(57)【要約】  ステレオ音声符号化において復号音声の空間イメージを向上することができるステレオ音声符号化装置等を開示する。この装置において、オリジナル相互相関算出部（１０１）は、オリジナルのＬチャネル信号とＲチャネル信号との相互相関係数（Ｃ１）を算出し、ステレオ音声再構築部（１０４）は、入力されるＬチャネル信号とＲチャネル信号とに対して符号化処理および復号処理を行い、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）およびＲチャネル再構築信号（Ｒ’）を生成し、再構築相互相関算出部（１０５）は、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）とＲチャネル再構築信号（Ｒ’）との相互相関係数（Ｃ２）を算出し、相互相関比較部（１０６）は、相互相関係数（Ｃ１）と相互相関係数（Ｃ２）との比較結果αを算出し、出力する。
2008016097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオ音声を構成する第１チャネル信号と第２チャネル信号との第１相互相関係数を算出する第１算出手段と、
前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて第１チャネル再構築信号および第２チャネル再構築信号を生成するステレオ音声再構築手段と、
前記第１チャネル再構築信号と前記第２チャネル再構築信号との第２相互相関係数を算出する第２算出手段と、
前記第１相互相関係数と前記第２相互相関係数とを比較することにより、前記ステレオ音声の空間情報を含む相互相関比較結果を得る比較手段と、
を具備するステレオ音声符号化装置。
【請求項２】
前記第１算出手段は、式（１）
【数１】
2008016097.tif 000022
に従って前記第１相互相関係数を算出し、
前記第２算出手段は、式（２）
【数２】
2008016097.tif 000023
に従って前記第２相互相関係数を算出し、
前記比較手段は、式（３）
【数３】
2008016097.tif 000024
に従って前記相互相関比較結果を得る、
請求項１記載のステレオ音声符号化装置。
【請求項３】
前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号とを用いてモノラル信号を生成するモノラル信号生成手段と、
前記モノラル信号を符号化することでモノラル信号符号化パラメータを生成するモノラル信号符号化手段と、
を更に具備し、
前記ステレオ音声再構築手段は、
前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号のそれぞれに対して前記モノラル信号および前記モノラル信号符号化パラメータを用いることで第１チャネル再構築信号および第２チャネル再構築信号を生成する、
請求項１記載のステレオ音声符号化装置。
【請求項４】
前記ステレオ音声再構築手段は、
前記モノラル信号と前記第１チャネル信号との平均二乗誤差を最小化する第１適応フィルタパラメータを求める第１適応フィルタと、
前記モノラル信号と前記第２チャネル信号との平均二乗誤差を最小化する第２適応フィルタパラメータを求める第２適応フィルタと、
前記モノラル信号符号化パラメータを用いて前記モノラル信号を復号することでモノラル復号信号を生成するモノラル信号復号手段と、
前記モノラル復号信号を前記第１適応フィルタパラメータによってフィルタリングすることで前記第１チャネル再構築信号を生成する第１合成フィルタと、
前記モノラル復号信号を前記第２適応フィルタパラメータによってフィルタリングすることで前記第２チャネル再構築信号を生成する第２合成フィルタと、
を具備する、
請求項３記載のステレオ音声符号化装置。
【請求項５】
受信したビットストリームから、符号化装置において生成された、ステレオ音声を構成する第１チャネル信号および第２チャネル信号それぞれに関する第１パラメータおよび第２パラメータと、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との第１相互相関と、前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて生成された第１チャネル再構築信号と第２チャネル再構築信号との第２相互相関とを比較して得られた、前記ステレオ音声に関する空間情報を含む相互相関比較結果と、を得る分離手段と、
前記第１パラメータおよび前記第２パラメータを用いて第１チャネル再構築復号信号および第２チャネル再構築復号信号を生成するステレオ音声復号手段と、
前記第１チャネル再構築復号信号を用いて第１チャネル残響信号を生成するとともに、前記第２チャネル再構築復号信号を用いて第２チャネル残響信号を生成するステレオ残響信号生成手段と、
前記第１チャネル再構築復号信号と、前記第１チャネル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第１チャネル復号信号を生成する第１空間情報再現手段と、
前記第２チャネル再構築復号信号と、前記第２チャネル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第２チャネル復号信号を生成する第２空間情報再現手段と、
を具備するステレオ音声復号装置。
【請求項６】
前記ステレオ残響信号生成手段は、
前記第１チャネル再構築復号信号をオールパスフィルタリングすることで前記第１チャネル残響信号を生成する第１オールパスフィルタと、
前記第２チャネル再構築復号信号をオールパスフィルタリングすることで前記第２チャネル残響信号を生成する第２オールパスフィルタと、
を具備する請求項５記載のステレオ音声復号装置。
【請求項７】
受信したビットストリームから、符号化装置において生成された、ステレオ音声を構成する第１チャネル信号および第２チャネル信号それぞれに関する第１パラメータおよび第２パラメータと、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との第１相互相関と前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて生成された第１チャネル再構築信号と第２チャネル再構築信号との第２相互相関とを比較して得られた、前記ステレオ音声に関する空間情報を含む相互相関比較結果と、を得る分離手段と、
前記第１パラメータおよび前記第２パラメータを用いて第１チャネル再構築復号信号および第２チャネル再構築復号信号を生成するステレオ音声復号手段と、
前記第１チャネル再構築復号信号および前記第２チャネル再構築復号信号を用いてモノラル残響信号を生成するモノラル残響信号生成手段と、
前記第１チャネル再構築復号信号と、前記モノラル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第１チャネル復号信号を生成する第１空間情報再現手段と、
前記第２チャネル再構築復号信号と、前記モノラル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第２チャネル復号信号を生成する第２空間情報再現手段と、
を具備するステレオ音声復号装置。
【請求項８】
前記モノラル残響信号生成手段は、
前記第１チャネル再構築復号信号と前記第２チャネル再構築復号信号とを用いてモノラル再構築信号を生成するモノラル信号生成手段と、
前記モノラル再構築信号をオールパスフィルタリングすることで前記モノラル残響信号を生成するモノラル信号オールパスフィルタと、
を具備する請求項７記載のステレオ音声復号装置。
【請求項９】
ステレオ音声を構成する第１チャネル信号と第２チャネル信号との第１相互相関係数を算出するステップと、
前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて第１チャネル再構築信号および第２チャネル再構築信号を生成するステップと、
前記第１チャネル再構築信号と前記第２チャネル再構築信号との第２相互相関係数を算出するステップと、
前記第１相互相関係数と前記第２相互相関係数とを比較することにより、前記ステレオ音声の空間情報を含む相互相関比較結果を得るステップと、
を具備するステレオ音声符号化方法。
【請求項１０】
受信したビットストリームから、符号化装置において生成された、ステレオ音声を構成する第１チャネル信号および第２チャネル信号それぞれに関する第１パラメータおよび第２パラメータと、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との第１相互相関と前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて生成された第１チャネル再構築信号と第２チャネル再構築信号との第２相互相関とを比較して得られた、前記ステレオ音声に関する空間情報を含む相互相関比較結果とを得るステップと、
前記第１パラメータおよび前記第２パラメータを用いて第１チャネル再構築復号信号および第２チャネル再構築復号信号を生成するステップと、
前記第１チャネル再構築復号信号を用いて第１チャネル残響信号を生成するとともに、前記第２チャネル再構築復号信号を用いて第２チャネル残響信号を生成するステップと、
前記第１チャネル再構築復号信号と、前記第１チャネル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第１チャネル復号信号を生成するステップと、
前記第２チャネル再構築復号信号と、前記第２チャネル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第２チャネル復号信号を生成するステップと、
を具備するステレオ音声復号方法。
【請求項１１】
受信したビットストリームから、符号化装置において生成された、ステレオ音声を構成する第１チャネル信号および第２チャネル信号それぞれに関する第１パラメータおよび第２パラメータと、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との第１相互相関と前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて生成された第１チャネル再構築信号と第２チャネル再構築信号との第２相互相関とを比較して得られた、前記ステレオ音声に関する空間情報を含む相互相関比較結果とを得るステップと、
前記第１パラメータおよび前記第２パラメータを用いて第１チャネル再構築復号信号および第２チャネル再構築復号信号を生成するステップと、
前記第１チャネル再構築復号信号および前記第２チャネル再構築復号信号を用いてモノラル残響信号を生成するステップと、
前記第１チャネル再構築復号信号と、前記モノラル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第１チャネル復号信号を生成するステップと、
前記第２チャネル再構築復号信号と、前記モノラル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第２チャネル復号信号を生成するステップと、
を具備するステレオ音声復号方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信システムまたはインターネットプロトコル（ＩＰ：Internet Protocol）を用いたパケット通信システム等において、ステレオ音声信号の符号化／復号を行う際に用いられるステレオ音声符号化装置、ステレオ音声復号装置、及びこれらの方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムまたはＩＰを用いたパケット通信システム等において、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）のディジタル信号処理速度の向上と帯域幅の拡大により高ビットレートの伝送が可能となってきている。伝送レートのさらなる高速化が進めば、複数チャネルを伝送するだけの帯域（広帯域）を確保できるようになるため、モノラル方式が主流の音声通信においても、ステレオ方式による通信（ステレオ通信）が普及することが期待される。広帯域のステレオ通信では、より自然なサウンド環境に関する情報を符号化することができ、ヘッドフォンあるいはスピーカーで再生すると、聴取者が知覚する空間イメージが生まれる。【０００３】
ステレオオーディオ信号に含まれている空間情報を符号化する技術として、バイノーラル・キュー符号化(ＢＣＣ：Binaural Cue Coding)が挙げられる。バイノーラル・キュー符号化において、符号化側はステレオオーディオ信号を構成する複数チャネルの信号を合成して生成されたモノラル信号を符号化し、チャネル信号間のキュー（チャネル間キュー）を算出して符号化する。チャネル間キューとは、モノラル信号からチャネル信号を予測するのに使用される副情報として、チャネル間レベル差(ＩＬＤ：Inter-channel Level Difference）、チャネル間時間差(ＩＴＤ：Inter-channel Time Difference)、およびチャネル間相関関係(ＩＣＣ：Inter-Channel Correlation)などを含む。復号側は、モノラル信号の符号化パラメータを復号してモノラル復号信号を得、モノラル復号信号の残響信号を生成し、モノラル復号信号と、その残響信号と、チャネル間キューとを用いてステレオオーディオ信号を再構築する。【０００４】
このように、ステレオオーディオ信号に含まれている空間情報を符号化する技術の開示例として、非特許文献１および非特許文献２が挙げられる。図１は、非特許文献１が開示するステレオオーディオ符号化装置１０の主要な構成を示すブロック図である。図１において、モノラル信号生成部１１は、入力されるステレオオーディオ信号を構成するＬチャネル信号とＲチャネル信号とを用いてモノラル信号（Ｍ）を生成し、モノラル信号符号化部１２に出力する。モノラル信号符号化部１２は、モノラル信号生成部１１で生成されたモノラル信号を符号化してモノラル信号符号化パラメータを生成し、多重部１４に出力する。チャネル間キュー算出部１３は、入力されるＬチャネル信号とＲチャネル信号とのＩＬＤ、ＩＴＤ、およびＩＣＣなどを含むチャネル間キューを算出し、多重部１４に出力する。多重部１４は、モノラル信号符号化部１２から入力されるモノラル信号符号化パラメータと、チャネル間キュー算出部１３から入力されるチャネル間キューとを多重し、得られるビットストリームをステレオオーディオ復号装置２０に送信する。【０００５】
図２は、非特許文献１が開示するステレオオーディオ復号装置２０の主要な構成を示すブロック図である。図２において、分離部２１は、ステレオオーディオ符号化装置１０から送信されるビットストリームに対して分離処理を行い、得られるモノラル信号符号化パラメータをモノラル信号復号部２２に出力し、得られるチャネル間キューを第１キュー合成部２４および第２キュー合成部２５に出力する。モノラル信号復号部２２は、分離部２１から入力されるモノラル信号符号化パラメータを用いて復号処理を行い、得られるモノラル復号信号を、オールパスフィルタ２３、第１キュー合成部２４、および第２キュー合成部２５に出力する。オールパスフィルタ２３は、モノラル信号復号部２２から入力されるモノラル復号信号を所定時間遅延させ、生成されたモノラル残響信号（ＭＲｅｖ’）を第１キュー合成部２４、および第２キュー合成部２５に出力する。第１キュー合成部２４は、分離部２１から入力されるチャネル間キュー、モノラル信号復号部２２から入力されるモノラル復号信号、およびオールパスフィルタ２３から入力されるモノラル残響信号を用いて復号処理を行い、得られるＬチャネル復号信号（Ｌ’）を出力する。第２キュー合成部２５は、分離部２１から入力されるチャネル間キュー、モノラル信号復号部２２から入力されるモノラル復号信号、およびオールパスフィルタ２３から入力されるモノラル残響信号を用いて復号処理を行い、得られるＲチャネル復号信号（Ｒ’）を出力する。【０００６】
ここで、従来の携帯電話は既に、ステレオ機能を有するマルチメディアプレイヤやＦＭラジオの機能を搭載することができる。さらに、第４世代の携帯電話及びＩＰ電話等ではステレオオーディオ信号だけでなく、ステレオ音声信号の録音、再生等の機能が追加されることが予想される。
【非特許文献１】ISO/IEC 14496-3:2005 Part3 Audio, 8.6.4 Parametric stereo
【非特許文献２】ISO/IEC 23003-1:2006/FCD MPEG Surround（ISO/IEC 23003-1:2007Part1 MPEG Surround）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ステレオオーディオ信号の符号化においてはＩＬＤ、ＩＴＤ、およびＩＣＣという３つのチャネル間キューを算出して符号化するのに対して、ステレオ音声の符号化においては、ＩＬＤおよびＩＴＤという２つのチャネル間キューのみを符号化する。ＩＣＣは、ステレオ音声信号に含まれている重要な空間情報であるため、復号側においてＩＣＣを利用せず生成されたステレオ音声には空間イメージが欠如している。従って、ステレオ復号信号の空間イメージを向上するためには、ステレオ音声符号化に、ＩＬＤおよびＩＴＤに加え、さらに空間情報を符号化する構成を追加する必要がある。【０００８】
本発明の目的は、ステレオ音声符号化において、復号音声の空間イメージを向上することができるステレオ音声符号化装置、ステレオ音声復号装置、およびこれらの方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のステレオ音声符号化装置は、ステレオ音声を構成する第１チャネル信号と第２チャネル信号との第１相互相関係数を算出する第１算出手段と、前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて第１チャネル再構築信号および第２チャネル再構築信号を生成するステレオ音声再構築手段と、前記第１チャネル再構築信号と前記第２チャネル再構築信号との第２相互相関係数を算出する第２算出手段と、前記第１相互相関係数と前記第２相互相関係数とを比較することにより、前記ステレオ音声の空間情報を含む相互相関比較結果を得る比較手段と、を具備する構成を採る。【００１０】
また、本発明のステレオ音声復号装置は、受信したビットストリームから、符号化装置において生成された、ステレオ音声を構成する第１チャネル信号および第２チャネル信号それぞれに関する第１パラメータおよび第２パラメータと、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との第１相互相関と前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて生成された第１チャネル再構築信号と第２チャネル再構築信号との第２相互相関とを比較して得られた、前記ステレオ音声に関する空間情報を含む相互相関比較結果と、を得る分離手段と、前記第１パラメータおよび前記第２パラメータを用いて第１チャネル再構築復号信号および第２チャネル再構築復号信号を生成するステレオ音声復号手段と、前記第１チャネル再構築復号信号を用いて第１チャネル残響信号を生成するとともに、前記第２チャネル再構築復号信号を用いて第２チャネル残響信号を生成するステレオ残響信号生成手段と、前記第１チャネル再構築復号信号と、前記第１チャネル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第１チャネル復号信号を生成する第１空間情報再現手段と、前記第２チャネル再構築復号信号と、前記第２チャネル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第２チャネル復号信号を生成する第２空間情報再現手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ステレオ音声信号の符号化において、チャネル間相互相関（ＩＣＣ）に関する空間情報として２つの相互相関係数を比較し、比較結果をステレオ復号側に送信することにより、復号されたステレオ音声信号の空間イメージを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来技術に係るステレオオーディオ符号化装置の主要な構成を示すブロック図
【図２】従来技術に係るステレオオーディオ復号装置の主要な構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係るステレオ音声符号化装置の主要な構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係るステレオ音声再構築部の内部の主要な構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１に係る適応フィルタの構成および動作を示すための図
【図６】本発明の実施の形態１に係るステレオ音声符号化装置におけるステレオ音声符号化処理の手順の一例を示すフロー図
【図７】本発明の実施の形態１に係るステレオ音声復号装置の主要な構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態１に係るステレオ音声復号部の内部の主要な構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態１に係るステレオ音声復号装置におけるステレオ音声復号処理の手順の一例を示すフロー図
【図１０】本発明の実施の形態２に係るステレオ音声復号装置の主要な構成を示すブロック図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の各実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。【００１４】
各実施の形態においては、ステレオ音声信号は左（Ｌ）チャネルと右（Ｒ）チャネルとからなる場合を例にとって説明する。各実施の形態に係るステレオ音声符号化装置は、入力されるオリジナルのＬチャネル信号とＲチャネル信号との相互相関係数Ｃ１を算出する。また、各実施の形態に係るステレオ音声符号化装置はローカルなステレオ音声再構築部を備え、Ｌチャネル信号およびＲチャネル信号を再構築し、再構築されたＬチャネル信号とＲチャネル信号との相互相関係数Ｃ２を算出する。各実施の形態に係るステレオ音声符号化装置は、相互相関係数Ｃ１と、相互相関係数Ｃ２とを比較し、比較結果αをステレオ音声信号に含まれている空間情報としてステレオ音声復号装置に送信する。【００１５】
（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係るステレオ音声符号化装置１００の主要な構成を示すブロック図である。ステレオ音声符号化装置１００は、入力されるステレオ信号のＬチャネル信号とＲチャネル信号とを用いてステレオ音声符号化処理を行い、得られるビットストリームを後述するステレオ音声復号装置２００に送信する。なお、ステレオ音声符号化装置１００と対応するステレオ音声復号装置２００が、モノラル信号およびステレオ信号のいずれの復号信号を出力することにより、モノラル／ステレオスケーラブル符号化が実現される。【００１６】
オリジナル相互相関算出部１０１は、ステレオ音声信号を構成するオリジナルのＬチャネル信号（Ｌ）とＲチャネル信号（Ｒ）との相互相関係数Ｃ１を、下記の式（１）に従って算出し、相互相関比較部１０６に出力する。
【数１】
2008016097.tif 000003
【００１７】
モノラル信号生成部１０２は、例えば下記の式（２）に従って、Ｌチャネル信号（Ｌ）とＲチャネル信号（Ｒ）とを用いてモノラル信号（Ｍ）を生成し、生成されたモノラル信号（Ｍ）をモノラル信号符号化部１０３、およびステレオ音声再構築部１０４に出力する。
【数２】
2008016097.tif 000004
【００１８】
モノラル信号符号化部１０３は、モノラル信号生成部１０２から入力されるモノラル信号に対して、ＡＭＲ−ＷＢ(Adaptive MultiRate - WideBand)などの音声符号化処理を行い、得られるモノラル信号符号化パラメータをステレオ音声再構築部１０４、および多重部１０７に出力する。【００１９】
ステレオ音声再構築部１０４は、モノラル信号生成部１０２から入力されるモノラル信号（Ｍ）を用いてＬチャネル信号（Ｌ）およびＲチャネル信号（Ｒ）に対して符号化を行い、得られるＬチャネル適応フィルタパラメータおよびＲチャネル適応フィルタパラメータを多重部１０７に出力する。また、ステレオ音声再構築部１０４は、得られるＬチャネル適応フィルタパラメータ、Ｒチャネル適応フィルタパラメータ、およびモノラル信号符号化部１０３から入力されるモノラル信号符号化パラメータを用いて復号処理を行い、得られるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）およびＲチャネル再構築信号（Ｒ’）を再構築相互相関算出部１０５に出力する。なお、ステレオ音声再構築部１０４の詳細については後述する。【００２０】
再構築相互相関算出部１０５は、ステレオ音声再構築部１０４から入力されるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）と、Ｒチャネル再構築信号（Ｒ’）との相互相関係数Ｃ２を、下記の式（３）に従って算出し、相互相関比較部１０６に出力する。
【数３】
2008016097.tif 000005
【００２１】
相互相関比較部１０６は、オリジナル相互相関算出部１０１から入力される相互相関係数Ｃ１と、再構築相互相関算出部１０５から入力される相互相関係数Ｃ２とを下記の式（４）従って比較し、相互相関比較結果αを多重部１０７に出力する。
【数４】
2008016097.tif 000006
【００２２】
再構築されたステレオ信号間の相互相関値Ｃ２は、通常、オリジナルステレオ信号間の相互相関値Ｃ１より大きい。そのような場合は、Ｃ２はＣ１より大きく、｜α｜≦１が満たされるので、そのパラメータを量子化／伝送するのに適している。【００２３】
多重部１０７は、モノラル信号符号化部１０３から入力されるモノラル信号符号化パラメータ、ステレオ音声再構築部１０４から入力されるＬチャネル適応フィルタパラメータ、Ｒチャネル適応フィルタパラメータ、および相互相関比較部１０６から入力される相互相関比較結果αを多重し、得られるビットストリームをステレオ音声復号装置２００に送信する。【００２４】
図４は、ステレオ音声再構築部１０４の内部の主要な構成を示すブロック図である。【００２５】
Ｌチャネル適応フィルタ１４１は、適応フィルタからなり、Ｌチャネル信号（Ｌ）、およびモノラル信号生成部１０２から入力されるモノラル信号（Ｍ）をそれぞれ基準信号、および入力信号として用いて、基準信号と入力信号との平均二乗誤差が最小となるような適応フィルタパラメータを求め、Ｌチャネル合成フィルタ１４４、および多重部１０７に出力する。以下、Ｌチャネル適応フィルタ１４１において求められる適応フィルタパラメータをＬチャネル適応フィルタパラメータと称す。【００２６】
Ｒチャネル適応フィルタ１４２は、適応フィルタからなり、Ｒチャネル信号（Ｒ）、およびモノラル信号生成部１０２から入力されるモノラル信号（Ｍ）をそれぞれ基準信号、および入力信号として用いて、基準信号と入力信号との平均二乗誤差が最小となるような適応フィルタパラメータを求め、Ｒチャネル合成フィルタ１４５、および多重部１０７に出力する。以下、Ｒチャネル適応フィルタ１４２において求められる適応フィルタパラメータをＲチャネル適応フィルタパラメータと称す。【００２７】
モノラル信号復号部１４３は、モノラル信号符号化部１０３から入力されるモノラル信号符号化パラメータに対してＡＭＲ−ＷＢなどの音声復号処理を行い、得られるモノラル復号信号（Ｍ’）をＬチャネル合成フィルタ１４４、およびＲチャネル合成フィルタ１４５に出力する。【００２８】
Ｌチャネル合成フィルタ１４４は、モノラル信号復号部１４３から入力されるモノラル復号信号（Ｍ’）に対して、Ｌチャネル適応フィルタ１４１から入力されるＬチャネル適応フィルタパラメータによりフィルタリングする復号処理を行い、得られるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）を再構築相互相関算出部１０５に出力する。【００２９】
Ｒチャネル合成フィルタ１４５は、モノラル信号復号部１４３から入力されるモノラル復号信号（Ｍ’）に対して、Ｒチャネル適応フィルタ１４２から入力されるＲチャネル適応フィルタパラメータによりフィルタリングする復号処理を行い、得られるＲチャネル再構築信号（Ｒ’）を再構築相互相関算出部１０５に出力する。【００３０】
図５は、Ｌチャネル適応フィルタ１４１を構成する適応フィルタの構成および動作を説明するための図である。この図において、ｎは時間軸上におけるサンプル番号を示す。Ｈ（ｚ）は、Ｈ（ｚ）＝ｂ０＋ｂ１（ｚ−１）＋ｂ２（ｚ−２）＋…＋ｂｋ（ｚ−ｋ）であり、適応フィルタ、例えばＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルタのモデル（伝達関数）を示す。ここで、ｋは適応フィルタパラメータの次数を示し、ｂ＝［ｂ０，ｂ１，…，ｂｋ］は適応フィルタパラメータを示す。また、ｘ(ｎ)は適応フィルタの入力信号を示し、Ｌチャネル適応フィルタ１４１の場合、モノラル信号生成部１０２から入力されるモノラル信号（Ｍ)を用いる。また、ｙ(ｎ)は適応フィルタの基準信号を示し、Ｌチャネル適応フィルタ１４１の場合、Ｌチャネル信号（Ｌ）を用いる。【００３１】
適応フィルタは、下記の式（５）に従って、基準信号と入力信号との平均二乗誤差が最小となるような、適応フィルタパラメータｂ＝［ｂ０，ｂ１，…，ｂｋ］を求めて出力する。
【数５】
2008016097.tif 000007
【００３２】
この式において、Ｅは統計的期待演算子(statistical expectation operator)を表し、ｅ(ｎ)は予測誤差を表し、ｋはフィルタ次数を表す。【００３３】
Ｒチャネル適応フィルタ１４２を構成する適応フィルタは、Ｌチャネル適応フィルタ１４１を構成する適応フィルタと同様な構成および動作を有し、基準信号ｙ（ｎ）として、Ｒチャネル信号（Ｒ）が入力される点においてＬチャネル適応フィルタ１４１を構成するフィルタと相違する。【００３４】
図６は、ステレオ音声符号化装置１００におけるステレオ音声符号化処理の手順の一例を示すフロー図である。【００３５】
まず、ステップ（以下、「ＳＴ」と省略する）１５１において、オリジナル相互相関算出部１０１は、オリジナルのＬチャネル信号（Ｌ）とＲチャネル信号（Ｒ）との相互相関係数Ｃ１を算出する。【００３６】
次いで、ＳＴ１５２において、モノラル信号生成部１０２は、Ｌチャネル信号とＲチャネル信号とを用いて、モノラル信号を生成する。【００３７】
次いで、ＳＴ１５３において、モノラル信号符号化部１０３は、モノラル信号を符号化して、モノラル信号符号化パラメータを生成する。【００３８】
次いで、ＳＴ１５４において、Ｌチャネル適応フィルタ１４１は、Ｌチャネル信号とモノラル信号との平均二乗誤差が最小となるようなＬチャネル適応フィルタパラメータを求める。【００３９】
次いで、ＳＴ１５５において、Ｒチャネル適応フィルタ１４２は、Ｒチャネル信号とモノラル信号との平均二乗誤差が最小となるようなＲチャネル適応フィルタパラメータを求める。【００４０】
次いで、ＳＴ１５６において、モノラル信号復号部１４３は、モノラル信号符号化パラメータを用いて復号処理を行い、モノラル復号信号（Ｍ’）を生成する。【００４１】
次いで、ＳＴ１５７において、Ｌチャネル合成フィルタ１４４は、モノラル復号信号（Ｍ’）と、Ｌチャネル適応フィルタパラメータとを用いてＬチャネル信号を再構築し、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）を生成する。【００４２】
次いで、ＳＴ１５８において、Ｒチャネル合成フィルタ１４５は、モノラル復号信号（Ｍ’）と、Ｒチャネル適応フィルタパラメータとを用いてＲチャネル信号を再構築し、Ｒチャネル再構築信号（Ｒ’）を生成する。【００４３】
次いで、ＳＴ１５９において、再構築相互相関算出部１０５は、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）とＲチャネル再構築信号（Ｒ’）との相互相関係数Ｃ２を算出する。【００４４】
次いで、ＳＴ１６０において、相互相関比較部１０６は、相互相関係数Ｃ１と相互相関係数Ｃ２とを比較し、相互相関比較結果αを求める。【００４５】
次いで、ＳＴ１６１において、多重部１０７は、モノラル信号符号化パラメータ、Ｌチャネル適応フィルタパラメータ、Ｒチャネル適応フィルタパラメータ、および相互相関比較結果αを多重して送信する。【００４６】
上記のように、ステレオ音声符号化装置１００はＬチャネル適応フィルタ１４１およびＲチャネル適応フィルタ１４２において求められる適応フィルタパラメータを、チャネル間レベル差（ＩＬＤ）およびチャネル間時間差（ＩＴＤ）に関する空間情報パラメータとしてステレオ音声復号装置２００に送信する。また、ステレオ音声符号化装置１００は相互相関比較部１０６において求められる相互相関比較結果αを、Ｌチャネル信号とＲチャネル信号とのチャネル間相互相関（ＩＣＣ）に関する空間情報パラメータとしてステレオ音声復号装置２００に送信する。【００４７】
なお、本実施の形態では、ステレオ音声符号化装置１００が、相互相関比較結果αの代わりに、オリジナルのＬチャネル信号（Ｌ）とＲチャネル信号（Ｒ）との相互相関係数Ｃ１を送信するようにしても良い。この場合でも、復号器側では、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）とＲチャネル再構築信号（Ｒ’）との相互相関係数Ｃ２を得ることができるため、αは復号器側で計算することによって得られる。これにより、ステレオ音声符号化装置１００では、ＬチャネルおよびＲチャネルの再構築信号を生成する必要がなくなるため、演算量を削減することができる。【００４８】
図７は、ステレオ音声復号装置２００の主要な構成を示すブロック図である。【００４９】
分離部２０１は、ステレオ音声符号化装置１００から送信されるビットストリームに対して分離処理を行い、得られるモノラル信号符号化パラメータ、Ｌチャネル適応フィルタパラメータ、およびＲチャネル適応フィルタパラメータをステレオ音声復号部２０２に出力し、相互相関比較結果αをＬチャネル空間情報再現部２０５、およびＲチャネル空間情報再現部２０６に出力する。【００５０】
ステレオ音声復号部２０２は、分離部２０１から入力されるモノラル信号符号化パラメータ、Ｌチャネル適応フィルタパラメータ、およびＲチャネル適応フィルタパラメータを用いて、Ｌチャネル信号およびＲチャネル信号を復号し、得られるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）をＬチャネルオールパスフィルタ２０３、およびＬチャネル空間情報再現部２０５に出力する。また、ステレオ音声復号部２０２は、復号により得たＲチャネル再構築信号（Ｒ’）をＲチャネルオールパスフィルタ２０４、およびＲチャネル空間情報再現部２０６に出力する。なお、ステレオ音声復号部２０２の詳細については後述する。【００５１】
Ｌチャネルオールパスフィルタ２０３は、下記の式（６）に示す伝達関数を表すオールパスフィルタパラメータと、ステレオ音声復号部２０２から入力されるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）とを用いてＬチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）を生成し、Ｌチャネル空間情報再現部２０５に出力する。
【数６】
2008016097.tif 000008
【００５２】
この式において、Ｈａｌｌｐａｓｓは、オールパスフィルタの伝達関数を示し、ａ＝［ａ１，ａ２，…，ａＮ］はオールパスフィルタパラメータを示し、Ｎはオールパスフィルタパラメータの次数を示す。なお、Ｌチャネルオールパスフィルタ２０３の入力信号Ｌ’と出力信号Ｌ’Ｒｅｖとは直交するため、それらの相互相関値Correlation［Ｌ’(ｎ)，Ｌ’Ｒｅｖ(ｎ)］＝０である。また、Ｌ’のエネルギとＬ’Ｒｅｖのエネルギとは同様であるため、｜Ｌ’(ｎ)｜２＝｜Ｌ’Ｒｅｖ(ｎ)｜２である。【００５３】
Ｒチャネルオールパスフィルタ２０４は、上記の式（６）に示す伝達関数を表すオールパスフィルタパラメータと、ステレオ音声復号部２０２から入力されるＲチャネル再構築信号（Ｒ’）とを用いてＲチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）を生成し、Ｒチャネル空間情報再現部２０６に出力する。【００５４】
Ｌチャネル空間情報再現部２０５は、分離部２０１から入力される相互相関比較結果α、ステレオ音声復号部２０２から入力されるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）、およびＬチャネルオールパスフィルタ２０３から入力されるＬチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）を用いて、下記の式（７）に従ってＬチャネル復号信号（Ｌ’’）を算出し、出力する。【００５５】
【数７】
2008016097.tif 000009
【００５６】
Ｒチャネル空間情報再現部２０６は、分離部２０１から入力される相互相関比較結果α、ステレオ音声復号部２０２から入力されるＲチャネル再構築信号（Ｒ’）、およびＲチャネルオールパスフィルタ２０４から入力されるＲチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）を用いて、下記の式（８）に従ってＲチャネル復号信号（Ｒ’’）を算出し、出力する。
【数８】
2008016097.tif 000010
【００５７】
前述したように、Ｌ’とＬ’Ｒｅｖとは直交し、エネルギが同様であるため、Ｌチャネル復号信号（Ｌ’’）のエネルギは、下記の式（９）で与えられる。同様に、Ｒチャネル復号信号（Ｒ’’）のエネルギは、下記の式（１０）で与えられる。
【数９】
2008016097.tif 000011
【数１０】
2008016097.tif 000012
【００５８】
また、Ｌチャネル復号信号（Ｌ’’）とＲチャネル復号信号（Ｒ’’）との相互相関値Ｃ３の分子項は下記の式（１１）で与えられる。ここで、Ｌチャネルオールパスフィルタ２０３とＲチャネルオールパスフィルタ２０４とで異なるフィルタが用いられれば、式（１１）の右辺の第２〜第４項の相関算出のための各信号間はほぼ直交するため、第２〜第４項は第１項と比較して非常に小さくほぼゼロとみなせる。従って、Ｌチャネル復号信号（Ｌ’’）とＲチャネル復号信号（Ｒ’’）との相互相関値Ｃ３は式（４）、（９）、（１０）、（１１）から、下記の式（１２）に示すとおり、オリジナルのＬチャネル信号（Ｌ）とＲチャネル信号（Ｒ）との相互相関係数Ｃ１に等しくなる。以上から、Ｌチャネル空間情報再現部２０５およびＲチャネル空間情報再現部２０６は、式（７）および式（８）に従って相互相関比較結果αを利用して復号信号を算出することで、２チャネル間の相互相関値がオリジナルの相互相関値に等しくなるような２チャネルの復号信号を得ることができる。
【数１１】
2008016097.tif 000013
【数１２】
2008016097.tif 000014
【００５９】
図８は、ステレオ音声復号部２０２の内部の主要な構成を示すブロック図である。【００６０】
モノラル信号復号部２２１は、分離部２０１から入力されるモノラル信号符号化パラメータを用いて復号処理を行い、得られるモノラル復号信号（Ｍ’）をＬチャネル合成フィルタ２２２およびＲチャネル合成フィルタ２２３に出力する。【００６１】
Ｌチャネル合成フィルタ２２２は、モノラル信号復号部２２１から入力されるモノラル復号信号（Ｍ’）に対して、分離部２０１から入力されるＬチャネル適応フィルタパラメータによりフィルタリングする復号処理を行い、得られるＬチャネル再構築信号(Ｌ’)をＬチャネルオールパスフィルタ２０３およびＬチャネル空間情報再現部２０５に出力する。【００６２】
Ｒチャネル合成フィルタ２２３は、モノラル信号復号部２２１から入力されるモノラル復号信号（Ｍ’）に対して、分離部２０１から入力されるＲチャネル適応フィルタパラメータによりフィルタリングする復号処理を行い、得られるＲチャネル再構築信号(Ｒ’)をＲチャネルオールパスフィルタ２０４およびＲチャネル空間情報再現部２０６に出力する。【００６３】
図９は、ステレオ音声復号装置２００におけるステレオ音声復号処理の手順の一例を示すフロー図である。【００６４】
まず、ＳＴ２５１において、分離部２０１は、ステレオ音声符号化装置１００から送信されるビットストリームを用いて分離処理を行い、モノラル信号符号化パラメータ、Ｌチャネル適応フィルタパラメータ、Ｒチャネル適応フィルタパラメータ、および相互相関比較結果αを生成する。【００６５】
次いで、ＳＴ２５２において、モノラル信号復号部２２１は、モノラル信号符号化パラメータを用いてモノラル信号を復号し、モノラル復号信号（Ｍ’）を生成する。【００６６】
次いで、ＳＴ２５３において、Ｌチャネル合成フィルタ２２２は、モノラル復号信号（Ｍ’）に対して、Ｌチャネル適応フィルタパラメータによりフィルタリングする復号処理を行い、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）を生成する。【００６７】
次いで、ＳＴ２５４において、Ｒチャネル合成フィルタ２２３は、モノラル復号信号（Ｍ’）に対して、Ｒチャネル適応フィルタパラメータによりフィルタリングする復号処理を行い、Ｒチャネル再構築信号（Ｒ’）を生成する。【００６８】
次いで、ＳＴ２５５において、Ｌチャネルオールパルフィルタ２０３は、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）を用いてＬチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）を生成する。【００６９】
次いで、ＳＴ２５６において、Ｒチャネルオールパルフィルタ２０４は、Ｒチャネル再構築信号（Ｒ’）を用いてＲチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）を生成する。【００７０】
次いで、ＳＴ２５７において、Ｌチャネル空間情報再現部２０５は、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）と、Ｌチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）と、相互相関比較結果αとを用いてＬチャネル復号信号（Ｌ’’）を生成する。【００７１】
次いで、ＳＴ２５８において、Ｒチャネル空間情報再現部２０６は、Ｒチャネル再構築信号（Ｒ’）と、Ｒチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）と、相互相関比較結果αとを用いてＲチャネル復号信号（Ｒ’’）を生成する。【００７２】
このように、本実施の形態によれば、ステレオ音声符号化装置１００において、チャネル間レベル差（ＩＬＤ）およびチャネル間時間差（ＩＴＤ）に関する空間情報パラメータであるＬチャネル適応フィルタパラメータおよびＲチャネル適応フィルタパラメータに加え、さらにチャネル間相互相関（ＩＣＣ）に関する空間情報である相互相関比較結果αをステレオ音声復号装置２００に送信する。そしてステレオ音声復号装置においてはこれらの情報を用いてステレオ音声復号を行うため、復号音声の空間イメージを向上することができる。【００７３】
なお、本実施の形態では、チャネル間レベル差（ＩＬＤ）およびチャネル間時間差（ＩＴＤ）に関する空間情報パラメータとして、Ｌチャネル適応フィルタパラメータとＬチャネル適応フィルタパラメータとを求めて送信する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、Ｌチャネル適応フィルタパラメータおよびＲチャネル適応フィルタパラメータ以外のその他の、チャネル間差分情報を示す空間情報パラメータを求めて送信しても良い。【００７４】
また、本実施の形態では、相互相関比較部１０６において上記の式（４）に従って相互相関比較結果を求める場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、相互相関係数Ｃ１と相互相関関係Ｃ２との差異を一意的に表す他の比較結果を求めても良い。【００７５】
また、本実施の形態では、Ｌチャネルオールパスフィルタ２０３およびＲチャネルオールパスフィルタ２０４において固定のオールパスフィルタパラメータを用いてＬチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）およびＲチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）を生成する場合を例にとって説明したが、ステレオ音声符号化装置１００から送信されるオールパスフィルタパラメータを用いても良い。【００７６】
また、本実施の形態では、図６及び図９において、手順の一例としてシリアル的に各ステップの処理を行う例を示したが、順序の入れ替えや並列化が可能なステップもある。例えば、ＳＴ１５４においてＬチャネル適応フィルタパラメータを算出し、ＳＴ１５５においてＲチャネル適応フィルタパラメータを算出する場合を例にとって説明したが、この２つのステップの順序を替えて、ＳＴ１５４においてＲチャネル適応フィルタパラメータを算出し、ＳＴ１５５においてＬチャネル適応フィルタパラメータを算出しても良く、またはＳＴ１５４およびＳＴ１５５における処理を並列処理にしても良い。また、ＳＴ１５６で行われるモノラル信号の復号はＳＴ１５４の前でもＳＴ１５５の前でもよく、ＳＴ１５４やＳＴ１５５と並列に処理しても良い。同様に、ＳＴ１５７とＳＴ１５８との順序、ＳＴ２５３とＳＴ２５４との順序、ＳＴ２５５とＳＴ２５６との順序、ＳＴ２５７とＳＴ２５８との順序を替えても良く、並列処理にしても良い。また、ＳＴ１５１は、スタートからＳＴ１５９までの間であれば、どのようなタイミングで行っても良い。【００７７】
また、本実施の形態では、図７及び図８においては、モノラル信号復号部２２１で生成されたモノラル復号信号（Ｍ’）はステレオ音声復号装置２００の外部には出力されていない場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、例えばＬチャネル復号信号（Ｌ’’）またはＲチャネル復号信号（Ｒ’’）の生成に失敗した場合に、モノラル復号信号（Ｍ’）をステレオ音声復号装置２００の外部に出力し、ステレオ音声復号装置２００の復号音声として用いても良い。【００７８】
また、本実施の形態では、ステレオ音声符号化装置１００のステレオ音声再構築部１０４は、モノラル信号生成部１０２から入力されるモノラル信号（Ｍ）をＬチャネル信号（Ｌ）およびＲチャネル信号（Ｒ）に対してそれぞれ用いた符号化を行うことで得られたＬチャネル適応フィルタパラメータおよびＲチャネル適応フィルタパラメータと、モノラル信号符号化部１０３から入力されるモノラル信号符号化パラメータを用いて復号処理を行うことで得られたモノラル復号信号（Ｍ’）と、を用いてＬチャネル再構築信号（Ｌ’）およびＲチャネル再構築信号（Ｒ’）を得る場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、ステレオ音声再構築部１０４は、モノラル信号（Ｍ）とモノラル信号符号化パラメータとを用いずに、Ｌチャネル信号（Ｌ）およびＲチャネル信号（Ｒ）のそれぞれに対して符号化処理および復号処理を行うことで、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）およびＲチャネル再構築信号（Ｒ’）を得ても良い。かかる場合、ステレオ音声符号化装置においては、モノラル信号生成部１０２およびモノラル信号符号化部１０３を備えなくても良い。また、かかる場合、Ｌチャネル適応フィルタパラメータおよびＲチャネル適応フィルタパラメータの代わりにＬチャネル符号化パラメータおよびＲチャネル符号化パラメータが、ステレオ音声再構築部におけるＬチャネル信号（Ｌ）およびＲチャネル信号（Ｒ）の符号化処理により生成される。このため、このステレオ音声符号化装置から出力されるビットストリームには、モノラル信号符号化パラメータを含まなくても良い。【００７９】
そして、このようなステレオ音声符号化装置に対応するステレオ音声復号装置としては、図７に示したステレオ音声復号装置２００において、モノラル信号符号化パラメータを用いない構成となる。すなわち、ビットストリームにモノラル信号符号化パラメータが含まれない場合には、分離部２０１からモノラル信号符号化パラメータが出力されない。さらに、ステレオ音声復号部２０２は、モノラル信号復号部２２１を備えず、Ｌチャネル符号化パラメータおよびＲチャネル符号化パラメータに対して、対応するステレオ音声符号化装置のステレオ音声再構築部内で行われる復号処理と同様の復号処理を行うことで、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）およびＲチャネル再構築信号（Ｒ’）を得ても良い。【００８０】
（実施の形態２）
実施の形態１では、復号側でのＬチャネルおよびＲチャネルの復号信号の生成において、Ｌチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）およびＲチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）を用いる構成について説明したが、本発明はこれに限定されず、Ｌチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）およびＲチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）の代わりに、モノラル残響信号を用いる構成としても良い。実施の形態２では、その場合の具体的な構成および動作について説明する。【００８１】
本実施の形態に係るステレオ音声符号化装置の構成と動作は、図３の相互相関比較部１０６の動作以外は、実施の形態１と同様である。本実施の形態に係る相互相関比較部１０６では、式（４）の代わりに式（１３）により相互相関比較結果αを求める。
【数１３】
2008016097.tif 000015
【００８２】
図１０は、本実施の形態に係るステレオ音声復号装置３００の主要な構成を示すブロック図である。ここで、分離部２０１およびステレオ音声復号部２０２の構成および動作は、実施の形態１において図７に示したステレオ音声復号装置２００の分離部２０１およびステレオ音声復号部２０２の構成および動作と同様であるため、説明を省略する。【００８３】
モノラル信号生成部３０１は、ステレオ音声復号部２０２から入力されるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）およびＲチャネル再構築信号（Ｒ’）を用いて、モノラル再構築信号（Ｍ’）を算出して出力する。モノラル再構築信号（Ｍ’）は、図３のモノラル信号生成部１０２におけるモノラル信号（Ｍ）の算法と同様に算出される。【００８４】
モノラル信号オールパスフィルタ３０２は、オールパスフィルタパラメータと、モノラル信号生成部３０１から入力されるモノラル再構築信号（Ｍ’）とを用いてモノラル残響信号（Ｍ’Ｒｅｖ）を生成し、Ｌチャネル空間情報再現部３０３およびＲチャネル空間情報再現部３０４に出力する。ここで、オールパスフィルタパラメータは、実施の形態１において図７に示したＬチャネルオールパスフィルタ２０３およびＲチャネルオールパスフィルタ２０４と同様に、式（６）に示す伝達関数で表わされるものである。【００８５】
Ｌチャネル空間情報再現部３０３は、分離部２０１から入力される相互相関比較結果α、ステレオ音声復号部２０２から入力されるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）、およびモノラル信号オールパスフィルタ３０２から入力されるモノラル残響信号（Ｍ’Ｒｅｖ）を用いて、下記の式（１４）に従ってＬチャネル復号信号（Ｌ’’）を算出し、出力する。
【数１４】
2008016097.tif 000016
【００８６】
同様に、Ｒチャネル空間情報再現部３０４は、分離部２０１から入力される相互相関比較結果α、ステレオ音声復号部２０２から入力されるＲチャネル再構築信号（Ｒ’）、およびモノラル信号オールパスフィルタ３０２から入力されるモノラル残響信号（Ｍ’Ｒｅｖ）を用いて、下記の式（１５）に従ってＲチャネル復号信号（Ｒ’’）を算出し、出力する。
【数１５】
2008016097.tif 000017
【００８７】
ここで、Ｌ’とＭ’Ｒｅｖとはほぼ直交しているとみなせるため、Ｌチャネル復号信号（Ｌ’’）のエネルギは、下記の式（１６）で与えられる。同様に、Ｒ’とＭ’Ｒｅｖがほぼ直交しているとみなせるため、Ｒチャネル復号信号（Ｒ’’）のエネルギは、下記の式（１７）となる。
【数１６】
2008016097.tif 000018
【数１７】
2008016097.tif 000019
【００８８】
また、Ｌ’とＭ’Ｒｅｖとの直交性およびＲ’とＭ’Ｒｅｖとの直交性から、Ｌチャネル復号信号（Ｌ’’）とＲチャネル復号信号（Ｒ’’）との相互相関値Ｃ３の分子項は式（１８）で与えられる。従って、Ｌチャネル復号信号（Ｌ’’）とＲチャネル復号信号（Ｒ’’）との相互相関値Ｃ３は式（１３），（１６），（１７），（１８）から、式（１９）に示すとおり、オリジナルのＬチャネル信号（Ｌ）とＲチャネル信号（Ｒ）との相互相関係数Ｃ１に等しくなる。以上から、Ｌチャネル空間情報再現部３０３およびＲチャネル空間情報再現部３０４は、式（１４）および式（１５）に従って相互相関比較結果αを利用して復号信号を算出することで、２チャネル間の相互相関値がオリジナルの相互相関値に等しくなるような２チャネルの復号信号を得ることができる。
【数１８】
2008016097.tif 000020
【数１９】
2008016097.tif 000021
【００８９】
このように、本実施の形態によれば、復号側でのＬチャネルおよびＲチャネルの復号信号の生成において、Ｌチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）およびＲチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）を用いる代わりに、モノラル残響信号（Ｍ’Ｒｅｖ）を用いて、オリジナルのステレオ信号に含まれる空間情報を再現することができ、復号されたステレオ音声信号の空間イメージを向上することができる。【００９０】
また、本実施の形態によれば、復号側で、ＬチャネルおよびＲチャネルの２種類の残響信号を生成する代わりに、モノラル信号に対する残響信号のみを生成すればよいため、残響信号を生成するための演算量を削減することができる。【００９１】
なお、本実施の形態では、モノラル信号生成部３０１によりモノラル再構築信号（Ｍ’）を算出する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、ステレオ音声復号部２０２が、図８に示すように、モノラル信号を復号するモノラル信号復号部を有する構成をとる場合には、ステレオ音声復号部２０２により直接モノラル再構築信号（Ｍ’）を得ても良い。【００９２】
以上、本発明の実施の形態について説明した。【００９３】
なお、上記各実施の形態では、左チャネルをＬチャネル、右チャネルをＲチャネルとして説明したが、左右の位置関係がこの表記により限定されないことは言うまでもない。【００９４】
また、上記各実施の形態におけるステレオ音声復号装置は、上記各実施の形態におけるステレオ音声符号化装置が送信したビットストリームを受信して処理を行うとして説明したが、本発明はこれに限定されず、上記各実施の形態におけるステレオ音声復号装置が受信し処理するビットストリームは、この復号装置で処理可能なビットストリームを生成可能な符号化装置が送信したものであれば良い。【００９５】
また、本発明に係るステレオ音声符号化装置、ステレオ音声復号装置は、移動体通信システムにおける通信端末装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置を提供することができる。【００９６】
また、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係るステレオ音声符号化方法／復号方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係るステレオ音声符号化装置／復号装置と同様の機能を実現することができる。【００９７】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。【００９８】
また、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。【００９９】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。【０１００】
さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。【０１０１】
２００６年８月４日出願の特願２００６−２１３６３４の日本出願および２００７年６月１４日出願の特願２００７−１５７７５９の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明に係るステレオ音声符号化装置、ステレオ音声復号装置、およびこれらの方法は移動通信端末のステレオ音声符号化等の用途に適用することができる。
【図１】
2008016097.tif 000025
【図２】
2008016097.tif 000026
【図３】
2008016097.tif 000027
【図４】
2008016097.tif 000028
【図５】
2008016097.tif 000029
【図６】
2008016097.tif 000030
【図７】
2008016097.tif 000031
【図８】
2008016097.tif 000032
【図９】
2008016097.tif 000033
【図１０】
2008016097.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月11日(2009.6.11)
【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】
ステレオ音声を構成する第１チャネル信号と第２チャネル信号との第１相互相関係数を算出する第１算出手段と、
前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて第１チャネル再構築信号および第２チャネル再構築信号を生成するステレオ音声再構築手段と、
前記第１チャネル再構築信号と前記第２チャネル再構築信号との第２相互相関係数を算出する第２算出手段と、
前記第１相互相関係数と前記第２相互相関係数とを比較することにより、前記ステレオ音声の空間情報を含む相互相関比較結果を得る比較手段と、
を具備するステレオ音声符号化装置。
【請求項２】
前記第１算出手段は、式（１）
【数１】
2008016097.tif 000035
に従って前記第１相互相関係数を算出し、
前記第２算出手段は、式（２）
【数２】
2008016097.tif 000036
に従って前記第２相互相関係数を算出し、
前記比較手段は、式（３）
【数３】
2008016097.tif 000037
に従って前記相互相関比較結果を得る、
請求項１記載のステレオ音声符号化装置。
【請求項３】
前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号とを用いてモノラル信号を生成するモノラル信号生成手段と、
前記モノラル信号を符号化することでモノラル信号符号化パラメータを生成するモノラル信号符号化手段と、
を更に具備し、
前記ステレオ音声再構築手段は、
前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号のそれぞれに対して前記モノラル信号および前記モノラル信号符号化パラメータを用いることで第１チャネル再構築信号および第２チャネル再構築信号を生成する、
請求項１記載のステレオ音声符号化装置。
【請求項４】
前記ステレオ音声再構築手段は、
前記モノラル信号と前記第１チャネル信号との平均二乗誤差を最小化する第１適応フィルタパラメータを求める第１適応フィルタと、
前記モノラル信号と前記第２チャネル信号との平均二乗誤差を最小化する第２適応フィルタパラメータを求める第２適応フィルタと、
前記モノラル信号符号化パラメータを用いて前記モノラル信号を復号することでモノラル復号信号を生成するモノラル信号復号手段と、
前記モノラル復号信号を前記第１適応フィルタパラメータによってフィルタリングすることで前記第１チャネル再構築信号を生成する第１合成フィルタと、
前記モノラル復号信号を前記第２適応フィルタパラメータによってフィルタリングすることで前記第２チャネル再構築信号を生成する第２合成フィルタと、
を具備する、
請求項３記載のステレオ音声符号化装置。
【請求項５】
受信したビットストリームから、符号化装置において生成された、ステレオ音声を構成する第１チャネル信号および第２チャネル信号それぞれに関する第１パラメータおよび第２パラメータと、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との第１相互相関と、前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて生成された第１チャネル再構築信号と第２チャネル再構築信号との第２相互相関とを比較して得られた、前記ステレオ音声に関する空間情報を含む相互相関比較結果と、を得る分離手段と、
前記第１パラメータおよび前記第２パラメータを用いて第１チャネル再構築復号信号および第２チャネル再構築復号信号を生成するステレオ音声復号手段と、
前記第１チャネル再構築復号信号を用いて第１チャネル残響信号を生成するとともに、前記第２チャネル再構築復号信号を用いて第２チャネル残響信号を生成するステレオ残響信号生成手段と、
前記第１チャネル再構築復号信号と、前記第１チャネル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第１チャネル復号信号を生成する第１空間情報再現手段と、
前記第２チャネル再構築復号信号と、前記第２チャネル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第２チャネル復号信号を生成する第２空間情報再現手段と、
を具備するステレオ音声復号装置。
【請求項６】
前記ステレオ残響信号生成手段は、
前記第１チャネル再構築復号信号をオールパスフィルタリングすることで前記第１チャネル残響信号を生成する第１オールパスフィルタと、
前記第２チャネル再構築復号信号をオールパスフィルタリングすることで前記第２チャネル残響信号を生成する第２オールパスフィルタと、
を具備する請求項５記載のステレオ音声復号装置。
【請求項７】
受信したビットストリームから、符号化装置において生成された、ステレオ音声を構成する第１チャネル信号および第２チャネル信号それぞれに関する第１パラメータおよび第２パラメータと、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との第１相互相関と前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて生成された第１チャネル再構築信号と第２チャネル再構築信号との第２相互相関とを比較して得られた、前記ステレオ音声に関する空間情報を含む相互相関比較結果と、を得る分離手段と、
前記第１パラメータおよび前記第２パラメータを用いて第１チャネル再構築復号信号および第２チャネル再構築復号信号を生成するステレオ音声復号手段と、
前記第１チャネル再構築復号信号および前記第２チャネル再構築復号信号を用いてモノラル残響信号を生成するモノラル残響信号生成手段と、
前記第１チャネル再構築復号信号と、前記モノラル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第１チャネル復号信号を生成する第１空間情報再現手段と、
前記第２チャネル再構築復号信号と、前記モノラル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第２チャネル復号信号を生成する第２空間情報再現手段と、
を具備するステレオ音声復号装置。
【請求項８】
前記モノラル残響信号生成手段は、
前記第１チャネル再構築復号信号と前記第２チャネル再構築復号信号とを用いてモノラル再構築信号を生成するモノラル信号生成手段と、
前記モノラル再構築信号をオールパスフィルタリングすることで前記モノラル残響信号を生成するモノラル信号オールパスフィルタと、
を具備する請求項７記載のステレオ音声復号装置。
【請求項９】
ステレオ音声を構成する第１チャネル信号と第２チャネル信号との第１相互相関係数を算出するステップと、
前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて第１チャネル再構築信号および第２チャネル再構築信号を生成するステップと、
前記第１チャネル再構築信号と前記第２チャネル再構築信号との第２相互相関係数を算出するステップと、
前記第１相互相関係数と前記第２相互相関係数とを比較することにより、前記ステレオ音声の空間情報を含む相互相関比較結果を得るステップと、
を具備するステレオ音声符号化方法。
【請求項１０】
受信したビットストリームから、符号化装置において生成された、ステレオ音声を構成する第１チャネル信号および第２チャネル信号それぞれに関する第１パラメータおよび第２パラメータと、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との第１相互相関と前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて生成された第１チャネル再構築信
号と第２チャネル再構築信号との第２相互相関とを比較して得られた、前記ステレオ音声に関する空間情報を含む相互相関比較結果とを得るステップと、
前記第１パラメータおよび前記第２パラメータを用いて第１チャネル再構築復号信号および第２チャネル再構築復号信号を生成するステップと、
前記第１チャネル再構築復号信号を用いて第１チャネル残響信号を生成するとともに、前記第２チャネル再構築復号信号を用いて第２チャネル残響信号を生成するステップと、
前記第１チャネル再構築復号信号と、前記第１チャネル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第１チャネル復号信号を生成するステップと、
前記第２チャネル再構築復号信号と、前記第２チャネル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第２チャネル復号信号を生成するステップと、
を具備するステレオ音声復号方法。
【請求項１１】
受信したビットストリームから、符号化装置において生成された、ステレオ音声を構成する第１チャネル信号および第２チャネル信号それぞれに関する第１パラメータおよび第２パラメータと、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との第１相互相関と前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて生成された第１チャネル再構築信号と第２チャネル再構築信号との第２相互相関とを比較して得られた、前記ステレオ音声に関する空間情報を含む相互相関比較結果とを得るステップと、
前記第１パラメータおよび前記第２パラメータを用いて第１チャネル再構築復号信号および第２チャネル再構築復号信号を生成するステップと、
前記第１チャネル再構築復号信号および前記第２チャネル再構築復号信号を用いてモノラル残響信号を生成するステップと、
前記第１チャネル再構築復号信号と、前記モノラル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第１チャネル復号信号を生成するステップと、
前記第２チャネル再構築復号信号と、前記モノラル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第２チャネル復号信号を生成するステップと、
を具備するステレオ音声復号方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信システムまたはインターネットプロトコル（ＩＰ：Internet Protocol）を用いたパケット通信システム等において、ステレオ音声信号の符号化／復号を行う際に用いられるステレオ音声符号化装置、ステレオ音声復号装置、及びこれらの方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムまたはＩＰを用いたパケット通信システム等において、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）のディジタル信号処理速度の向上と帯域幅の拡大により高ビットレートの伝送が可能となってきている。伝送レートのさらなる高速化が進めば、複数チャネルを伝送するだけの帯域（広帯域）を確保できるようになるため、モノラル方式が主流の音声通信においても、ステレオ方式による通信（ステレオ通信）が普及することが期待される。広帯域のステレオ通信では、より自然なサウンド環境に関する情報を符号化することができ、ヘッドフォンあるいはスピーカーで再生すると、聴取者が知覚する空間イメージが生まれる。
【０００３】
ステレオオーディオ信号に含まれている空間情報を符号化する技術として、バイノーラル・キュー符号化(ＢＣＣ：Binaural Cue Coding)が挙げられる。バイノーラル・キュー符号化において、符号化側はステレオオーディオ信号を構成する複数チャネルの信号を合成して生成されたモノラル信号を符号化し、チャネル信号間のキュー（チャネル間キュー）を算出して符号化する。チャネル間キューとは、モノラル信号からチャネル信号を予測するのに使用される副情報として、チャネル間レベル差(ＩＬＤ：Inter-channel Level Difference）、チャネル間時間差(ＩＴＤ：Inter-channel Time Difference)、およびチャネル間相関関係(ＩＣＣ：Inter-Channel Correlation)などを含む。復号側は、モノラル信号の符号化パラメータを復号してモノラル復号信号を得、モノラル復号信号の残響信号を生成し、モノラル復号信号と、その残響信号と、チャネル間キューとを用いてステレオオーディオ信号を再構築する。
【０００４】
このように、ステレオオーディオ信号に含まれている空間情報を符号化する技術の開示例として、非特許文献１および非特許文献２が挙げられる。図１は、非特許文献１が開示するステレオオーディオ符号化装置１０の主要な構成を示すブロック図である。図１において、モノラル信号生成部１１は、入力されるステレオオーディオ信号を構成するＬチャネル信号とＲチャネル信号とを用いてモノラル信号（Ｍ）を生成し、モノラル信号符号化部１２に出力する。モノラル信号符号化部１２は、モノラル信号生成部１１で生成されたモノラル信号を符号化してモノラル信号符号化パラメータを生成し、多重部１４に出力する。チャネル間キュー算出部１３は、入力されるＬチャネル信号とＲチャネル信号とのＩＬＤ、ＩＴＤ、およびＩＣＣなどを含むチャネル間キューを算出し、多重部１４に出力する。多重部１４は、モノラル信号符号化部１２から入力されるモノラル信号符号化パラメータと、チャネル間キュー算出部１３から入力されるチャネル間キューとを多重し、得られるビットストリームをステレオオーディオ復号装置２０に送信する。
【０００５】
図２は、非特許文献１が開示するステレオオーディオ復号装置２０の主要な構成を示すブロック図である。図２において、分離部２１は、ステレオオーディオ符号化装置１０から送信されるビットストリームに対して分離処理を行い、得られるモノラル信号符号化パラメータをモノラル信号復号部２２に出力し、得られるチャネル間キューを第１キュー合成部２４および第２キュー合成部２５に出力する。モノラル信号復号部２２は、分離部２
１から入力されるモノラル信号符号化パラメータを用いて復号処理を行い、得られるモノラル復号信号を、オールパスフィルタ２３、第１キュー合成部２４、および第２キュー合成部２５に出力する。オールパスフィルタ２３は、モノラル信号復号部２２から入力されるモノラル復号信号を所定時間遅延させ、生成されたモノラル残響信号（ＭＲｅｖ’）を第１キュー合成部２４、および第２キュー合成部２５に出力する。第１キュー合成部２４は、分離部２１から入力されるチャネル間キュー、モノラル信号復号部２２から入力されるモノラル復号信号、およびオールパスフィルタ２３から入力されるモノラル残響信号を用いて復号処理を行い、得られるＬチャネル復号信号（Ｌ’）を出力する。第２キュー合成部２５は、分離部２１から入力されるチャネル間キュー、モノラル信号復号部２２から入力されるモノラル復号信号、およびオールパスフィルタ２３から入力されるモノラル残響信号を用いて復号処理を行い、得られるＲチャネル復号信号（Ｒ’）を出力する。
【０００６】
ここで、従来の携帯電話は既に、ステレオ機能を有するマルチメディアプレイヤやＦＭラジオの機能を搭載することができる。さらに、第４世代の携帯電話及びＩＰ電話等ではステレオオーディオ信号だけでなく、ステレオ音声信号の録音、再生等の機能が追加されることが予想される。
【非特許文献１】ISO/IEC 14496-3:2005 Part3 Audio, 8.6.4 Parametric stereo
【非特許文献２】ISO/IEC 23003-1:2006/FCD MPEG Surround（ISO/IEC 23003-1:2007Part1 MPEG Surround）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ステレオオーディオ信号の符号化においてはＩＬＤ、ＩＴＤ、およびＩＣＣという３つのチャネル間キューを算出して符号化するのに対して、ステレオ音声の符号化においては、ＩＬＤおよびＩＴＤという２つのチャネル間キューのみを符号化する。ＩＣＣは、ステレオ音声信号に含まれている重要な空間情報であるため、復号側においてＩＣＣを利用せず生成されたステレオ音声には空間イメージが欠如している。従って、ステレオ復号信号の空間イメージを向上するためには、ステレオ音声符号化に、ＩＬＤおよびＩＴＤに加え、さらに空間情報を符号化する構成を追加する必要がある。
【０００８】
本発明の目的は、ステレオ音声符号化において、復号音声の空間イメージを向上することができるステレオ音声符号化装置、ステレオ音声復号装置、およびこれらの方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のステレオ音声符号化装置は、ステレオ音声を構成する第１チャネル信号と第２チャネル信号との第１相互相関係数を算出する第１算出手段と、前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて第１チャネル再構築信号および第２チャネル再構築信号を生成するステレオ音声再構築手段と、前記第１チャネル再構築信号と前記第２チャネル再構築信号との第２相互相関係数を算出する第２算出手段と、前記第１相互相関係数と前記第２相互相関係数とを比較することにより、前記ステレオ音声の空間情報を含む相互相関比較結果を得る比較手段と、を具備する構成を採る。
【００１０】
また、本発明のステレオ音声復号装置は、受信したビットストリームから、符号化装置において生成された、ステレオ音声を構成する第１チャネル信号および第２チャネル信号それぞれに関する第１パラメータおよび第２パラメータと、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との第１相互相関と前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を用いて生成された第１チャネル再構築信号と第２チャネル再構築信号との第２相互相関とを比較して得られた、前記ステレオ音声に関する空間情報を含む相互相関比較結果と、を得る分離手段と、前記第１パラメータおよび前記第２パラメータを用いて第１チャネル
再構築復号信号および第２チャネル再構築復号信号を生成するステレオ音声復号手段と、前記第１チャネル再構築復号信号を用いて第１チャネル残響信号を生成するとともに、前記第２チャネル再構築復号信号を用いて第２チャネル残響信号を生成するステレオ残響信号生成手段と、前記第１チャネル再構築復号信号と、前記第１チャネル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第１チャネル復号信号を生成する第１空間情報再現手段と、前記第２チャネル再構築復号信号と、前記第２チャネル残響信号と、前記相互相関比較結果とを用いて、第２チャネル復号信号を生成する第２空間情報再現手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ステレオ音声信号の符号化において、チャネル間相互相関（ＩＣＣ）に関する空間情報として２つの相互相関係数を比較し、比較結果をステレオ復号側に送信することにより、復号されたステレオ音声信号の空間イメージを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の各実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
各実施の形態においては、ステレオ音声信号は左（Ｌ）チャネルと右（Ｒ）チャネルとからなる場合を例にとって説明する。各実施の形態に係るステレオ音声符号化装置は、入力されるオリジナルのＬチャネル信号とＲチャネル信号との相互相関係数Ｃ１を算出する。また、各実施の形態に係るステレオ音声符号化装置はローカルなステレオ音声再構築部を備え、Ｌチャネル信号およびＲチャネル信号を再構築し、再構築されたＬチャネル信号とＲチャネル信号との相互相関係数Ｃ２を算出する。各実施の形態に係るステレオ音声符号化装置は、相互相関係数Ｃ１と、相互相関係数Ｃ２とを比較し、比較結果αをステレオ音声信号に含まれている空間情報としてステレオ音声復号装置に送信する。
【００１４】
（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係るステレオ音声符号化装置１００の主要な構成を示すブロック図である。ステレオ音声符号化装置１００は、入力されるステレオ信号のＬチャネル信号とＲチャネル信号とを用いてステレオ音声符号化処理を行い、得られるビット
ストリームを後述するステレオ音声復号装置２００に送信する。なお、ステレオ音声符号化装置１００と対応するステレオ音声復号装置２００が、モノラル信号およびステレオ信号のいずれの復号信号を出力することにより、モノラル／ステレオスケーラブル符号化が実現される。
【００１５】
オリジナル相互相関算出部１０１は、ステレオ音声信号を構成するオリジナルのＬチャネル信号（Ｌ）とＲチャネル信号（Ｒ）との相互相関係数Ｃ１を、下記の式（１）に従って算出し、相互相関比較部１０６に出力する。
【数１】
2008016097.tif 000038
【００１６】
モノラル信号生成部１０２は、例えば下記の式（２）に従って、Ｌチャネル信号（Ｌ）とＲチャネル信号（Ｒ）とを用いてモノラル信号（Ｍ）を生成し、生成されたモノラル信号（Ｍ）をモノラル信号符号化部１０３、およびステレオ音声再構築部１０４に出力する。
【数２】
2008016097.tif 000039
【００１７】
モノラル信号符号化部１０３は、モノラル信号生成部１０２から入力されるモノラル信号に対して、ＡＭＲ−ＷＢ(Adaptive MultiRate - WideBand)などの音声符号化処理を行い、得られるモノラル信号符号化パラメータをステレオ音声再構築部１０４、および多重部１０７に出力する。
【００１８】
ステレオ音声再構築部１０４は、モノラル信号生成部１０２から入力されるモノラル信号（Ｍ）を用いてＬチャネル信号（Ｌ）およびＲチャネル信号（Ｒ）に対して符号化を行い、得られるＬチャネル適応フィルタパラメータおよびＲチャネル適応フィルタパラメータを多重部１０７に出力する。また、ステレオ音声再構築部１０４は、得られるＬチャネル適応フィルタパラメータ、Ｒチャネル適応フィルタパラメータ、およびモノラル信号符号化部１０３から入力されるモノラル信号符号化パラメータを用いて復号処理を行い、得られるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）およびＲチャネル再構築信号（Ｒ’）を再構築相互相関算出部１０５に出力する。なお、ステレオ音声再構築部１０４の詳細については後述
する。
【００１９】
再構築相互相関算出部１０５は、ステレオ音声再構築部１０４から入力されるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）と、Ｒチャネル再構築信号（Ｒ’）との相互相関係数Ｃ２を、下記の式（３）に従って算出し、相互相関比較部１０６に出力する。
【数３】
2008016097.tif 000040
【００２０】
相互相関比較部１０６は、オリジナル相互相関算出部１０１から入力される相互相関係数Ｃ１と、再構築相互相関算出部１０５から入力される相互相関係数Ｃ２とを下記の式（４）従って比較し、相互相関比較結果αを多重部１０７に出力する。
【数４】
2008016097.tif 000041
【００２１】
再構築されたステレオ信号間の相互相関値Ｃ２は、通常、オリジナルステレオ信号間の相互相関値Ｃ１より大きい。そのような場合は、Ｃ２はＣ１より大きく、｜α｜≦１が満たされるので、そのパラメータを量子化／伝送するのに適している。
【００２２】
多重部１０７は、モノラル信号符号化部１０３から入力されるモノラル信号符号化パラメータ、ステレオ音声再構築部１０４から入力されるＬチャネル適応フィルタパラメータ、Ｒチャネル適応フィルタパラメータ、および相互相関比較部１０６から入力される相互相関比較結果αを多重し、得られるビットストリームをステレオ音声復号装置２００に送信する。
【００２３】
図４は、ステレオ音声再構築部１０４の内部の主要な構成を示すブロック図である。
【００２４】
Ｌチャネル適応フィルタ１４１は、適応フィルタからなり、Ｌチャネル信号（Ｌ）、およびモノラル信号生成部１０２から入力されるモノラル信号（Ｍ）をそれぞれ基準信号、および入力信号として用いて、基準信号と入力信号との平均二乗誤差が最小となるような
適応フィルタパラメータを求め、Ｌチャネル合成フィルタ１４４、および多重部１０７に出力する。以下、Ｌチャネル適応フィルタ１４１において求められる適応フィルタパラメータをＬチャネル適応フィルタパラメータと称す。
【００２５】
Ｒチャネル適応フィルタ１４２は、適応フィルタからなり、Ｒチャネル信号（Ｒ）、およびモノラル信号生成部１０２から入力されるモノラル信号（Ｍ）をそれぞれ基準信号、および入力信号として用いて、基準信号と入力信号との平均二乗誤差が最小となるような適応フィルタパラメータを求め、Ｒチャネル合成フィルタ１４５、および多重部１０７に出力する。以下、Ｒチャネル適応フィルタ１４２において求められる適応フィルタパラメータをＲチャネル適応フィルタパラメータと称す。
【００２６】
モノラル信号復号部１４３は、モノラル信号符号化部１０３から入力されるモノラル信号符号化パラメータに対してＡＭＲ−ＷＢなどの音声復号処理を行い、得られるモノラル復号信号（Ｍ’）をＬチャネル合成フィルタ１４４、およびＲチャネル合成フィルタ１４５に出力する。
【００２７】
Ｌチャネル合成フィルタ１４４は、モノラル信号復号部１４３から入力されるモノラル復号信号（Ｍ’）に対して、Ｌチャネル適応フィルタ１４１から入力されるＬチャネル適応フィルタパラメータによりフィルタリングする復号処理を行い、得られるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）を再構築相互相関算出部１０５に出力する。
【００２８】
Ｒチャネル合成フィルタ１４５は、モノラル信号復号部１４３から入力されるモノラル復号信号（Ｍ’）に対して、Ｒチャネル適応フィルタ１４２から入力されるＲチャネル適応フィルタパラメータによりフィルタリングする復号処理を行い、得られるＲチャネル再構築信号（Ｒ’）を再構築相互相関算出部１０５に出力する。
【００２９】
図５は、Ｌチャネル適応フィルタ１４１を構成する適応フィルタの構成および動作を説明するための図である。この図において、ｎは時間軸上におけるサンプル番号を示す。Ｈ（ｚ）は、Ｈ（ｚ）＝ｂ０＋ｂ１（ｚ−１）＋ｂ２（ｚ−２）＋…＋ｂｋ（ｚ−ｋ）であり、適応フィルタ、例えばＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルタのモデル（伝達関数）を示す。ここで、ｋは適応フィルタパラメータの次数を示し、ｂ＝［ｂ０，ｂ１，…，ｂｋ］は適応フィルタパラメータを示す。また、ｘ(ｎ)は適応フィルタの入力信号を示し、Ｌチャネル適応フィルタ１４１の場合、モノラル信号生成部１０２から入力されるモノラル信号（Ｍ)を用いる。また、ｙ(ｎ)は適応フィルタの基準信号を示し、Ｌチャネル適応フィルタ１４１の場合、Ｌチャネル信号（Ｌ）を用いる。
【００３０】
適応フィルタは、下記の式（５）に従って、基準信号と入力信号との平均二乗誤差が最小となるような、適応フィルタパラメータｂ＝［ｂ０，ｂ１，…，ｂｋ］を求めて出力する。
【数５】
2008016097.tif 000042
【００３１】
この式において、Ｅは統計的期待演算子(statistical expectation operator)を表し、ｅ(ｎ)は予測誤差を表し、ｋはフィルタ次数を表す。
【００３２】
Ｒチャネル適応フィルタ１４２を構成する適応フィルタは、Ｌチャネル適応フィルタ１４１を構成する適応フィルタと同様な構成および動作を有し、基準信号ｙ（ｎ）として、
Ｒチャネル信号（Ｒ）が入力される点においてＬチャネル適応フィルタ１４１を構成するフィルタと相違する。
【００３３】
図６は、ステレオ音声符号化装置１００におけるステレオ音声符号化処理の手順の一例を示すフロー図である。
【００３４】
まず、ステップ（以下、「ＳＴ」と省略する）１５１において、オリジナル相互相関算出部１０１は、オリジナルのＬチャネル信号（Ｌ）とＲチャネル信号（Ｒ）との相互相関係数Ｃ１を算出する。
【００３５】
次いで、ＳＴ１５２において、モノラル信号生成部１０２は、Ｌチャネル信号とＲチャネル信号とを用いて、モノラル信号を生成する。
【００３６】
次いで、ＳＴ１５３において、モノラル信号符号化部１０３は、モノラル信号を符号化して、モノラル信号符号化パラメータを生成する。
【００３７】
次いで、ＳＴ１５４において、Ｌチャネル適応フィルタ１４１は、Ｌチャネル信号とモノラル信号との平均二乗誤差が最小となるようなＬチャネル適応フィルタパラメータを求める。
【００３８】
次いで、ＳＴ１５５において、Ｒチャネル適応フィルタ１４２は、Ｒチャネル信号とモノラル信号との平均二乗誤差が最小となるようなＲチャネル適応フィルタパラメータを求める。
【００３９】
次いで、ＳＴ１５６において、モノラル信号復号部１４３は、モノラル信号符号化パラメータを用いて復号処理を行い、モノラル復号信号（Ｍ’）を生成する。
【００４０】
次いで、ＳＴ１５７において、Ｌチャネル合成フィルタ１４４は、モノラル復号信号（Ｍ’）と、Ｌチャネル適応フィルタパラメータとを用いてＬチャネル信号を再構築し、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）を生成する。
【００４１】
次いで、ＳＴ１５８において、Ｒチャネル合成フィルタ１４５は、モノラル復号信号（Ｍ’）と、Ｒチャネル適応フィルタパラメータとを用いてＲチャネル信号を再構築し、Ｒチャネル再構築信号（Ｒ’）を生成する。
【００４２】
次いで、ＳＴ１５９において、再構築相互相関算出部１０５は、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）とＲチャネル再構築信号（Ｒ’）との相互相関係数Ｃ２を算出する。
【００４３】
次いで、ＳＴ１６０において、相互相関比較部１０６は、相互相関係数Ｃ１と相互相関係数Ｃ２とを比較し、相互相関比較結果αを求める。
【００４４】
次いで、ＳＴ１６１において、多重部１０７は、モノラル信号符号化パラメータ、Ｌチャネル適応フィルタパラメータ、Ｒチャネル適応フィルタパラメータ、および相互相関比較結果αを多重して送信する。
【００４５】
上記のように、ステレオ音声符号化装置１００はＬチャネル適応フィルタ１４１およびＲチャネル適応フィルタ１４２において求められる適応フィルタパラメータを、チャネル間レベル差（ＩＬＤ）およびチャネル間時間差（ＩＴＤ）に関する空間情報パラメータとしてステレオ音声復号装置２００に送信する。また、ステレオ音声符号化装置１００は相互相関比較部１０６において求められる相互相関比較結果αを、Ｌチャネル信号とＲチャ
ネル信号とのチャネル間相互相関（ＩＣＣ）に関する空間情報パラメータとしてステレオ音声復号装置２００に送信する。
【００４６】
なお、本実施の形態では、ステレオ音声符号化装置１００が、相互相関比較結果αの代わりに、オリジナルのＬチャネル信号（Ｌ）とＲチャネル信号（Ｒ）との相互相関係数Ｃ１を送信するようにしても良い。この場合でも、復号器側では、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）とＲチャネル再構築信号（Ｒ’）との相互相関係数Ｃ２を得ることができるため、αは復号器側で計算することによって得られる。これにより、ステレオ音声符号化装置１００では、ＬチャネルおよびＲチャネルの再構築信号を生成する必要がなくなるため、演算量を削減することができる。
【００４７】
図７は、ステレオ音声復号装置２００の主要な構成を示すブロック図である。
【００４８】
分離部２０１は、ステレオ音声符号化装置１００から送信されるビットストリームに対して分離処理を行い、得られるモノラル信号符号化パラメータ、Ｌチャネル適応フィルタパラメータ、およびＲチャネル適応フィルタパラメータをステレオ音声復号部２０２に出力し、相互相関比較結果αをＬチャネル空間情報再現部２０５、およびＲチャネル空間情報再現部２０６に出力する。
【００４９】
ステレオ音声復号部２０２は、分離部２０１から入力されるモノラル信号符号化パラメータ、Ｌチャネル適応フィルタパラメータ、およびＲチャネル適応フィルタパラメータを用いて、Ｌチャネル信号およびＲチャネル信号を復号し、得られるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）をＬチャネルオールパスフィルタ２０３、およびＬチャネル空間情報再現部２０５に出力する。また、ステレオ音声復号部２０２は、復号により得たＲチャネル再構築信号（Ｒ’）をＲチャネルオールパスフィルタ２０４、およびＲチャネル空間情報再現部２０６に出力する。なお、ステレオ音声復号部２０２の詳細については後述する。
【００５０】
Ｌチャネルオールパスフィルタ２０３は、下記の式（６）に示す伝達関数を表すオールパスフィルタパラメータと、ステレオ音声復号部２０２から入力されるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）とを用いてＬチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）を生成し、Ｌチャネル空間情報再現部２０５に出力する。
【数６】
2008016097.tif 000043
【００５１】
この式において、Ｈａｌｌｐａｓｓは、オールパスフィルタの伝達関数を示し、ａ＝［ａ１，ａ２，…，ａＮ］はオールパスフィルタパラメータを示し、Ｎはオールパスフィルタパラメータの次数を示す。なお、Ｌチャネルオールパスフィルタ２０３の入力信号Ｌ’と出力信号Ｌ’Ｒｅｖとは直交するため、それらの相互相関値Correlation［Ｌ’(ｎ)，Ｌ’Ｒｅｖ(ｎ)］＝０である。また、Ｌ’のエネルギとＬ’Ｒｅｖのエネルギとは同様であるため、｜Ｌ’(ｎ)｜２＝｜Ｌ’Ｒｅｖ(ｎ)｜２である。
【００５２】
Ｒチャネルオールパスフィルタ２０４は、上記の式（６）に示す伝達関数を表すオールパスフィルタパラメータと、ステレオ音声復号部２０２から入力されるＲチャネル再構築信号（Ｒ’）とを用いてＲチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）を生成し、Ｒチャネル空間情報再現部２０６に出力する。
【００５３】
Ｌチャネル空間情報再現部２０５は、分離部２０１から入力される相互相関比較結果α
、ステレオ音声復号部２０２から入力されるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）、およびＬチャネルオールパスフィルタ２０３から入力されるＬチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）を用いて、下記の式（７）に従ってＬチャネル復号信号（Ｌ’’）を算出し、出力する。
【００５４】
【数７】
2008016097.tif 000044
【００５５】
Ｒチャネル空間情報再現部２０６は、分離部２０１から入力される相互相関比較結果α、ステレオ音声復号部２０２から入力されるＲチャネル再構築信号（Ｒ’）、およびＲチャネルオールパスフィルタ２０４から入力されるＲチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）を用いて、下記の式（８）に従ってＲチャネル復号信号（Ｒ’’）を算出し、出力する。
【数８】
2008016097.tif 000045
【００５６】
前述したように、Ｌ’とＬ’Ｒｅｖとは直交し、エネルギが同様であるため、Ｌチャネル復号信号（Ｌ’’）のエネルギは、下記の式（９）で与えられる。同様に、Ｒチャネル復号信号（Ｒ’’）のエネルギは、下記の式（１０）で与えられる。
【数９】
2008016097.tif 000046
【数１０】
2008016097.tif 000047
【００５７】
また、Ｌチャネル復号信号（Ｌ’’）とＲチャネル復号信号（Ｒ’’）との相互相関値Ｃ３の分子項は下記の式（１１）で与えられる。ここで、Ｌチャネルオールパスフィルタ２０３とＲチャネルオールパスフィルタ２０４とで異なるフィルタが用いられれば、式（１１）の右辺の第２〜第４項の相関算出のための各信号間はほぼ直交するため、第２〜第４項は第１項と比較して非常に小さくほぼゼロとみなせる。従って、Ｌチャネル復号信号（Ｌ’’）とＲチャネル復号信号（Ｒ’’）との相互相関値Ｃ３は式（４）、（９）、（１０）、（１１）から、下記の式（１２）に示すとおり、オリジナルのＬチャネル信号（Ｌ）とＲチャネル信号（Ｒ）との相互相関係数Ｃ１に等しくなる。以上から、Ｌチャネル空間情報再現部２０５およびＲチャネル空間情報再現部２０６は、式（７）および式（８）に従って相互相関比較結果αを利用して復号信号を算出することで、２チャネル間の相互相関値がオリジナルの相互相関値に等しくなるような２チャネルの復号信号を得ることができる。
【数１１】
2008016097.tif 000048
【数１２】
2008016097.tif 000049
【００５８】
図８は、ステレオ音声復号部２０２の内部の主要な構成を示すブロック図である。
【００５９】
モノラル信号復号部２２１は、分離部２０１から入力されるモノラル信号符号化パラメータを用いて復号処理を行い、得られるモノラル復号信号（Ｍ’）をＬチャネル合成フィルタ２２２およびＲチャネル合成フィルタ２２３に出力する。
【００６０】
Ｌチャネル合成フィルタ２２２は、モノラル信号復号部２２１から入力されるモノラル復号信号（Ｍ’）に対して、分離部２０１から入力されるＬチャネル適応フィルタパラメータによりフィルタリングする復号処理を行い、得られるＬチャネル再構築信号(Ｌ’)をＬチャネルオールパスフィルタ２０３およびＬチャネル空間情報再現部２０５に出力する。
【００６１】
Ｒチャネル合成フィルタ２２３は、モノラル信号復号部２２１から入力されるモノラル復号信号（Ｍ’）に対して、分離部２０１から入力されるＲチャネル適応フィルタパラメータによりフィルタリングする復号処理を行い、得られるＲチャネル再構築信号(Ｒ’)をＲチャネルオールパスフィルタ２０４およびＲチャネル空間情報再現部２０６に出力する。
【００６２】
図９は、ステレオ音声復号装置２００におけるステレオ音声復号処理の手順の一例を示すフロー図である。
【００６３】
まず、ＳＴ２５１において、分離部２０１は、ステレオ音声符号化装置１００から送信されるビットストリームを用いて分離処理を行い、モノラル信号符号化パラメータ、Ｌチャネル適応フィルタパラメータ、Ｒチャネル適応フィルタパラメータ、および相互相関比較結果αを生成する。
【００６４】
次いで、ＳＴ２５２において、モノラル信号復号部２２１は、モノラル信号符号化パラメータを用いてモノラル信号を復号し、モノラル復号信号（Ｍ’）を生成する。
【００６５】
次いで、ＳＴ２５３において、Ｌチャネル合成フィルタ２２２は、モノラル復号信号（Ｍ’）に対して、Ｌチャネル適応フィルタパラメータによりフィルタリングする復号処理を行い、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）を生成する。
【００６６】
次いで、ＳＴ２５４において、Ｒチャネル合成フィルタ２２３は、モノラル復号信号（Ｍ’）に対して、Ｒチャネル適応フィルタパラメータによりフィルタリングする復号処理を行い、Ｒチャネル再構築信号（Ｒ’）を生成する。
【００６７】
次いで、ＳＴ２５５において、Ｌチャネルオールパルフィルタ２０３は、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）を用いてＬチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）を生成する。
【００６８】
次いで、ＳＴ２５６において、Ｒチャネルオールパルフィルタ２０４は、Ｒチャネル再構築信号（Ｒ’）を用いてＲチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）を生成する。
【００６９】
次いで、ＳＴ２５７において、Ｌチャネル空間情報再現部２０５は、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）と、Ｌチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）と、相互相関比較結果αとを用いてＬチャネル復号信号（Ｌ’’）を生成する。
【００７０】
次いで、ＳＴ２５８において、Ｒチャネル空間情報再現部２０６は、Ｒチャネル再構築信号（Ｒ’）と、Ｒチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）と、相互相関比較結果αとを用いてＲチャネル復号信号（Ｒ’’）を生成する。
【００７１】
このように、本実施の形態によれば、ステレオ音声符号化装置１００において、チャネル間レベル差（ＩＬＤ）およびチャネル間時間差（ＩＴＤ）に関する空間情報パラメータであるＬチャネル適応フィルタパラメータおよびＲチャネル適応フィルタパラメータに加え、さらにチャネル間相互相関（ＩＣＣ）に関する空間情報である相互相関比較結果αをステレオ音声復号装置２００に送信する。そしてステレオ音声復号装置においてはこれらの情報を用いてステレオ音声復号を行うため、復号音声の空間イメージを向上することができる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、チャネル間レベル差（ＩＬＤ）およびチャネル間時間差（ＩＴＤ）に関する空間情報パラメータとして、Ｌチャネル適応フィルタパラメータとＬチャネル適応フィルタパラメータとを求めて送信する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、Ｌチャネル適応フィルタパラメータおよびＲチャネル適応フィルタパラメータ以外のその他の、チャネル間差分情報を示す空間情報パラメータを求めて送信しても良い。
【００７３】
また、本実施の形態では、相互相関比較部１０６において上記の式（４）に従って相互相関比較結果を求める場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、相互相関係数Ｃ１と相互相関関係Ｃ２との差異を一意的に表す他の比較結果を求めても良い。
【００７４】
また、本実施の形態では、Ｌチャネルオールパスフィルタ２０３およびＲチャネルオールパスフィルタ２０４において固定のオールパスフィルタパラメータを用いてＬチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）およびＲチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）を生成する場合を例にとって説明したが、ステレオ音声符号化装置１００から送信されるオールパスフィルタパラメータを用いても良い。
【００７５】
また、本実施の形態では、図６及び図９において、手順の一例としてシリアル的に各ステップの処理を行う例を示したが、順序の入れ替えや並列化が可能なステップもある。例えば、ＳＴ１５４においてＬチャネル適応フィルタパラメータを算出し、ＳＴ１５５においてＲチャネル適応フィルタパラメータを算出する場合を例にとって説明したが、この２つのステップの順序を替えて、ＳＴ１５４においてＲチャネル適応フィルタパラメータを算出し、ＳＴ１５５においてＬチャネル適応フィルタパラメータを算出しても良く、またはＳＴ１５４およびＳＴ１５５における処理を並列処理にしても良い。また、ＳＴ１５６で行われるモノラル信号の復号はＳＴ１５４の前でもＳＴ１５５の前でもよく、ＳＴ１５４やＳＴ１５５と並列に処理しても良い。同様に、ＳＴ１５７とＳＴ１５８との順序、ＳＴ２５３とＳＴ２５４との順序、ＳＴ２５５とＳＴ２５６との順序、ＳＴ２５７とＳＴ２５８との順序を替えても良く、並列処理にしても良い。また、ＳＴ１５１は、スタートからＳＴ１５９までの間であれば、どのようなタイミングで行っても良い。
【００７６】
また、本実施の形態では、図７及び図８においては、モノラル信号復号部２２１で生成されたモノラル復号信号（Ｍ’）はステレオ音声復号装置２００の外部には出力されていない場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、例えばＬチャネル復号信号（Ｌ’’）またはＲチャネル復号信号（Ｒ’’）の生成に失敗した場合に、モノラル復
号信号（Ｍ’）をステレオ音声復号装置２００の外部に出力し、ステレオ音声復号装置２００の復号音声として用いても良い。
【００７７】
また、本実施の形態では、ステレオ音声符号化装置１００のステレオ音声再構築部１０４は、モノラル信号生成部１０２から入力されるモノラル信号（Ｍ）をＬチャネル信号（Ｌ）およびＲチャネル信号（Ｒ）に対してそれぞれ用いた符号化を行うことで得られたＬチャネル適応フィルタパラメータおよびＲチャネル適応フィルタパラメータと、モノラル信号符号化部１０３から入力されるモノラル信号符号化パラメータを用いて復号処理を行うことで得られたモノラル復号信号（Ｍ’）と、を用いてＬチャネル再構築信号（Ｌ’）およびＲチャネル再構築信号（Ｒ’）を得る場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、ステレオ音声再構築部１０４は、モノラル信号（Ｍ）とモノラル信号符号化パラメータとを用いずに、Ｌチャネル信号（Ｌ）およびＲチャネル信号（Ｒ）のそれぞれに対して符号化処理および復号処理を行うことで、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）およびＲチャネル再構築信号（Ｒ’）を得ても良い。かかる場合、ステレオ音声符号化装置においては、モノラル信号生成部１０２およびモノラル信号符号化部１０３を備えなくても良い。また、かかる場合、Ｌチャネル適応フィルタパラメータおよびＲチャネル適応フィルタパラメータの代わりにＬチャネル符号化パラメータおよびＲチャネル符号化パラメータが、ステレオ音声再構築部におけるＬチャネル信号（Ｌ）およびＲチャネル信号（Ｒ）の符号化処理により生成される。このため、このステレオ音声符号化装置から出力されるビットストリームには、モノラル信号符号化パラメータを含まなくても良い。
【００７８】
そして、このようなステレオ音声符号化装置に対応するステレオ音声復号装置としては、図７に示したステレオ音声復号装置２００において、モノラル信号符号化パラメータを用いない構成となる。すなわち、ビットストリームにモノラル信号符号化パラメータが含まれない場合には、分離部２０１からモノラル信号符号化パラメータが出力されない。さらに、ステレオ音声復号部２０２は、モノラル信号復号部２２１を備えず、Ｌチャネル符号化パラメータおよびＲチャネル符号化パラメータに対して、対応するステレオ音声符号化装置のステレオ音声再構築部内で行われる復号処理と同様の復号処理を行うことで、Ｌチャネル再構築信号（Ｌ’）およびＲチャネル再構築信号（Ｒ’）を得ても良い。
【００７９】
（実施の形態２）
実施の形態１では、復号側でのＬチャネルおよびＲチャネルの復号信号の生成において、Ｌチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）およびＲチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）を用いる構成について説明したが、本発明はこれに限定されず、Ｌチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）およびＲチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）の代わりに、モノラル残響信号を用いる構成としても良い。実施の形態２では、その場合の具体的な構成および動作について説明する。
【００８０】
本実施の形態に係るステレオ音声符号化装置の構成と動作は、図３の相互相関比較部１０６の動作以外は、実施の形態１と同様である。本実施の形態に係る相互相関比較部１０６では、式（４）の代わりに式（１３）により相互相関比較結果αを求める。
【数１３】
2008016097.tif 000050
【００８１】
図１０は、本実施の形態に係るステレオ音声復号装置３００の主要な構成を示すブロック図である。ここで、分離部２０１およびステレオ音声復号部２０２の構成および動作は、実施の形態１において図７に示したステレオ音声復号装置２００の分離部２０１およびステレオ音声復号部２０２の構成および動作と同様であるため、説明を省略する。
【００８２】
モノラル信号生成部３０１は、ステレオ音声復号部２０２から入力されるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）およびＲチャネル再構築信号（Ｒ’）を用いて、モノラル再構築信号（Ｍ’）を算出して出力する。モノラル再構築信号（Ｍ’）は、図３のモノラル信号生成部１０２におけるモノラル信号（Ｍ）の算法と同様に算出される。
【００８３】
モノラル信号オールパスフィルタ３０２は、オールパスフィルタパラメータと、モノラル信号生成部３０１から入力されるモノラル再構築信号（Ｍ’）とを用いてモノラル残響信号（Ｍ’Ｒｅｖ）を生成し、Ｌチャネル空間情報再現部３０３およびＲチャネル空間情報再現部３０４に出力する。ここで、オールパスフィルタパラメータは、実施の形態１において図７に示したＬチャネルオールパスフィルタ２０３およびＲチャネルオールパスフィルタ２０４と同様に、式（６）に示す伝達関数で表わされるものである。
【００８４】
Ｌチャネル空間情報再現部３０３は、分離部２０１から入力される相互相関比較結果α、ステレオ音声復号部２０２から入力されるＬチャネル再構築信号（Ｌ’）、およびモノラル信号オールパスフィルタ３０２から入力されるモノラル残響信号（Ｍ’Ｒｅｖ）を用いて、下記の式（１４）に従ってＬチャネル復号信号（Ｌ’’）を算出し、出力する。
【数１４】
2008016097.tif 000051
【００８５】
同様に、Ｒチャネル空間情報再現部３０４は、分離部２０１から入力される相互相関比較結果α、ステレオ音声復号部２０２から入力されるＲチャネル再構築信号（Ｒ’）、およびモノラル信号オールパスフィルタ３０２から入力されるモノラル残響信号（Ｍ’Ｒｅｖ）を用いて、下記の式（１５）に従ってＲチャネル復号信号（Ｒ’’）を算出し、出力する。
【数１５】
2008016097.tif 000052
【００８６】
ここで、Ｌ’とＭ’Ｒｅｖとはほぼ直交しているとみなせるため、Ｌチャネル復号信号（Ｌ’’）のエネルギは、下記の式（１６）で与えられる。同様に、Ｒ’とＭ’Ｒｅｖがほぼ直交しているとみなせるため、Ｒチャネル復号信号（Ｒ’’）のエネルギは、下記の式（１７）となる。
【数１６】
2008016097.tif 000053
【数１７】
2008016097.tif 000054
【００８７】
また、Ｌ’とＭ’Ｒｅｖとの直交性およびＲ’とＭ’Ｒｅｖとの直交性から、Ｌチャネル復号信号（Ｌ’’）とＲチャネル復号信号（Ｒ’’）との相互相関値Ｃ３の分子項は式（１８）で与えられる。従って、Ｌチャネル復号信号（Ｌ’’）とＲチャネル復号信号（Ｒ’’）との相互相関値Ｃ３は式（１３），（１６），（１７），（１８）から、式（１９）に示すとおり、オリジナルのＬチャネル信号（Ｌ）とＲチャネル信号（Ｒ）との相互相関係数Ｃ１に等しくなる。以上から、Ｌチャネル空間情報再現部３０３およびＲチャネル空間情報再現部３０４は、式（１４）および式（１５）に従って相互相関比較結果αを利用して復号信号を算出することで、２チャネル間の相互相関値がオリジナルの相互相関値に等しくなるような２チャネルの復号信号を得ることができる。
【数１８】
2008016097.tif 000055
【数１９】
2008016097.tif 000056
【００８８】
このように、本実施の形態によれば、復号側でのＬチャネルおよびＲチャネルの復号信号の生成において、Ｌチャネル残響信号（Ｌ’Ｒｅｖ）およびＲチャネル残響信号（Ｒ’Ｒｅｖ）を用いる代わりに、モノラル残響信号（Ｍ’Ｒｅｖ）を用いて、オリジナルのステレオ信号に含まれる空間情報を再現することができ、復号されたステレオ音声信号の空間イメージを向上することができる。
【００８９】
また、本実施の形態によれば、復号側で、ＬチャネルおよびＲチャネルの２種類の残響信号を生成する代わりに、モノラル信号に対する残響信号のみを生成すればよいため、残響信号を生成するための演算量を削減することができる。
【００９０】
なお、本実施の形態では、モノラル信号生成部３０１によりモノラル再構築信号（Ｍ’）を算出する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、ステレオ音声復号部２０２が、図８に示すように、モノラル信号を復号するモノラル信号復号部を有する構成をとる場合には、ステレオ音声復号部２０２により直接モノラル再構築信号（Ｍ’）を得ても良い。
【００９１】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【００９２】
なお、上記各実施の形態では、左チャネルをＬチャネル、右チャネルをＲチャネルとして説明したが、左右の位置関係がこの表記により限定されないことは言うまでもない。
【００９３】
また、上記各実施の形態におけるステレオ音声復号装置は、上記各実施の形態におけるステレオ音声符号化装置が送信したビットストリームを受信して処理を行うとして説明したが、本発明はこれに限定されず、上記各実施の形態におけるステレオ音声復号装置が受信し処理するビットストリームは、この復号装置で処理可能なビットストリームを生成可能な符号化装置が送信したものであれば良い。
【００９４】
また、本発明に係るステレオ音声符号化装置、ステレオ音声復号装置は、移動体通信システムにおける通信端末装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置を提供することができる。
【００９５】
また、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係るステレオ音声符号化方法／復号方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係るステレオ音声符号化装置／復号装置と同様の機能を実現することができる。
【００９６】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。
【００９７】
また、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。
【００９８】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
【００９９】
さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。
【０１００】
２００６年８月４日出願の特願２００６−２１３６３４の日本出願および２００７年６月１４日出願の特願２００７−１５７７５９の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明に係るステレオ音声符号化装置、ステレオ音声復号装置、およびこれらの方法は移動通信端末のステレオ音声符号化等の用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】従来技術に係るステレオオーディオ符号化装置の主要な構成を示すブロック図
【図２】従来技術に係るステレオオーディオ復号装置の主要な構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係るステレオ音声符号化装置の主要な構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係るステレオ音声再構築部の内部の主要な構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１に係る適応フィルタの構成および動作を示すための図
【図６】本発明の実施の形態１に係るステレオ音声符号化装置におけるステレオ音声符号化処理の手順の一例を示すフロー図
【図７】本発明の実施の形態１に係るステレオ音声復号装置の主要な構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態１に係るステレオ音声復号部の内部の主要な構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態１に係るステレオ音声復号装置におけるステレオ音声復号処理の手順の一例を示すフロー図
【図１０】本発明の実施の形態２に係るステレオ音声復号装置の主要な構成を示すブロック図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008016097.tif 000057
【図２】
2008016097.tif 000058
【図３】
2008016097.tif 000059
【図４】
2008016097.tif 000060
【図５】
2008016097.tif 000061
【図６】
2008016097.tif 000062
【図７】
2008016097.tif 000063
【図８】
2008016097.tif 000064
【図９】
2008016097.tif 000065
【図１０】
2008016097.tif 000066
【国際調査報告】
2008016097.tif 000067
2008016097.tif 000068
2008016097.tif 000069
2008016097.tif 000070