(57)【要約】【課題】２チャンネルステレオ信号から、高音質のセンター音信号と、ステレオ感のある臨場音信号とを分離する。【解決手段】２チャンネルのステレオ信号を、それぞれ、複数の帯域からなる複素信号に分割し、各帯域ごとに両チャンネル間の複素信号の位相差を算出する。算出した位相差の値に応じて、位相差が０度のとき１．０またはその近傍値、位相差が±１８０度のとき０．０またはその近傍値となる連続したゲイン関数を設定する。このゲインを両チャンネルの信号を加算平均した複素信号に乗じた後に、帯域合成することによって、センター定位に近い成分の信号を分離する。２チャンネルのステレオ信号のそれぞれから、センター定位に近い成分を減算することにより、臨場音信号を分離する。【選択図】図１
2007129383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２チャンネルステレオ音声信号の左チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の複素信号に分割する左チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段と、
前記２チャンネルステレオ音声信号の右チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の複素信号に分割する右チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段と、
前記左チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの前記複数の帯域の複素信号および前記右チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの前記複数の帯域の複素信号のうちの、同じ周波数帯域の複素信号がそれぞれ供給される、前記複数の周波数帯域のそれぞれに対応して設けられる複数のセンター音成分抽出手段と、
前記複数のセンター音成分抽出手段から得られる複数のセンター音成分出力を合成して、センター定位に近い成分の信号を生成する合成手段と、
を備え、
前記複数のセンター音成分抽出手段のそれぞれは、
前記同じ周波数帯域の複素信号を加算する加算手段と、
前記同じ周波数帯域の複素信号の位相差を検出する第１の位相差検出手段と、
位相差が０度でゲインが１．０またはその近傍値、位相差が±１８０度でゲインが０．０またはその近傍値となり、かつ、位相差が０度から±１８０度に向かうときに、ゲインが直線に沿って漸減する特性のゲインを出力するものであって、前記第１の位相差検出手段で検出された位相差を入力として、当該入力された位相差に応じたゲインを出力するゲイン生成手段と、
前記ゲイン生成手段で生成されたゲインを前記加算手段からの加算出力に乗算し、その乗算出力を前記センター音成分抽出手段の出力として前記合成手段に出力する乗算手段と、
を備えることを特徴とするステレオ信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステレオ信号処理装置において、
前記合成手段からの前記センター定位に近い成分の信号を、前記左チャンネルの音声信号から減算して前記センター定位に近い成分を抑圧した左チャンネルの音声信号を生成する左チャンネル用の減算手段と、
前記合成手段からの前記センター定位に近い成分の信号を、前記右チャンネルの音声信号から減算して前記センター定位に近い成分を抑圧した右チャンネルの音声信号を生成する右チャンネル用の減算手段と、
を備えることを特徴とするステレオ信号処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載のステレオ信号処理装置において、
前記左チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの前記複数の帯域の複素信号および前記右チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの前記複数の帯域の複素信号のうちの、同じ周波数帯域の複素信号がそれぞれ供給される、前記複数の周波数帯域のそれぞれに対応して設けられる複数の臨場音成分抽出手段と、
前記複数の臨場音成分抽出手段から得られる複数の左チャンネルおよび右チャンネルの臨場音成分出力を合成して、センター定位に近い成分を抑圧した臨場音信号を生成する左チャンネル用合成手段および右チャンネル用合成手段と、
を備え、
前記複数の臨場音成分抽出手段のそれぞれは、
前記同じ周波数帯域の複素信号の位相差を検出する第２の位相差検出手段と、
位相差が０度でゲインが０．０またはその近傍値、位相差が±１８０度でゲインが１．０またはその近傍値となり、かつ、位相差が０度から±１８０度に向かうときに、ゲインが直線に沿って漸増する特性のゲインを出力するものであって、前記第２の位相差検出手段で検出された位相差を入力として、当該入力された位相差に応じたゲインを出力する第２のゲイン生成手段と、
前記第２のゲイン生成手段で生成されたゲインを前記左チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの複素信号に乗算し、その乗算出力を左チャンネルの臨場音成分出力として前記左チャンネル用合成手段に出力する左チャンネル用乗算手段と、
前記第２のゲイン生成手段で生成されたゲインを前記右チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの複素信号に乗算し、その乗算出力を右チャンネルの臨場音成分出力として前記右チャンネル用合成手段に出力する右チャンネル用乗算手段と、
を備えることを特徴とするステレオ信号処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載のステレオ信号処理装置において、
前記第１の位相差検出手段と、前記第２の位相差検出手段とは、１つの位相差検出手段で構成することを特徴とするステレオ信号処理装置。
【請求項５】
２チャンネルステレオ音声信号の左チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の複素信号に分割する左チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段と、
前記２チャンネルステレオ音声信号の右チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の複素信号に分割する右チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段と、
前記左チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの前記複数の帯域の複素信号および前記右チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの前記複数の帯域の複素信号のうちの、同じ周波数帯域の複素信号がそれぞれ供給される、前記複数の周波数帯域のそれぞれに対応して設けられる複数の臨場音成分抽出手段と、
前記複数の臨場音成分抽出手段から得られる複数の左チャンネルおよび右チャンネルの臨場音成分出力を合成して、センター定位に近い成分を抑圧した左チャンネルおよび右チャンネルの臨場音信号を生成する左チャンネル用合成手段および右チャンネル用合成手段と、
を備え、
前記複数の臨場音成分抽出手段のそれぞれは、
前記同じ周波数帯域の複素信号の位相差を検出する位相差検出手段と、
位相差が０度でゲインが０．０またはその近傍値、位相差が±１８０度でゲインが１．０またはその近傍値となり、かつ、位相差が０度から±１８０度に向かうときに、ゲインが直線に沿って漸増する特性のゲインを出力するものであって、前記位相差検出手段で検出された位相差を入力として、当該入力された位相差に応じたゲインを出力するゲイン生成手段と、
前記ゲイン生成手段で生成されたゲインを前記左チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの複素信号に乗算し、その乗算出力を左チャンネルの臨場音成分出力として前記左チャンネル用合成手段に出力する左チャンネル用乗算手段と、
前記ゲイン生成手段で生成されたゲインを前記右チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの複素信号に乗算し、その乗算出力を右チャンネルの臨場音成分出力として前記右チャンネル用合成手段に出力する右チャンネル用乗算手段と、
を備えることを特徴とするステレオ信号処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載のステレオ信号処理装置において、
前記左チャンネル用合成手段からの前記センター定位に近い成分を抑圧した左チャンネルの信号を、前記左チャンネルの音声信号から減算する左チャンネル用の減算手段と、
前記右チャンネル用合成手段からの前記センター定位に近い成分を抑圧した右チャンネルの信号を、前記右チャンネルの音声信号から減算する右チャンネル用の減算手段と、
前記左チャンネル用の減算手段の出力と、前記右チャンネル用の減算手段の出力とを加算して、センター定位に近い成分の音声信号を生成する加算手段と
を備えることを特徴とするステレオ信号処理装置。
【請求項７】
２チャンネルステレオ音声信号の左チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の複素信号に分割する左チャンネル用の帯域分割複素信号生成工程と、
前記２チャンネルステレオ音声信号の右チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の複素信号に分割する右チャンネル用の帯域分割複素信号生成工程と、
前記左チャンネル用の帯域分割複素信号生成工程で得られた前記複数の帯域の複素信号および前記右チャンネル用の帯域分割複素信号生成工程で得られた前記複数の帯域の複素信号のうちの、同じ周波数帯域の複素信号のそれぞれから前記２チャンネルステレオ音声信号のセンター定位に近い成分を抽出するセンター音成分抽出工程と、
前記センター音成分抽出工程で得られる複数の周波数帯域のセンター音成分出力を合成して、センター定位に近い成分の信号を生成する合成工程と、
を備え、
前記センター音成分抽出工程は、
前記左チャンネルと右チャンネルの同じ周波数帯域の複素信号をそれぞれ加算する加算工程と、
前記左チャンネルと右チャンネルの同じ周波数帯域の複素信号の位相差をそれぞれ検出する位相差検出工程と、
位相差が０度でゲインが１．０またはその近傍値、位相差が±１８０度でゲインが０．０またはその近傍値となり、かつ、位相差が０度から±１８０度に向かうときに、ゲインが直線に沿って漸減する特性のゲインを出力するものであって、前記位相差検出工程で検出された前記同じ周波数帯域の複素信号の位相差に応じたゲインを出力するゲイン生成工程と、
前記ゲイン生成工程で生成された前記同じ周波数帯域の複素信号の位相差に応じたゲインを、前記加算工程で得られた対応する前記同じ周波数帯域の複素信号の加算出力に乗算し、その乗算出力を前記センター音成分抽出工程の出力とする乗算工程と、
を備えることを特徴とするステレオ信号処理方法。
【請求項８】
２チャンネルステレオ音声信号の左チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の複素信号に分割する左チャンネル用の帯域分割複素信号生成工程と、
前記２チャンネルステレオ音声信号の右チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の複素信号に分割する右チャンネル用の帯域分割複素信号生成工程と、
前記左チャンネル用の帯域分割複素信号生成工程で得られた前記複数の帯域の複素信号および前記右チャンネル用の帯域分割複素信号生成工程で得られた前記複数の帯域の複素信号のうちの、同じ周波数帯域の複素信号がそれぞれから前記２チャンネルステレオ音声信号のセンター定位に近い成分を抑圧した左チャンネルおよび右チャンネルの臨場音成分を抽出する臨場音成分抽出工程と、
前記臨場音成分抽出工程で得られる複数の左チャンネルおよび右チャンネルの臨場音成分出力を合成して、センター定位に近い成分を抑圧した左チャンネルおよび右チャンネルの臨場音信号を生成する左チャンネル用合成手段および右チャンネル用合成手段と、
を備え、
前記複数の臨場音成分抽出工程は、
前記左チャンネルと右チャンネルの同じ周波数帯域の複素信号の位相差をそれぞれ検出する位相差検出工程と、
位相差が０度でゲインが０．０またはその近傍値、位相差が±１８０度でゲインが１．０またはその近傍値となり、かつ、位相差が０度から±１８０度に向かうときに、ゲインが直線に沿って漸増する特性のゲインを出力するものであって、前記位相差検出工程で検出された前記同じ周波数帯域の複素信号の位相差に応じたゲインを出力するゲイン生成工程と、
前記ゲイン生成工程で生成された前記同じ周波数帯域の複素信号の位相差に応じたゲインを、前記左チャンネル用の帯域分割複素信号生成工程で得られた対応する前記同じ周波数帯域の複素信号に乗算し、その乗算出力を左チャンネルの臨場音成分出力として出力する左チャンネル用乗算工程と、
前記ゲイン生成工程で生成された前記同じ周波数帯域の複素信号の位相差に応じたゲインを、前記右チャンネル用の帯域分割複素信号生成工程で得られた対応する前記同じ周波数帯域の複素信号に乗算し、その乗算出力を右チャンネルの臨場音成分出力として出力する右チャンネル用乗算工程と、
を備えることを特徴とするステレオ信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、左右２チャンネルステレオ信号から、センター定位に近い成分および／またはセンター定位に近い成分を抑圧した臨場音成分を生成するステレオ信号処理装置およびステレオ信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的に、左右２チャンネルステレオ信号から、センター定位の音（以下、センター音という）と、それ以外の音（以下、臨場音という）とを分離する方法としては、左チャンネルの音声信号Ｌと、右チャンネルの音声信号Ｒとの和Ｌ＋Ｒとしてセンター音を得、差Ｌ−Ｒとしてセンター音以外の音とに分離する方法が、広く用いられている。
【０００３】
参考となる特許文献は、次の通りである。
【特許文献１】特開平１１−１１３０９７号公報
【非特許文献１】特許一郎著  「ハンドスキャナのいろいろ」特許出版  ２００３年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、左右チャンネルの音声信号の和信号と差信号とを求めて、センター音と、それ以外である臨場音とを分離する方法の場合、差信号として得られる臨場音の信号はモノラル信号であって、左チャンネルと右チャンネルとで逆相の信号となってしまい、臨場音は、ステレオ感の無いものとなってしまうという問題があった。
【０００５】
この発明は、以上の点にかんがみ、２チャンネルステレオ信号から、高音質のセンター音信号と、ステレオ感のある臨場音信号とを分離することができるようにしたステレオ信号処理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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明によるステレオ信号処理装置は、
２チャンネルステレオ音声信号の左チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の複素信号に分割する左チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段と、
前記２チャンネルステレオ音声信号の右チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の複素信号に分割する右チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段と、
前記左チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの前記複数の帯域の複素信号および前記右チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの前記複数の帯域の複素信号のうちの、同じ周波数帯域の複素信号がそれぞれ供給される、前記複数の周波数帯域のそれぞれに対応して設けられる複数のセンター音成分抽出手段と、
前記複数のセンター音成分抽出手段から得られる複数のセンター音成分出力を合成して、センター定位に近い成分の信号を生成する合成手段と、
を備え、
前記複数のセンター音成分抽出手段のそれぞれは、
前記同じ周波数帯域の複素信号を加算する加算手段と、
前記同じ周波数帯域の複素信号の位相差を検出する位相差検出手段と、
位相差が０度でゲインが１．０またはその近傍値、位相差が±１８０度でゲインが０．０またはその近傍値となり、かつ、位相差が０度から±１８０度に向かうときに、ゲインが直線に沿って漸減する特性のゲインを出力するものであって、前記位相差検出手段で検出された位相差を入力として、当該入力された位相差に応じたゲインを出力するゲイン生成手段と、
前記ゲイン生成手段で生成されたゲインを前記加算手段からの加算出力に乗算し、その乗算出力を前記センター音成分抽出手段の出力として前記合成手段に出力する乗算手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
以上の構成の請求項１の発明によれば、左右チャンネルの音声信号は、それぞれ、複数の周波数帯域の複素信号に分割される。そして、左右チャンネルにおいて、分割後の同じ周波数帯域ごとに、複素信号の位相差が検出され、その検出された位相差が、ゲイン生成手段に供給されて、それぞれの位相差に応じたゲインが出力される。
【０００８】
この場合に、ゲイン生成手段において、入力の位相差と出力のゲインとの間の特性は、位相差が０度でゲインが１．０またはその近傍値、位相差が±１８０度でゲインが０．０またはその近傍値となり、かつ、位相差が０度から±１８０度に向かうときに、ゲインが直線に沿って漸減する特性のゲインを出力するものである。
【０００９】
そして、このゲイン生成手段からの、複数の周波数帯域毎のゲインが、それぞれの周波数帯域毎に左右チャンネルの複素信号が加算された加算出力信号に乗算され、その乗算結果が、全ての周波数帯域について合成される。この合成出力として、センター定位に近い成分の信号が分離される。
【００１０】
そして、例えば請求項２のように、合成手段からのセンター定位に近い成分の信号を、左チャンネルおよび右チャンネルの音声信号から減算して、前記センター定位に近い成分を抑圧した左チャンネルおよび右チャンネルの音声信号を生成する。
【００１１】
また、請求項５の発明は、
２チャンネルステレオ音声信号の左チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の複素信号に分割する左チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段と、
前記２チャンネルステレオ音声信号の右チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の複素信号に分割する右チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段と、
前記左チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの前記複数の帯域の複素信号および前記右チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの前記複数の帯域の複素信号のうちの、同じ周波数帯域の複素信号がそれぞれ供給される、前記複数の周波数帯域のそれぞれに対応して設けられる複数の臨場音成分抽出手段と、
前記複数の臨場音成分抽出手段から得られる複数の左チャンネルおよび右チャンネルの臨場音成分出力を合成して、センター定位に近い成分を抑圧した左チャンネルおよび右チャンネルの臨場音信号を生成する左チャンネル用合成手段および右チャンネル用合成手段と、
を備え、
前記複数の臨場音成分抽出手段のそれぞれは、
前記同じ周波数帯域の複素信号の位相差を検出する位相差検出手段と、
位相差が０度でゲインが０．０またはその近傍値、位相差が±１８０度でゲインが１．０またはその近傍値となり、かつ、位相差が０度から±１８０度に向かうときに、ゲインが直線に沿って漸増する特性のゲインを出力するものであって、前記位相差検出手段で検出された位相差を入力として、当該入力された位相差に応じたゲインを出力するゲイン生成手段と、
前記ゲイン生成手段で生成されたゲインを前記左チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの複素信号に乗算し、その乗算出力を左チャンネルの臨場音成分出力として前記左チャンネル用合成手段に出力する左チャンネル用乗算手段と、
前記ゲイン生成手段で生成されたゲインを前記右チャンネル用の帯域分割複素信号生成手段からの複素信号に乗算し、その乗算出力を右チャンネルの臨場音成分出力として前記右チャンネル用合成手段に出力する右チャンネル用乗算手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
この請求項５の発明によれば、左右チャンネルの音声信号は、それぞれ、複数の周波数帯域の複素信号に分割される。そして、左右チャンネルにおいて、分割後の同じ周波数帯域ごとに、複素信号の位相差が検出され、その検出された位相差が、ゲイン生成手段に供給されて、それぞれの位相差に応じたゲインが出力される。
【００１３】
この場合に、ゲイン生成手段において、入力の位相差と出力のゲインとの間の特性は、位相差が０度でゲインが０．０またはその近傍値、位相差が±１８０度でゲインが１．０またはその近傍値となり、かつ、位相差が０度から±１８０度に向かうときに、ゲインが直線に沿って漸増する特性のゲインを出力するものである。
【００１４】
そして、このゲイン生成手段で生成されたゲインを左チャンネル用の複数個の周波数帯域の複素信号のそれぞれに乗算し、それらの乗算出力を合成して、左チャンネルの臨場音成分出力とする。また、ゲイン生成手段で生成されたゲインを右チャンネル用の複数個の周波数帯域の複素信号に乗算し、それらの乗算出力を合成して、右チャンネルの臨場音成分出力とする。
【００１５】
そして、請求項６のように、左チャンネルの臨場音成分出力を左チャンネルの音声信号から減算した信号と、右チャンネルの臨場音成分出力を右チャンネルの音声信号から減算した信号とを加算して、センター定位に近い成分の音声信号を生成するようにする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、複数の周波数帯域毎に、左右チャンネルの複素信号の位相差が０度またはその近傍の所定の角度範囲内だけをセンター音成分として抽出するのではなく、位相差が０度から±１８０度に向かって、直線に沿って漸減する特性のゲインを用いて、抽出するようにするので、比較的少ない周波数帯域分割数で、より自然な、つながりのあるセンター音と、ステレオ感のある臨場音とに分離することが可能になる。
【００１７】
また、請求項５の発明によれば、複数の周波数帯域毎に、左右チャンネルの複素信号の位相差が０度またはその近傍の所定の角度範囲内だけをセンター音成分として除去するのではなく、位相差が０度から±１８０度に向かって、直線に沿って漸増する特性のゲインを用いて、除去するようにするので、比較的少ない周波数帯域分割数で、より自然な、つながりのあるセンター音と、ステレオ感のある臨場音とに分離することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明によるステレ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。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１は、ステレオ信号処理装置の第１の実施形態を示すブロック図である。この第１の実施形態においては、左右２チャンネルの音声信号からセンター音信号を抽出し、抽出したセンター音信号を、左チャンネルの音声信号および右チャンネルの音声信号のそれぞれから減算することにより、左チャンネルの臨場音信号および右チャンネルの臨場音信号をそれぞれ得るようにする。
【００２０】
図１に示すように、この第１の実施形態のステレオ信号処理装置は、センター音信号生成部１０と、左チャンネルの音声信号ＳＬをセンター音信号生成部１０での処理遅延時間分だけ遅延させる遅延器２０Ｌと、右チャンネルの音声信号ＳＲをセンター音信号生成部１０での処理遅延時間分だけ遅延させる遅延器２０Ｒと、遅延器２０Ｌを通じた左チャンネルの音声信号ＳＬからセンター音信号生成部１０の出力センター音信号を減算する減算器３０Ｌと、遅延器２０Ｒを通じた右チャンネルの音声信号ＳＲからセンター音信号生成部１０の出力センター音信号を減算する減算器３０Ｒとからなる。
【００２１】
そして、センター音信号生成部１０は、左チャンネル用の帯域分割複素信号生成部１１Ｌと、右チャンネル用の帯域分割複素信号生成部１１Ｒと、帯域分割複素信号生成部１１Ｌおよび１１Ｒにおける帯域分割数ｍ（ｍは２以上の整数）に等しい数のセンター音成分抽出部１２０，１２１，１２２，・・・，１２ｍ−１（図１では、センター音成分抽出部１２０のみを示し、その他のセンター音成分抽出部の図示は省略）と、帯域分割複素信号合成部１３とからなる。
【００２２】
ステレオ音声として左、右のセンター定位およびその近傍に定位する音声信号は、それぞれ異なる周波数成分を有している。そこで、左右２チャンネルのステレオ音声信号のうち、左チャンネルの音声信号ＳＬは、左チャンネル用の帯域分割複素信号生成部１１Ｌに供給され、右チャンネルの音声信号ＳＲは、右チャンネル用の帯域分割複素信号生成部１１Ｒに供給される。
【００２３】
帯域分割複素信号生成部１１Ｌおよび１１Ｒは、左チャンネルの音声信号ＳＬおよび右チャンネルの音声信号ＳＲのそれぞれを、ｍ個の周波数帯域の複素信号Ｖ［ＤＬｉ］およびＶ［ＤＲｉ］（ただし、ｉ＝０，１，２，・・・，ｍ−１）に変換する。ここで、この明細書において、Ｖ［］は、［］内の信号がベクトル信号（複素信号）であることを示している。
【００２４】
この帯域分割複素信号生成部１１Ｌおよび１１Ｒは、例えばＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散フーリエ変換）フィルタバンクを用いて構成される。
【００２５】
なお、ＤＦＴフィルタバンクについては、例えば特開平０８−２４８０７０号公報やＣＱ出版社発行の「ＴＥＣＨ  Ｉ  シミュレーションで学ぶディジタル信号処理  ＭＡＴＬＡＢによる例題を使って身に付ける基礎から応用；尾知博著  Ｖｏｌ．９  ｐ１５８−ｐ１６３」などに詳細に説明されており、ここでは、詳細な説明は省略する。
【００２６】
帯域分割複素信号生成部１１Ｌおよび１１Ｒからの、同じ周波数帯域の複素信号Ｖ［ＤＬｉ］およびＶ［ＤＲｉ］は、対応する周波数帯域用のセンター音成分抽出部１２ｉに供給される。図１では、帯域分割複素信号生成部１１Ｌおよび１１Ｒからの複素信号Ｖ［ＤＬ０］およびＶ［ＤＲ０］は、対応する周波数帯域用であるセンター音成分抽出部１２０に供給される様子を示している。
【００２７】
センター音成分抽出部１２０，１２１，１２２，・・・，１２ｍ−１は、それぞれ、図１に示すように、加算器２０１と、ゲイン調整アンプ２０２と、乗算器２０３と、位相差検出器２０４と、ゲイン生成器２０５とからなり、各周波数帯域毎の左右チャンネルの音声信号ＳＬ，ＳＲの複素信号から、各周波数帯域毎のセンター音成分を抽出する。
【００２８】
センター音信号はモノラル信号であり、左右両チャンネル信号を加算平均した信号に、そのすべての成分が含まれる。そこで、この例では、センター音成分抽出部１２ｉでは、先ず、左右チャンネルで対応する同じ周波数帯域の複素信号Ｖ［ＤＬｉ］およびＶ［ＤＲｉ］は、加算器２０１で加算され、ゲイン調整アンプ２０２で平均化されて複素信号Ｖ［ＤＭｉ］（＝（Ｖ［ＤＬｉ］＋Ｖ［ＤＲｉ］）／２）とされる。そして、平均化された複素信号Ｖ［ＤＭｉ］が乗算器２０３に供給される。
【００２９】
図２は、左右チャンネルの帯域分割複素信号Ｖ［ＤＬｉ］およびＶ［ＤＲｉ］の一例のベクトル図であり、平均化された複素信号Ｖ［ＤＭｉ］は、図示の通りである。
【００３０】
左右チャンネルで対応する同じ周波数帯域の複素信号Ｖ［ＤＬｉ］およびＶ［ＤＲｉ］は、また、位相差検出器２０４に供給されて、その位相差θｉが算出される。すなわち、図２の帯域分割複素信号のベクトル図において、同図に示すように位相差θｉは、複素信号Ｖ［ＤＬｉ］およびＶ［ＤＲｉ］の位相角の差であり、複素信号Ｖ［ＤＬｉ］の位相角をθＬ、複素信号Ｖ［ＤＲｉ］の位相角をθＲとしたとき、位相差θｉは、θｉ＝θＬ−θＲまたはθｉ＝θＲ−θＬによって算出される。
【００３１】
以上のようにして、位相差検出器２０４で算出された位相差θｉは、ゲイン生成器２０５に供給される。このゲイン生成器２０５は、入力された位相差θｉに応じたゲインＧｉを出力する。このゲイン生成器２０５の、この実施形態における入力位相差−出力ゲイン特性の一例を図３に示す。
【００３２】
すなわち、図３の例においては、センターに定位する信号は、左右両チャンネルの音声信号ＳＬ，ＳＲの信号成分の位相が一致するので、位相差θｉが0度の時は、ゲインＧｉ＝１．０とする。また、位相差θｉが±１８０度のときは、定位がセンターより非常に離れている信号なので、Ｇｉ＝０．０とする。
【００３３】
また、センター定位に近い信号ほど位相差θｉが小さいので、位相差θｉが０度と、±１８０度との間は、位相差が０度から±１８０度に向かうときに、ゲイン生成器２０５の入力位相差−出力ゲイン特性は、この実施形態では、入力位相差θｉに応じて、出力ゲインＧｉが直線に沿って連続的に漸減する特性とされている。
【００３４】
ちなみに、図３の例では、ゲイン生成器２０５の入力位相差−出力ゲイン特性は、位相差θｉが０度から±１８０度に向かうときに、ゲインＧｉは、１．０から０．０へとリニアに減衰させている。
【００３５】
前述したように、センター音信号はモノラル信号であるので、ゲイン調整アンプ２０２からの左右２チャンネルの複素信号を加算平均した複素信号Ｖ［ＤＭｉ］には、当該センター音信号の全てが含まれる。しかし、この複素信号Ｖ［ＤＭｉ］には、左右に広がった位置に定位する信号成分も同時に含まれる。
【００３６】
この実施形態では、このベクトル加算平均した信号Ｖ［ＤＭｉ］に、左右２チャンネルの信号の位相差に応じて生成したゲインＧｉを乗算することにより、センターに近い位置に定位する成分の複素信号Ｖ［ＤＣｉ］を抽出するようにする。
【００３７】
以上のセンター音成分抽出処理は、ｍ個の周波数帯域のそれぞれに対応するｍ個のセンター音成分抽出部１２０，１２１，１２２，・・・，１２ｍ−１において、各周波数帯域において行なわれる。
【００３８】
そして、ｍ個のセンター音成分抽出部１２０，１２１，１２２，・・・，１２ｍ−１のそれぞれからのセンターに近い位置に定位する成分の複素信号Ｖ［ＤＣ０］、Ｖ［ＤＣ１］、Ｖ［ＤＣ２］、・・・、Ｖ［ＤＣｍ−１］は、帯域分割複素信号合成部１３に供給されて、全周波数帯域の成分が合成され、この帯域分割複素信号合成部１３から、２チャンネルステレオ信号から分離されたセンターに近い位置に定位したモノラルの信号、すなわち、センター音信号ＳＣが出力される。
【００３９】
一方、臨場音は、左右チャンネルの音声信号ＳＬおよびＳＲのそれぞれに含まれる。そして、同時に、左右チャンネルの音声信号ＳＬおよびＳＲには、センター音成分も含まれる。
【００４０】
そこで、この実施形態では、遅延器２０Ｌを通じた左チャンネルの音声信号ＳＬが減算器３０Ｌに供給されると共に、センター音信号ＳＣが減算器３０Ｌに供給されて、左チャンネルの音声信号ＳＬから、センター音信号ＳＣが減算され、減算器３０Ｌから、左チャンネルの臨場音信号ＢＧＬが得られる。
【００４１】
また、遅延器２０Ｌを通じた右チャンネルの音声信号ＳＲが減算器３０Ｒに供給されると共に、センター音信号ＳＣが減算器３０Ｒに供給されて、右チャンネルの音声信号ＳＲから、センター音信号ＳＣが減算され、減算器３０Ｌから、右チャンネルの臨場音信号ＢＧＲが得られる。
【００４２】
図４は、入力２チャンネルステレオ信号から分離された音像の領域図で、図４（Ａ）はセンター音信号の音像の領域図を示し、図４（Ｂ）は臨場音信号の音像の領域図を示すものである。図４（Ｂ）に示すように、臨場音は、左チャンネル側と、右チャンネル側のそれぞれに分離したステレオ臨場音とすることができる。
【００４３】
以上のようにして、この実施形態によれば、比較的少ない周波数帯域分割数ｍで、より自然なつながりのある良質なセンター音と、ステレオ感のある臨場音とに分離することが可能になる。
【００４４】
ステレオ音声信号から、センター音を抽出する場合において、周波数帯域分割されたステレオ音声信号に対して、左右両チャンネルの位相差を検出して、その位相差に基づいてセンター音を抽出する場合には、位相差が０度に近いもののみを切り出す手法が通常考えられる。センター音は、左右チャンネルに同相で挿入されるものであるからである。
【００４５】
したがって、原理的には、位相差が０度近傍の信号のみを、左右２チャンネル信号から切り出すことで、センター音が効果的に分離できると考えられる。しかしながら、位相差が０度近傍の信号のみを、左右２チャンネル信号から切り出す場合には、切り出しの境界に近い信号成分が、センター音信号の領域と、臨場音信号の領域との両領域の間を行き来するために、不安定な音となってしまう。このため、センター音や臨場音として、良好な音質を得るためには、ある程度以上の多くの周波数帯域分割数、例えば数千の帯域分割数が必要となってしまうという問題がある。
【００４６】
これに対して、上述の実施形態によれば、２チャンネルステレオ音声信号から、左右チャンネル信号の位相差が０度およびその近傍の特定の角度範囲を切り出すのではなく、ゲイン生成器２０５の入力位相差−出力ゲイン特性を、位相差θｉが０度から±１８０度に向かうときに、入力位相差θｉに応じて、出力ゲインＧｉが直線に沿って連続的に漸減する特性とされている。このため、センター音信号の領域と、臨場音信号の領域との両領域の間を急峻に切り分けるものではないので、比較的、少ない帯域分割数ｍで、より自然なつながりのあるセンター音と、ステレオ感のある臨場音とに分離することができる。
【００４７】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、センター音信号ＳＣを２チャンネルステレオ信号から抽出すると共に、左チャンネルの音声信号ＳＬおよび右チャンネルの音声信号ＳＲから、センター音信号ＳＣを減算することにより、左右チャンネルの臨場音信号ＢＧＬおよびＢＧＲを得るようにした。
【００４８】
これに対して、第２の実施形態は、逆に、左右チャンネルの臨場音信号ＢＧＬおよびＢＧＲを２チャンネルステレオ信号から抽出すると共に、左チャンネルの音声信号ＳＬおよび右チャンネルの音声信号ＳＲから、左右チャンネルの臨場音信号ＢＧＬおよびＢＧＲを減算することにより、センター音信号ＳＣを得るようにする。
【００４９】
図５に示すように、この第２の実施形態のステレオ信号処理装置は、臨場音信号生成部４０と、左チャンネルの音声信号ＳＬを臨場音信号生成部４０での処理遅延時間分だけ遅延させる遅延器５０Ｌと、右チャンネルの音声信号ＳＲを臨場音信号生成部４０での処理遅延時間分だけ遅延させる遅延器５０Ｒと、遅延器５０Ｌを通じた左チャンネルの音声信号ＳＬから臨場音信号生成部４０の出力臨場音信号を減算する減算器６０Ｌと、遅延器５０Ｒを通じた右チャンネルの音声信号ＳＲから臨場音信号生成部４０の出力センター音信号を減算する減算器６０Ｒと、減算器６０Ｌの出力と、減算器６０Ｒの出力とを加算する加算器７０とからなる。
【００５０】
そして、臨場音信号生成部４０は、左チャンネル用の帯域分割複素信号生成部４１Ｌと、右チャンネル用の帯域分割複素信号生成部４１Ｒと、帯域分割複素信号生成部４１Ｌおよび１１Ｒにおける帯域分割数ｍ（ｍは２以上の整数）に等しい数の臨場音成分抽出部４２０，４２１，４２２，・・・，４２ｍ−１（図５では、臨場音成分抽出部４２０のみを示し、その他のセンター音成分抽出部の図示は省略）と、左チャンネル用の帯域分割複素信号合成部４３Ｌと、右チャンネル用の帯域分割複素信号合成部４３Ｒとからなる。
【００５１】
帯域分割複素信号生成部４１Ｌおよび４１Ｒは、第１の実施形態の帯域分割複素信号生成部１１Ｌおよび１１Ｒと全く同様の構成を有するもので、上述した第１の実施形態と同様に、左チャンネルの音声信号ＳＬおよび右チャンネルの音声信号ＳＲのそれぞれを、ｍ個の周波数帯域の複素信号Ｖ［ＤＬｉ］およびＶ［ＤＲｉ］に変換する。
【００５２】
帯域分割複素信号生成部４１Ｌおよび４１Ｒからの、同じ周波数帯域の複素信号Ｖ［ＤＬｉ］およびＶ［ＤＲｉ］は、対応する周波数帯域用の臨場音成分抽出部４２ｉに供給される。図５では、帯域分割複素信号生成部４１Ｌおよび４１Ｒからの複素信号Ｖ［ＤＬ０］およびＶ［ＤＲ０］は、対応する周波数帯域用である臨場音成分抽出部４２０に供給される様子を示している。
【００５３】
臨場音成分抽出部４２０，４２１，４２２，・・・，４２ｍ−１は、それぞれ、図５に示すように、乗算器３０１Ｌおよび３０１Ｒと、位相差検出器３０２と、ゲイン生成器３０２とからなり、各周波数帯域毎の左右チャンネルの音声信号ＳＬ，ＳＲの複素信号から、各周波数帯域毎の左右チャンネルの臨場音成分を抽出する。
【００５４】
この例では、臨場音成分抽出部４２ｉでは、先ず、左右チャンネルで対応する同じ周波数帯域の複素信号Ｖ［ＤＬｉ］およびＶ［ＤＲｉ］は、乗算器３０１Ｌおよび３０１Ｒにそれぞれ供給される。
【００５５】
左右チャンネルで対応する同じ周波数帯域の複素信号Ｖ［ＤＬｉ］およびＶ［ＤＲｉ］は、また、位相差検出器３０２に供給されて、第１の実施形態と全く同様にして、その位相差θｉが算出される。
【００５６】
この位相差検出器３０２で算出された位相差θｉは、ゲイン生成器３０３に供給される。このゲイン生成器３０３は、入力された位相差θｉに応じた左チャンネル用のゲインＧＬｉおよび右チャンネル用のゲインＧＲｉを出力する。例えば、図２において、位相差θｉが、θｉ＝θＬ−θＲに対しては、ゲインＧＬｉを出力し、その逆相の位相差θｉ＝θＲ−θＬに対しては、ゲインＧＲｉを出力する。
【００５７】
このゲイン生成器３０３の、この実施形態における入力位相差−出力ゲイン特性の一例を図６に示す。
【００５８】
すなわち、図６の例においては、センターに定位する信号は、左右両チャンネルの音声信号ＳＬ，ＳＲの信号成分の位相が一致するので、これを抑圧するため、位相差θｉが0度のときは、ゲインＧＬｉ＝ＧＲｉ＝０．０とする。また、位相差θｉが±１８０度のときは、定位がセンターより非常に離れている信号、すなわち、臨場音なので、ＧＬｉ＝ＧＲｉ＝１．０とする。
【００５９】
そして、位相差θｉが０度と、±１８０度との間は、位相差が０度から±１８０度に向かうときに、ゲイン生成器３０３の入力位相差−出力ゲイン特性は、この実施形態では、入力位相差θｉに応じて、出力ゲインＧｉが直線に沿って連続的に漸増する特性とされている。
【００６０】
ちなみに、図６の例では、ゲイン生成器３０３の入力位相差−出力ゲイン特性は、位相差が０度から±１８０度に向かうときに、ゲインＧＬｉおよびＧＲｉは、０．０から１．０へとリニアに増加させている。
【００６１】
以上のようにして得られる左チャンネル用のゲインＧＬｉは、乗算器３０１Ｌにおいて、帯域分割複素信号生成部４１Ｌからの対応する周波数帯域の複素信号Ｖ［ＤＬｉ］に乗算されて、当該周波数帯域の左チャンネルの臨場音成分の複素信号Ｖ［ＤＬＢｉ］が抽出される。
【００６２】
また、上述のようにして得られる右チャンネル用のゲインＧＲｉは、乗算器３０１Ｒにおいて、帯域分割複素信号生成部４１Ｒからの対応する周波数帯域の複素信号Ｖ［ＤＲｉ］に乗算されて、当該周波数帯域の右チャンネルの臨場音成分の複素信号Ｖ［ＤＲＢｉ］が抽出される。
【００６３】
以上の臨場音成分抽出処理は、ｍ個の周波数帯域のそれぞれに対応するｍ個の臨場音成分抽出部４２０，４２１，４２２，・・・，４２ｍ−１において、各周波数帯域において行なわれる。
【００６４】
そして、ｍ個の臨場音成分抽出部４２０，４２１，４２２，・・・，４２ｍ−１のそれぞれからの臨場音成分の左チャンネルの複素信号Ｖ［ＤＢＬ０］、Ｖ［ＤＢＬ１］、Ｖ［ＤＢＬ２］、・・・、Ｖ［ＤＢＬｍ−１］は、それぞれ左チャンネル用の帯域分割複素信号合成部４３Ｌに供給されて、全周波数帯域の成分が合成され、この帯域分割複素信号合成部４３Ｌから、左チャンネルの音声信号ＳＬから分離された左チャンネルの臨場音信号ＢＧＬが出力される。
【００６５】
また、ｍ個の臨場音成分抽出部４２０，４２１，４２２，・・・，４２ｍ−１のそれぞれからの臨場音成分の右チャンネルの複素信号Ｖ［ＤＢＲ０］、Ｖ［ＤＢＲ１］、Ｖ［ＤＢＲ２］、・・・、Ｖ［ＤＢＲｍ−１］は、それぞれ右チャンネル用の帯域分割複素信号合成部４３Ｒに供給されて、全周波数帯域の成分が合成され、この帯域分割複素信号合成部４３Ｒから、右チャンネル音声信号ＳＲから分離された右チャンネルの臨場音信号ＢＧＲが出力される。
【００６６】
そして、この第２の実施形態では、遅延器５０Ｌを通じた左チャンネルの音声信号ＳＬが減算器６０Ｌに供給されると共に、左チャンネルの臨場音信号ＢＧＬが減算器６０Ｌに供給されて、左チャンネルの音声信号ＳＬから、左チャンネルの臨場音信号ＢＧＬが減算され、減算器６０Ｌから、左チャンネルの音声信号ＳＬに含まれるセンター音信号ＳＣＬが得られる。
【００６７】
また、遅延器５０Ｒを通じた右チャンネルの音声信号ＳＲが減算器６０Ｒに供給されると共に、右チャンネルの臨場音信号ＢＧＲが減算器６０Ｒに供給されて、右チャンネルの音声信号ＳＲから、右チャンネルの臨場音信号ＢＧＲが減算され、減算器６０Ｒから、右チャンネルの音声信号ＳＲに含まれるセンター音信号ＳＣＲが得られる。
【００６８】
そして、減算器６０Ｌからの左チャンネルの音声信号ＳＬに含まれるセンター音信号ＳＣＬと、減算器６０Ｒからの右チャンネルの音声信号ＳＲに含まれるセンター音信号ＳＣＲとが加算器７０に供給されて加算され、この加算器７０からセンター音信号ＳＣが得られる。
【００６９】
この第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様に、比較的少ない周波数帯域分割数で、より自然なつながりのあるセンター音と、ステレオ感のある臨場音とに分離することができる。
【００７０】
［その他の実施形態および変形例］
上述の第１の実施形態では、２チャンネルステレオ信号から、センター音信号を抽出すると共に、左右チャンネルの信号からセンター音信号を減算することにより、左右チャンネルの臨場音信号を生成するようにしたが、臨場音信号は、左右チャンネルの信号からセンター音信号を減算するのではなく、第２の実施形態の臨場音信号生成部４０のようにして、臨場音信号を生成するようにしても良い。その場合には、左チャンネル用および右チャンネル用の帯域分割複素信号生成部と、位相差検出器は、センター音信号生成部と、臨場音信号生成部とで共用することができる。
【００７１】
なお、上述の第１の実施形態におけるゲイン生成器２０５では、位相差θｉが０度のときには、ゲインＧｉ＝１．０としたが、正確に１．０とする必要は無く、１．０近傍の値であっても良い。同様に、位相差θｉが±１８０度のときには、ゲインＧｉ＝０．０としたが、正確に０．０とする必要は無く、０．０近傍の値であっても良い。第２の実施形態におけるゲイン生成器３０３においても、同様である。
【００７２】
また、ゲイン生成器２０５および３０３のゲイン関数としては、いずれも、リニアな変化をする特性を備えるものとしたが、リニアな変化特性に限定するものではなく、当該リニアな変化（直線的変化）に沿って連続的に漸減あるいは漸増する特性であれば、他のゲイン関数をも用いることができる。
【００７３】
しかし、リニアなゲイン変化特性の場合に、最も、高品質のセンター音信号が得られると共に、よりステレオ感のある臨場音信号が得られることが、発明者により確認されている。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】この発明によるステレオ信号処理装置の第１の実施形態のブロック図である。
【図２】この発明によるステレオ信号処理装置の実施形態の要部の動作を説明するために用いる図である。
【図３】この発明によるステレオ信号処理装置の第１の実施形態の要部の動作を説明するために用いる図である。
【図４】この発明によるステレオ信号処理装置の実施形態により分離されたセンター音信号と、臨場音信号の特性を説明するための図である。
【図５】この発明によるステレオ信号処理装置の第２の実施形態のブロック図である。
【図６】この発明によるステレオ信号処理装置の第２の実施形態の要部の動作を説明するために用いる図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０…センター音信号生成部、１１Ｌ，４１Ｌ…左チャンネル用の帯域分割複素信号生成部、１１Ｒ，４１Ｒ…右チャンネル用の帯域分割複素信号生成部、１２０…センター音成分抽出部、１３…帯域分割複素信号合成部、４２０…臨場音成分抽出部、４３Ｌ…左チャンネル用の帯域分割複素信号合成部、４３Ｒ…右チャンネル用の帯域分割複素信号合成部、２０４，３０２…位相差検出器、２０５，３０３…ゲイン生成器
【図１】
2007129383.tif 000003
【図２】
2007129383.tif 000004
【図３】
2007129383.tif 000005
【図４】
2007129383.tif 000006
【図５】
2007129383.tif 000007
【図６】
2007129383.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成18年9月13日(2006.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
参考となる特許文献は、次の通りである。
【特許文献１】特開平１１−１１３０９７号公報
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月28日(2006.11.28)
【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】
２チャンネル音声信号の第１チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の信号に分割する第１の帯域分割手段と、
前記２チャンネル音声信号の第２チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の信号に分割する第２の帯域分割手段と、
前記第１の帯域分割手段からの前記複数の帯域の信号および前記第２の帯域分割手段からの前記複数の帯域の信号のうちの、同じ周波数帯域の信号がそれぞれ供給される、前記複数の周波数帯域のそれぞれに対応して設けられる複数の主成分抽出手段と、
前記複数の主成分抽出手段から得られる複数の出力を合成して、主信号を生成する合成手段と、
を備え、
前記複数の主成分抽出手段のそれぞれは、
前記同じ周波数帯域の信号を加算する加算手段と、
前記同じ周波数帯域の信号の位相差を検出する第１の位相差検出手段と、
前記第１の位相差検出手段で検出された位相差に応じたゲインを出力するゲイン生成手段と、
前記ゲイン生成手段で生成されたゲインを前記加算手段からの加算出力に乗算し、その乗算出力を前記主成分抽出手段の出力として前記合成手段に出力する乗算手段と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号処理装置において、
前記ゲイン生成手段は、前記第１の位相差検出手段で検出された位相差が０度でゲインが１．０またはその近傍値、位相差が±１８０度でゲインが０．０またはその近傍値となり、かつ、位相差が０度から±１８０度に向かうときに、ゲインが直線に沿って漸減する特性のゲインを出力する
ことを特徴とする信号処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の信号処理装置において、
前記合成手段からの前記主信号を、前記第１チャンネルの音声信号から減算し第１チャンネルの残差信号を生成する第１の減算手段と、
前記合成手段からの前記主信号を、前記第２チャンネルの音声信号から減算し第２チャンネルの残差信号を生成する第２の減算手段と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の信号処理装置において、
前記第１の帯域分割手段からの前記複数の帯域の信号および前記第２の帯域分割手段からの前記複数の帯域の信号のうちの、同じ周波数帯域の信号がそれぞれ供給される、前記複数の周波数帯域のそれぞれに対応して設けられる複数の副成分抽出手段と、
前記複数の副成分抽出手段から得られる複数の第１チャンネルおよび第２チャンネルの副成分出力を合成して、副信号を生成する第１、第２の副信号合成手段と、
を備え、
前記複数の副成分抽出手段のそれぞれは、
前記同じ周波数帯域の信号の位相差を検出する第２の位相差検出手段と、
前記第２の位相差検出手段で検出された位相差に応じたゲインを出力する第２のゲイン生成手段と、
前記第２のゲイン生成手段で生成されたゲインを前記第１の帯域分割手段からの信号に乗算し、その乗算出力を副成分出力として前記第１の副信号合成手段に出力する第１の乗算手段と、
前記第２のゲイン生成手段で生成されたゲインを前記第２の帯域分割手段からの信号に乗算し、その乗算出力を副成分出力として前記第２の副信号合成手段に出力する第２の乗算手段と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の信号処理装置において、
前記第２のゲイン生成手段は、前記第２の位相差検出手段で検出された位相差が０度でゲインが０．０またはその近傍値、位相差が±１８０度でゲインが１．０またはその近傍値となり、かつ、位相差が０度から±１８０度に向かうときに、ゲインが直線に沿って漸増する特性のゲインを出力する
ことを特徴とする信号処理装置。
【請求項６】
請求項４に記載のステレオ信号処理装置において、
前記第１の位相差検出手段と、前記第２の位相差検出手段とは、１つの位相差検出手段で構成することを特徴とする信号処理装置。
【請求項７】
２チャンネル音声信号の第１チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の信号に分割する第１の帯域分割手段と、
前記２チャンネル音声信号の第２チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の信号に分割する第２の帯域分割手段と、
前記第１の帯域分割手段からの前記複数の帯域の信号および前記第２の帯域分割手段からの前記複数の帯域の信号のうちの、同じ周波数帯域の信号がそれぞれ供給される、前記複数の周波数帯域のそれぞれに対応して設けられる複数の副成分抽出手段と、
前記複数の副成分抽出手段から得られる複数の第１チャンネルおよび第２チャンネルの副成分出力を合成して、第１チャンネルおよび第２チャンネルの副信号を生成する第１の合成手段および第２の合成手段と、
を備え、
前記複数の副成分抽出手段のそれぞれは、
前記同じ周波数帯域の信号の位相差を検出する位相差検出手段と、
前記位相差検出手段で検出された位相差に応じたゲインを出力するゲイン生成手段と、
前記ゲイン生成手段で生成されたゲインを前記第１の帯域分割手段からの信号に乗算し、その乗算出力を副成分出力として前記第１の合成手段に出力する第１の乗算手段と、
前記ゲイン生成手段で生成されたゲインを前記第２の帯域分割手段からの信号に乗算し、その乗算出力を副成分出力として前記第２の合成手段に出力する第２の乗算手段と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の信号処理装置において、
前記第１、第２チャンネルの音声信号を加算した和信号から、前記第１の合成手段からの第１チャンネルの副信号および前記第２の合成手段からの第２チャンネルの副信号を、減算して、主音声信号を生成する減算手段と
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項９】
２チャンネル音声信号の第１チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の信号に分割する第１の帯域分割工程と、
前記２チャンネル音声信号の第２チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の信号に分割する第２の帯域分割工程と、
前記第１の帯域分割工程で得られた前記複数の帯域の信号および前記第２の帯域分割工程で得られた前記複数の帯域の信号のうちの、同じ周波数帯域の信号のそれぞれから前記２チャンネル音声信号の主成分出力を抽出する主成分抽出工程と、
前記主成分抽出工程で得られる複数の周波数帯域の主成分出力を合成して、主信号を生成する合成工程と、
を備え、
前記主成分抽出工程は、
前記第１チャンネルと第２チャンネルの同じ周波数帯域の信号をそれぞれ加算する加算工程と、
前記第１チャンネルと第２チャンネルの同じ周波数帯域の信号の位相差をそれぞれ検出する位相差検出工程と、
前記位相差検出工程で検出された前記同じ周波数帯域の信号の位相差に応じたゲインを出力するゲイン生成工程と、
前記ゲイン生成工程で生成された前記同じ周波数帯域の信号の位相差に応じたゲインを、前記加算工程で得られた対応する前記同じ周波数帯域の信号の加算出力に乗算し、その乗算出力を前記主成分抽出工程の出力とする乗算工程と、
を備えることを特徴とする信号処理方法。
【請求項１０】
２チャンネル音声信号の第１チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の信号に分割する第１の帯域分割工程と、
前記２チャンネル音声信号の第２チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の信号に分割する第２の帯域分割工程と、
前記第１の帯域分割工程で得られた前記複数の帯域の信号および前記第２の帯域分割工程で得られた前記複数の帯域の信号のうちの、同じ周波数帯域の信号がそれぞれから前記２チャンネル音声信号の第１チャンネルおよび第２チャンネルの副成分を抽出する副成分抽出工程と、
前記副成分抽出工程で得られる複数の第１チャンネルおよび第２チャンネルの副成分出力を合成して、第１チャンネルおよび第２チャンネルの副信号を生成する合成工程と、
を備え、
前記複数の副成分抽出工程は、
前記第１チャンネルと第２チャンネルの同じ周波数帯域の信号の位相差をそれぞれ検出する位相差検出工程と、
前記位相差検出工程で検出された前記同じ周波数帯域の信号の位相差に応じたゲインを出力するゲイン生成工程と、
前記ゲイン生成工程で生成された前記同じ周波数帯域の信号の位相差に応じたゲインを、前記第１チャンネル用の帯域分割工程で得られた対応する前記同じ周波数帯域の信号に乗算し、その乗算出力を第１チャンネルの副成分出力として出力する第１の乗算工程と、
前記ゲイン生成工程で生成された前記同じ周波数帯域の信号の位相差に応じたゲインを、前記第２チャンネル用の帯域分割工程で得られた対応する前記同じ周波数帯域の信号に乗算し、その乗算出力を第２チャンネルの副成分出力として出力する第２の乗算工程と、
を備えることを特徴とする信号処理方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この発明は、左右２チャンネルステレオ信号から、センター定位に近い成分および／またはセンター定位に近い成分を抑圧した臨場音成分を生成する信号処理装置および信号処理方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
この発明は、以上の点にかんがみ、２チャンネルステレオ信号から、高音質のセンター音信号と、ステレオ感のある臨場音信号とを分離することができるようにした信号処理装置および方法を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記の課題を解決するために、この発明による信号処理装置は、
２チャンネル音声信号の第１チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の信号に分割する第１の帯域分割手段と、
前記２チャンネル音声信号の第２チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の信号に分割する第２の帯域分割手段と、
前記第１の帯域分割手段からの前記複数の帯域の信号および前記第２の帯域分割手段からの前記複数の帯域の信号のうちの、同じ周波数帯域の信号がそれぞれ供給される、前記複数の周波数帯域のそれぞれに対応して設けられる複数の主成分抽出手段と、
前記複数の主成分抽出手段から得られる複数の出力を合成して、主信号を生成する合成手段と、
を備え、
前記複数の主成分抽出手段のそれぞれは、
前記同じ周波数帯域の信号を加算する加算手段と、
前記同じ周波数帯域の信号の位相差を検出する第１の位相差検出手段と、
前記第１の位相差検出手段で検出された位相差に応じたゲインを出力するゲイン生成手段と、
前記ゲイン生成手段で生成されたゲインを前記加算手段からの加算出力に乗算し、その乗算出力を前記主成分抽出手段の出力として前記合成手段に出力する乗算手段と、
を備えることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
以上の構成の発明によれば、第１、第２（左右）チャンネルの音声信号は、それぞれ、複数の周波数帯域の複素信号に分割される。そして、左右チャンネルにおいて、分割後の同じ周波数帯域ごとに、複素信号の位相差が検出され、その検出された位相差が、ゲイン生成手段に供給されて、それぞれの位相差に応じたゲインが出力される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
そして、さらに、合成手段からのセンター定位に近い成分の信号を、左チャンネルおよび右チャンネルの音声信号から減算して、前記センター定位に近い成分を抑圧した左チャンネルおよび右チャンネルの音声信号を生成する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、この発明は、
２チャンネル音声信号の第１チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の信号に分割する第１の帯域分割手段と、
前記２チャンネル音声信号の第２チャンネルの音声信号を、複数の周波数帯域の信号に分割する第２の帯域分割手段と、
前記第１の帯域分割手段からの前記複数の帯域の信号および前記第２の帯域分割手段からの前記複数の帯域の信号のうちの、同じ周波数帯域の信号がそれぞれ供給される、前記複数の周波数帯域のそれぞれに対応して設けられる複数の副成分抽出手段と、
前記複数の副成分抽出手段から得られる複数の第１チャンネルおよび第２チャンネルの副成分出力を合成して、第１チャンネルおよび第２チャンネルの副信号を生成する第１の合成手段および第２の合成手段と、
を備え、
前記複数の副成分抽出手段のそれぞれは、
前記同じ周波数帯域の信号の位相差を検出する位相差検出手段と、
前記位相差検出手段で検出された位相差に応じたゲインを出力するゲイン生成手段と、
前記ゲイン生成手段で生成されたゲインを前記第１の帯域分割手段からの信号に乗算し、その乗算出力を副成分出力として前記第１の合成手段に出力する第１の乗算手段と、
前記ゲイン生成手段で生成されたゲインを前記第２の帯域分割手段からの信号に乗算し、その乗算出力を副成分出力として前記第２の合成手段に出力する第２の乗算手段と、
を備えることを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この発明によれば、第１、第２（左右）チャンネルの音声信号は、それぞれ、複数の周波数帯域の複素信号に分割される。そして、左右チャンネルにおいて、分割後の同じ周波数帯域ごとに、複素信号の位相差が検出され、その検出された位相差が、ゲイン生成手段に供給されて、それぞれの位相差に応じたゲインが出力される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
そして、さらに、左チャンネルの臨場音成分出力を左チャンネルの音声信号から減算した信号と、右チャンネルの臨場音成分出力を右チャンネルの音声信号から減算した信号とを加算して、センター定位に近い成分の音声信号を生成するようにする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
この発明によれば、複数の周波数帯域毎に、左右チャンネルの複素信号の位相差が０度またはその近傍の所定の角度範囲内だけをセンター音成分として抽出するのではなく、位相差が０度から±１８０度に向かって、直線に沿って漸減する特性のゲインを用いて、抽出するようにするので、比較的少ない周波数帯域分割数で、より自然な、つながりのあるセンター音と、ステレオ感のある臨場音とに分離することが可能になる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、この発明によれば、複数の周波数帯域毎に、左右チャンネルの複素信号の位相差が０度またはその近傍の所定の角度範囲内だけをセンター音成分として除去するのではなく、位相差が０度から±１８０度に向かって、直線に沿って漸増する特性のゲインを用いて、除去するようにするので、比較的少ない周波数帯域分割数で、より自然な、つながりのあるセンター音と、ステレオ感のある臨場音とに分離することが可能になる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
以下、この発明による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。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
また、遅延器２０Ｒを通じた右チャンネルの音声信号ＳＲが減算器３０Ｒに供給されると共に、センター音信号ＳＣが減算器３０Ｒに供給されて、右チャンネルの音声信号ＳＲから、センター音信号ＳＣが減算され、減算器３０Ｒから、右チャンネルの臨場音信号ＢＧＲが得られる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
図５に示すように、この第２の実施形態のステレオ信号処理装置は、臨場音信号生成部４０と、左チャンネルの音声信号ＳＬを臨場音信号生成部４０での処理遅延時間分だけ遅延させる遅延器５０Ｌと、右チャンネルの音声信号ＳＲを臨場音信号生成部４０での処理遅延時間分だけ遅延させる遅延器５０Ｒと、遅延器５０Ｌを通じた左チャンネルの音声信号ＳＬから臨場音信号生成部４０の出力臨場音信号を減算する減算器６０Ｌと、遅延器５０Ｒを通じた右チャンネルの音声信号ＳＲから臨場音信号生成部４０の出力臨場音信号を減算する減算器６０Ｒと、減算器６０Ｌの出力と、減算器６０Ｒの出力とを加算する加算器７０とからなる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
そして、臨場音信号生成部４０は、左チャンネル用の帯域分割複素信号生成部４１Ｌと、右チャンネル用の帯域分割複素信号生成部４１Ｒと、帯域分割複素信号生成部４１Ｌおよび４１Ｒにおける帯域分割数ｍ（ｍは２以上の整数）に等しい数の臨場音成分抽出部４２０，４２１，４２２，・・・，４２ｍ−１（図５では、臨場音成分抽出部４２０のみを示し、その他のセンター音成分抽出部の図示は省略）と、左チャンネル用の帯域分割複素信号合成部４３Ｌと、右チャンネル用の帯域分割複素信号合成部４３Ｒとからなる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
臨場音成分抽出部４２０，４２１，４２２，・・・，４２ｍ−１は、それぞれ、図５に示すように、乗算器３０１Ｌおよび３０１Ｒと、位相差検出器３０２と、ゲイン生成器３０３とからなり、各周波数帯域毎の左右チャンネルの音声信号ＳＬ，ＳＲの複素信号から、各周波数帯域毎の左右チャンネルの臨場音成分を抽出する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
そして、ｍ個の臨場音成分抽出部４２０，４２１，４２２，・・・，４２ｍ−１のそれぞれからの臨場音成分の左チャンネルの複素信号Ｖ［ＤＬＢ０］、Ｖ［ＤＬＢ１］、Ｖ［ＤＬＢ２］、・・・、Ｖ［ＤＬＢｍ−１］は、それぞれ左チャンネル用の帯域分割複素信号合成部４３Ｌに供給されて、全周波数帯域の成分が合成され、この帯域分割複素信号合成部４３Ｌから、左チャンネルの音声信号ＳＬから分離された左チャンネルの臨場音信号ＢＧＬが出力される。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
また、ｍ個の臨場音成分抽出部４２０，４２１，４２２，・・・，４２ｍ−１のそれぞれからの臨場音成分の右チャンネルの複素信号Ｖ［ＤＲＢ０］、Ｖ［ＤＲＢ１］、Ｖ［ＤＲＢ２］、・・・、Ｖ［ＤＲＢｍ−１］は、それぞれ右チャンネル用の帯域分割複素信号合成部４３Ｒに供給されて、全周波数帯域の成分が合成され、この帯域分割複素信号合成部４３Ｒから、右チャンネル音声信号ＳＲから分離された右チャンネルの臨場音信号ＢＧＲが出力される。