(57)【要約】  【課題】  ダウンミックス信号を再生するだけで元のマルチチャンネルの空間情報を再生することができる符号化信号の符号化および復号を行う音響信号符号化装置および音響信号復号装置を提供する。  【解決手段】  ２チャンネルの係数がマルチチャンネル再生時の頭部伝達特性を模擬する係数テーブル１７と、この係数テーブル１７にしたがってＮチャンネルの周波数領域信号を２チャンネルの信号にダウンミックスする第１信号出力部１２と、前記ダウンミックス信号をマルチチャンネル信号に戻す補助情報を生成する第２信号出力部１４とを備えることにより、ダウンミックス信号が所望の伝達関数のフィルタ処理された信号となり、第１符号化信号のみで、マルチチャンネル信号の空間情報が反映され、且つ、第２符号化信号を用いることにより元のマルチチャンネル信号が再現できることとなる。【選択図】  図１
2005352396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つ以上のＮチャンネルの信号を周波数領域に変換する時間周波数変換手段と、
前記Ｎチャンネルの周波数領域信号を２チャンネルの信号にダウンミックスする第１信号出力手段と、
前記ダウンミックス信号をマルチチャンネル信号に戻すための補助情報を生成する第２信号出力手段と、
前記ダウンミックス信号を符号化し第１符号化信号を生成する第１符号化手段と、
前記補助情報を符号化し第２符号化信号を生成する第２符号化手段と、
前記第１符号化信号と前記第２符号化信号とを多重化する多重化手段と、
伝達特性を実現する係数が周波数毎に記述された係数テーブルとを備え、
前記係数テーブルは、Ｎ×Ｎの正方行列であり、２チャンネルの係数がマルチチャンネル再生時の頭部伝達特性を模擬するものであり、残りのチャンネルの係数は前記２チャンネルの係数を符号反転および並び替えした値によって構成され、
前記第１信号出力手段は、前記係数テーブルにしたがって前記Ｎチャンネルの周波数領域信号を前記２チャンネルの信号にダウンミックスし、
前記第２信号出力手段は、前記係数テーブルにしたがって前記ダウンミックス信号の前記補助情報を生成することを特徴とする音響信号符号化装置。
【請求項２】
異なる前記伝達特性を実現する係数から構成される前記係数テーブルを複数備え、
さらに、前記係数テーブルを用途に応じて選択する係数テーブル選択手段とを備え、
前記多重化手段は、前記第１符号化信号と前記第２符号化信号とともに、前記係数テーブル選択手段に選択された前記係数テーブルを示す指標を多重化することを特徴とする請求項１に記載の音響信号符号化装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の音響信号符号化装置によって生成されたビットストリームからダウンミックス符号のみを抽出する逆多重化手段と、
前記ダウンミックス符号から２チャンネルの周波数領域のオーディオ信号を生成する復号手段と、
前記周波数領域のオーディオ信号から時間領域のオーディオ信号を生成する周波数時間変換手段とを備えたことを特徴とする音響信号復号装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の音響信号符号化装置によって生成されたビットストリームからダウンミックス符号および補助情報符号を抽出する逆多重化手段と、
前記ダウンミックス符号から２チャンネルの周波数領域のオーディオ信号であるダウンミックス信号を生成する第１の復号手段と、
前記補助情報符号から補助情報を生成する第２の復号手段と、
前記ダウンミックス信号と前記補助情報とからマルチチャンネル信号を生成する逆ミックス手段と、
前記マルチチャンネル信号から時間領域のオーディオ信号を生成する周波数時間変換手段と、
２チャンネルの係数がマルチチャンネル再生時の頭部伝達特性を模擬するＮ×Ｎの正方行列の逆行列である係数テーブルとを備え、
前記逆ミックス手段は、前記係数テーブルを用いて前記マルチチャンネル信号を生成することを特徴とする音響信号復号装置。
【請求項５】
前記ダウンミックス信号を出力するか前記マルチチャンネル信号を出力するかを切り替える出力チャンネル切替え手段を備え、
前記周波数時間変換手段は、前記出力チャンネル切替え手段に選択出力された信号から前記時間領域のオーディオ信号を生成することを特徴とした請求項４に記載の音響信号復号装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチチャンネル信号を符号化する音響信号符号化装置および符号化された信号を復号する音響信号復号装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マルチチャンネル信号を安価な再生装置、とりわけ２チャンネルの再生装置で再生することができるような符号化信号を生成するオーディオエンコーダ（音響信号符号化装置）の研究開発が行われている。例えば、ＭＰＥＧ２オーディオ規格（ＩＳＯ１３８１８−３）では、
【０００３】
【数１】
2005352396.tif 000003
（Ｌ、Ｒ、ｌ、ｒは、それぞれ受聴者に対する左前スピーカ、右前スピーカ、左後スピーカ、右後スピーカから出力される信号を示す。）
という演算を用いて、マルチチャンネル信号を２チャンネルにダウンミックスした信号（Ｌ０、Ｒ０）と、このダウンミックスされた信号をマルチチャンネル信号に戻すための信号（ｌ０、ｒ０）とを分けて、それぞれ第１符号化信号、第２符号化信号として符号化し、安価なデコーダ（復号装置）では上記第１符号化信号のみを復号し、マルチチャンネルデコーダでは、
【０００４】
【数２】
2005352396.tif 000004
を用いて元のマルチチャンネル信号に復号することができる技術が開示されている。
【０００５】
また、ＤＶＤオーディオのような媒体上の多重チャンネル信号を扱うものとして、多重チャンネル信号を入力し、２つのサブストリームに符号化し、多重化するエンコーダと、符号化されたストリームを２つのサブストリームに分割し、一方のサブストリームを復号することによって２チャンネルデコーダがダウンミックス仕様を実行できるようにすると同時に、両サブストリームを用いて多重チャンネルデコーダが原多重チャンネル信号を復号できるようにしたエンコーダおよびデコーダが開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
さらに、元の空間情報を再現した上で、２チャンネルダウンミックスした信号を再生しようとした場合の音響信号復号装置のブロック図を、図７に示す。
【０００７】
図７に示すように、音響信号復号装置７０は、ビットストリームからダウンミックス符号および補助情報符号を抽出する逆多重化部７１と、前記ダウンミックス符号から２チャンネルの周波数領域のオーディオ信号であるダウンミックス信号を生成する第１復号部７２と、前記補助情報符号から補助情報を生成する第２復号部７３と、前記ダウンミックス信号と前記補助情報とからマルチチャンネル信号を生成する逆ミックス部７４と、前記マルチチャンネル信号から時間領域のオーディオ信号を生成する周波数時間変換部７５と、２チャンネルの係数がマルチチャンネル再生時の頭部伝達特性を模擬するＮ×Ｎの正方行列の逆行列である係数テーブル７６と、周波数時間変換部７５に生成された時間領域のオーディオ信号を係数テーブル７６により頭部伝達関数に基づいて空間情報をフィルタ処理して２チャンネルのオーディオ信号を生成する頭部伝達関数模擬部７７とを備え、頭部伝達関数模擬部７７において空間情報の合成処理演算を行うことにより２チャンネルの信号を得ていた。
【特許文献１】特表２００２−５４１５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＭＰＥＧ２オーディオ規格では、復号されたダウンミックス信号は、各サンプル時刻ごとに所定のマトリックス演算によってダウンミックスされているので、もともとのマルチチャンネル信号の空間情報が失われている。したがって、元の空間情報を再現した上で、２チャンネルダウンミックスした信号を再生せんと欲した場合、つまり、仮想サラウンド処理を施した２チャンネル信号を再生せんと欲した場合、上記の音響信号復号装置のように、一旦、第１符号化信号と第２符号化信号とを用いてマルチチャンネル信号を復号した後、頭部伝達関数に基づいて空間情報をフィルタ処理する必要があり、そのことに多大の演算資源を費やさなければならないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、ダウンミックス信号を再生するだけで元のマルチチャンネルの空間情報が再生できる符号化情報を生成する音響信号符号化装置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】
【００１０】
本発明の音響信号符号化装置は、３つ以上のＮチャンネルの信号を周波数領域に変換する時間周波数変換手段と、前記Ｎチャンネルの周波数領域信号を２チャンネルの信号にダウンミックスする第１信号出力手段と、前記ダウンミックス信号をマルチチャンネル信号に戻すための補助情報を生成する第２信号出力手段と、前記ダウンミックス信号を符号化し第１符号化信号を生成する第１符号化手段と、前記補助情報を符号化し第２符号化信号を生成する第２符号化手段と、前記第１符号化信号と前記第２符号化信号とを多重化する多重化手段と、伝達特性を実現する係数が周波数毎に記述された係数テーブルとを備え、前記係数テーブルは、Ｎ×Ｎの正方行列であり、２チャンネルの係数がマルチチャンネル再生時の頭部伝達特性を模擬するものであり、残りのチャンネルの係数は前記２チャンネルの係数を符号反転および並び替えした値によって構成され、前記第１信号出力手段は、前記係数テーブルにしたがって前記Ｎチャンネルの周波数領域信号を前記２チャンネルの信号にダウンミックスし、前記第２信号出力手段は、前記係数テーブルにしたがって前記ダウンミックス信号の前記補助情報を生成することを特徴とした構成を有している。
【００１１】
この構成により、ダウンミックス信号が所望の伝達関数のフィルタ処理された信号となり、第１符号化信号のみを再生した場合でも、マルチチャンネル信号の空間情報が反映され、且つ、第２符号化信号を用いることにより元のマルチチャンネル信号を再現する符号化信号を生成することができる。
【００１２】
また、本発明の音響信号符号化装置は、異なる前記伝達特性を実現する係数から構成される前記係数テーブルを複数備え、さらに、前記係数テーブルを用途に応じて選択する係数テーブル選択手段とを備え、前記多重化手段は、前記第１符号化信号と前記第２符号化信号とともに、前記係数テーブル選択手段に選択された前記係数テーブルを示す指標を多重化することを特徴とした構成を有している。
【００１３】
この構成により、目的に応じて前記係数テーブルを選択し、選択した係数テーブルを特定する指標を多重化するので、マルチチャンネル再生時に必要な係数の種類を、少ないビット使用量で復号装置に伝達することができる。
【００１４】
さらに、本発明の音響信号復号装置は、前記音響信号符号化装置によって生成されたビットストリームからダウンミックス符号のみを抽出する逆多重化手段と、前記ダウンミックス符号から２チャンネルの周波数領域のオーディオ信号を生成する復号手段と、前記周波数領域のオーディオ信号から時間領域のオーディオ信号を生成する周波数時間変換手段とを備えたことを特徴とした構成を有している。
【００１５】
この構成により、ダウンミックス信号と補助情報とが多重化されたビットストリームからダウンミックス符号のみを抽出し、前記ダウンミックス符号から２チャンネルの周波数領域のオーディオ信号を生成して、ダウンミックス信号のみを復号し、補助情報に対しての復号処理を行わないので、少ない演算量でダウンミックス信号を再生することができる。
【００１６】
さらに、本発明の音響信号復号装置は、前記音響信号符号化装置によって生成されたビットストリームからダウンミックス符号および補助情報符号を抽出する逆多重化手段と、前記ダウンミックス符号から２チャンネルの周波数領域のオーディオ信号であるダウンミックス信号を生成する第１の復号手段と、前記補助情報符号から補助情報を生成する第２の復号手段と、前記ダウンミックス信号と前記補助情報とからマルチチャンネル信号を生成する逆ミックス手段と、前記マルチチャンネル信号から時間領域のオーディオ信号を生成する周波数時間変換手段と、２チャンネルの係数がマルチチャンネル再生時の頭部伝達特性を模擬するＮ×Ｎの正方行列の逆行列である係数テーブルとを備え、前記逆ミックス手段は、前記係数テーブルを用いて前記マルチチャンネル信号を生成することを特徴とした構成を有している。
【００１７】
この構成により、ビットストリームからダウンミックス符号および補助情報符号を抽出、復号し、頭部伝達特性を模擬する行列の逆行列である係数テーブルを用いて、ダウンミックス信号と補助情報とからマルチチャンネル信号を生成するので、ダウンミックス信号が伝達特性を含む信号であっても、元のマルチチャンネル信号を再生することができる。
【００１８】
さらに、本発明の音響信号復号装置は、前記ダウンミックス信号を出力するか前記マルチチャンネル信号を出力するかを切り替える出力チャンネル切替え手段を備え、前記周波数時間変換手段は、前記出力チャンネル切替え手段に選択出力された信号から前記時間領域のオーディオ信号を生成することを特徴とした構成を有している。
【００１９】
この構成により、前記ダウンミックス信号を出力するか前記マルチチャンネル信号を出力するかを切り替え、この出力選択された信号から時間領域のオーディオ信号を生成するので、２チャンネルのダウンミックス信号の再生とマルチチャンネル信号の再生とを、共通の構成要素で実現することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、Ｎチャンネルの周波数領域信号を２チャンネルの信号にダウンミックスする第１信号出力手段と、前記ダウンミックス信号をマルチチャンネル信号に戻すための補助情報を生成する第２信号出力手段と、前記ダウンミックス信号を符号化し生成した第１符号化信号と前記補助情報を符号化し生成した第２符号化信号とを多重化する多重化手段と、伝達特性を実現する係数が周波数毎に記述された係数テーブルとを備え、前記第１信号出力手段および前記第２信号出力手段は、前記係数テーブルにしたがって前記情報を生成することにより、ダウンミックス信号が所望の伝達関数のフィルタ処理された信号となり、第１符号化信号のみを再生した場合でも、マルチチャンネル信号の空間情報が反映され、且つ、第２符号化信号を用いることにより元のマルチチャンネル信号を再現することができるという効果を有する音響信号符号化装置および音響信号復号装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態における音響信号符号化装置および音響信号復号装置について、図面を用いて説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態における音響信号符号化装置の構成図を図１に示し、説明する。
【００２３】
図１に示すように、音響信号符号化装置１０は、Ｎチャンネル（Ｎ＞２）の信号を周波数領域に変換する時間周波数変換部１１と、Ｎチャンネルの周波数領域信号を２チャンネルの信号にダウンミックスする第１信号出力部１２と、前記ダウンミックス信号を符号化し第１符号化信号を生成する第１符号化部１３と、前記ダウンミックス信号をマルチチャンネル信号に戻すための補助情報を生成する第２信号出力部１４と、前記補助情報を符号化し第２符号化信号を生成する第２符号化部１５と、前記第１符号化信号と前記第２符号化信号とを多重化する多重化部１６と、伝達特性を実現する係数が周波数毎に記述された係数テーブル１７とを備えた構成である。
【００２４】
以上のように構成された音響信号符号化装置１０の動作について、以下に説明する。ここで、入力するＮチャンネルの信号を、前方左側、前方右側、後方左側、後方右側の４チャンネルの場合として、以下に説明する。
【００２５】
まず、時間周波数変換部１１は、入力された４チャンネルの信号をそれぞれ、フーリエ変換や、離散コサイン変換や、サブバンドフィルタ等に代表される手法を用いて、周波数領域の信号に変換する。
【００２６】
次に、第１信号出力部１２は、時間周波数変換部１１に変換された周波数領域の信号を、係数テーブル１７に格納される係数を用い、
【００２７】
【数３】
2005352396.tif 000005
の演算によってダウンミックスする。
【００２８】
ここで、係数ａ、ｂ、ｃ、ｄは、図２に示される頭部伝達関数である。
【００２９】
図２において、受聴者の頭部６５に対して、左前スピーカ６１、右前スピーカ６２、左後スピーカ６３、右後スピーカ６４が設置されている。Ｌは、左前スピーカから出力される信号、Ｒは、右前スピーカから出力される信号、ｌは、左後スピーカから出力される信号、ｒは、右後スピーカから出力される信号、Ｌ0は、左耳に到達した信号、Ｒ0は、右耳に到達した信号を示す。
【００３０】
係数ａは、左前スピーカ６１から左耳への伝達特性であり、係数ｂは、右前スピーカ６２から左耳への伝達特性であり、係数ｃは、左後スピーカ６３から左耳への伝達特性であり、係数ｄは、右後スピーカ６４から左耳への伝達特性であり、これらを一組にしたものを「頭部伝達関数」という。
【００３１】
音響信号符号化装置１０の動作説明に戻り、第１符号化部１３は、第１信号出力部１２から出力されたダウンミックス信号を符号化し、第１符号化信号を生成する。ここで、第１符号化部１３による符号化は、例えば、ＭＰＥＧ規格などで規定された符号化方式でよい。
【００３２】
また、第２信号出力部１４は、時間周波数変換部１１に変換された周波数領域の信号を、係数テーブル１７に格納される係数を用い、
【００３３】
【数４】
2005352396.tif 000006
の演算によって、前記ダウンミックスされた信号をマルチチャンネル信号に戻すための補助情報を生成する。
【００３４】
次に、第２符号化部１５は、第２信号出力部１４から出力された補助情報を符号化し、第２符号化信号を生成する。第２符号化部１５による符号化は、上記第１符号化部１３と同様に、ＭＰＥＧ規格などで規定された符号化方式でよい。
【００３５】
そして、多重化部１６は、第１符号化部１３に生成された第１符号化信号と、第２符号化部１５に生成された第２符号化信号とを多重化し、１つのビットストリームを生成する。
【００３６】
よって、前記ビットストリームに記述されている情報は、
【００３７】
【数５】
2005352396.tif 000007
となる。
ここで
【００３８】
【数６】
2005352396.tif 000008
と定義したとき、これは
【００３９】
【数７】
2005352396.tif 000009
ただし、
【００４０】
【数８】
2005352396.tif 000010
という逆行列が存在するため、受信機において、
【００４１】
【数９】
2005352396.tif 000011
ただし、
【００４２】
【数１０】
2005352396.tif 000012
という演算により、元の４チャンネルの信号を抽出することができることとなる。
【００４３】
上記のように、本実施の形態によれば、２チャンネルの係数がマルチチャンネル再生時の頭部伝達特性を模擬するような係数テーブル１７と、この係数テーブル１７にしたがってＮチャンネルの周波数領域信号を２チャンネルの信号にダウンミックスする第１信号出力部１２と、前記ダウンミックス信号をマルチチャンネル信号に戻すための補助情報を生成する第２信号出力部１４とを備えることにより、ダウンミックス信号が所望の伝達関数のフィルタ処理された信号となり、第１符号化信号のみを再生した場合でも、マルチチャンネル信号の空間情報が反映され、且つ、第２符号化信号を用いることにより元のマルチチャンネル信号が再現できる符号化信号を生成することができることとなる。
【００４４】
また、本実施の形態では説明の簡単化のため、マルチチャンネル信号のチャンネル数として４チャンネルの場合を例としてあげたが、一般的に広く普及している５．１チャンネルであっても良い。
【００４５】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態における音響信号符号化装置の構成図を図３に示し、説明する。
【００４６】
図３に示すように、音響信号符号化装置２０は、Ｎチャンネル（Ｎ＞２）の信号を周波数領域に変換する時間周波数変換部２１と、Ｎチャンネルの周波数領域信号を２チャンネルの信号にダウンミックスする第１信号出力部２２と、前記ダウンミックス信号を符号化し第１符号化信号を生成する第１符号化部２３と、前記ダウンミックス信号をマルチチャンネル信号に戻すための補助情報を生成する第２信号出力部２４と、前記補助情報を符号化し第２符号化信号を生成する第２符号化部２５と、目的に応じて第１信号出力部２２および第２信号出力部２４で使用する伝達関数を選択する係数テーブル選択部２６と、各種の伝達特性を実現するための係数が周波数毎に記述された複数の係数テーブル２７と、係数テーブル選択部２６が選択した係数テーブルを特定する指標となる第３符号化信号を生成する第３符号化部２８と、前記第１符号化信号と前記第２符号化信号と前記第３符号化信号とを多重化する多重化部２９とを備えた構成である。
【００４７】
ここで、時間周波数変換部２１、第１信号出力部２２、第１符号化部２３、第２信号出力部２４、第２符号化部２５は、上記第１の実施の形態で示した時間周波数変換部１１、第１信号出力部１２、第１符号化部１３、第２信号出力部１４、第２符号化部１５とそれぞれ同様のものである。
【００４８】
以上のように構成された音響信号符号化装置２０の動作について、以下に説明する。
【００４９】
まず、時間周波数変換部２１は、入力された４チャンネルの信号をそれぞれ、フーリエ変換や、離散コサイン変換や、サブバンドフィルタ等に代表される手法を用いて、周波数領域の信号に変換する。
【００５０】
次に、係数テーブル選択部２６は、第１信号出力部２２において模擬せんとする伝達特性を構成する係数が記述された係数テーブルを、複数の係数テーブル２７の中から選択する。
【００５１】
その後、第１信号出力部２２は、時間周波数変換部２１に変換された周波数領域の信号を、係数テーブル選択部２６によって選択された係数テーブルに格納される係数を用い、
【００５２】
【数１１】
2005352396.tif 000013
の演算によってダウンミックスする。
【００５３】
次に、第１符号化部２３は、第１信号出力部２２から出力されたダウンミックス信号を符号化し、第１符号化信号を生成する。ここで、第１符号化部２３による符号化は、上記第１の実施の形態における第１符号化部１３と同様に、ＭＰＥＧ規格などで規定された符号化方式でよい。
【００５４】
また、第２信号出力部２４は、時間周波数変換部２１に変換された周波数領域の信号を、係数テーブル選択部２６によって選択された係数テーブルに格納される係数を用い、
【００５５】
【数１２】
2005352396.tif 000014
の演算によって、前記ダウンミックスされた信号をマルチチャンネル信号に戻すための補助情報を生成する。
【００５６】
次に、第２符号化部２５は、第２信号出力部２４から出力された補助情報を符号化し、第２符号化信号を生成する。第２符号化部２５による符号化は、上記第１符号化部２３と同様に、ＭＰＥＧ規格などで規定された符号化方式でよい。
【００５７】
さらに、第３符号化部２８によって、係数テーブル選択部２６で選択された係数がどのような伝達特性を模擬したかを参照可能とする、テーブル番号などの指標が第３符号化信号として記述される。
【００５８】
そして、多重化部２９は、第１符号化部２３に生成された第１符号化信号と、第２符号化部２５に生成された第２符号化信号と、第３符号化部２８に生成された第３符号化信号とを多重化し、１つのビットストリームを生成する。
【００５９】
上記のように、本実施の形態によれば、各種の伝達特性を実現するための係数が周波数毎に記述された複数の係数テーブル２７と、目的に応じて前記係数テーブル２７を選択する係数テーブル選択部２６と、選択された係数テーブル２７にしたがってＮチャンネルの周波数領域信号を２チャンネルの信号にダウンミックスする第１信号出力部２２と、係数テーブル選択部２６が選択した係数テーブル２７を特定する指標となる第３符号化信号を生成する第３符号化部２８とを備え、前記第１符号化信号に加えて、ダウンミックス時に使用した係数テーブルを示す番号をビットストリーム上に配置することにより、マルチチャンネル再生時に必要な係数の種類を、少ないビット使用量で復号装置に伝達することができることとなる。
【００６０】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態における音響信号復号装置の構成図を図４に示し、説明する。
【００６１】
図４に示すように、音響信号復号装置３０は、第１符号化信号と第２符号化信号とが多重化されたビットストリームからダウンミックス信号が符号化された第１符号化信号のみを抽出する逆多重化部３１と、前記第１符号化信号から２チャンネルの周波数領域のオーディオ信号である第１信号を生成する復号部３２と、前記第１信号から時間領域のオーディオ信号を生成する周波数時間変換部３３とを備えた構成である。
【００６２】
ここで、第１符号化信号とは、ダウンミックス信号が符号化されている信号であり、第２符号化信号とは、前記ダウンミックス信号をマルチチャンネル信号に戻すための補助情報が符号化されている信号である。
【００６３】
以上のように構成された音響信号復号装置３０の動作について、以下に説明する。
【００６４】
まず、逆多重化部３１は、上記第１または第２の実施の形態に記載の音響信号符号化装置によって生成されたビットストリーム（第１符号化信号と第２符号化信号とが多重化されている）から、第１符号化信号のみを抽出する。
【００６５】
次に、復号部３２は、逆多重化部３１に抽出されたダウンミックス符号である第１符号化信号を復号して、２チャンネルのダウンミックス信号が周波数領域で記述されている第１信号を生成する。
【００６６】
そして、周波数時間変換部３３は、復号部３２に生成された周波数領域のオーディオ信号である第１信号を、フーリエ変換や、離散コサイン変換や、サブバンドフィルタ等に代表される手法を用いて、時間領域のオーディオ信号に変換する。
【００６７】
上記のように、本実施の形態によれば、ダウンミックス信号と補助情報とが多重化されたビットストリームからダウンミックス符号のみを抽出する逆多重化部３１と、前記ダウンミックス符号から２チャンネルの周波数領域のオーディオ信号を生成する復号部３２とを備え、ダウンミックス信号のみを抽出して復号し、補助情報に対しての復号処理を行わないことにより、少ない演算量でダウンミックス信号を再生することができることとなる。
【００６８】
（第４の実施の形態）
以下、本発明の第４の実施の形態における音響信号復号装置の構成図を図５に示し、説明する。
【００６９】
図５に示すように、音響信号復号装置４０は、第１符号化信号と第２符号化信号とが多重化されたビットストリームから、ダウンミックス信号が符号化された第１符号化信号および補助情報が符号化された第２符号化信号を抽出する逆多重化部４１と、前記第１符号化信号から２チャンネルの周波数領域のオーディオ信号であるダウンミックス信号を生成する第１復号部４２と、前記第２符号化信号から補助情報を生成する第２復号部４３と、前記ダウンミックス信号と前記補助情報とからマルチチャンネル信号を生成する逆ミックス部４４と、前記マルチチャンネル信号から時間領域のオーディオ信号を生成する周波数時間変換部４５と、２チャンネルの係数がマルチチャンネル再生時の頭部伝達特性を模擬するＮ×Ｎの正方行列の逆行列である係数テーブル４６とを備えた構成である。
【００７０】
以上のように構成された音響信号復号装置４０の動作について、以下に説明する。
【００７１】
まず、逆多重化部４１は、上記第１または第２の実施の形態に記載の音響信号符号化装置によって生成されたビットストリームから、第１符号化信号と第２符号化信号とをそれぞれ抽出する。
【００７２】
次に、第１復号部４２は、逆多重化部４１に抽出されたダウンミックス符号である第１符号化信号を復号して、２チャンネルのダウンミックス信号が周波数領域で記述されている第１信号を生成する。
【００７３】
また、第２復号部４３は、逆多重化部４１に抽出された補助情報符号である第２符号化信号を復号して、前記第１信号からマルチチャンネル信号を生成する際に指標となる第２信号を生成する。
【００７４】
その後、逆ミックス部４４は、第１復号部４２に生成された第１信号と、第２復号部４３に生成された第２信号とに対して係数テーブル４６を用いた行列演算を行うことにより、マルチチャンネル信号を得る。ここで、係数テーブル４６に配置されている係数は、上記第１の実施の形態で記述した行列の逆行列であり、たとえば４チャンネルの信号がダウンミックスされている場合では、
【００７５】
【数１３】
2005352396.tif 000015
ただし、
【００７６】
【数１４】
2005352396.tif 000016
の演算によって元の４チャンネルの信号を抽出する。また、上記第２の実施の形態に記載の音響信号符号化装置によって生成されたビットストリームを再生する場合、ビットストリームからダウンミックス時に使用した係数を示す番号を取り出し、最適な係数テーブルを用いることが可能である。
【００７７】
そして、周波数時間変換部４５では、逆ミックス部４４より出力された周波数領域のマルチチャンネル信号をそれぞれ、フーリエ変換や、離散コサイン変換や、サブバンドフィルタ等に代表される手法を用いて、時間領域のオーディオ信号に変換する。
【００７８】
上記のように、本実施の形態によれば、ビットストリームからダウンミックス符号および補助情報符号を抽出する逆多重化部４１と、ダウンミックス信号と補助情報とからマルチチャンネル信号を生成する逆ミックス部４４と、２チャンネルの係数がマルチチャンネル再生時の頭部伝達特性を模擬する行列の逆行列である係数テーブル４６とを備え、逆ミックス部４４が係数テーブル４６を用いて、前記マルチチャンネル信号を生成することにより、ダウンミックス信号が伝達特性を含む信号であっても、元のマルチチャンネル信号を再生することができる。
【００７９】
（第５の実施の形態）
以下、本発明の第５の実施の形態における音響信号復号装置の構成図を図６に示し、説明する。
【００８０】
図６に示すように、音響信号復号装置５０は、第１符号化信号と第２符号化信号とが多重化されたビットストリームから、ダウンミックス信号が符号化された第１符号化信号および補助情報が符号化された第２符号化信号を抽出する逆多重化部５１と、前記第１符号化信号から２チャンネルの周波数領域のオーディオ信号であるダウンミックス信号を生成する第１復号部５２と、前記第２符号化信号から補助情報を生成する第２復号部５３と、前記ダウンミックス信号と前記補助情報とからマルチチャンネル信号を生成する逆ミックス部５４と、前記ダウンミックス信号を出力するか前記マルチチャンネル信号を出力するかを切り替える出力チャンネル切替え部５５と、前記出力チャンネル切替え部５５に選択出力された信号から時間領域のオーディオ信号を生成する周波数時間変換部５６と、２チャンネルの係数がマルチチャンネル再生時の頭部伝達特性を模擬するＮ×Ｎの正方行列の逆行列である係数テーブル５７とを備えた構成である。
【００８１】
以上のように構成された音響信号復号装置５０の動作について、以下に説明する。
【００８２】
まず、逆多重化部５１は、上記第１または第２の実施の形態に記載の音響信号符号化装置によって生成されたビットストリームから、第１符号化信号と第２符号化信号とをそれぞれ抽出する。
【００８３】
次に、第１復号部５２は、逆多重化部５１に抽出されたダウンミックス符号である第１符号化信号を復号して、２チャンネルのダウンミックス信号が周波数領域で記述されている第１信号を生成する。
【００８４】
また、第２復号部５３は、逆多重化部５１に抽出された補助情報符号である第２符号化信号を復号して、前記第１信号からマルチチャンネル信号を生成する際に指標となる第２信号を生成する。
【００８５】
その後、逆ミックス部５４は、第１復号部５２に生成された第１信号と、第２復号部５３に生成された第２信号とに対して係数テーブル５７を用いた行列演算を行うことにより、マルチチャンネル信号を得る。ここで、係数テーブル５７に配置されている係数は、上記第１の実施の形態で記述した行列の逆行列であり、たとえば４チャンネルの信号がダウンミックスされている場合では、
【００８６】
【数１５】
2005352396.tif 000017
ただし、
【００８７】
【数１６】
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の演算によって元の４チャンネルの信号を抽出する。また、上記第２の実施の形態に記載の音響信号符号化装置によって生成されたビットストリームを再生する場合、ビットストリームからダウンミックス時に使用した係数を示す番号を取り出し、最適な係数テーブルを用いることが可能である。
【００８８】
さらに、出力チャンネル切替え部５５では、第１復号部５２より出力された周波数領域のダウンミックス信号を出力するか、逆ミックス部５４より出力された周波数領域のマルチチャンネル信号を出力するかを切り替える。ここで、ダウンミックス信号を出力する場合、第２復号部５３と逆ミックス部５４と係数テーブル５７の動作は停止させ、消費電力を削減することが望ましい。
【００８９】
そして、周波数時間変換部５６では、出力チャンネル切替え部５５に切り替えられ出力された周波数領域の信号を、それぞれ時間領域のオーディオ信号に変換する。
【００９０】
上記のように、本実施の形態によれば、ビットストリームからダウンミックス符号および補助情報符号を抽出する逆多重化部５１と、ダウンミックス信号と補助情報とからマルチチャンネル信号を生成する逆ミックス部５４と、前記ダウンミックス信号を出力するか前記マルチチャンネル信号を出力するかを切り替える出力チャンネル切替え部５５と、出力チャンネル切替え部５５に出力選択された信号から時間領域のオーディオ信号を生成する周波数時間変換部５６とを備えることにより、２チャンネルのダウンミックス信号の再生とマルチチャンネル信号の再生とを、共通の構成要素で実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
以上のように、本発明にかかる音響信号符号化装置および音響信号復号装置は、ダウンミックス信号が所望の伝達関数のフィルタ処理された信号となり、第１符号化信号のみを再生した場合でも、マルチチャンネル信号の空間情報が反映され、且つ、第２符号化信号を用いることにより元のマルチチャンネル信号を再現することができるという効果を有し、マルチチャンネル信号を符号化する音響信号符号化装置および符号化された信号を復号する音響信号復号装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１の実施の形態における音響信号符号化装置のブロック図
【図２】頭部伝達関数を説明するための受聴者とスピーカの配置図
【図３】本発明の第２の実施の形態における音響信号符号化装置のブロック図
【図４】本発明の第３の実施の形態における音響信号復号装置のブロック図
【図５】本発明の第４の実施の形態における音響信号復号装置のブロック図
【図６】本発明の第５の実施の形態における音響信号復号装置のブロック図
【図７】従来の符号化信号により空間情報を再現する音響信号復号装置のブロック図
【符号の説明】
【００９３】
１０、２０  音響信号符号化装置
１１、２１  時間周波数変換部
１２、２２  第１信号出力部
１３、２３  第１符号化部
１４、２４  第２信号出力部
１５、２５  第２符号化部
１６、２９  多重化部
１７、２７  係数テーブル
２６  係数テーブル選択部
２８  第３符号化部
３０、４０、５０  音響信号復号装置
３１、４１、５１  逆多重化部
３２  復号部
３３、４５、５６  周波数時間変換部
４２、５２  第１復号部
４３、５３  第２復号部
４４、５４  逆ミックス部
４６、５７  係数テーブル
５５  出力チャンネル切替え部
６１  左前スピーカ
６２  右前スピーカ
６３  左後スピーカ
６４  右後スピーカ
６５  受聴者の頭部
７０  音響信号復号装置
７１  逆多重化部
７２  第１復号部
７３  第２復号部
７４  逆ミックス部
７５  周波数時間変換部
７６  係数テーブル
７７  頭部伝達関数模擬部
【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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