(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
番組音声のチャンネル数変換を行うチャンネル数変換装置であって、
前記番組音声を構成する全チャンネルの中から、信号レベルを調整しない主要チャンネルを抽出し、前記全チャンネルおよび前記主要チャンネルを出力するチャンネル分配手段と、
前記主要チャンネルおよび前記全チャンネルそれぞれのチャンネル数変換を行い、前記チャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値である第１の平均ラウドネス値および前記チャンネル数変換後の全チャンネルの平均ラウドネス値である第２の平均ラウドネス値を算出し、目標ラウドネス値と前記第１の平均ラウドネス値との差と、前記第２の平均ラウドネス値と前記第１の平均ラウドネス値との差との差が所定の範囲内となるように、前記全チャンネルのうち、信号レベルを調整する通常チャンネルの信号レベル補正値を算出する信号レベル補正値算出手段と、
前記信号レベル補正値算出手段により算出された信号レベル補正値により前記通常チャンネルの信号レベルを補正し、前記主要チャンネルおよび前記信号レベルの補正後の通常チャンネルを用いてチャンネル数変換を行うチャンネル数変換手段と、
を備えることを特徴とするチャンネル数変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載のチャンネル数変換装置において、
前記信号レベル補正値算出手段は、チャンネル数変換により複数のチャンネルに割り振られるチャンネルの音声信号が、前記複数のチャンネルに、信号レベルの調整の前後で同じ割合で割り振られるようにすることを特徴とするチャンネル数変換装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のチャンネル数変換装置において、
前記信号レベル補正値算出手段は、前記算出した信号レベル補正値により信号レベルを補正した通常チャンネルを用いてチャンネル数変換を行った際に、前記目標ラウドネス値と前記第２の平均ラウドネス値との差が閾値未満とならない場合、前記主要チャンネルおよび前記信号レベルの補正後の通常チャンネルを用いて、前記信号レベル補正値の算出を繰り返すことを特徴とするチャンネル数変換装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のチャンネル数変換装置を備えた放送受信機であって、
前記信号レベル補正値算出手段は、番組の開始時刻から所定時刻までのチャンネル数変換前の平均ラウドネス値を記録し、前記記録したチャンネル数変換前の平均ラウドネス値と前記第１の平均ラウドネス値との差と、前記第２の平均ラウドネス値と前記第１の平均ラウドネス値との差との差が所定の範囲内となるように、前記所定時刻における信号レベル補正値を算出することを特徴とする放送受信機。
【請求項５】
コンピュータを、請求項１から３のいずれか一項に記載のチャンネル数変換装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、番組音声のチャンネル数変換を行うチャンネル数変換装置、放送受信機およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、番組音声のレベル管理は、ＶＵ計（Ｖｏｌｕｍｅ  Ｕｎｉｔ計）などを用いて、音声信号の瞬時値がオーバーシュートしないように行われてきた。近年、非特許文献１に規定されるラウドネス測定法によって算出される番組全体を通しての平均ラウドネス値を、目標ラウドネス値（−２４ＬＫＦＳ）の許容範囲内（±１ｄＢ）に収めるように運用規定が定められている（非特許文献２参照）。
【０００３】
一方、複数チャンネルで制作された番組音声を制作時よりも少ないチャンネル数で再生する場合、一部のチャンネルの音声信号にダウンミックス係数を乗じて各チャンネルを加算することでチャンネル数の変換（ダウンミックス）が行われる（非特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Recommendation ITU-R BS.1770-4; "Algorithms to measure audio programme loudness and true-peak audio level"
【非特許文献２】ARIB TR-B32; "デジタルテレビ放送番組におけるラウドネス運用規定"
【非特許文献３】ARIB STD-B32; "デジタル放送における映像符号化、音声符号化及び多重化方式"
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１に規定されるラウドネス測定法では、各チャンネルを再生するスピーカの位置に基づいた係数を各チャンネルの音声信号に乗じて平均ラウドネス値が算出される。ここで、側方や後方から再生されるチャンネルの音声信号が、チャンネル数変換により、制作時とは異なる前方などの位置から再生される場合、各チャンネルに乗じる係数が異なるために、チャンネル数変換の前後で平均ラウドネス値が変わってしまうことがある。チャンネル数変換後に番組全体の平均ラウドネス値を目標ラウドネス値に合わせた場合、元々前方にあった主要なチャンネルの信号レベルも増減してしまい、チャンネル数変換により、番組全体の印象が大きく変わってしまうことがある。また、チャンネル数変換後に一部のチャンネルの信号レベルだけを増減させて、平均ラウドネス値を目標ラウドネス値に合わせた場合、チャンネル間の信号レベルのバランスが乱れ、制作者が意図した方向から音が聞こえないなどの問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、上述した課題を解決し、番組音声のチャンネル数変換を行う際に、変換前の主要なチャンネルの信号レベルを一定に保ちつつ、番組全体の平均ラウドネス値を目標ラウドネス値に合わせることができるチャンネル数変換装置、放送受信機およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明に係るチャンネル数変換装置は、番組音声のチャンネル数変換を行うチャンネル数変換装置であって、前記番組音声を構成する全チャンネルの中から、信号レベルを調整しない主要チャンネルを抽出し、前記全チャンネルおよび前記主要チャンネルを出力するチャンネル分配手段と、前記主要チャンネルおよび前記全チャンネルそれぞれのチャンネル数変換を行い、前記チャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値である第１の平均ラウドネス値および前記チャンネル数変換後の全チャンネルの平均ラウドネス値である第２の平均ラウドネス値を算出し、目標ラウドネス値と前記第１の平均ラウドネス値との差と、前記第２の平均ラウドネス値と前記第１の平均ラウドネス値との差との差が所定の範囲内となるように、前記全チャンネルのうち、信号レベルを調整する通常チャンネルの信号レベル補正値を算出する信号レベル補正値算出手段と、前記信号レベル補正値算出手段により算出された信号レベル補正値により前記通常チャンネルの信号レベルを補正し、前記主要チャンネルおよび前記信号レベルの補正後の通常チャンネルを用いてチャンネル数変換を行うチャンネル数変換手段と、を備える。
【０００８】
また、上記課題を解決するため、本発明に係るチャンネル数変換装置において、前記信号レベル補正値算出手段は、チャンネル数変換により複数のチャンネルに割り振られるチャンネルの音声信号が、前記複数のチャンネルに、信号レベルの調整の前後で同じ割合で割り振られるようにすることが好ましい。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、本発明に係るチャンネル数変換装置において、前記信号レベル補正値算出手段は、前記算出した信号レベル補正値により信号レベルを補正した通常チャンネルを用いてチャンネル数変換を行った際に、前記目標ラウドネス値と前記第２の平均ラウドネス値との差が閾値未満とならない場合、前記主要チャンネルおよび前記信号レベルの補正後の通常チャンネルを用いて、前記信号レベル補正値の算出を繰り返すことが好ましい。
【００１０】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る放送受信機は、上述したいずれかのチャンネル数変換装置を備えた放送受信機であって、前記信号レベル補正値算出手段は、番組の開始時刻から所定時刻までのチャンネル数変換前の平均ラウドネス値を記録し、前記記録したチャンネル数変換前の平均ラウドネス値と前記第１の平均ラウドネス値との差と、前記第２の平均ラウドネス値と前記第１の平均ラウドネス値との差との差が所定の範囲内となるように、前記所定時刻における信号レベル補正値を算出する。
【００１１】
また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記チャンネル数変換装置として機能させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るチャンネル数変換装置、放送受信機およびプログラムによれば、番組音声のチャンネル数変換を行う際に、変換前の主要なチャンネルの信号レベルを一定に保ちつつ、番組全体の平均ラウドネス値を目標ラウドネス値に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るチャンネル数変換装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】チャンネル数変換係数の一例を示す図である。
【図３Ａ】チャンネル数変換後のチャンネルの配置および各チャンネルの方向別重み係数の一例を示す図である。
【図３Ｂ】チャンネル数変換前のチャンネルの配置および各チャンネルの方向別重み係数の一例を示す図である。
【図３Ｃ】チャンネル数変換前後での方向別重み係数の違いを示す図である。
【図４】平均ラウドネス値の測定法を模式的に示す図である。
【図５】チャンネル数変換の前後でのチャンネルの信号レベルの変化を示す図である。
【図６】図１に示すチャンネル数変換手段が用いるチャンネル数変換係数の一例を示す図である。
【図７】図１に示す信号レベル補正値算出手段の動作の一例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】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係るチャンネル数変換装置１０の構成例を示すブロック図である。本実施形態に係るチャンネル数変換装置１０は、番組を制作する制作側の装置、あるいは、番組音声を受信して再生するテレビなどの受信装置（放送受信機）に組み込まれ、チャンネル数Ｎで制作された番組音声を制作時とは異なるチャンネル数Ｍの信号に変換するチャンネル数変換を行うものである。
【００１６】
図１に示すチャンネル数変換装置１０は、チャンネル分配手段１１と、信号レベル補正値算出手段１２と、チャンネル数変換手段１３とを備える。
【００１７】
チャンネル分配手段１１には、チャンネル数Ｎで制作された番組音声であるチャンネル数変換前の音声信号（入力信号）と、主要チャンネルを識別するためのチャンネル識別信号とが入力される。ここで、主要チャンネルとは、番組音声を構成するチャンネルの中で、チャンネル数変換の前後で信号レベルを調整しないチャンネル（チャンネル群）である。主要チャンネルには、例えば、センターチャンネル（チャンネルＣ）、レフトチャンネル（チャンネルＬ）、ライトチャンネル（チャンネルＲ）など、主要な情報が記録されるチャンネルが割り当てられる。また、主要チャンネルには、例えば、番組が再生される際に、番組を表示する表示装置の周辺に配置されるスピーカにより再生されるチャンネルが割り当てられる。
【００１８】
チャンネル分配手段１１は、入力信号を構成するチャンネルの中から、主要チャンネル識別信号に示されるチャンネルを主要チャンネルとして抽出する。そして、チャンネル分配手段１１は、チャンネル数Ｎの入力信号（チャンネル数変換前の音声信号）と、抽出した主要チャンネル（主要チャンネル群）とを信号レベル補正値算出手段１２に出力する。
【００１９】
信号レベル補正値算出手段１２には、チャンネル数変換前の音声信号と、主要チャンネル群とが、チャンネル分配手段１１から入力される。また、信号レベル補正値算出手段１２には、チャンネル数変換に用いるチャンネル数変換係数（Ｎ×Ｍ）と、チャンネル数変換前の各チャンネル（Ｎ個）とチャンネル数変換後の各チャンネル（Ｍ個）とを再生するスピーカの位置情報であるスピーカ位置情報が入力される。
【００２０】
信号レベル補正値算出手段１２は、チャンネル数変換前の音声信号、主要チャンネル群、チャンネル数変換係数およびスピーカ位置情報を用いて、チャンネル数変換前の各チャンネルのうち、主要チャンネル以外のチャンネル、すなわち、チャンネル数変換の前後で信号レベルを調整するチャンネル（以下、通常チャンネルと称する）の信号レベル補正値を算出する。そして、信号レベル補正値算出手段１２は、算出した信号レベル補正値をチャンネル数変換手段１３に出力する。信号レベル補正値の算出方法の詳細については後述する。
【００２１】
チャンネル数変換手段１３には、チャンネル数Ｎの入力信号と、主要チャンネル識別信号と、チャンネル数変換係数とが入力される。また、チャンネル数変換手段１３には、信号レベル補正値が信号レベル補正値算出手段１２から入力される。
【００２２】
チャンネル数変換手段１３は、入力信号を構成するチャンネルの中から、主要チャンネル識別信号に示される主要チャンネル以外のチャンネルを通常チャンネルとして抽出し、抽出した通常チャンネルの音声信号に信号レベル補正値を乗算して、通常チャンネルの信号レベルを補正する。そして、チャンネル数変換手段１３は、主要チャンネルと信号レベルを補正した通常チャンネルとにチャンネル数変換係数を乗算してチャンネル数変換を行い、チャンネル数変換後の音声信号（Ｍチャンネルの音声信号）を出力信号として出力する。
【００２３】
なお、図１においては、主要チャンネル識別信号、スピーカ位置情報、チャンネル数変換係数がそれぞれ、チャンネル数変換装置１０の外部から入力される例を用いて説明したが、これに限られるものではない。チャンネル数変換の前後のチャンネル数や、各チャンネルの音声信号を再生するスピーカの位置などが既知である場合には、スピーカ位置情報やチャンネル数変換係数を予め、チャンネル数変換装置１０で記憶しておいてもよい。また、各チャンネルの音声信号を再生するスピーカの位置などが既知である場合には、どのチャンネルを主要チャンネルと設定すべきかを予め決定することができるので、特定のチャンネルを予め主要チャンネルとして設定し、その主要チャンネルを示す主要チャンネル識別信号をチャンネル数変換装置１０で記憶しておいてもよい。
【００２４】
次に、信号レベル補正値の算出方法について説明する。
【００２５】
まず、信号レベル補正値の算出方法の概要を説明すると、信号レベル補正値算出手段１２は、チャンネル数変換係数を用いて、主要チャンネルおよび入力信号を構成する全チャンネルそれぞれのチャンネル数変換を行う。次に、信号レベル補正値算出手段１２は、チャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値（第１の平均ラウドネス値）およびチャンネル数変換後の全チャンネルの平均ラウドネス値（第２の平均ラウドネス値）を算出する。そして、信号レベル補正値算出手段１２は、目標ラウドネス値とチャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値との差が、チャンネル数変換後の全チャンネルの平均ラウドネス値とチャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値との差と一致するように、通常チャンネルの信号レベル補正値を算出する。
【００２６】
以下では、信号レベル補正値の算出方法をより詳細に説明する。
【００２７】
チャンネル数変換に用いるチャンネル数変換係数の一例を図２に示す。チャンネル数変換前のチャンネル２１を７つのチャンネルＣ，Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲ，ＢＬ，ＢＲとし、チャンネル数変換後のチャンネル２２を５つのチャンネルＣ’，Ｌ’，Ｒ’，Ｌｓ’，Ｒｓ’とすると、図２に示す５×７のチャンネル数変換係数２３をチャンネル数変換前のチャンネル２１に乗じることで、チャンネル数変換後のチャンネル２２が算出される。図２に示す例では、側方のチャンネルＳＬ，ＳＲが、前方のチャンネルＬ’，Ｒ’および後方のチャンネルＬｓ’，Ｒｓ’に割り振られる。
【００２８】
信号レベル補正値算出手段１２は、図２に示す式に基づき、主要チャンネルおよび入力信号を構成する全チャンネルそれぞれのチャンネル数変換を行う。次に、信号レベル補正値算出手段１２は、チャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値およびチャンネル数変換後の全チャンネルの平均ラウドネス値を算出する。
【００２９】
ここで、非特許文献１において、チャンネルの方向に応じて平均ラウドネス値への寄与が異なるように、各チャンネルに重み係数（方向別重み係数）を乗じることが規定されている。
【００３０】
図３Ａは、チャンネル数変換後のチャンネルの配置および各チャンネルの方向別重み係数を示す図である。非特許文献１では、後方のチャンネルＬｓ，Ｒｓが、前方のチャンネルよりも平均ラウドネス値への寄与が大きくなるように規定されている。例えば、図３Ａに示すように、後方のチャンネルＲｓの重み係数ＧRsが１．４１４であるのに対し、前方のチャンネルＣの重み係数Ｇc、チャンネルＲの重み係数ＧRは１．０である。
【００３１】
図３Ｂは、チャンネル数変換前のチャンネルの配置および各チャンネルの方向別重み係数を示す図である。非特許文献１では、側方のチャンネルＳＬ，ＳＲが、前方および後方のチャンネルよりも平均ラウドネス値への寄与が大きくなるように規定されている。例えば、図３Ｂに示すように、側方のチャンネルＳＲの重み係数ＧSRが１．４１４であるのに対し、前方のチャンネルＣの重み係数Ｇc、チャンネルＲの重み係数ＧRおよび後方のチャンネルＢＲの重み係数ＧBRは１．０である。
【００３２】
図３Ｃは、チャンネル数変換の前後の重み係数の違いを示す図である。
【００３３】
図２に示すチャンネル数変換係数２３を用いた場合、図３Ｃに示すように、重み係数が大きいチャンネルＳＬ，ＳＲが、重み係数が大きくないチャンネルＬ’，Ｒ’に割り振られ、重み係数が大きくないチャンネルＢＬ，ＢＲが、重み係数が大きいチャンネルＬｓ’，Ｒｓ’に割り振られる。そのため、チャンネル数変換を行うことによって、信号レベルの増減が無くても、平均ラウドネス値が変化する。
【００３４】
図４は、平均ラウドネス値の測定法（算出法）を模式的に示す図である。
【００３５】
まず、各チャンネル（図４においては、５チャンネル）について、４００ｍｓ区間の音声信号を切り出し、切り出した音声信号に対して、フィルタ処理が行われる。次に、フィルタ処理後の各チャンネルの音声信号の二乗平均が算出される。次に、各チャンネルの音声信号の二乗平均の値に対して各チャンネルに定められた重み係数（方向別重み係数）を乗じる。なお、各チャンネルの重み係数は、スピーカ位置情報から求めることができる。そして、重み係数を乗じた各チャンネルの値を加算する加算処理が行われ、加算値Ｚｔが算出される。
【００３６】
このとき、各時刻における瞬間的なラウドネス値は、以下の式（１）に基づき算出することができる。
Ｌt＝−０．６９１＋１０ｌｏｇ10Ｚｔ（ＬＫＦＳ）  ・・・式（１）
【００３７】
式（１）に基づき算出されたＬｔが絶対閾値（−７０ＬＫＦＳ）や相対閾値（平均値より１０ＬＫＦＳだけ小さい値）を下回る場合、聴感上、番組全体の音の大きさに寄与しない無効な区間として削除した後、残りの区間（有効な区間）の平均が平均ラウドネス値として算出される。番組制作においては、この平均ラウドネス値が目標ラウドネス値（−２４ＬＫＦＳ）となるように各チャンネルの信号レベルが調整されている。
【００３８】
図５は、チャンネル数変換の前後の各チャンネルの信号レベルの一例を示す図である。図５においては、図５（ａ）に示すチャンネル数変換前の１１チャンネルの音声信号が、図５（ｂ）に示すように、チャンネル数変換により５チャンネルの音声信号に変換される例を示す。
【００３９】
図５に示す例では、チャンネル数変換前のチャンネルＣは、チャンネル数変換後のチャンネルＣ’に割り振られる。チャンネル数変換前のチャンネルＬは、チャンネル数変換後のチャンネルＬ’に割り振られる。チャンネル数変換前のチャンネルＲは、チャンネル数変換後のチャンネルＲ’に割り振られる。チャンネル数変換前のチャンネルＳＬは等分され、チャンネル数変換後のチャンネルＬ’とチャンネルＬｓ’とに割り振られる。チャンネル数変換前のチャンネルＳＲは等分され、チャンネル数変換後のチャンネルＲ’とチャンネルＲｓ’とに割り振られる。チャンネル数変換前のチャンネルＢＬは、チャンネル数変換後のチャンネルＬｓ’に割り振られる。チャンネル数変換前のチャンネルＢＲは、チャンネル数変換後のチャンネルＲｓ’に割り振られる。チャンネル数変換前のチャンネルＴｐＬは、チャンネル数変換後のチャンネルＬ’に割り振られる。チャンネル数変換前のチャンネルＴｐＲは、チャンネル数変換後のチャンネルＲ’に割り振られる。チャンネル数変換前のチャンネルＴｐＢＬは、チャンネル数変換後のチャンネルＬｓ’に割り振られる。また、チャンネル数変換前のチャンネルＴｐＢＲは、チャンネル数変換後のチャンネルＲｓ’に割り振られる。ここで、チャンネル数変換前の各チャンネルの信号レベルの加算値（図４に示す加算値Ｚｔ）は、−２４ＬＫＦＳに対応する値である。
【００４０】
チャンネル数変換前のチャンネルＢＬ，ＢＲの重み係数が１．０であり、チャンネル数変換によりチャンネルＢＬ，ＢＲが割り振られるチャンネルＬｓ’，Ｒｓ’の重み係数が１．４１４である場合（チャンネル数変換後の重み係数の方が大きい場合）、チャンネル数変換後の全体の信号レベルの加算値が、重み係数が大きくなる分に対応する差分ｄｉｆの分だけ、チャンネル数変換前の全体の信号レベルの加算値よりも小さくなるように各チャンネルの信号レベルを調整する必要がある。
【００４１】
ここで、チャンネル数変換後の全体の信号レベルを調整する方法として、チャンネル数変換前の全てのチャンネルの信号レベルを減じる方法（図５（ｃ））が考えられる。しかしながら、この方法では、主要な情報が記録されているチャンネル（例えば、チャンネルＣ，Ｌ，Ｒ）の信号レベルも小さくなってしまう。
【００４２】
また、チャンネル数変換後の全体の信号レベルを調整する方法として、チャンネル数変換によりチャンネルＣ’，Ｌ’，Ｒ’に割り振られるチャンネルの信号レベルは一定のまま、側方のチャンネルＬｓ’，Ｒｓ’に割り振られるチャンネルの信号レベルを減じる方法（図５（ｄ））が考えられる。なお、図５において、右斜め上がり対角線のハッチングを付したチャンネルは、チャンネル数変換の前後で信号レベルが一定のチャンネルであることを示す。
【００４３】
この方法では、本来、チャンネルＳＬが等分されるべきチャンネルＬｓ’とチャンネルＬ’とで、チャンネルＳＬの信号レベルが変わってしまい、また、チャンネルＳＲが等分されるべきチャンネルＲｓ’とチャンネルＲ’とで、チャンネルＳＲの信号レベルが変わってしまう。その結果、チャンネルＳＬ，ＳＲの音声信号が本来聞こえると想定される方向とは異なる方向から聞こえてしまう。
【００４４】
そこで、本実施形態においては、信号レベル補正値算出手段１２は、図５（ｅ）に示すように、チャンネル数変換前の主要チャンネル（例えば、チャンネルＣ，Ｌ，Ｒ）の信号レベルは固定のまま、残りのチャンネル（通常チャンネル）の信号レベルを減ずることで、全体の信号レベルを調整する。すなわち、信号レベル補正値算出手段１２は、チャンネル数変換後の全体の信号レベルが目標値となるように通常チャンネルの信号レベルを調整する信号レベル補正値を算出する。
【００４５】
より具体的には、信号レベル補正値算出手段１２は、チャンネル数変換後の主要チャンネルの加算値Ｚａとその平均ラウドネス値Ｌａ（第１の平均ラウドネス値）およびチャンネル数変換後の全チャンネルの加算値Ｚｂとその平均ラウドネス値Ｌｂ（第２の平均ラウドネス値）を，図４を参照して説明した処理を行って算出する。そして、信号レベル補正値算出手段１２は、目標ラウドネス値（例えば、−２４ＬＫＦＳ）をＬｏとし、それに対応する加算値をＺｏとすると、以下の式（２）に基づき、信号レベル補正値ＣTを算出する。
ＣT＝（（Ｚｏ−Ｚａ）／（Ｚｂ−Ｚａ））1/2  ・・・式（２）
【００４６】
すなわち、信号レベル補正値算出手段１２は、入力されたチャンネル数変換係数を用いて、主要チャンネルおよび全チャンネルそれぞれのチャンネル数変換を行う。次に、信号レベル補正値算出手段１２は、チャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値Ｌａ（第１の平均ラウドネス値）、および、チャンネル数変換後の全チャンネルの平均ラウドネス値Ｌｂ（第２の平均ラウドネス値）を算出する。そして、信号レベル補正値算出手段１２は、目標ラウドネス値とチャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値Ｌａとの差が、チャンネル数変換後の全チャンネルの平均ラウドネス値Ｌｂとチャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値Ｌａとの差と一致するように、通常チャンネルの信号レベル補正値ＣTを算出する。
【００４７】
なお、図４を参照して説明したように、４００ｍｓ毎の音声信号の各チャンネルの加算値が算出され、その加算値から式（１）に基づき瞬間的なラウドネス値が算出される。そして、その瞬間的なラウドネス値から平均ラウドネス値が算出される。ラウドネス値は対数であるため、算術平均を求めるためには加算値を用いる必要がある。チャンネル数変換後の主要チャンネルの加算値の平均Ｚａは平均ラウドネス値Ｌａに対応し、チャンネル数変換後の全チャンネルの加算値の平均Ｚｂは平均ラウドネス値Ｌｂに対応するものである。したがって、式（２）においては、加算値Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｏを用いて信号レベル補正値ＣTを算出しているが、これは、平均ラウドネス値Ｌａ，Ｌｂおよび目標ラウドネス値Ｌｏを用いて信号レベル補正値ＣTを算出することと等価である。
【００４８】
なお、本実施形態においては、目標ラウドネス値と平均ラウドネス値Ｌａとの差が、平均ラウドネス値Ｌｂと平均ラウドネス値Ｌａとの差と一致するように、信号レベル補正値ＣTを算出する例を用いて説明するが、これに限られるものではない。例えば、信号レベル補正値算出手段１２は、目標ラウドネス値と平均ラウドネス値Ｌａとの差と、平均ラウドネス値Ｌｂと平均ラウドネス値Ｌａとの差との差が所定の範囲内となるように、信号レベル補正値ＣTを算出してもよい。
【００４９】
チャンネル数変換手段１３は、図６に示すように、通常チャンネル（チャンネルＳＬ，ＳＲ，ＢＬ，ＢＲ）の音声信号に信号レベル補正値ＣTを乗算して、通常チャンネルの信号レベルを補正し、主要チャンネルと信号レベルを補正した通常チャンネルとにチャンネル数変換係数を乗算してチャンネル数変換を行う。こうすることで、番組音声を制作時とは異なるチャンネル数に変換する際に、変換前の主要なチャンネルの信号レベルを一定に保ちつつ、番組全体の平均ラウドネス値を目標ラウドネス値に合わせることができる。
【００５０】
なお、チャンネル間で相関がある場合や、信号レベルの増減で閾値（絶対閾値、相対閾値）を超える区間が生じる場合など、信号によっては想定以上の信号レベルの増減があり、一度の計算では、所望の誤差範囲内に平均ラウドネス値が収まらない場合（目標ラウドネス値と実際の平均ラウドネス値との差が所定値以下とならない場合）がある。この場合、信号レベル補正値算出手段１２は、一度目の調整結果を新たな入力信号として、再度、同様の計算を行い、所望の誤差範囲内に平均ラウドネス値が収まるまで信号レベル補正値ＣTの算出を繰り返す。
【００５１】
図７は、本実施形態に係るチャンネル数変換装置１０の動作を示すフローチャートである。
【００５２】
チャンネル分配手段１１は、音声信号が入力されると、主要チャンネル識別信号に基づき、入力された音声信号を構成するチャンネルの割り振りを行う（ステップＳ１０１）。具体的には、チャンネル分配手段１１は、入力された音声信号を構成するチャンネルの中から、主要チャンネル識別信号に示されるチャンネルを主要チャンネルとして抽出する。そして、チャンネル分配手段１１は、入力された音声信号を構成する全チャンネルおよび抽出した主要チャンネルを信号レベル補正値算出手段１２に出力する。
【００５３】
信号レベル補正値算出手段１２は、チャンネル分配手段１１から出力された主要チャンネルのチャンネル数変換を行い（ステップＳ１０２）、チャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値を算出する（ステップＳ１０３）。また、信号レベル補正値算出手段１２は、チャンネル分配手段１１から出力された全チャンネルのチャンネル数変換を行い（ステップＳ１０４）、チャンネル数変換後の全チャンネルの平均ラウドネス値を算出する（ステップＳ１０５）。
【００５４】
次に、信号レベル補正値算出手段１２は、チャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値と、チャンネル数変換後の全チャンネルの平均ラウドネス値と、目標ラウドネス値とを用いて、式（２）に基づき、信号レベル補正値ＣTを算出する（ステップＳ１０６）。
【００５５】
信号レベル補正値算出手段１２は、音声信号を構成するチャンネルのうち、主要チャンネル以外の通常チャンネルに、算出した信号レベル補正値ＣTを乗算して、通常チャンネルの信号レベルを補正する（ステップＳ１０７）。次に、信号レベル補正値算出手段１２は、主要チャンネルおよび信号レベルを補正した通常チャンネルのチャンネル数変換を行い（ステップＳ１０８）、チャンネル数変換後の全チャンネルの平均ラウドネス値を算出する（ステップＳ１０９）。
【００５６】
次に、信号レベル補正値算出手段１２は、算出した平均ラウドネス値と目標ラウドネス値との誤差が閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
【００５７】
算出した平均ラウドネス値と目標ラウドネス値との誤差が閾値未満であると判定した場合には（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、信号レベル補正値算出手段１２は、算出した信号レベル補正値ＣTをチャンネル数変換手段１３に出力する。チャンネル数変換手段１３は、音声信号を構成するチャンネルのうち、主要チャンネル以外の通常チャンネルに、信号レベル補正値算出手段１２から出力された信号レベル補正値ＣTを乗算して、通常チャンネルの信号レベルを補正する。そして、チャンネル数変換手段１３は、主要チャンネルおよび信号レベルを補正した通常チャンネルのチャンネル数変換を行い、出力する。
【００５８】
算出した平均ラウドネス値と目標ラウドネス値との誤差が閾値未満でないと判定した場合には（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、信号レベル補正値算出手段１２は、主要チャンネルと信号レベルを補正した通常チャンネルとを入力信号としてチャンネル分配手段１１に出力する。信号レベル補正値算出手段１２からの入力に応じて、チャンネル分配手段１１は、チャンネルの割り振りを開始し、以下、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０９の処理が、チャンネル数変換後の全チャンネルの平均ラウドネス値と目標ラウドネス値との差が閾値未満となるまで繰り返される。
【００５９】
このように本実施形態によれば、チャンネル数変換装置１０は、番組音声を構成する全チャンネルを、信号レベルを調整しない主要チャンネルと信号レベルを調整する通常チャンネルとに分配するチャンネル分配手段１１と、主要チャンネルおよび全チャンネルそれぞれのチャンネル数変換を行い、チャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値（第１の平均ラウドネス値）およびチャンネル数変換後の全チャンネルの信号の平均ラウドネス値（第２の平均ラウドネス値）を算出し、目標ラウドネス値と第１の平均ラウドネス値との差と、第２の平均ラウドネス値と第１の平均ラウドネス値との差との差が、所定の範囲内となるように、通常チャンネルの信号レベル補正値を算出する信号レベル補正値算出手段１２と、算出された信号レベル補正値により通常チャンネルの信号レベルを補正し、主要チャンネルおよび信号レベルの補正後の通常チャンネルを用いてチャンネル数変換を行うチャンネル数変換手段１３と、を備える。
【００６０】
チャンネル数変換前の主要チャンネルの信号レベルは固定のまま、目標ラウドネス値と第１の平均ラウドネス値との差と、第２の平均ラウドネス値と第１の平均ラウドネス値との差との差が、所定の範囲内となるように、通常チャンネルの信号レベルを補正することで、番組音声のチャンネル数変換を行う際に、変換前の主要なチャンネルの信号レベルを一定に保ちつつ、番組全体の平均ラウドネス値を目標ラウドネス値に合わせることができる
【００６１】
なお、本実施形態においては、主要チャンネルは３つのチャンネル（チャンネルＣ，Ｌ，Ｒ）である例を用いて説明したが、これに限られるものではなく、例えば、図５（ｆ）に示すように、後方チャンネル（チャンネルＢＬ，ＢＲ，ＴｐＢＬ，ＴｐＢＲ）以外の７つのチャンネルを主要チャンネルとしてもよい。
【００６２】
図５（ｆ）においては、信号レベル補正値算出手段１２は、チャンネル数変換の前後で、チャンネルＢＬ，ＢＲ，ＴｐＢＬ，ＴｐＢＲ以外の、チャンネルＣ，Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲ，ＴｐＬ，ＴｐＲの信号レベルを一定とする。ここで、上述したように、チャンネルＳＬは、チャンネルＬ’とチャンネルＬｓ’とに等分して割り振られる。また、チャンネルＳＲは、チャンネルＲ’とチャンネルＲｓ’とに等分して割り振られる。図５（ｆ）に示すように、信号レベル補正値算出手段１２は、チャンネル数変換により複数のチャンネルに振られるチャンネルＳＬ，ＳＲの信号レベルを一定とする。すなわち、信号レベル補正値算出手段１２は、チャンネル数変換により複数のチャンネルに割り振られるチャンネルの音声信号が、複数のチャンネルに、信号レベル調整の前後で同じ割合で割り振られるようにする。こうすることで、チャンネル数変換により複数のチャンネルに割り振られるチャンネルが、制作時とは異なる方向から聞こえることを防止することができる。
【００６３】
また、本実施形態においては、主張チャンネルの信号レベルは、チャンネル数変換の前後で一定とした。しかしながら、チャンネル数変換により、空間的に別々の方向になった音が一箇所に集まることによってダイアログ（例えば、ナレーション）が聞きにくくなることもある。そこで、ダイアログを聞きやすくするために、主要チャンネルの信号レベルを予め定められた係数で増幅させた後に、通常チャンネルの信号レベルで全体の平均ラウドネス値を調整してもよい。
【００６４】
また、本実施形態においては、音声信号を構成する全チャンネルを、信号レベルを調整しない主要チャンネルと信号レベルを調整する通常チャンネルという２群にチャンネルを分類する例を用いて説明したが、これに限られるものではない。例えば、信号レベルを変更するものの、その変更幅を制限した準主要チャンネルなどを設定し、３群以上にチャンネルを分類するようにしてもよい。
【００６５】
また、上述したように、本実施形態に係るチャネル数変換装置１０は、放送受信機に組み込まれてもよい。この場合、信号レベル補正値算出手段１２は、目標ラウドネス値の代わりに、チャンネル数変換前の平均ラウドネス値を用いて、信号レベル補正値ＣTを算出してもよい。
【００６６】
具体的には、信号レベル補正値算出手段１２は、番組の開始時刻から所定時刻（信号レベル補正値ＣTを算出するタイミング）までの平均ラウドネス値（チャンネル数変換前の全チャンネルの平均ラウドネス値）を記録する。そして、信号レベル補正値算出手段１２は、記録したチャンネル数変換前の平均ラウドネス値とチャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値Ｌａ（第１の平均ラウドネス値）との差と、チャンネル数変換後の全チャンネルの平均ラウドネス値Ｌｂ（第２の平均ラウドネス値）とチャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値Ｌａ（第１の平均ラウドネス値）との差との差が、所定の範囲内となるように、所定時刻における信号レベル補正値ＣTを算出する。
【００６７】
上述したように、番組全体を通しての平均ラウドネス値が、目標ラウドネス値（−２４ＬＫＦＳ）の許容範囲内（±１ｄＢ）に収まるように運用規定が定められている。したがって、番組の開始時刻から所定時刻までの平均ラウドネス値とチャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値Ｌａとの差と、チャンネル数変換後の全チャンネルの平均ラウドネス値Ｌｂとチャンネル数変換後の主要チャンネルの平均ラウドネス値Ｌａとの差との差が所定の範囲内となるように、信号レベル補正値ＣTを算出することによっても、チャンネル数変換前の主要なチャンネルの信号レベルを一定に保ちつつ、番組（生放送の番組を含む）全体の平均ラウドネス値を目標ラウドネス値に合わせることができる。
【００６８】
なお、番組の開始時刻から所定時刻までの各時刻での平均ラウドネス値は、例えば、放送局から送信される信号に含ませることができる。この場合、放送受信機は、その信号を受信することで、番組の開始時刻から所定時刻までの平均ラウドネス値を取得することができる。また、放送受信機がインターネットなどのネットワークに接続されている場合には、放送受信機は、ネットワークを介して、番組の開始時刻から所定時刻までの平均ラウドネス値を取得してもよい。
【００６９】
本発明に係るチャンネル数変換装置１０にて行われる方法は、コンピュータに実行させるためのプログラムに適用してもよい。また、そのプログラムを記憶媒体に格納することも可能であり、ネットワークを介して外部に提供することも可能である。
【００７０】
本発明を図面および実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形または修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各ブロックあるいはステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数のブロックあるいはステップを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０    チャンネル数変換装置
１１    チャンネル分配手段
１２    信号レベル補正値算出手段
１３    チャンネル数変換手段
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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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