。
【００５８】
図６は、この定位方向分布計測部２４で求められた定位角度θの分布である定位方向分布Ｐ（θ）の一例を示すもので、横軸にはＸ軸（左チャンネル定位方向）を基準にした定位角度θをとり、縦軸には各定位角度の出現度（＜１）をとったものである。ここで、この実施形態では、定位方向分布Ｐ（θ）をすべての定位角度θについて総和を求めたときに１、すなわち、
ΣＰ（θ）＝１
となるように分布が生成される。
【００５９】
ここで、定位角度θと、オーディオ信号の定位方向との関係は、図７に示すようなものとなる。なお、図７に示されている正面方向、左方向、右方向などは、リスナを基準にした方向名である。
【００６０】
以上のようにして、定位方向分布計測部２４からは、現時点（現サンプリング時点あるいは現サンプル時点；処理対象信号時点）ごとに、図６に示すような定位方向分布Ｐ（θ）の情報が得られる。この定位方向分布Ｐ（θ）の情報は、ゲイン生成部２５に供給される。ゲイン生成部２５では、次のようにして、各ゲイン調整アンプ９〜１４に供給するゲイン制御信号Ｇ１〜Ｇ５を生成する。
【００６１】
この実施形態では、ゲイン生成部２５に対しては、ゲインテーブルメモリ２６が接続されている。このゲインテーブルメモリ２６には、６個のゲイン調整アンプ９〜１４のそれぞれに対応するゲインテーブル情報Ｋ１（θ）〜Ｋ５（θ）が予め記憶されている。
【００６２】
このゲインテーブル情報Ｋ１（θ）〜Ｋ５（θ）のそれぞれは、定位角度のすべて（−４５°〜１３５°）に対して、各出力オーディオ信号として要求される定位方向に応じて重み付け施されたゲイン特性とされている。
【００６３】
ここで、この例では、ゲインテーブル情報Ｋ１（θ）は、ゲイン調整アンプ９および１０に対応するものであり、ゲインテーブル情報Ｋ２（θ）は、ゲイン調整アンプ１１に対応するものであり、ゲインテーブル情報Ｋ３（θ）は、ゲイン調整アンプ１２に対応するものであり、ゲインテーブル情報Ｋ４（θ）は、ゲイン調整アンプ１３に対応するものであり、ゲインテーブル情報Ｋ５（θ）は、ゲイン調整アンプ１４に対応するものであり、それぞれ関係する出力チャンネルの出力オーディオ信号が定位すべき方向のゲインが、強調されるように重み付けされている。これらゲインテーブル情報Ｋ１（θ）〜Ｋ５（θ）の例を、図８〜図１２に示す。
【００６４】
例えば、合成回路５，６では、左右２チャンネルの入力オーディオ信号のうちの一方から、ゲイン調整アンプ９または１０によりゲイン調整した他方を減算することで、後方サラウンド音成分と分離された左チャンネル出力オーディオ信号Ｌおよび右チャンネル出力オーディオ信号Ｒを得るようにする。
【００６５】
このために、ゲイン調整アンプ９および１０に対応するゲインテーブル情報Ｋ１（θ）は、この例では、図８に示すように、左方向から正面方向を経由して右方向までの定位角度範囲（０°〜９０°）については、ゲインが０で、左方向から背面方向までの定位角度範囲（０°〜−４５°）、かつ、右方向から背面方向までの定位角度範囲（９０°〜１３５°）については、背面方向に近づくほど大きなゲインとなるような特性とされる。
【００６６】
なお、この例では、ゲイン調整アンプ９，１０については、たまたまゲインテーブル情報が同特性となったので、一つのゲインテーブル情報Ｋ１（θ）を共通にゲイン調整アンプ９および１０に供給する構成としたが、原理的には、ゲイン調整アンプ９，１０のそれぞれについて、ゲインテーブル情報が用意されるものである。
【００６７】
次に、合成回路７では、左右２チャンネルの差のオーディオ信号（Ｌｔ−Ｒｔ）から、ゲイン調整アンプ１１および１２によりゲイン調整した左右２チャンネルのオーディオ信号を加減算することで、後方サラウンド音成分のうちの左後方成分ＬＳを分離して出力するようにする。
【００６８】
このために、ゲイン調整アンプ１１に対応するゲインテーブル情報Ｋ２（θ）は、この例では、図９に示すように、左方向の定位角度（０°）でゲインが最大となると共に、当該左方向の定位角度の近傍の定位角度範囲（図９では０°±２２．５°）では、左方向の定位角度から離れるにしたがって徐々にゲインが０まで下がり、その他の定位角度においてはゲインが０となる特性とされる。
【００６９】
また、ゲイン調整アンプ１２に対応するゲインテーブル情報Ｋ３（θ）は、この例では、図１０に示すように、右方向の定位角度（９０°）でゲインが最大となると共に、当該右方向の定位角度の近傍の定位角度範囲（図１０では９０°±４５°）では、右方向の定位角度から離れるにしたがって徐々にゲインが０まで下がり、その他の定位角度においてはゲインが０となる特性とされる。
【００７０】
つまり、ゲイン調整アンプ１１での左方向の定位角度近傍におけるゲイン特性は急峻なものとされるのに対して、ゲイン調整アンプ１２での右方向の定位角度近傍におけるゲイン特性は緩やかなものとされて、合成回路７から、左後方成分が分離されて得られるような特性とされる。
【００７１】
また、合成回路８では、左右２チャンネルの差のオーディオ信号（Ｌｔ−Ｒｔ）から、ゲイン調整アンプ１３および１４によりゲイン調整した左右２チャンネルのオーディオ信号を加減算することで、後方サラウンド音成分のうちの左後方成分ＬＳを分離して出力するようにする。
【００７２】
このために、ゲイン調整アンプ１３に対応するゲインテーブル情報Ｋ４（θ）は、この例では、図１１に示すように、左方向の定位角度（０°）でゲインが最大となると共に、当該左方向の定位角度の近傍の定位角度範囲（図１１では０°±４５°）では、左方向の定位角度から離れるにしたがって徐々にゲインが０まで下がり、その他の定位角度においてはゲインが０となる特性とされる。
【００７３】
また、ゲイン調整アンプ１４に対応するゲインテーブル情報Ｋ５（θ）は、この例では、図１２に示すように、右方向の定位角度（９０°）でゲインが最大となると共に、当該右方向の定位角度の近傍の定位角度範囲（図１２では９０°±２２．５°）では、右方向の定位角度から離れるにしたがって徐々にゲインが０まで下がり、その他の定位角度においてはゲインが０となる特性とされる。
【００７４】
つまり、ゲイン調整アンプ１１での左方向の定位角度近傍におけるゲイン特性は緩やかなものとされるのに対して、ゲイン調整アンプ１２での右方向の定位角度近傍におけるゲイン特性は急峻なものとされて、合成回路８から、右後方成分が分離されて得られるような特性とされる。
【００７５】
ゲインテーブルメモリ２６からの上述した５個のゲインテーブル情報Ｋ１（θ），Ｋ２（θ），Ｋ３（θ），Ｋ４（θ），Ｋ５（θ）は、ゲイン生成部２５に供給される。ゲイン生成部２５では、定位方向分布計測部２４で求められた定位方向分布Ｐ（θ）の情報と、５個のゲインテーブル情報Ｋ１（θ），Ｋ２（θ），Ｋ３（θ），Ｋ４（θ），Ｋ５（θ）のゲイン値との、すべての定位角度についての積の総和を算出する。
【００７６】
すなわち、ゲイン生成部２５は、
Ｇ１＝Σ（Ｋ１（θ）×Ｐ（θ））
Ｇ２＝Σ（Ｋ２（θ）×Ｐ（θ））
Ｇ３＝Σ（Ｋ３（θ）×Ｐ（θ））
Ｇ４＝Σ（Ｋ４（θ）×Ｐ（θ））
Ｇ５＝Σ（Ｋ５（θ）×Ｐ（θ））
として、ゲイン制御信号Ｇ１〜Ｇ５を生成する。
【００７７】
そして、ゲイン制御信号Ｇ１は、ゲイン調整アンプ９および１０に供給され、ゲイン制御信号Ｇ２は、ゲイン調整アンプ１１に供給され、ゲイン制御信号Ｇ３は、ゲイン調整アンプ１２に供給され、ゲイン制御信号Ｇ４は、ゲイン調整アンプ１３に供給され、ゲイン制御信号Ｇ５は、ゲイン調整アンプ１４に供給される。これにより、ゲイン調整アンプ９〜１４がそれぞれゲイン調整される。
【００７８】
以上のようにして、合成回路５〜８からは、上述のようなゲイン制御により、実際の左右２チャンネルの入力オーディオ信号の定位方向分布に応じてクロストーク成分が抑えられ、かつ、自然な分離度および方向性を持った４チャンネルの出力オーディオ信号が得られる。
【００７９】
この実施形態においては、特定の定位方向だけを強調または制御するのではなく、全定位角度についての定位方向分布を、出力チャンネルのオーディオ信号の生成に反映させるようにしたので、より自然なつながりのあるマルチチャンネル信号を、特別複雑な制御を行なうことなく、得ることができるようになる。
【００８０】
なお、上述の実施形態では、生成される出力チャンネル数を４チャンネルとしたが、これに限定されるものではなく、３チャンネル以上の任意のチャンネル数を出力チャンネル数とすることができる。
【００８１】
また、上述の出力チャンネルの定位方向は一例であり、上述の実施形態の例に限られるものではない。例えば、上述の例では、左チャンネルＬ、右チャンネルＲ、サラウンド左後方チャンネルＬＳ、サラウンド右後方チャンネルＲＳを出力チャンネルとしたが、左チャンネルＬ、センターチャンネルＣ、右チャンネルＲ、サラウンドチャンネルＳの４出力チャンネルとするようにしてもよい。もちろん、他の方向チャンネルを出力チャンネルとしても良いことは言うまでもない。
【００８２】
また、ゲインテーブル情報の特性としては、図８〜図１２に示したようなリニアな特性とする場合に限られるものではなく、ノンリニアに変化する他の関数特性とすることも、もちろんできる。
【００８３】
また、上述の実施形態では、入力の２チャンネルの信号は、左右チャンネルのステレオ信号としたが、入力の２チャンネルの信号の定位方向は、左方向および右方向に限られるものではない。
【００８４】
また、上述の実施形態では、入力オーディオ信号Ｌｔ，Ｒｔ、および／または１／２にゲイン調整された合成信号（Ｌｔ−Ｒｔ）は、そのままゲイン調整アンプを介することなく合成回路に供給するようにしたが、入力オーディオ信号Ｌｔ，Ｒｔ、および／または１／２にゲイン調整された合成信号（Ｌｔ−Ｒｔ）も含め、すべてゲイン調整アンプを通じて合成回路に供給する構成としても良い。
【００８５】
［他の実施形態］
図１の構成のオーディオ信号処理装置を一体として構成するのではなく、出力チャンネルＬおよびＲを得る部分と、出力チャンネルＬＳおよびＲＳを得る部分とを、別々の構成とすることもできる。つまり、２つの入力チャンネルと同じチャンネル方向の２チャンネルの出力を得るものであって、より方向性を強調した出力を得る部分と、２つの入力チャンネルのオーディオ信号を合成して、入力オーディオ信号とは異なる方向性を持つ出力チャンネルを得る部分とで、分けるようにしてもよい。
【００８６】
すなわち、合成回路５，６と、ゲイン調整アンプ９，１０と、ゲイン調整値生成回路２０とからなる部分と、合成回路７，８と、ゲイン調整アンプ１１，１２，１３，１４と、ゲイン調整値生成回路とからなる部分とに分けるものである。
【００８７】
そのようにした場合に、それらの別々の構成部分のみでも、独立したオーディオ信号処理装置とすることができる。例えば、前者は、左右２チャンネルの入力オーディオ信号について、入力信号から後方定位する音成分を検出してそれを減衰させ、より左右チャンネルの分離度を向上させるようにする目的に用いることができる。
【００８８】
この前者の場合に、図１の構成では、左右２チャンネルの一方のチャンネルのオーディオ信号と、他方のチャンネルのオーディオ信号をゲイン調整したものとを合成する構成であるが、これに限られるものではない。例えば、左チャンネルおよび右チャンネルのオーディオ信号と、これら左右チャンネルのオーディオ信号を合成した信号をゲイン調整した信号とを合成するようにすることもできる。
【００８９】
また、後者は、２チャンネルの入力オーディオ信号から、例えば１チャンネルのサラウンド信号ＳやセンターチャンネルＣのオーディオ信号を分離して得たり、サラウンド左後方チャンネルＬＳ、サラウンド右後方チャンネルＲＳの２チャンネルの出力オーディオ信号を分離して得たりする目的に適用可能である。また、左右チャンネルのオーディオ信号を合成してセンターチャンネルのオーディオ信号を得る場合にも適用可能である。
【００９０】
なお、上述のオーディオ信号処理装置は、コンピュータ（ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を含むものとする）によるソフトウエア処理により実現することができるものである。その場合には、上記のブロック構成のそれぞれは、コンピュータを動作させるプログラムによる機能処理部（ソフトウエア）により実現されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】この発明によるオーディオ信号処理装置の一実施形態のブロック図である。
【図２】図１の実施形態の定位方向検出部２３の定位方向検出動作を説明するための図である。
【図３】図１の実施形態の定位方向検出部２３の定位方向検出動作を説明するための図である。
【図４】図１の実施形態の定位方向検出部２３の定位方向検出動作を説明するための図である。
【図５】図１の実施形態の定位方向分布計測部２４の説明に用いる図である。
【図６】図１の実施形態の定位方向分布計測部２４の出力情報の一例を説明するための図である。
【図７】図１の実施形態の定位方向分布計測部２４の出力情報の一例を説明するための図である。
【図８】図１の実施形態において使用するゲインテーブルの例を示す図である。
【図９】図１の実施形態において使用するゲインテーブルの例を示す図である。
【図１０】図１の実施形態において使用するゲインテーブルの例を示す図である。
【図１１】図１の実施形態において使用するゲインテーブルの例を示す図である。
【図１２】図１の実施形態において使用するゲインテーブルの例を示す図である。
【符号の説明】
【００９２】
３、５〜８…合成回路、４、９〜１４…ゲイン調整アンプ、２１，２２…帯域制限フィルタ、２３…定位方向検出部、２４…定位方向分布計測部、２５…ゲイン生成部、２６…ゲインテーブルメモリ
【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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