(57)【要約】  入力チャネル設定の複数の入力チャネルを出力チャネル設定の出力チャネルにマッピングする方法は前記複数の入力チャネルの各入力チャネルに関連付けされ、前記関連付けされた入力チャネルと出力チャネル群との間の異なるマッピングを定義する規則セットを提供する。前記複数の入力チャネルにおける各入力チャネルに対して、当該入力チャネルに関連付けされた規則を参照し、前記参照した規則において定義される前記出力チャネル群が前記出力チャネル設定に存在するか決定し、前記参照した規則において定義されている前記出力チャネル群が出力チャネル設定に存在する場合、前記参照した規則を選択する。前記選択した規則に応じて前記入力チャネルを前記出力チャネルにマッピングする。
2016527806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力チャネル設定（４０４）の複数の入力チャネルを出力チャネル設定（４０６）の出力チャネルにマッピングする方法であって、
前記複数の入力チャネルの各入力チャネルに関連付けされ、前記関連付けされた入力チャネルと出力チャネル群との間の異なるマッピングを定義する規則セット（４００）を提供するステップと、
前記複数の入力チャネルにおける各入力チャネルに対して、当該入力チャネルに関連付けされた規則を参照（５００）し、前記参照した規則において定義される前記出力チャネル群が前記出力チャネル設定（４０６）に存在するか決定（５０２）し、前記参照した規則において定義されている前記出力チャネル群が出力チャネル設定（４０６）に存在する場合、前記参照した規則を選択する（４０２、５０４）ステップと、
前記選択した規則に応じて前記入力チャネルを前記出力チャネルにマッピング（５０８）するステップと、を備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記参照した規則において定義される前記出力チャネル群が出力チャネル設定（４０６）に存在しない場合、前記参照した規則を選択せず、参照するステップを反復するステップと、前記入力チャネルに関連付けされた少なくとも１個の別の規則を決定及び選択するステップを備える、方法。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載の方法であって、
前記規則は、前記入力チャネルに適用される少なくとも１個のゲイン係数と、前記入力チャネルに適用される遅延係数と、入力チャネルを２個以上の出力チャネルにマッピングするために適用されるパニング定理と、前記入力チャネルに適用される周波数依存ゲインと、を定義する、方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法であって、
前記規則セットの前記規則は優先度が決定されており、より高い優先度を有する規則がより低い優先度を有する規則に対してより優先的に選択される、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、
前記規則セットの前記規則を、参照した規則において定義される前記出力チャネル群が前記出力チャネル設定（４０６）に存在すると判断されるまで特定の順位で参照し、前記規則の優先度を前記特定の順位で決定するステップを備える、方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の方法であって、
より高い音質を提供すると想定される規則がより低い音質を提供すると想定される規則に対してより高い優先度を有する、方法。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一項に記載の方法であって、
リスナー水平面における前記入力チャネルからより低方向への偏差を伴う、前記入力チャネルから少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則が、リスナー水平面における前記入力チャネルからより高い方向への偏差を伴う、前記入力チャネルから少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則に対してより高い優先度を有する、方法。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか一項に記載の方法であって、
入力チャネルから前記入力チャネルと同一の仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則が、入力チャネルから前記入力チャネルの仰角と異なる仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則に対してより高い優先度を有する、方法。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれか一項に記載の方法であって、
前記規則セットにおいて、優先度が最も高い規則は同一方向の前記入力チャネルと出力チャネルとの間の直接マッピングを定義する、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、
各入力チャネルに対して、前記入力チャネルと同一方向の出力チャネルが出力チャネル設定（４０６）に存在するかを、前記規則セットの別の規則又は各入力チャネルに関連付けされた規則を記憶するメモリ（４２２）を参照する前に確認するステップを備える、方法。
【請求項１１】
請求項４〜１０のいずれか一項に記載の方法であって、
規則セットにおいて、優先度が最も低い規則は、前記入力チャネルから左出力チャネル及び右出力チャネルを有するステレオ出力チャネル設定の１個又は両方の出力チャネルへのマッピングを定義する、方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法であって、
前中央方向と異なる方向を有する入力チャネルに関連付けされた規則セットのうち１個の規則が、前記入力チャネルから、前中央方向に対して前記入力チャネルと同一側及び入力チャネルの方向の両側に位置する２個の出力チャネルへのマッピングを定義し、当該規則セットのうち別の優先度のより低い規則が、入力チャネルから、前中央方向に対して入力チャネルと同一側に位置する単一の出力チャネルへのマッピングを定義する、方法。
【請求項１３】
請求項４〜１２のいずれか一項に記載の方法であって、
仰角９０°を有する入力チャネルに関連付けされた規則セットのうち１個の規則が、入力チャネルから前記入力チャネルの仰角より低い第１の仰角を有する使用可能な全出力チャネルへのマッピングを定義し、前記規則セットのうち別の優先度のより低い規則が、入力チャネルから第１の仰角より小さい第２の仰角を有する使用可能な全出力チャネルへのマッピングを定義する、方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法であって、
前中央方向を備える入力チャネルに関連付けされた規則セットのうち１個の規則が、前記入力チャネルからそれぞれ前中央方向の左側及び右側に位置する２個の出力チャネルへのマッピングを定義する、方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法であって、
後中央方向を備える入力チャネルに関連付けされた規則セットのうち１個の規則が、前記入力チャネルからそれぞれ前中央方向の左側及び右側に位置する２個の出力チャネルへのマッピングを定義し、前記規則が更に、後中央方向に対する前記２個の出力チャネルの角度が９０°より大きい場合１より小さいゲイン係数を使用することを定義する、方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法であって、
前中央方向と異なる方向を有する入力チャネルに関連付けされた規則セットのうち１個の規則が、入力チャネルから前中央方向に対して入力チャネルと同一側に位置する単一の出力チャネルへのマッピングにおいて、１より小さいゲイン係数の使用を定義し、前中央方向に対する出力チャネルの角度が前中央方向に対する入力チャネルの角度より小さい、方法。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法であって、
仰角を有する入力チャネルから入力チャネルの仰角より小さい仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則は、１より小さいゲイン係数を使用することを定義する、方法。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法であって、
仰角を有する入力チャネルから前記入力チャネルの仰角より小さい仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則が、周波数選択的処理の適用を定義する、方法。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法であって、
前記入力チャネルに関連付けされた入力音声信号を受信するステップを備え、前記入力チャネルから前記出力チャネルへのマッピング（５０８）は、前記選択した規則を評価（４１０、５２０）して前記入力音声信号に適用される係数を導出するステップと、前記係数を前記入力音声信号に適用（５２４）して前記出力チャネルに関連付けされた出力音声信号を生成するステップと、前記出力音声信号を前記出力チャネルに関連付けされたラウドスピーカに出力（５２８）するステップと、を備える、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、
ダウンミックスマトリクス（４１４）を生成するステップと、前記ダウンミックスマトリクス（４１４）を前記入力音声信号に適用するステップと、を備える、方法。
【請求項２１】
請求項１９又は２０に記載の方法であって、
トリム遅延及びトリムゲインを前記出力音声信号に適用して、前記入力チャネル設定（４０４）及び前記出力チャネル設定（４０６）における中央のリスナー位置からの各ラウドスピーカまでの距離の差異を抑制又は補償する、方法。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の方法であって、
入力チャネルから前記特定の出力チャネルを含む１個又は２個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則を評価する際、実際の出力設定の出力チャネルの水平面の角度と、前記規則セットにおいて定義される特定の出力チャネルの水平面の角度との偏差を考慮するステップを備え、前記水平面の角度はリスナー水平面内の前中央方向に対する表す角度を表す、方法。
【請求項２３】
請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の方法であって、
仰角を有する入力チャネルから前記入力チャネルの仰角より小さい仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則において定義されるゲイン係数を変更して、実際の出力設定の出力チャネルの仰角と、前記規則に定義される１個の出力チャネルの仰角との偏差を考慮するステップを備える、方法。
【請求項２４】
請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の方法であって、
仰角を有する入力チャネルから前記入力チャネルの仰角より小さい仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則において定義される周波数選択的処理を変更して、実際の出力設定の出力チャネルの仰角と、当該規則において定義される１個の出力チャネルの仰角との偏差を考慮する、方法。
【請求項２５】
コンピュータ又はプロセッサ上で動作する際に、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法を実行するコンピュータプログラム。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれか一項に記載の方法を実行するために設定又はプログラムされたプロセッサ（４２２）を備える、信号処理装置（４２０）。
【請求項２７】
請求項２６に記載の信号処理装置であって、更に、
前記入力チャネル設定（４０４）の前記入力チャネルに関連付けされた入力信号（２２８）を受信する入力信号インターフェース（４２６）と、
前記出力チャネル設定（４０６）に関連付けされた出力音声信号を出力する出力信号インターフェース（４２８）と、を備える、装置。
【請求項２８】
請求項２６又は２７に記載の信号処理装置を備える音声デコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力チャネル設定の複数の入力チャネルを出力チャネル設定の出力チャネルにマッピングするための方法及び信号処理装置に関し、詳細には、異なるラウドスピーカチャネル設定間のフォーマットダウンミックス変換に適当な方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空間音声符号化ツールは、公知な技術であり、ＭＰＥＧサラウンド標準等において標準化されている。空間音声符号化は、再生設定における各々の配置により、例えば、左チャネル、中央チャネル、右チャネル、左サラウンドチャネル、右サラウンドチャネル、低域強調（ＬＦＥ：Ｌｏｗ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）チャネルとして特定される５個又は７個の入力チャネル等の複数の元の入力から開始される。空間音声エンコーダは、元のチャネルから少なくとも１個のダウンミックスチャネルを導出してもよく、更に、チャネルコヒーレンス値におけるチャネル間レベル差、チャネル間フェーズ差、チャネル間時間差等の空間キューに関連するパラメトリックデータを導出してもよい。当該少なくとも１個のダウンミックスチャネルは、空間キューを示すパラメトリックサイド情報と共に、当該ダウンミックスチャネル及び対応するパラメトリックデータを復号するための空間音声デコーダへ伝送され、最終的に元の入力チャネルに近似する出力チャネルが得られる。出力設定におけるチャネルの配置は、５．１フォーマット、７．１フォーマット等、固定であってもよい。
【０００３】
また、空間音声オブジェクト符号化ツールは、公知な技術であり、ＭＰＥＧ空間音声オブジェクト符号化（ＳＡＯＣ：Ｓｐａｔｉａｌ  ａｕｄｉｏ  ｏｂｊｅｃｔ  ｃｏｄｉｎｇ）標準等において標準化されている。元のチャネルから開始する空間音声符号化とは対照的に、空間音声オブジェクト符号化は、所定のレンダリング再生設定に自動的には割当てられない音声オブジェクトから開始する。更に言えば、再生シーンにおける音声オブジェクトの配置は、柔軟に行うことができ、例えば、所定のレンダリング情報を空間音声オブジェクト符号化デコーダに入力することにより、ユーザが設定してもよい。代わりに、又は更に、レンダリング情報は、付加サイド情報又はメタデータとして伝送されてもよく、レンダリング情報は、再生設定において所定の音声オブジェクトが配置される位置に関する（例えば経時的な）情報を含んでいてもよい。所定のデータ圧縮を得るため、複数の音声オブジェクトが、オブジェクトを所定のダウンミックス情報に従ってダウンミックスすることにより、入力オブジェクトから少なくとも１個の伝送チャネルを算出するＳＡＯＣエンコーダを用いてラベル化される。更に、ＳＡＯＣエンコーダは、オブジェクトレベル差（ＯＬＤ：ｏｂｊｅｃｔ  ｌｅｖｅｌ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、オブジェクトコヒーレンス値等のオブジェクト間キューを表すパラメトリックサイド情報を算出する。ＳＡＣ（ＳＡＣ：Ｓｐａｔｉａｌ  Ａｕｄｉｏ  Ｃｏｄｉｎｇ：空間音声符号化）において、オブジェクト間パラメトリックデータは、個別の時間／周波数タイルに対して算出される。音声信号の所定のフレーム（１０２４又は２０４８サンプル等）に対しては、パラメトリックデータが各フレーム及び各周波数帯に対して提供されるよう、複数の周波数帯（２４、３２、又は６４帯域等）が考慮される。例えば、ある音声が２０フレームを有し、各フレームが３２周波数帯域に更に分割される場合、時間／周波数タイル数は、６４０である。
【０００４】
所望の再生フォーマット、すなわち出力チャネル設定（出力ラウドスピーカ設定）は、入力チャネル設定と異なっていてもよく、その場合、一般的に、出力チャネル数は、前記入力チャネル数とは異なる。したがって、入力チャネル設定の入力チャネルを出力チャネル設定の出力チャネルにマッピングするため、フォーマット変換が必要となる場合がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｖ．Ｐｕｌｋｋｉ，“Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｓｏｕｎｄ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｕｓｉｎｇ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｂａｓｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｐａｎｎｉｎｇ，”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｕｄｉｏ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，４５巻，４５６〜４６６頁、１９９７年．
【非特許文献２】安藤彰男，“再生音場における音声の物理的特性を維持するマルチチャネル音声信号の変換」，”ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ａｕｄｉｏ、Ｓｐｅｅｃｈ、ａｎｄ  Ｌａｎｇｕａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，１９巻，６号，２０１１年８月．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の基本的な目的は、入力チャネル設定の入力チャネルを出力チャネル設定の出力チャネルに柔軟にマッピングするための良好な手法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は、請求項１に記載の方法、請求項２５に記載のコンピュータプログラム、請求項２６に記載の信号処理装置、及び請求項２７に記載の音声デコーダにより実現される。
【０００８】
本発明の実施例は、入力チャネル設定の複数の入力チャネルを出力チャネル設定の出力チャネルにマッピングする方法であって、前記複数の入力チャネルの各入力チャネルに関連付けされ、前記関連付けされた入力チャネルと出力チャネル群との間の異なるマッピングを定義する規則セットを提供するステップと、前記複数の入力チャネルにおける各入力チャネルに対して、当該入力チャネルに関連付けされた規則を参照し、前記参照した規則において定義される前記出力チャネル群が前記出力チャネル設定に存在するかを決定し、前記参照した規則において定義されている前記出力チャネル群が出力チャネル設定に存在する場合、前記参照した規則を選択するステップと、前記選択した規則に応じて前記入力チャネルを前記出力チャネルにマッピングするステップと、を備える方法を供給する。
【０００９】
本発明の実施例は、コンピュータ又はプロセッサ上で実行された時に上記の方法を実行するためのコンピュータプログラムを提供する。本発明の実施例は、上記の方法を実行するよう設定又はプログラムされるプロセッサを備える信号処理装置を提供する。本発明の実施例は、上記の信号処理装置を備える音声デコーダを提供する。
【００１０】
本発明の実施例は、新規な手法に基づくものであり、可能な入出力チャネルマッピングを記述する規則セットが複数の入力チャネルの各入力チャネルに関連付けされ、所定の入出力チャネル設定に対して当該規則セットのうち１個の規則が選択される。その結果、当該規則は、入力チャネル設定又は特定の入力チャネル設定には関連付けされない。したがって、所定の入力チャネル設定及び特定の出力チャネル設定に対して、当該所定の入力チャネル設定に存在する複数の入力チャネルの各々に対して、対応する規則セットを参照して当該所定の出力チャネル設定に適合する規則が決定される。当該規則は、入力チャネルに適用される少なくとも１個の係数を直接定義してもよく、又は入力チャネルに適用される係数を導出するために適用される工程を定義してもよい。所定の入力チャネル設定の入力チャネルを所定の出力チャネル設定の出力チャネルにマッピングするために、当該所定の入力チャネル設定に適用可能なダウンミックス（ＤＭＸ）マトリクス等の係数マトリクスが係数に基づき生成されてもよい。規則セットは、入力チャネル設定又は特定の入出力チャネル設定ではなく入力チャネルに関連付けされるため、本発明の手法は、使用される異なる入力チャネル設定及び異なる出力チャネル設定に対して、柔軟な方法で用いることができる。
【００１１】
本発明の実施例において、チャネルは、音声チャネルを表し、各入力チャネル及び各出力チャネルは、対応するラウドスピーカが中央のリスナー位置に対して配置される方向を有する。
【００１２】
以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】３次元音声システムの３次元音声エンコーダの概略を示す。
【図２】３次元音声システムの３次元音声デコーダの概略を示す。
【図３】図２の３次元音声デコーダに実装可能なフォーマット変換装置を実現するための例を示す。
【図４】ラウドスピーカ設定の概略平面図を示す。
【図５】別のラウドスピーカ設定の概略背面図を示す。
【図６Ａ】入力チャネル設定の入力チャネルを出力チャネル設定の出力チャネルにマッピングするための信号処理装置のブロック図を示す。
【図６Ｂ】本発明の実施例による信号処理装置を示す。
【図７】入力チャネル設定の入力チャネルを出力チャネル設定の出力チャネルにマッピングするための方法を示す。
【図８】マッピングするステップの一例の詳細を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の手法の実施例を詳細に説明する前に、本発明の手法を実装可能な３次元音声コーデックシステムの概略を説明する。
【００１５】
図１及び図２は、実施例による３次元音声システムのアルゴリズムブロック図である。より詳細には、図１は、３次元音声エンコーダ１００の概略図である。前記音声エンコーダ１００は、任意で設けられるプリレンダラ／ミキサー回路１０２において、入力信号、より詳細には、前記音声エンコーダ１００に複数のチャネル信号１０４を入力する複数の入力チャネル、複数のオブジェクト信号１０６及び対応するオブジェクトメタデータ１０８を受信する。前記オブジェクト信号１０６は、前記プリレンダラ／ミキサー１０２（信号１１０参照）により処理された後、ＳＡＯＣエンコーダ１１２（ＳＡＯＣ：Ｓｐａｔｉａｌ  Ａｕｄｉｏ  Ｏｂｊｅｃｔ  Ｃｏｄｉｎｇ：空間音声オブジェクト符号化）に入力されてもよい。前記ＳＡＯＣエンコーダ１１２は、ＵＳＡＣエンコーダ１１６（ＵＳＡＣ：Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｓｐｅｅｃｈ  ａｎｄ  Ａｕｄｉｏ  Ｃｏｄｉｎｇ：発話音声統合符号化）の入力側に入力される前記ＳＡＯＣ伝送チャネル１１４を生成する。更に、ＳＡＯＣ−ＳＩ信号１１８（ＳＡＯＣ−ＳＩ：ＳＡＯＣ  ｓｉｄｅ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：サイド情報）も、前記ＵＳＡＣエンコーダ１１６の入力側に入力される。前記ＵＳＡＣエンコーダ１１６は、更に、オブジェクト信号１２０、並びに前記チャネル信号及びプリレンダリング済オブジェクト信号１２２を前記プリレンダラ／ミキサーから直接受信する。前記オブジェクトメタデータ情報１０８は、前記圧縮オブジェクトメタデータ情報１２６を前記ＵＳＡＣエンコーダに入力するＯＡＭエンコーダ１２４（ＯＡＭ：ｏｂｊｅｃｔ  ｍｅｔａｄａｔａ：オブジェクトメタデータ）に適用される。前記ＵＳＡＣエンコーダ１１６は、上記入力信号に基づき、１２８に示す圧縮出力信号ＭＰ４を生成する。
【００１６】
図２は、前記３次元音声システムの３次元音声デコーダ２００の概略図である。図１の前記音声エンコーダ１００により生成される前記符号化信号１２８（ＭＰ４）は、前記音声デコーダ２００、より詳細には、ＵＳＡＣデコーダ２０２で受信される。前記ＵＳＡＣデコーダ２０２は、前記受信した信号１２８をチャネル信号２０４、プリレンダリング済オブジェクト信号２０６、オブジェクト信号２０８、及びＳＡＯＣ伝送チャネル信号２１０に復号する。更に、圧縮オブジェクトメタデータ情報２１２及びＳＡＯＣ−ＳＩ信号２１４が前記ＵＳＡＣデコーダにより出力される。前記オブジェクト信号２０８は、レンダリング済オブジェクト信号２１８を出力するオブジェクトレンダラ２１６に入力される。前記ＳＡＯＣ伝送チャネル信号２１０は、レンダリング済オブジェクト信号２２２を出力するＳＡＯＣデコーダ２２０に入力される。圧縮オブジェクトメタ情報２１２は、各制御信号を、前記レンダリング済オブジェクト信号２１８及び前記レンダリング済オブジェクト信号２２２を生成する前記オブジェクトレンダラ２１６及び前記ＳＡＯＣデコーダ２２０に出力するＯＡＭデコーダ２２４に入力される。前記デコーダは、更に、図２に示すように、前記入力信号２０４、２０６、２１８及び２２２を受信してチャネル信号２２８を出力するためのミキサー２２６を備える。前記チャネル信号は、２３０に示す３２チャネルラウドスピーカ等のラウドスピーカに直接出力されてもよい。また、前記信号２２８は、前記チャネル信号２２８が変換される経路を示す再生レイアウト信号を制御入力として受信するフォーマット変換回路２３２に入力されてもよい。図２に記載の実施例において、変換は、信号を２３４に示す５．１スピーカシステムに入力可能な方法で行われるものする。また、前記チャネル信号２２８は、例えば、２３８に示すヘッドフォン等を対象として２個の出力信号を生成するバイノーラルレンダラ２３６に入力される。
【００１７】
図１及び図２に記載の前記符号化／復号化システムは、チャネル信号及びオブジェクト信号（信号１０４及び１０６参照）を符号化するためのＭＰＥＧ−ＤＵＳＡＣコーデックを基礎としていてもよい。大容量オブジェクトの符号化効率を向上させるため、ＭＰＥＧ  ＳＡＯＣ技術を用いてもよい。三種類のレンダラにより、オブジェクトのチャネルへのレンダリング、チャネルのヘッドフォンへのレンダリング、又はチャネルの異なるラウドスピーカシステム（図２の参照番号２３０，２３４及び２３８参照）へのレンダリングを行ってもよい。オブジェクト信号がＳＡＯＣを用いて明示的に伝送、又はパラメトリックに符号化される場合、対応するオブジェクトメタデータ情報１０８は、３次元音声ビットストリーム１２８に圧縮（信号１２６参照）及び多重化される。
【００１８】
図１及び図２は、以下に更に詳細に説明する前記３次元音声システム全体のアルゴリズムブロック図を示す。
【００１９】
前記プリレンダラ／ミキサー１０２を任意で設けて、符号化前にチャネル＋オブジェクト入力シーンをチャネルシーンに変換してもよい。前記装置は、後に詳述するオブジェクトレンダラ／ミキサーと機能的に同一である。オブジェクトのプリレンダリングは、基本的に、同時にアクティブなオブジェクト信号数の影響を受けないエンコーダ入力における決定論的信号エントロピーを確保するために行われてもよい。オブジェクトをプリレンダリングする際、オブジェクトメタデータの伝送は、不要である。離散オブジェクト信号は、前記エンコーダが使用するようするよう構成されるチャネルレイアウトにレンダリングされる。各チャネルに対するオブジェクトの重みは、関連オブジェクトメタデータ（ＯＡＭ）から得られる。
【００２０】
前記ＵＳＡＣエンコーダ１１６は、ラウドスピーカ−チャネル信号、離散オブジェクト信号、オブジェクトダウンミックス信号及びプリレンダリング済信号のコアコーデックである。前記装置は、ＭＰＥＧ−ＤＵＳＡＣ技術を基礎としている。前記装置は、入力チャネル割当及びオブジェクト割当の幾何学的情報及びセマンティクス情報に基づいてチャネル及びオブジェクトマッピング情報を作成することにより、上記信号の符号化処理を行う。前記マッピング情報は、入力チャネル及びオブジェクトがチャネル・ペア・エレメント（ＣＰＥ）、シングル・チャネル・エレメント（ＳＣＥ）、低域効果（ＬＦＥ）及びチャネル・クワッド・エレメント（ＱＣＥ）等のＵＳＡＣチャネルエレメントに、どのようにマッピングされるかを記述し、ＣＰＥ、ＳＣＥ、ＬＦＥ、及び対応する情報は、前記デコーダに伝送される。ＳＡＯＣデータ１１４，１１８又はオブジェクトメタデータ１２６等の付加ペイロードは、全てエンコーダ・レート制御にて考慮される。オブジェクトの符号化は、レンダラが求めるレート／歪み条件、及び双方向性条件に応じて、異なる経路で行うことも可能である。実施例によれば、以下のようなオブジェクト符号化も可能である：
・プリレンダリング済オブジェクト：オブジェクト信号は、２２．２チャネル信号にプリレンダリング及びミキシングされた後、符号化される。続く符号化チェーンでは、２２．２チャネル信号として処理される。
・離散オブジェクト波形：オブジェクトは、モノラル波形としてエンコーダに入力される。エンコーダは、シングル・チャネル・エレメント（ＳＣＥ）を用いてチャネル信号及びオブジェクトを伝送する。復号化オブジェクトは、受信側でレンダリング及びミキシングされる。圧縮オブジェクトメタデータ情報は、受信装置／レンダラに伝送される。
・パラメトリックオブジェクト波形：オブジェクト特性及び相関性は、ＳＡＯＣパラメータにより記述する。オブジェクト信号のダウンミックスは、ＵＳＡＣにより符号化される。パラメトリック情報も、併せて伝送される。ダウンミックスチャネル数は、オブジェクト数及び総データレートに応じて選択される。圧縮オブジェクトメタデータ情報は、ＳＡＯＣレンダラに伝送される。
【００２１】
オブジェクト信号の前記ＳＡＯＣエンコーダ１１２及び前記ＳＡＯＣデコーダ２２０は、ＭＰＥＧ  ＳＡＯＣ技術に基づくものでもよい。前記システムは、複数の音声オブジェクトをより少ない数の伝送チャネル、及びＯＬＤ、ｌＯＣ（Ｉｎｔｅｒ  Ｏｂｊｅｃｔ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ：オブジェクト間コヒーレンス）、ＤＭＧ（ダウンミックスゲイン）等の付加パラメトリックデータに基づき、再現、変更、及びレンダリングすることが可能である。当該付加パラメトリックデータのデータレートは、全オブジェクトを個別に伝送する際に必要となるレートに比べて非常に低く、符号化効率が向上する。前記ＳＡＯＣエンコーダ１１２には、モノラル波形としてのオブジェクト／チャネル信号が入力され、（前記３次元音声ビットストリーム１２８にパケット化される）パラメトリック情報及び（シングル・チャネル・エレメントを用いて符号化及び伝送される）ＳＡＯＣ伝送チャネルを出力する。前記ＳＡＯＣデコーダ２２０は、前記復号済ＳＡＯＣ伝送チャネル２１０及び前記パラメトリック情報２１４からオブジェクト／チャネル信号を再構築し、再生レイアウト、展開オブジェクトメタデータ情報、及び任意でユーザ・インタラクション情報に基づいて出力音声シーンを生成する。
【００２２】
オブジェクトメタデータ・コーデック（ＯＡＭエンコーダ１２４及びＯＡＭデコーダ２２４参照）は、各オブジェクトについてオブジェクト特性を時間及び空間について量子化することにより、３次元空間におけるオブジェクトの幾何学的位置及び量を指定する関連メタデータを効率的に符号化することを目的としている。圧縮オブジェクトメタデータｃＯＡＭ１２６は、サイド情報として前記受信装置２００に伝送される。
【００２３】
前記オブジェクトレンダラ２１６は、圧縮オブジェクトメタデータを利用して所定の再生フォーマットでオブジェクト波形を生成する。各オブジェクトは、自身のメタデータに基づき所定の出力チャネル２１８にレンダリングされる。当該ブロックの出力は、部分結果が合計から成る。チャネルベースコンテンツ及び離散／パラメトリックオブジェクトが復号される場合、チャネルベース波形及びレンダリング済オブジェクト波形は、前記ミキサー２２６によりミキシングされて、その後、生成された波形２２８が出力される、又は前記バイノーラルレンダラ２３６又は前記ラウドスピーカ・レンダラモジュール２３２等のポストプロセッサ／後処理系モジュールに入力される。
【００２４】
前記バイノーラルレンダラモジュール２３６は、各入力チャネルが仮想音源により表現されるよう、マルチチャネル音声素材のバイノーラルダウンミックスを生成する。当該処理は、ＱＭＦ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒｂａｎｋ：直交ミラーフィルターバンク）ドメインにおいてフレーム的に行われ、バイノーラル化は、測定されるバイノーラル室内インパルス応答に基づいて行われる。
【００２５】
前記ラウドスピーカ・レンダラ２３２は、送信された前記チャネル設定２２８と任意の再生フォーマットとの間の変換を行う。前記装置は、「フォーマット変換装置」と呼称してもよい。前記フォーマット変換装置は、より少ない出力チャネル数への変換、すなわち、ダウンミックス作成を行う。
【００２６】
図３は、フォーマット変換装置２３２の実施例を示す。本発明の実施例において、前記信号処理装置は、以下のようなフォーマット変換装置である。また、前記フォーマット変換装置２３２は、送信器（入力）チャネル設定の送信器（入力）チャネルを任意の再生フォーマット（出力チャネル設定）の（出力）チャネルにマッピングすることにより、送信器チャネル設定及び任意の再生フォーマット間で変換を行うラウドスピーカ・レンダラと呼称してもよい。一般的に、前記フォーマット変換装置２３２は、より少ない出力チャネル数への変換、すなわち、ダウンミックス（ＤＭＸ）工程２４０を行う。好ましくは、ＱＭＦドメインにおいて動作する前記ダウンミキサー２４０は、前記ミキサー出力信号２２８を受信し、前記ラウドスピーカ信号２３４を出力する。コントローラとも呼称するコンフィギュレータ２４２を備えていてもよく、前記コンフィギュレータ２４２は、ミキサー出力レイアウト（入力チャネル設定）を表す信号２４６を制御入力として受信、すなわち、前記ミキサー出力信号２２８により表現されるデータのレイアウトを決定し、更に、任意の再生レイアウト（出力チャネル設定）を表す信号２４８を受信する。当該情報に基づき、前記コントローラ２４２は、所定の組合せによる入出力フォーマットのためのダウンミックスマトリクスを、好ましくは、自動的に生成し、当該マトリクスを前記ダウンミキサー２４０に適用する。前記フォーマット変換装置２３２は、標準ラウドスピーカ設定及び非標準ラウドスピーカ配置によるランダム設定を可能にする。
【００２７】
本発明の実施例は、前記ラウドスピーカ・レンダラ２３２の実施例、すなわち前記ラウドスピーカ・レンダラ２３２の機能性を実現するための信号処理方法及び装置に関する。
【００２８】
図４及び図５を参照する。図４は、５．１フォーマットを表現するラウドスピーカ設定を示し、左チャネルＬＣ、中央チャネルＣＣ、右チャネルＲＣ、左サラウンドチャネルＬＳＣ、右サラウンドチャネルＬＲＣ、及び低周波数エンハンスメントチャネルＬＦＣを表現する６個のラウドスピーカを備える。図５は、別のラウドスピーカ設定を示し、左チャネルＬＣ、中央チャネルＣＣ、右チャネルＲＣ、及び上方中央チャネルＥＣＣを表現するラウドスピーカを備える。
【００２９】
以下において、前記低周波数エンハンスメントチャネルに関連付けされたラウドスピーカ（サブウーファ）の正確な配置は、重要ではないため、低周波数エンハンスメントチャネルについては考慮していない。
【００３０】
前記チャネルの各々は、前記中央のリスナー位置Ｐに対して特定の方向に配置される。図５に示す通り、各チャネルの方向は、方位角α及び仰角βにより定義する。方位角は、リスナー水平面３００におけるチャネル角度を表し、前中央方向３０２に対する各チャネルの方向としてもよい。図４に示す通り、前記前中央方向３０２は、前記中央のリスナー位置Ｐに位置するリスナーの通常の視聴方向と定義してもよい。後中央方向３０４は、前記前中央方向３００に対して１８０°の方位角を有する。前中央方向の左側における前中央方向と後中央方向との間の全方位角は、前中央方向の左側に位置し、前中央方向の右側における前中央方向と後中央方向との間の全方位角は、前中央方向の右側に位置する。前記前中央方向３０２に対して直角であり、かつ中央のリスナー位置を通過する仮想線３０６の前方に位置するラウドスピーカは、前方ラウドスピーカであり、仮想線３０６の後方に位置するラウドスピーカは、後方ラウドスピーカである。５．１フォーマットにおいて、前記方位角αは、チャネルＬＣが左方向に３０°、ＣＣが０°、ＲＣが右方向に３０°、ＬＳＣが左方向に１１０°、そしてＲＳＣが右方向に１１０°である。
【００３１】
チャネルの前記仰角βは、前記リスナー水平面３００と、中央のリスナー位置と各チャネルに関連付けされたラウドスピーカの間の仮想接続線の方向との間の角度を定義する。図４に示す設定において、全ラウドスピーカは、前記リスナー水平面３００内に配置されるため、仰角は、全てゼロである。図５において、チャネルＥＣＣの仰角βは、３０°であってもよい。前記中央のリスナー位置の真上に位置するラウドスピーカの仰角は、９０°となる。前記リスナー水平面３００の下方に配置されるラウドスピーカの仰角は、負角となる。
【００３２】
空間における特定のチャネルの配置、すなわち特定のチャネルに関連付けされたラウドスピーカ配置）は、方位角、仰角及び中央のリスナー位置からのラウドスピーカまでの距離により決定される。
【００３３】
ダウンミックスアプリケーションは、１組の入力チャネルを１組の出力チャネルにレンダリングするものであり、一般的に、入力チャネル数は、出力チャネル数より多い。１個以上の入力チャネルが同一の出力チャネルにミキシングされてもよい。同時に、１個以上の入力チャネルが２個以上の出力チャネルに対してレンダリングされてもよい。当該入力チャネルから出力チャネルへのマッピングは、１組のダウンミックス係数により決定される（又はダウンミックスマトリクスとして定式化される）。ダウンミックス係数の選択は、得られるダウンミックス出力音質に大きく影響する。選択を誤った場合、ミキシングが不均衡になったり、入力音声シーンの空間的再生が低品質となることも考えられる。
【００３４】
良好なダウンミックス係数を得るため、専門家（音響技師等）は、自己の専門技術に基づき手作業で係数を調整する場合もある。しかしながら、アプリケーションによっては、手作業での調整が不適切な理由が複数考えられる。市場におけるチャネル設定数（チャネル・セットアップ数）は、増加し続けており、新規な設定については、新たに調整する労力を要する。設定数が増加し続けているため、入出力チャネル設定の可能な組合せ全てに対して、ＤＭＸマトリクスを手作業で個別に最適化することは、もはや実用的ではない。製作側にとっては、新規な設定に対して既存の設定又は別の新規な設定を利用した新規なＤＭＸマトリクスが必要となる。ダウンミックスアプリケーションが装備された後に新規な設定が発生した場合、手作業での調整は、不可能である。典型的なアプリケーションシナリオ（居間でのラウドスピーカ聴取）において、標準コンプライアンスのラウドスピーカ設定（ＩＴＵ−Ｒ  ＢＳ  ７７５による５．１サラウンド等）は、むしろ例外である。このような非標準ラウドスピーカ設定に対するＤＭＸマトリクスは、システム設計の段階では知り得ないため、手作業での最適化は、不可能である。
【００３５】
既存の又は過去に提案されたＤＭＸマトリクスを決定するためのシステムには、多数のダウンミックスアプリケーションに手調整のダウンミックスマトリクスを使用したものがある。当該マトリクスのダウンミックス係数は、自動的に導出されたものではなく、音響技師が最良のダウンミックス品質を提供するために最適化したものである。音響技師は、ＤＭＸ係数の設計時に個々の入力チャネルの個々の特性を考慮できる（中央チャネル、サラウンドチャネル等に対し異なる処理を行う等）。しかしながら、上記したように、入出力チャネル設定の可能な組合せ全てに対しダウンミックス係数を手作業で導出することは、むしろ実用的ではなく、設計工程の後の段階で新規な入力及び／又は出力設定が追加された場合、不可能とも言える。
【００３６】
入出力設定の所定の組合せに対するダウンミックス係数を自動的に導出する直接的な方法としては、各入力チャネルを、その空間内の配置が特定のチャネルに関連付けされた空間内の配置（すなわち、特定の入力チャネルに関連付けされたラウドスピーカ配置）により決定される仮想音源として処理する方法が考えられる。各仮想音源は、２次元における正接定理パニング、又は３次元におけるベクトル式振幅パニング（Ｖ．プルッキ（Ｐｕｌｋｋｉ）：「ベクトル式振幅パニングを用いた仮想音源配置方法（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｓｏｕｎｄ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｕｓｉｎｇ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｂａｓｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｐａｎｎｉｎｇ）」、音声技術学会誌（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｕｄｉｏ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｓｏｃｉｅｔｙ）、４５巻、４５６〜４６６頁、１９９７年参照）等の一般的パニングアルゴリズムにより再生してもよい。したがって、適用されるパニング定理のパニングゲインにより、入力チャネルを出力チャネルにマッピングする際に適用されるゲインが決定されることになり、すなわち、パニングゲインが任意のダウンミックス係数となる。一般的パニングアルゴリズムにより、ＤＭＸマトリクスを自動的に導出することは可能であるが、以下の様々な理由により、得られるダウンミックス音質は、通常低品質となる。
−パニングが、出力設定において存在しない入力チャネル配置の全てに適用される。これにより、入力信号が複数の出力チャネルに対してコヒーレントに分散されることが頻繁に発生する。これは、反響音等の包込むような音声（ｅｎｖｅｌｏｐｉｎｇ  ｓｏｕｎｄ）の再生品質を低下させるため望ましくない。また、入力信号における離散音声コンポーネントについて、ファントム音源としての再生は、音源幅及び音色が変化する原因となるため望ましくない。
−一般的パニングは、例えば、中央チャネルと別のチャネルに対するダウンミックス係数を個別に最適化する等の、個別のチャネルの個別の特性を考慮したパニングを行わない。一般的に、個別のチャネルに対してチャネルセマンティクスに基づきダウンミックスを個別に最適化することにより、より高い出力信号品質が得られる。
−一般的パニングは、前部チャネル、側部チャネル等に対し異なるパニングアルゴリズムを要求する心理音響的技術とは異なる。更に、一般的パニングにより、広い間隔で配置されたラウドスピーカにレンダリングするためのパニングゲインを得られるが、この場合、出力設定において、空間的音声シーンを正確に再生することはできない。
−垂直方向に配置されたラウドスピーカへのパニングを含む一般的パニングは、心理音響的効果（垂直方向の空間的知覚キューは、水平面のキューとは異なる）を考慮していないため、良好な結果を得ることができない。
−一般的パニングは、リスナーの大部分は頭部を好ましい方向（「前方」、スクリーン）に向けることを考慮しておらず、したがって、得られる結果が次善なものとなってしまう。
【００３７】
入出力チャネル設定の所定の組合せに対してＤＭＸ係数を数学的（すなわち自動的）に導出する別の方法としては、安藤彰男による「再生音場における音声の物理的特性を維持するマルチチャネル音声信号の変換」、ＩＥＥＥ音声・言語音声・言語処理会報（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ａｕｄｉｏ、Ｓｐｅｅｃｈ、ａｎｄ  Ｌａｎｇｕａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、１９巻、６号、２０１１年８月に提言されている。当該導出方法も、また、入出力チャネルの設定セマンティクスを考慮しない数学的定式化に基づくものである。したがって、正接定理又はＶＢＡＰパニング手法と同様の問題が発生する。
【００３８】
本発明の実施例は、異なるラウドスピーカチャネル設定間のフォーマット変換のための新規な手法を提供するものであり、複数の入力チャネルを複数の出力チャネルにマッピングするダウンミックス処理として実行してもよく、その場合、一般的に出力チャネル数は、入力チャネル数より少なく、出力チャネル配置は、入力チャネル配置と異なっていてもよい。本発明の実施例は、上記のようなダウンミックス実装の機能性を向上させる新規な手法を目的としている。
【００３９】
本発明の実施例を音声符号化に関連して説明するが、記載のダウンミックスに関する新規な手法を一般的ダウンミックスアプリケーション、すなわち、例えば、音声符号化と無関係なアプリケーションに適用してもよい。
【００４０】
本発明の実施例は、ＤＭＸ係数又はＤＭＸマトリクスを自動生成する信号処理方法及び装置（システム）に関し、例えば、図１〜図３を参照して上記したダウンミックス処理等、ダウンミックスアプリケーションに適用できる。ＤＭＸ係数は、入出力チャネル設定に応じて導出される。入力チャネル設定及び出力チャネル設定を入力データとしてもよく、最適化ＤＭＸ係数（又は最適化ＤＭＸマトリクス）を当該入力データから導出してもよい。以下の説明において、ダウンミックス係数という用語は、静的ダウンミックス係数、すなわち入力される音声信号波形に依存しないダウンミックス係数に関連する。ダウンミックスアプリケーションにおいて、付加係数（動的時変ゲイン等）を適用して、例えば、入力信号のパワーを保持してもよい（いわゆるアクティブなダウンミックス技術）。開示のＤＭＸマトリクスを自動生成するためのシステムの実施例によれば、所定の入出力チャネル設定に対するＤＭＸ出力信号の品質が向上する。
【００４１】
本発明の実施例において、入力チャネルを少なくとも１個の出力チャネルにマッピングする方法は、入力チャネルがマッピングされる出力チャネルの各々に対して入力チャネルに適用される少なくとも１個の係数を導出する工程を含む。当該少なくとも１個の係数は、入力チャネルに関連付けされた入力信号に適用されるゲイン係数、すなわちゲイン値、及び／又は入力チャネルに関連付けされた入力信号に適用される遅延係数、すなわち遅延値を含んでいてもよい。本発明の実施例において、マッピング方法は、周波数選択的係数、すなわち入力チャネルの異なる周波数帯に対し異なる係数を導出する工程を含んでいてもよい。本発明の実施例において、入力チャネルを出力チャネルにマッピングする方法は、係数から少なくとも１個の係数マトリクスを生成する工程を含む。各マトリクスは、出力チャネル設定の各出力チャネルに対して入力チャネル設定の各入力チャネルに適用される係数を定義する。入力チャネルがマッピングされない出力チャネルについては、係数マトリクスにおける各係数は、ゼロとなる。本発明の実施例において、ゲイン係数及び遅延係数に対して個別に係数マトリクスを生成してもよい。本発明の実施例において、各周波数帯に対して係数が周波数選択的な係数マトリクスを生成してもよい。本発明の実施例において、マッピング方法は、更に、導出された係数を入力チャネルに関連付けされた入力信号に適用する工程を備えていてもよい。
【００４２】
図６は、ＤＭＸマトリクスを自動生成するためのシステムを示す。前記システムは、可能な入出力チャネルマッピングを記述する規則セットであるブロック４００、及び入力チャネル設定４０４及び出力チャネル設定４０６の所定の組合せに対する最適な規則を前記規則セット４００に基づき選択するセレクタ４０２を備える。前記システムは、前記入力チャネル設定４０４及び前記出力チャネル設定４０６に関する情報を受信するための適切なインターフェースを備えていてもよい。
【００４３】
入力チャネル設定は、入力設定に存在するチャネルを定義するものであり、各入力チャネルには、方向又は配置が対応付けられる。出力チャネル設定は、出力設定に存在するチャネルを定義するものであり、各出力チャネルには、方向又は配置が対応付けられる。
【００４４】
前記セレクタ４０２は、選択した規則４０８を評価器４１０に入力する。前記評価器４１０は、前記選択された規則４０８を受信及び評価して、前記選択された規則４０８に基づきＤＭＸ係数４１２を導出する。導出したダウンミックス係数からＤＭＸマトリクス４１４を生成してもよい。前記評価器４１０は、ダウンミックス係数からダウンミックスマトリクスを導出するよう構成してもよい。前記評価器４１０は、例えば出力設定のジオメトリ（チャネル配置等）に関する情報、及び入力設定のジオメトリ（チャネル配置等）に関する情報等の、入力チャネル設定及び出力チャネル設定に関する情報を受信し、ＤＭＸ係数を導出する際に当該情報を考慮してもよい。
【００４５】
図６Ｂに示すように、前記システムは、前記セレクタ４０２、前記評価器４１０、及び前記マッピング規則セット４００の少なくとも一部を記憶するよう構成されるメモリ４２４として機能するようプログラム又は構成されるプロセッサ４２２を備える信号処理装置４２０に実装されてもよい。マッピング規則の別の部分の確認は、メモリ４２４に記憶される規則を参照せずにプロセッサにより行ってもよい。いずれの場合も、前記規則は、上記の方法を実行するためにプロセッサに入力される。前記信号処理装置は、入力チャネルに関連付けされた前記入力信号２２８を受信する入力インターフェース４２６、及び出力チャネルに関連付けされた前記出力信号２３４を出力する出力インターフェース４２８を備えていてもよい。
【００４６】
なお、規則は、一般的に、入力チャネル設定ではなく入力チャネルに適用されるため、各規則は、当該規則の対象である同一の入力チャネルを共有する複数の入力チャネル設定に用いてもよい。
【００４７】
規則セットは、各入力チャネルを少なくとも１個の出力チャネルにマッピングする可能性を記述する規則セットを含む。当該規則セットは、一部の入力チャネルに対してはチャネルを１個のみ有する場合もあるが、一般的に大部分の又は全ての入力チャネルに対して複数（多数）の規則を含む。規則セットは、システム設計者がダウンミックスに関する専門技術を実装して記述してもよい。例えば、設計者は、心理音響的技術又は芸術的意図を実装してもよい。
【００４８】
各入力チャネルに対して複数の個別のマッピング規則が存在してもよい。個別のマッピング規則は、例えば、特定の使用事例において使用可能な出力チャネルリストに応じて出力チャネルを考慮し、入力チャネルをレンダリングする個別の可能性を定義する。すなわち、各入力チャネルに対して、例えば、当該入力チャネルから異なる出力ラウドスピーカ群へのマッピングを各々定義する多数の規則が存在してもよく、この場合、当該出力ラウドスピーカ群は、ラウドスピーカを１個のみを備えていてもよく、又は一切備えていなくてもよい。
【００４９】
マッピング規則セットにおいて１個の入力チャネルに対して複数規則を備える最も一般的な理由は、（個々の可能な出力チャネル設定により決定される）個々の使用可能な出力チャネルが、当該１個の入力チャネルから使用可能な出力チャネルへの異なるマッピングを必要とするためと考えられる。例えば、任意の規則により、特定の入力チャネルから、任意の出力チャネル設定では使用可能であるが別の出力チャネル設定では使用不可な特定の出力ラウドスピーカへのマッピングを定義してもよい。
【００５０】
したがって、図７に示すように、前記方法の実施例において、ステップ５００において、１個の入力チャネルに対して関連付けされた規則セットのうちの１個の規則が参照される。ステップ５０２において、参照した規則において定義される出力チャネル群が出力チャネル設定において使用可能か決定される。ステップ５０４において、当該出力チャネル群が出力チャネル設定において使用可能な場合、参照した規則が選択される。出力チャネル設定において当該出力チャネル群が使用不可な場合、前記方法は、ステップ５００に戻り、次の規則が参照される。ステップ５００及び５０２は、出力チャネル設定に適合する出力チャネル群を定義する規則が見つかるまで繰返し実行される。本発明の実施例において、当該反復工程は、対応する入力チャネルがマッピングされない（すなわち、係数ゼロでマッピングされる）よう、空の出力チャネル群を定義する規則が見つかると停止するよう構成してもよい。
【００５１】
ステップ５００，５０２及び５０４は、図７のブロック５０６に示す通り、入力チャネル設定の複数の入力チャネルの各入力チャネルに対して実行される。前記複数の入力チャネルは、入力チャネル設定の全入力チャネルを含んでいてもよく、又は入力チャネル設定の少なくとも２個の入力チャネルを含むサブセットを備えていてもよい。その後、選択された規則に基づき、入力チャネルが出力チャネルにマッピングされる。
【００５２】
図８に示すように、入力チャネルを出力チャネルにマッピングする方法は、選択された規則を評価して入力チャネルに関連付けされた入力音声信号に適用される係数を導出するブロック５２０を備えていてもよい。矢印５２２及びブロック５２４に示す通り、前記係数を入力信号に適用し、出力チャネルに関連付けされた出力音声信号を生成してもよい。また、ブロック５２６において前記係数からＤＭＸマトリクスを生成し、ブロック５２４において前記ＤＭＸマトリクスを入力信号に適用してもよい。その後、ブロック５２８において、出力音声信号を出力チャネルに関連付けされたラウドスピーカに出力してもよい。
【００５３】
したがって、所定の入力／出力設定に対する規則の選択は、各入力チャネルをどのようにして所定の出力チャネル設定における使用可能な出力チャネルにマッピングするかを記述する規則セットから適切なエントリを選択することにより、所定の入出力設定に対するＤＭＸマトリクスを導出する工程を備える。詳細には、前記システムは、所定の出力設定に対して有効、すなわち所定の出力チャネル設定において特定の使用事例に対して使用可能なラウドスピーカチャネルへのマッピングを記述するマッピング規則のみ選択する。処理対象の出力設定において存在しない出力チャネルへのマッピングを記述する規則は、無効であるとして破棄され、したがって、所定の出力設定に対する適切な規則として選択されることはない。
【００５４】
以下に、上方中央チャネル（すなわち方位角が０度、仰角が０度より大きい位置のチャネル）を異なる出力ラウドスピーカにマッピングする場合の、１個の入力チャネルに対する複数規則の一例を説明する。前記上方中央チャネルに対する第１の規則は、水平面における中央チャネル（すなわち方位角が０度、仰角が０度の位置のチャネル）への直接マッピングを定義してもよい。前記上方中央チャネルに対する第２の規則は、入力信号の左右前チャネル（ステレオ再生システムの２個のチャネル、又は５．１サラウンド再生システムの左右チャネル等）のファントム音源としてのマッピングを定義してもよい。例えば、前記第２の規則は、入力チャネルを左右前チャネルに等化ゲインでマッピングし、再生される信号が中央位置でファントム音源として知覚されるようにしてもよい。
【００５５】
出力チャネル設定において入力チャネル設定の入力チャネル（ラウドスピーカ配置）も存在する場合、前記入力チャネルを同一の出力チャネルに直接マッピングしてもよい。これを、一対一の直接マッピング規則を前記第１の規則として追加することによりマッピング規則セットに反映させてもよい。前記第１の規則は、マッピング規則の選択前に処理されてもよい。マッピング規則の決定に関係しない処理とすることにより、残存するマッピング規則を記憶するメモリ又はデータベースにおいて、各入力チャネルに対する一対一のマッピング規則（方位角３０度の位置の前左入力を方位角３０度の位置の前左出力にマッピングする、等）を規定する必要がなくなる。当該一対一の直接マッピングは、例えば、入力チャネルに対する一対一の直接マッピングが可能な（すなわち、対応する出力チャネルが存在する）場合に、当該特定の入力チャネルに対する残存するマッピング規則セット内での検索を行わずに、当該特定の入力チャネルが同一の出力チャネルに直接マッピングされるよう処理を行ってもよい。
【００５６】
本発明の実施例において、規則の優先度が決定される。規則の選択を行う際、前記システムは、より高い優先度を有する規則を選択する。これは、各入力チャネルに対する規則の優先度リストの反復により行われてもよい。前記システムは、各入力チャネルに対する適切で有効なマッピング規則が見つかるまで、処理対象の入力チャネルに対する可能な規則の順位リストによるループを行い、優先度が最も高い適切なマッピング規則で停止・選択するよう構成してもよい。優先度を決定する別の方法としては、マッピング規則を適用した際の品質的影響力を反映するコスト条件（より低い品質に対して、より高いコストが発生）を各規則に割当てる方法が考えられる。前記システムは、次に、最良の規則を選択することにより、コスト条件を最小限にするアルゴリズムの検索を行っても良い。異なる入力チャネルに対する規則の選択が相互作用する場合、コスト条件を採用することにより、コスト条件を包括的に最小限にすることができる。コスト条件を包括的に最小化することにより、確実に最良の出力品質が得られる。
【００５７】
規則の優先度を決定する方法は、例えば、可能なマッピング規則のリストを優先順に記述することにより、又は個々の規則にコスト条件を割当てることにより、システムアーキテクトにより定義してもよい。優先度の決定には得られる出力信号の音質が反映されていてもよい。通常、より低い優先度を有する規則に比べて、より高い優先度を有する規則において、より高品質の空間イメージやより良好な包込み（ｅｎｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）等、より高い音質が実現される。規則の優先度の決定において、複雑性特性等、別の特性を考慮してもよい。異なる規則により異なるＤＭＸマトリクスが得られるため、生成されたＤＭＸマトリクスを適用するＤＭＸ工程において、最終的なコンピュテーション的複雑性又はメモリ条件が異なることが考えられる。
【００５８】
（セレクタ４０２等により）選択されたマッピング規則は、幾何学的情報を含んでもよいＤＭＸゲインを決定する。すなわち、ＤＭＸゲイン値を決定する規則はラウドスピーカチャネルに関連付けされた配置に応じたＤＭＸゲイン値を導出してもよい。
【００５９】
マッピング規則は、少なくとも１個のＤＭＸゲイン、すなわち数値としてのゲイン係数を直接定義してもよい。規則は、例えば代わりに、正接定理パニング又はＶＢＡＰ等、特定のパニング定理が適用されるよう規定することにより、ゲインを間接的に定義してもよい。その場合、ＤＭＸゲインは、入力チャネルのリスナーに対する配置又は方向等の幾何学的データ、及び１個又は複数の出力チャネルのリスナーに対する配置又は方向に依存する。規則は、周波数依存なＤＭＸゲインを定義してもよい。周波数依存性は、個別の周波数又は周波数帯に対する個別のゲイン値を反映していてもよく、又は入力チャネルが少なくとも１個の出力チャネルにマッピングされる際に信号に適用されるフィルタの応答を記述するシェルビングフィルタ又は二次セクションに対するパラメータ等のパラメトリックなイコライザパラメータを反映していてもよい。
【００６０】
本発明の実施例において、規則は、入力チャネルに適用されるダウンミックスゲインとしてのダウンミックス係数を直接的又は間接的に定義するよう実装される。しかしながら、ダウンミックス係数は、ダウンミックスゲインに制限されず、入力チャネルが出力チャネルにマッピングされる際に適用される別のパラメータを備えていてもよい。マッピング規則は、振幅パニング技術の代わりに遅延パニング技術により入力チャネルをレンダリングするために適用可能な遅延値を直接的又は間接的に定義するよう実装されてもよい。更に、遅延パニング及び振幅パニングの組合せであってもよい。この場合、マッピング規則により、ダウンミックス係数としてゲイン及び遅延値が決定される。
【００６１】
本発明の実施例において、各入力チャネルに対して選択された規則が評価され、出力チャネルにマッピングするための導出ゲイン（及び／又は別の係数）がＤＭＸマトリクスに伝送される。ＤＭＸマトリクスは、最初にゼロで初期化し、ＤＭＸマトリクスが、各入力チャネルに対して選択された規則を評価する際に僅かではあっても非ゼロ値で記述されるように構成してもよい。
【００６２】
規則セットの規則は、入力チャネルを出力チャネルにマッピングする際に異なる概念を実行するよう構成されてもよい。以下に、特定の規則又は規則クラス、及び規則の基礎となり得る一般的なマッピング概念について説明する。
【００６３】
一般的に規則は、ＶＢＡＰを用いたシステム等の一般的な数学的ダウンミックス係数ジェネレータから得られるものより高品質なダウンミックス係数を得るために、ダウンミックス係数の自動生成に関する専門技術を組込むことが可能である。専門技術は、一般的パニング定理等の一般的な数学的定式化に比べて、より正確な人間の音声知覚を反映する心理音響的技術から派生したものでもよい。同様に、組込まれる専門技術は、ダウンミックスシステムの設計に関する経験を反映したものでもよく、又は芸術的ダウンミックスを目的としたものでもよい。
【００６４】
通常、大容量の入力チャネルをパニング再生することは、望ましくないため、規則は、過度なパニングを抑制する目的で実行してもよい。マッピング規則は、指向性の再生エラーを受容するよう設計されてもよく、すなわち、音源は、パニング容量を抑制する代わりに、誤った位置にレンダリングされてもよい。例えば、規則は、入力チャネルを２個以上の出力チャネルの正確な位置にパニングする代わりに、入力チャネルを１個の出力チャネルの僅かに誤った配置にマッピングしてもよい。
【００６５】
規則は、処理対象のチャネルのセマンティクスを考慮するよう実行してもよい。特定のコンテンツを含有するチャネル等、異なる意図を有するチャネルは、個別に調整される規則に関連付けされていてもよい。一例として、中央チャネルを出力チャネルにマッピングする規則が挙げられる。中央チャネルの音声コンテンツは、多くの場合、別のチャネルのコンテンツとは非常に異なる。例えば、動画において中央チャネルは、ほとんどの場合、会話（ｄｉａｌｏｇ）を再生するために（すなわち「発話チャネル」として）使われ、そのため中央チャネルに関する規則は、発話（ｓｐｅｅｃｈ）が近傍の音源から音源の空間的分散が少なく自然な音色で聞こえるよう知覚させることを目的として実行してもよい。したがって、中央マッピング規則は、パニング（すなわち、ファントム音源レンダリング）が必要となることを避けるため、別のチャネルの規則に比べて、再生される音源の配置をより大きく変更してもよい。これにより、分散が少なくファントム音源より自然な音色を有する離散音源として動画の会話を再生することができる。
【００６６】
別のセマンティクス規則によれば、左右の前部チャネルを１組のステレオチャネルの一部として解釈してもよい。当該規則は、ステレオ音声イメージを中央定位して再生するよう構成されてもよい。左右の前部チャネルが非対称の出力設定に左右非対称にマッピングされる場合、当該規則は、補正条件（補正ゲイン等）を適用して、ステレオ音声イメージを均衡状態、すなわち中央定位された状態で再生してもよい。
【００６７】
チャネルセマンティクスを利用した別の一例としてサラウンドチャネルに対する規則があり、当該規則は、多くの場合、音源を配置が明確な状態で知覚させない、包込むような（ｅｎｖｅｌｏｐｉｎｇ）背景音場（室内反響等）を生成するために使用される。したがって、当該音声コンテンツの再生において正確な配置は、通常重要ではない。したがって、サラウンドチャネルのセマンティクスを考慮するマッピング規則においては、空間的正確性に対する要求は、低く定義してもよい。
【００６８】
規則は、入力チャネル設定の固有な多様性を保持するよう構成してもよい。当該規則は、例えば、ファントム音源の位置において使用可能な離散出力チャネルが存在する場合でも、入力チャネルをファントム音源として再生してもよい。このようにパニング不要なシステムが可能な場合に意図的にパニングを行うことは、離散出力チャネル及びファントム音源が、入力チャネル設定において（例えば空間的に）多様性を有する入力チャネルに入力される場合に利点があると考えられる。離散出力チャネル及びファントム音源は、別々に知覚されるため、処理対象の入力チャネルの多様性が保持される。
【００６９】
多様性を保持する規則の一例として、水平面における中央ラウドスピーカが出力設定において物理的に使用可能な場合でも、上方中央チャネルから左右前チャネルへ水平面における中央位置のファントム音源としてマッピングを行うものがある。このようなマッピングは、同時に別の入力チャネルが水平面における中央チャネルにマッピングされる場合、入力チャネルの多様性を保持するために適用してもよい。多様性を保持する規則が無ければ、上方中央チャネル及び別の入力チャネルの両入力チャネルが同一の１個の信号経路、すなわち水平面における物理中央ラウドスピーカを介して再生され、したがって、入力チャネルの多様性が失われる。
【００７０】
上記したようなファントム音源の利用に加えて、以下の手法を実行する規則により、入力チャネル設定に固有な空間多様性特性を保持又は維持してもよい。１．規則は、入力チャネルを低位に配置される（仰角が小さい）出力チャネルにマッピングする場合、上方に配置された（仰角が大きい）入力チャネルに関連付けされた入力信号に適用される等化フィルタを定義してもよい。等化フィルタは、異なる音響チャネル間の音質変化を補償してもよく、経験的専門技術及び／又は測定されるＢＲＩＲデータ等に基づき導出されてもよい。２．規則は、入力チャネルを低位に配置された出力チャネルにマッピングする場合、上方に配置された入力チャネルに関連付けされた入力信号に適用される非相関／反響音フィルタを定義してもよい。当該フィルタは、測定したＢＲＩＲ又は室内音響学等に関する経験的技術から導出してもよい。当該規則は、フィルタされた信号が複数のラウドスピーカで再生されるよう定義してもよく、その場合、各ラウドスピーカに対して異なるフィルタが適用されてもよい。当該フィルタは、また、初期反射のみ形成してもよい。
【００７１】
本発明の実施例において、セレクタは、入力チャネルに対する規則を選択する際、別の入力チャネルが少なくとも１個の出力チャネルにどのようにマッピングされるかを考慮してもよい。例えば、セレクタは、同一の出力チャネルにマッピングされる他の入力チャネルが存在しない場合、入力チャネルを第１の出力チャネルにマッピングする第１の規則を選択してもよい。当該出力チャネルにマッピングされる他の入力チャネルが存在する場合、入力チャネル設定に固有な多様性を保持するために、セレクタは、入力チャネルを少なくとも１個の別の出力チャネルにマッピングする別の規則を選択してもよい。例えば、セレクタは、別の入力チャネルが同一の１個もしくは複数の出力チャネルにマッピングされる場合、入力チャネル設定に固有な空間多様性を保持するよう構成される規則を適用してもよく、別の規則を適用してもよい。
【００７２】
規則は、音質を保持する規則として構成されていてもよい。すなわち、規則は、出力設定における個々のラウドスピーカは異なる音色でリスナーに知覚されるということを考慮するよう構成されていてもよい。理由の１つは、リスナーの頭部、耳介、及び胴体における音響効果により導入される音色である。当該音色は、リスナーの両耳に到達する音声の入射角に依存し、すなわち個々のラウドスピーカ配置により音声の音色は、異なる。当該規則は、入力チャネル配置及び入力チャネルがマッピングされる出力チャネル配置に対して異なる音質を考慮し、望ましくない音色の差異、すなわち望ましくない音質の変化を補償する等化情報を導出してもよい。そのために、等化特性は、処理対象の特定の入出力チャネルに依存するため、規則は、任意の入力チャネルの出力設定へのマッピングを決定するマッピング規則と共に等化規則を備えていてもよい。また、等化規則は、マッピング規則の一部に関連付けされていてもよく、その場合、両規則は、まとめて単一の規則として扱われてもよい。
【００７３】
等化規則は、等化情報を生成してもよく、当該等化情報には、例えば、周波数依存なダウンミックス係数が反映されてもよく、又は、例えば、信号に適用して任意の音質保持効果を得るための等化フィルタに対するパラメトリックデータが反映されてもよい。音質保持規則の一例によれば、規則は、上方中央チャネルから水平面の中央チャネルへのマッピングを記述する。当該音質保持規則は、信号を水平面の中央チャネル位置に配置されるラウドスピーカで再生する際に知覚される音色付とは対照的に、信号を上方中央チャネル位置に設けられたラウドスピーカで再生する際にリスナーに知覚される信号音質差を補償するためのダウンミックス処理に適用される等化フィルタを定義する。
【００７４】
本発明の実施例は、一般的なマッピング規則の代替手段を提供する。所定の入力チャネル及び所定の出力チャネル設定に対して、別のより良い規則が存在しない場合、入力設定の配置に対する一般的なＶＢＡＰパニング等、一般的なマッピング規則を用いてもよい。当該一般的なマッピング規則により、可能な設定全てに対して必ず有効な入力／出力マッピングが導出され、更に、各入力チャネルに対して少なくとも所定の基本的なレンダリング品質が得られる。なお、一般的に、他の入力チャネルを代替規則より高度な規則を用いてマッピングしてもよく、これにより、生成されるダウンミックス係数の全体的な品質が大体において、ＶＢＡＰ等の一般的な数学的システムにより生成される係数の品質に比べて、より高品質（及び少なくとも同品質）とすることができる。本発明の実施例において、一般的なマッピング規則は、入力チャネルから、左出力チャネル及び右出力チャネルを備えるステレオチャネル設定のうちの１個又は両方の出力チャネルへのマッピングを定義していてもよい。
【００７５】
本発明の実施例において、上記の処理、すなわち可能なマッピング規則セットからマッピング規則を決定し、選択された規則からＤＭＸ工程で適用可能なＤＭＸマトリクスを構築することにより、当該規則を適用する処理を変更して、選択されたマッピング規則が途中でＤＭＸマトリクスを定式化することなくＤＭＸ工程で直接適用されるよう構成してもよい。例えば、選択された規則により決定されるマッピングゲイン（すなわちＤＭＸゲイン）を、途中でＤＭＸマトリクスを定式化することなくＤＭＸ工程で直接適用してもよい。
【００７６】
係数又はダウンミックスマトリクスを入力チャネルに関連付けされた入力信号に適用する方法は、当業者には自明である。入力信号は、導出される少なくとも１個の係数を適用することにより処理され、処理された信号は、入力チャネルがマッピングされる少なくとも１個の出力チャネルに関連付けされたラウドスピーカに出力される。２個以上の入力チャネルが同一の出力チャネルにマッピングされる場合、各信号が追加され、出力チャネルに関連付けされたラウドスピーカに出力される。
【００７７】
有益な実施例において、前記システムは、以下のように構成されていてもよい。マッピング規則の順位リストが与えられる。順位は、マッピング規則の優先度を反映している。各マッピング規則は、１個の入力チャネルから少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを決定し、すなわち各マッピング規則は、入力チャネルがどの出力ラウドスピーカにレンダリングされるかを決定する。マッピング規則は、ダウンミックスゲインを数値的に明示的に定義してもよい。もしくは、マッピング規則は、処理対象の入出力チャネルに対してパニング定理を評価すべき旨、すなわち処理対象の入出力チャネルの空間的配置（方位角等）に応じてパニング定理を評価すべき旨を表示する。マッピング規則は、更に、ダウンミックス処理を実行する際、等化フィルタを処理対象の入力チャネルに適用すべき旨を規定していてもよい。等化フィルタは、フィルタリストの中から適用するフィルタを決定するフィルタパラメータインデックスにより規定されてもよい。当該システムは、以下のように、所定の入出力チャネル設定に対して１組のダウンミックス係数群を生成してもよい。入力チャネル設定の各入力チャネルに対して：ａ）リストの順位に従ってマッピング規則のリストを繰返し実行し、ｂ）処理対象の入力チャネルのマッピングを記述する各規則に対し、当該規則が適切（有効）かを決定、すなわちマッピング規則においてレンダリング処理の対象である少なくとも１個の出力チャネルが処理対象の出力チャネル設定において使用可能かを決定し、ｃ）処理対象の入力チャネルに対して導出された最初の有効な規則が、当該入力チャネルから少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを決定し、ｄ）有効な規則が導出されると、処理対象の入力チャネルに対する上記繰返し処理が終了し、ｅ）選択された規則を評価して処理対象の入力チャネルに対するダウンミックス係数を決定する。規則の評価は、パニングゲインを計算することにより行ってもよく、及び／又はフィルタを規定することにより行ってもよい。
【００７８】
本発明におけるダウンミックス係数を導出する手法は、ダウンミックス設計において専門技術（心理音響原理や個々のチャネルのセマンティクス的処理等）を組込むことが可能となるため有効である。したがって、完全に数学的な手法（一般的なＶＢＡＰアプリケーション等）と比較して、ダウンミックスアプリケーションにおいて導出したダウンミックス係数を適用する際、より高品質のダウンミックス出力信号が得られる。前記システムによれば、手作業で調整したダウンミックス係数と比較して、専門家による調整の必要無しに大容量の入力／出力設定の組合せに対して自動的に係数が導出され、したがってコストが軽減される。更に、前記システムによれば、ダウンミックスが既に実装されたアプリケーションにおいて、ダウンミックス係数が導出され、したがって、設計後、すなわち専門家による係数調整が不可能な場合に入力／出力設定を変更可能な高品質のダウンミックスアプリケーションが可能となる。
【００７９】
以下に本発明の実施例を詳述するが、これに限定されるものではない。図２に示す前記フォーマット変換器２３２を備えていてもよいフォーマット変換装置の実施例を説明する。以下に記載の前記フォーマット変換装置は、様々な特性を備えるが、その一部は、任意であり、省略可能であるものとする。以下に、本発明を実行するために前記変換装置を初期化する方法を説明する。
【００８０】
以下の記載は、本明細書の最後に添付の表１〜表６を参照して行う。各表において、各チャネルに付したラベルは、以下のように解釈されるものとする：符号「ＣＨ」は、「チャネル」を表す。符号「Ｍ」は、「リスナー水平面」、すなわち仰角０°を表す。これは、ステレオ又は５．１等の通常の２次元設定においてラウドスピーカが配置される平面である。符号「Ｌ」は、より低い位置の平面、すなわち仰角＜０°を表す。符号「Ｕ」は、より高い位置の平面、すなわち仰角＞０°を表し、例えば、３次元設定における上方ラウドスピーカで３０°である。符号「Ｔ」は、「天の声（ｖｏｉｃｅ  ｏｆ  ｇｏｄ）」チャネルとしても知られる最上方チャネル、すなわち仰角９０°を表す。各符号Ｍ／Ｌ／Ｕ／Ｔの後ろの符号は、左（Ｌ）又は右（Ｒ）を表し、方位角が続く。例えば、ＣＨ＿Ｍ＿Ｌ０３０及びＣＨ＿Ｍ＿Ｒ０３０は、従来のステレオ設定の左右チャネルを示す。各チャネルの方位角及び仰角は、ＬＦＥチャネル及び最後の空チャネルを除いて表１に記載されている。
【００８１】
入力チャネル設定及び出力チャネル設定は、表１に示すチャネルの組合せを備えていてもよい。
【００８２】
表２に、入力／出力フォーマット、すなわち入力チャネル設定及び出力チャネル設定の例を示す。表２に示す入力／出力フォーマットは標準フォーマットであり、用いられている記号は当業者に広く知られている。
【００８３】
表３は、少なくとも１個の規則が各入力チャネル（音源チャネル）に関連付けされる規則マトリクスを示す。表３に示す通り、各規則は、入力チャネルがマッピングされる先の出力チャネル（送信先チャネル）を少なくとも１個定義する。更に、各規則は、３列目においてゲイン値Ｇを定義する。更に、各規則は、等化フィルタが適用されるか否かを示すＥＱインデックス、及び適用される場合、適用される特定の等化フィルタ（ＥＱインデックス１〜４）を定義する。入力チャネルを１個の出力チャネルにマッピングする処理は、表３の３列目に示すゲインＧにより実行される。入力チャネルを２個の出力チャネル（２列目に記載）にマッピングする処理は、当該２個の出力チャネル間でパニングを適用することにより実行され、その場合、パニング定理を適用して生成されるパニングゲインｇ１及びｇ２に、更に各規則により得られるゲインを乗じる（表３における３列目）。最上方チャネルには、特別規則が適用される。第１の規則によれば、最上方チャネルは、上面の全出力チャネルにマッピングされてＡＬＬ＿Ｕで示され、第２の規則（より優先度が低い）によれば、最上方チャネルは、リスナー水平面の全出力チャネルにマッピングされてＡＬＬ＿Ｍで示される。
【００８４】
表３は、各チャネルに関連付けされた前記第１の規則、すなわち同一の方向を有するチャネルへの直接マッピングを含まない。前記第１の規則は、表３に示す規則が参照される前に、前記システム／アルゴリズムで確認してもよい。したがって、直接マッピングが存在する入力チャネルに対しては、前記アルゴリズムは、表３を参照して適合する規則を検索する必要は無いが、入力チャネルを出力チャネルに直接マッピングするために、係数１を導出する際に直接マッピング規則を適用する。この場合、前記第１の規則が満たされない、すなわち直接マッピングが存在しないチャネルに対しては、以下の記述が有効である。他の実施例においては、直接マッピング規則は、規則表に含まれていてもよく、規則表を参照する前の確認は行われない。
【００８５】
表４は、後に詳述する所定のイコライザフィルタで使用される７７個のフィルターバンク帯域における正規化中央周波数を示す。表５は、所定のイコライザフィルタで使用されるイコライザパラメータを示す。
【００８６】
表６の各行は、相互に対して上方／下方に位置すると考えられるチャネルを示す。
【００８７】
前記フォーマット変換装置は、図２に示すデコーダ２００のコアデコーダ等のコアデコーダにより生成される音声サンプル等の入力信号を処理する前に初期化される。初期化段階において、入力チャネルに関連付けされた規則が評価されて、入力チャネルに適用される係数（すなわち入力チャネルに関連付けされた入力信号）が導出される。
【００８８】
初期化段階において、前記フォーマット変換装置は、入出力フォーマットの所定の組合せに対して最適化ダウンミックスパラメータ（ダウンミックスマトリクス等）を自動生成してもよい。前記フォーマット変換装置は、各入力ラウドスピーカに対して最適なマッピング規則を、心理音響的考察を組込むよう設計される規則リストから選択するアルゴリズムを適用してもよい。各規則は、１個の入力チャネルから少なくとも１個の出力ラウドスピーカチャネルへのマッピングを記述する。入力チャネルは、単一の出力チャネルにマッピングされ、又は２個の出力チャネルにパニングされ、又は（「天の声（Ｖｏｉｃｅ  ｏｆ  Ｇｏｄ）」チャネルの場合）多数の出力チャネルに分散される。各入力チャネルに対する最適なマッピングは、任意の出力フォーマットにおいて使用可能な出力ラウドスピーカのリストに応じて選択されてもよい。各マッピングは、処理対象の入力チャネルに対するダウンミックスゲインを定義し、また可能性として処理対象の入力チャネルに適用されるイコライザに対するダウンミックスゲインも定義する。非標準的ラウドスピーカ配置の出力設定は、通常のラウドスピーカ設定に対する方位角差及び仰角差を与えることにより、前記システムに送信される。更に、任意の目標ラウドスピーカ配置における距離の差異が考慮される。実際の音声信号ダウンミックスは、信号のハイブリッドＱＭＦサブバンド表現に対して実行されてもよい。
【００８９】
前記フォーマット変換装置に入力される音声信号は、入力信号と呼称してもよい。フォーマット変換工程により得られる音声信号を出力信号と呼称してもよい。前記フォーマット変換装置の音声入力信号は、前記コアデコーダの音声出力信号であってもよい。ベクトル及びマトリクスは、太字の記号で示す。ベクトル要素又はマトリックス要素は、斜体の変数記号にベクトル／マトリクスにおけるベクトル／マトリックス要素の行／列を示すインデックスを付して表す。
【００９０】
前記フォーマット変換装置の初期化は、コアデコーダが生成した音声サンプルを処理する前に実行してもよい。初期化においては、処理対象の音声データのサンプリングレートと、前記フォーマット変換装置による処理対象の音声データのチャネル設定を示すパラメータと、任意の出力フォーマットのチャネル設定を示すパラメータと、更に任意で、標準的ラウドスピーカ設定に対する出力ラウドスピーカ配置の偏差を示すパラメータ（ランダム設定機能）とが、入力パラメータとして考慮される。初期化により、入力ラウドスピーカ設定のチャネル数、出力ラウドスピーカ設定のチャネル数、前記フォーマット変換装置による音声信号処理において適用されるダウンミックスマトリクス及び等化フィルタパラメータ、及びラウドスピーカ距離差を補償するためのトリムゲイン及び遅延値が返されてもよい。
【００９１】
詳細には、初期化において以下の入力パラメータを考慮してもよい。
入力パラメータ
【００９２】
【表７】
2016527806.tif 000003
【００９３】
入力フォーマット及び出力フォーマットは、入力チャネル設定及び出力チャネル設定に対応する。ｒａｚｉ，Ａ及びｒｅｌｅ，Ａは、規則の元となる標準的ラウドスピーカ設定に対するラウドスピーカ配置の偏差（方位角及び仰角）を示すパラメータを表し、Ａは、チャネルインデックスである。表１に、標準設定に応じたチャネル角度を示す。
【００９４】
１個のゲイン係数マトリクスのみが導出される本発明の実施例において、唯一の入力パラメータは、ｆｏｒｍａｔ＿ｉｎ及びｆｏｒｍａｔ＿ｏｕｔであってもよい。その他の入力パラメータは、実装される特性に応じて任意で設けられ、周波数選択的係数のために少なくとも１個の等化フィルタを初期化する際にｆｓを用いてもよく、ｒａｚｉ，Ａ及びｒｅｌｅ，Ａを用いてラウドスピーカ配置の偏差を考慮し、ｔｒｉｍＡ及びＮｍａｘｄｅｌａｙを用いて各ラウドスピーカの中央のリスナー位置までの距離を考慮してもよい。
【００９５】
前記変換装置の実施例において、以下の条件を検証し、条件が満たされていない場合は、変換装置の初期化が失敗したと判断し、エラーが返される。ｒａｚｉ，Ａ及びｒｅｌｅ，Ａの絶対値は、それぞれ３５度及び５５度を超えないものとする。どのラウドスピーカのペア（ＬＦＥチャネルを含まない）も、間の最小角度は、最低でも１５度とする。ｒａｚｉ，Ａの値は、水平面ラウドスピーカの方位角による順位が変化しない値である。同様に、高位ラウドスピーカ及び低位ラウドスピーカの順位も変化しない。ｒｅｌｅ，Ａの値は、相互に対して（略）上方／下方となるラウドスピーカの仰角による順位が変化しない値である。以上を検証するため、以下の処理を適用してもよい。
・出力フォーマットの２個又は３個のチャネルを備える表６の各行に対して、以下を行う。
・ランダム化せずに仰角によりチャネルを順位付けする。
・ランダム化を考慮して仰角によりチャネルを順位付けする
・上記２つの順位付けが異なる場合、初期化エラーを返送する。
【００９６】
「ランダム化」という用語は、実際のシナリオチャネルと標準チャネルの偏差が考慮されること、すなわち、偏差ｒａｚｉｃ及びｒｅｌｅｃが標準的な出力チャネル設定に適用されることを意味する。
【００９７】
ｔｒｉｍＡにおけるラウドスピーカ距離は、０．４〜２００メートルであるものとする。ラウドスピーカ距離の最大距離及び最小距離の比率が４を超えない。計算されるトリム遅延の最大値は、Ｎｍａｘｄｅｌａｙを超えない。
【００９８】
上記条件が満たされる場合、前記変換装置の初期化は、成功である。
【００９９】
実施例において、前記フォーマット変換装置の初期化により以下の出力パラメータが返される。
出力パラメータ
【０１００】
【表８】
2016527806.tif 000004
【０１０１】
以下の説明を明確にするために、以下に定義する中間パラメータを用いる。なお、アルゴリズムの実施例によっては、中間パラメータの導入を省略してもよい。
【０１０２】
【表９】
2016527806.tif 000005
【０１０３】
中間パラメータは、マッピング向きの方法、すなわちマッピングｉに対するパラメータ群Ｓｉ、Ｄｉ、Ｇｉ、Ｅｉとしてダウンミックスパラメータを記述する。
【０１０４】
当然ながら本発明の実施例において、前記変換装置は、実装される特性に応じて、出力パラメータの全てを出力する訳ではない。
【０１０５】
ランダムラウドスピーカ設定、すなわち任意の出力フォーマットから偏位した配置（チャネル方向）のラウドスピーカを備える出力設定に対して、ラウドスピーカ配置の偏差角を入力パラメータｒａｚｉ,Ａ及びｒｅｌｅ,Ａとして規定することにより配置の偏差が送信される。前処理は、ｒａｚｉ,Ａ及びｒｅｌｅ,Ａを標準設定の角度に適用することにより実行される。より詳細には、ｒａｚｉ,Ａ及びｒｅｌｅ,Ａを対応するチャネルに追加することにより、表１におけるチャネルの方位角及び仰角が変更される。
【０１０６】
Ｎinは、入力チャネル（ラウドスピーカ）設定のチャネル数を送信する。所定の入力パラメータｆｏｒｍａｔ＿ｉｎに対する当該チャネル数は、表２から得られる。Ｎｏｕｔは、出力チャネル（ラウドスピーカ）設定のチャネル数を送信する。所定の入力パラメータｆｏｒｍａｔ＿ｏｕｔに対する当該チャネル数は、表２から得られる。
【０１０７】
パラメータベクトルＳ、Ｄ、Ｇ、Ｅは、入力チャネルから出力チャネルへのマッピングを定義する。非ゼロダウンミックスゲインの入力チャネルから出力チャネルへの各マッピングｉに対して、当該パラメータベクトルは、マッピングｉにおいて処理対象の入力チャネルに適用されるイコライザ曲線を示すダウンミックスゲイン及びイコライザインデックスを定義する。
【０１０８】
入力フォーマットＦｏｒｍａｔ＿５＿１がＦｏｒｍａｔ＿２＿０に変換される例を考えると、以下のダウンミックスマトリクスが得られる（直接マッピングに対する係数１、表２及び表５、及びＩＮ１＝ＣＨ＿Ｍ＿Ｌ０３０、ＩＮ２＝ＣＨ＿Ｍ＿Ｒ０３０、ＩＮ３＝ＣＨ＿Ｍ＿０００、ＩＮ４＝ＣＨ＿Ｍ＿Ｌ１１０、ＩＮ５＝ＣＨ＿Ｍ＿Ｒ１１０、ＯＵＴ１  ＝ＣＨ＿Ｍ＿Ｌ０３０、及びＯＵＴ２＝ＣＨ＿Ｍ＿Ｒ０３０を考慮）。
【０１０９】
【数１】
2016527806.tif 000006
【０１１０】
左側のベクトルは、出力チャネル、マトリクスは、ダウンミックスマトリクス、右側のベクトルは、入力チャネルをそれぞれ表す。
【０１１１】
したがって、上記ダウンミックスマトリクスは、ゼロとは異なる６個のエントリを含み、したがって、ｉは、１〜６を採る（各ベクトルにおいて同一次数となっている限り任意次数）。ダウンミックスマトリクスのエントリを第１行から始めて左から右へ、上から下へカウントすると、本例におけるベクトルＳ、Ｄ、Ｇ及びＥは、以下の通りとなる。
【０１１２】
【数２】
2016527806.tif 000007
【０１１３】
したがって、各ベクトルにおけるｉ番目のエントリは、１個の入力チャネル及び１個の出力チャネル間のｉ番目のマッピングに関連付けられるため、ベクトルは、関連する入力チャネル、関連する出力チャネル、適用されるゲイン値、及び適用されるイコライザを含むデータ群を各チャネルに与える。
【０１１４】
中央のリスナー位置からラウドスピーカまでの距離の差異を補償するため、Ｔg,A及び／又はＴd,Aを各出力チャネルに適用してもよい。
【０１１５】
前記ベクトルＳ、Ｄ、Ｇ、Ｅは、以下のアルゴリズムに基づいて初期化される。
−まず、マッピングカウンタが初期化される：ｉ＝１
−出力フォーマットに入力チャネルも存在する場合（処理対象の入力チャネルがＣＨ＿Ｍ＿Ｒ０３０であり、チャネルｃＨ＿Ｍ＿Ｒ０３０が出力フォーマットに存在する等）
Ｓｉ＝入力における音源チャネルのインデックス（一例：表２からＦｏｒｍａｔ＿５＿２＿１におけるチャネルｃＨ＿Ｍ＿Ｒ０３０が２番目の位置にあり、すなわち当該フォーマットにおいてインデックス２を有する）
Ｄｉ＝出力における一部チャネルのインデックス
Ｇｉ＝１
Ｅｉ＝０
ｉ＝ｉ＋１
【０１１６】
したがって、最初に直接マッピング処理を行い、ゲイン係数１及びイコライザインデックスのゼロが各直接マッピングに関連付けされる。各直接マッピングが終了すると、ｉが１増加され、ｉ＝ｉ＋１となる。
【０１１７】
直接マッピングが存在しない各入力チャネルに対して、表３の入力列（音源列）における当該チャネルの、対応する出力列（送信先列）の対応する行において、少なくとも１個のチャネルが存在する１番目のエントリが検索及び選択される。すなわち、出力チャネル設定において全て存在する少なくとも１個の出力チャネルを定義する当該チャネルの１番目のエントリが検索及び選択される（ｆｏｒｍａｔ＿ｏｕｔが与えられる）。これは、特定の規則、例えば、関連付けされた入力チャネルが特定の仰角を有する全出力チャネルにマッピングされるよう定義する入力チャネルｃＨ＿Ｔ＿０００に対する規則にとっては、特定の仰角を有し、出力設定に存在する少なくとも１個の出力チャネルを定義する前記第１の規則が選択されることを意味していてもよい。
【０１１８】
したがって、前記アルゴリズムは次に進む。
−Ｅｌｓｅ（すなわち出力フォーマットにおいて入力チャネルが存在しない場合）
表３の音源列における、送信先列の対応する行においてチャネルが存在する、当該チャネルの１番目のエントリを検索。ＡＬＬ＿Ｕ送信先は、出力フォーマットが少なくとも１個の「ＣＨ＿Ｕ＿」チャネルを備える場合、有効（すなわち対応する出力チャネルが存在する）と判断する。ＡＬＬ＿Ｍ送信先は、出力フォーマットが少なくとも１個の「ＣＨ＿Ｍ＿」チャネルを備える場合、有効（すなわち対応する出力チャネルが存在）と判断する。
【０１１９】
これにより、各入力チャネルに対して規則が選択される。その後、当該規則は、以下のように評価され、入力チャネルに適用される係数が導出される。
−送信先列がＡＬＬ＿Ｕを備えるなら、次に、
自身の名前に「ＣＨ＿Ｕ＿」を有する各出力チャネルｘに対して、以下を行う。
Ｓｉ＝入力における音源チャネルのインデックス
Ｄｉ＝出力におけるチャネルｘのインデックス
Ｇｉ＝（ゲイン列の値）／平方根（「ＣＨ＿Ｕ＿」チャネル数）
Ｅｉ＝ＥＱ列の値
ｉ＝ｉ＋１
−Ｅｌｓｅ  ｉｆ送信先列がＡＬＬ＿Ｍを備えると次に、
自身の名前に「ＣＨ＿Ｍ＿」を有する各出力チャネルｘに対して、以下を行う。
Ｓｉ＝入力における音源チャネルのインデックス
Ｄｉ＝出力におけるチャネルｘのインデックス
Ｇｉ＝（ゲイン列の値）／平方根（「ＣＨ＿Ｍ＿」チャネル数）
Ｅｉ＝ＥＱ列の値
ｉ＝ｉ＋１
−Ｅｌｓｅ  ｉｆ送信先列がチャネルを１個備えると次に、
Ｓｉ＝入力における音源チャネルのインデックス
Ｄｉ＝出力における送信先チャネルのインデックス
Ｇｉ＝ゲイン列の値
Ｅｉ＝ＥＱ列の値
ｉ＝ｉ＋１
Ｅｌｓｅ（送信先列がチャネルを２個備える）
Ｓｉ＝入力における音源チャネルのインデックス
Ｄｉ＝出力における１番目の送信先チャネルのインデックス
Ｇｉ＝（ゲイン列の値）＊ｇ1
Ｅｉ＝ＥＱ列の値
ｉ＝ｉ＋１
Ｓｉ＝Ｓｉ−１
Ｄｉ＝出力における２番目の送信先チャネルのインデックス
Ｇｉ  ＝（ゲイン列の値）＊ｇ2
Ｅｉ＝Ｅｉ−１
ｉ＝ｉ＋１
【０１２０】
ゲインｇ１及びｇ２は、正接定理振幅パニングを以下の方法で適用することにより計算される：
【０１２１】
2016527806.tif 000008
【０１２２】
上記のアルゴリズムにより、入力チャネルに適用されるゲイン係数（Ｇｉ）が導出される。更に、イコライザが適用されるか否か決定され、適用される場合、適用されるイコライザが決定される（Ｅｉ）。
【０１２３】
ゲイン係数Ｇｉは、入力チャネルに直接適用されてもよく、又は入力チャネルに適用されるダウンミックスマトリクス、すなわち入力チャネルに関連付けされた入力信号に追加されてもよい。
【０１２４】
上記のアルゴリズムは、例示に過ぎない。別の実施例において、係数は、規則から又は規則に基づき導出されてもよく、上記の特定のベクトルを定義せずにダウンミックスマトリクスに追加されてもよい。
【０１２５】
イコライザゲイン値ＧＥＱは、以下のように決定されてもよい：
【０１２６】
ＧＥＱは、周波数帯ｋ当たりのゲイン値及びイコライザインデックスｅから成る。５個の所定のイコライザは、異なるピークフィルタの組合せから成る。表５に示す通り、イコライザＧＥＱ,１、ＧＥＱ,２及びＧＥＱ,５は、ピークフィルタを１個備え、イコライザＧＥＱ,３は、ピークフィルタを３個備え、イコライザＧＥＱ,４は、ピークフィルタを２個備える。各イコライザは、連続してカスケード接続された少なくとも１個のピークフィルタ及びゲインから成る。
【０１２７】
【数３】
2016527806.tif 000009
【０１２８】
ここで、帯域（ｋ）は、表４に記載の周波数帯ｊの正規化中心周波数、ｆｓは、サンプリング周波数，及び関数ピーク（）は、負のＧに対応しており、
【０１２９】
【数４】
2016527806.tif 000010
上記でなければ
【０１３０】
【数５】
2016527806.tif 000011
【０１３１】
表５にイコライザに対するパラメータを記載する。上記の数式１及び数式２において、ｂは、帯域（ｋ）×ｆｓ／２により、Ｑは、各ピークフィルタ（１〜ｎ）に対するＰＱにより，  Ｇは、各ピークフィルタに対するＰｇにより，そして、ｆは、各ピークフィルタに対するＰｆにより得られる。
【０１３２】
一例として、インデックス４を有するイコライザに対するイコライザゲイン値ＧＥＱ，４を表５の対応する行から得られるフィルタパラメータにより算出する。表５は、ＧＥＱ，４に対するピークフィルタに対する２組のパラメータ群、すなわちｎ＝１及びｎ＝２に対するパラメータ群を記載したものである。前記パラメータは、ピーク周波数ＰｆのＨｚ表示、ピークフィルタ品質因数ＰＱ、ピーク周波数で適用されるゲインＰｇ（ｄＢ表示）、及びカスケード接続された２個のピークフィルタ（カスケード接続されたパラメータｎ＝１及びｎ＝２に対するフィルタ）に適用される総ゲインＧのｄＢ表示である。
したがって
【０１３３】
【数６】
2016527806.tif 000012
【０１３４】
上記したイコライザによる定義により、各周波数帯ｋに対してゼロフェーズのゲインＧＥＱ，４を個別に定義する。各帯域ｋは、自身の正規化中心周波数帯（ｋ）により規定され、その場合、０＜＝帯域＜＝１である。なお、正規化周波数帯＝１は、非正規化周波数ｆｓ／２に対応し、その場合、ｆｓは、サンプリング周波数を表す。したがって、帯域（ｋ）・ｆｓ／２は、帯域ｋの非正規化中心周波数をＨｚで表す。
【０１３５】
各出力チャネルＡに対するサンプルにおけるトリム遅延Ｔｄ，ａ及び各出力チャネルＡに対するトリムゲインＴｇ，Ａ（線形ゲイン値）は、ｔｒｉｍＡによるラウドスピーカ距離の関数として計算される：
【０１３６】
【数７】
2016527806.tif 000013
ここで、
【０１３７】
【数８】
2016527806.tif 000014
は、全出力チャネルのうちの最大trimAを表す。
【０１３８】
最大Ｔｄ，ＡがＮｍａｘｄｅｌａｙを超える場合、初期化は、失敗し、エラーが返されてもよい。
【０１３９】
出力設定の標準設定に対する偏差は、以下のように考慮されてもよい。
【０１４０】
方位角の偏差ｒａｚｉ，Ａ（方位角差）は、単純にｒａｚｉ，Ａを上記した標準設定の角度に適用することにより考慮される。したがって、１個の入力チャネルを２個の出力チャネルにパニングする際、変更された角度が使用される。したがって、各規則が定義するパニングが実行される際、１個の入力チャネルが２個以上の出力チャネルにマッピングされる場合に、ｒａｚｉ，Ａが考慮される。他の実施例においては、各規則は、直接各ゲイン値を定義してもよい（すなわちパニングは、既に実行済）。そのような実施例において、前記システムは、ランダム化角度に基づきゲイン値を再計算するよう設定されていてもよい。
【０１４１】
仰角差ｒｅｌｅ，Ａは、後処理において以下のように考慮されてもよい。出力パラメータは、計算されると、特定のランダム仰角に関連付けされて変更されてもよい。当該ステップは、全てのｒｅｌｅ，Ａがゼロではない場合のみ実行されればよい。
【０１４２】
2016527806.tif 000015
【０１４３】
2016527806.tif 000016
【０１４４】
2016527806.tif 000017
【０１４５】
2016527806.tif 000018
【０１４６】
当該処理により、１以外のゲイン値と、入力チャネルをより低位の出力チャネルにマッピングすることにより適用されるイコライザとは、ランダム化出力チャネルが設定された出力チャネルより上方になる場合に変更される。
【０１４７】
2016527806.tif 000019
【０１４８】
2016527806.tif 000020
【０１４９】
一例として、入力チャネルから出力チャネルへのｉ番目のマッピングに対する出力チャネルのチャネルインデックスをＤｉとする。例えば、出力フォーマットＦＯＲＭＡＴ＿５＿１（表２参照）に対して、Ｄｉ＝３は、中央チャネルｃＨ＿Ｍ＿０００を参照する。名目上は、仰角０度の水平面出力チャネル（すなわちラベル「ＣＨ＿Ｍ＿」を含むチャネル）である出力チャネルＤｉに対して、ｒｅｌｅ，Ａ＝３５度（すなわちｉ番目のマッピングに対する出力チャネルのｒｅｌｅ，Ａ）を考慮する。ｒｅｌｅ，Ａを（例えば、表１に定義する各標準設定の角度にｒｅｌｅ，Ａを追加することにより）出力チャネルに適用した結果、出力チャネルＤ＿Ｉは、現時点で、仰角３５度を有する。上方入力チャネル（ラベル「ＣＨ＿Ｕ」を含む）が当該出力チャネルＤｉにマッピングされると、上記した規則を評価して得られる当該マッピングに対するパラメータが以下のように変更される。
【０１５０】
正規化仰角パラメータがｈ＝ｍｉｎ（３５，３５）／３５＝３５／３５＝１．０として算出される。したがってＧｉ，後処理済＝Ｇｉ，後処理前／０．８５．
【０１５１】
2016527806.tif 000021
【０１５２】
したがって、入力チャネルから上方に配置される（元は水平面の）出力チャネルＤｉへのマッピングに対して、ゲインが因数１／０．８５でスケーリングされ、イコライザが定ゲイン＝１．０の（すなわち周波数応答が平坦な）イコライザ曲線に変更されたことになる。これは、上方チャネルがエフェクト的上方出力チャネルにマッピングされた（ランダム設定仰角オフセット３５度を適用することにより、名目上は水平面の出力チャネルがエフェクト的に上方の出力チャネルに変更された）ことになるため望ましい。
【０１５３】
したがって、本発明の実施例において、前記方法及び前記信号処理装置は、出力チャネルの方位角及び仰角の標準設定（規則が標準設定に基づき設計されている）からの偏差を考慮するよう構成される。当該偏差は、各係数の計算を変更することにより、及び／又は算出済又規則に明示的に定義された係数を再計算／変更することにより考慮される。したがって、本発明の実施例は、標準設定から変更された異なる出力設定に対応できる。
【０１５４】
上記したように、初期化出力パラメータＮｉｎ、Ｎｏｕｔ、Ｔｇ，Ａ、Ｔｄ，Ａ、ＧＥＱを導出してもよい。残りの初期化出力パラメータＭＤＭＸ、ＩＥＱは、以下に説明するように、中間パラメータをマッピング指向表現（マッピングカウンタｉにより列挙される）からチャネル指向表現に再編成することにより導出してもよい：
−  ＭＤＭＸをゼロマトリクスＮｏｕｔｘＮｉｎとして初期化する。
−  各ｉ（ｉは昇順）に対して以下を行う。
ＭＤＭＸ，Ａ，Ｂ＝Ｇｉ  ここでＡ＝Ｄｉ，Ｂ＝Ｓｉ（Ａ，Ｂは、チャネルインデックス）
ＩＥＱ，Ａ＝Ｅｉ  ここでＡ＝Ｓｉ
ここで、ＭＤＭＸ，Ａ，Ｂは、ＭＤＭＸのＡ行及びＢ列のマトリックス要素を表し、ＩＥＱ，Ａは、ベクトルＩＥＱのＡ番目要素を表す．
【０１５５】
より高い音質を創出するための異なる特定の規則及び規則の優先度付け方法を表６から導出できる。以下に一例を示す。
【０１５６】
リスナー水平面において入力チャネルからより高い方向への偏差を伴う、入力チャネルから少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則に比べて、リスナー水平面において入力チャネルからより低方向への偏差を伴う、入力チャネルから少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則の方がより高い優先度を有する。したがって、入力設定におけるラウドスピーカの方向ができる限り正確に再生される。入力チャネルから入力チャネルの仰角と異なる仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則に比べて、入力チャネルから入力チャネルと同一の仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則の方がより高い優先度を有する。したがって、異なる仰角から生成される信号は、ユーザにより別々に知覚されるという点が考慮されている。
【０１５７】
前中央方向と異なる方向を有する入力チャネルに関連付けされた規則セットのうち１個の規則が、入力チャネルから、前中央方向に対して入力チャネルと同一側及び入力チャネルの方向の両側に位置する２個の出力チャネルへのマッピングを定義してもよく、当該規則セットのうち別の優先度のより低い規則は、入力チャネルから、前中央方向に対して入力チャネルと同一側に位置する単一の出力チャネルへのマッピングを定義する。仰角９０°を有する入力チャネルに関連付けされた規則セットのうち１個の規則が、入力チャネルから入力チャネルの仰角より小さい第１の仰角を有する使用可能な全出力チャネルへのマッピングを定義してもよく、当該規則セットのうち別の優先度のより低い規則は、入力チャネルから第１の仰角より小さい第２の仰角を有する使用可能な全出力チャネルへのマッピングを定義する。前中央方向を備える入力チャネルに関連付けされた規則セットのうち１個の規則が、入力チャネルからそれぞれ前中央方向の左側及び右側に位置する２個の出力チャネルへのマッピングを定義してもよい。したがって、規則は、特定のチャネルに対して、特定のチャネルの特定の特性及び／又はセマンティクスを考慮するよう設計されてもよい。
【０１５８】
後中央方向を備える入力チャネルに関連付けされた規則セットのうち１個の規則が、入力チャネルからそれぞれ前中央方向の左側及び右側に位置する２個の出力チャネルへのマッピングを定義してもよく、その場合、当該規則は、更に、後中央方向に対する２個の出力チャネルの角度が９０°より大きい場合に１より小さいゲイン係数を使用することを定義する。前中央方向と異なる方向を有する入力チャネルに関連付けされた規則セットのうち１個の規則が、入力チャネルから前中央方向に対して入力チャネルと同一側に位置する単一の出力チャネルへのマッピングにおいて１より小さいゲイン係数を使用することを定義してもよく、その場合、前中央方向に対する出力チャネルの角度は、前中央方向に対する入力チャネルの角度より小さい。したがって、チャネルを更に前方に位置する少なくとも１個のチャネルにマッピングすることにより入力チャネルの理想的とは言えない空間的レンダリングの知覚度を抑制することができる。更に、ダウンミックスにおける背景音の容量を抑制する効果も期待され、望ましい。背景音の大部分を後方チャネルに存在させてもよい。
【０１５９】
仰角を有する入力チャネルから入力チャネルの仰角より小さい仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則は、１より小さいゲイン係数を使用することを定義してもよい。仰角を有する入力チャネルから入力チャネルの仰角より小さい仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則は、等化フィルタを用いた周波数選択的処理を適用することを定義してもよい。したがって、入力チャネルから少なくとも１個の出力チャネルへマッピングする際、上方に配置されたチャネルが通常水平面又はより低位のチャネルとは異なって知覚される点が考慮されてもよい。
【０１６０】
一般的に、入力チャネル配置から偏位された出力チャネルへマッピングされる入力チャネルは、減衰されてもよく、減衰が大きいほどマッピングされた入力チャネルの再生結果の知覚は、入力チャネルの知覚から大きく異なり、すなわち入力チャネルは、使用可能なラウドスピーカにおける再生不完全性の度合いに応じて減衰されてもよい。
【０１６１】
周波数選択的処理は、等化フィルタを用いることにより実現してもよい。例えば、ダウンミックスマトリクスの要素は、周波数依存な方法で変更されてもよい。例えば、当該変更は、異なる周波数帯に対して別々のゲイン因数を用いることにより実現してもよく、これにより等化フィルタを適用する効果が実現される。
【０１６２】
要約すると、本発明の実施例において、入力チャネルから出力チャネルへのマッピングを記述する、優先付けされた規則セットを提案する。前記規則セットは、システム設計者がシステムの設計時にダウンミックス専門技術を反映して定義してもよい。前記規則セットは、順位リストとして構成されていてもよい。入力チャネル設定の各入力チャネルに対して、前記システムは、所定の使用事例の入力チャネル設定及び出力チャネル設定に応じて前記マッピング規則セットから適切な規則を選択する。選択された規則の各々は、１個の入力チャネルから少なくとも１個の出力チャネルへのダウンミックス係数（又は係数）を決定する。前記システムは、所定の入力チャネル設定の入力チャネルを介して繰返し実行して、全入力チャネルに対して選択されたマッピング規則を評価することにより導出されるダウンミックス係数からダウンミックスマトリクスをコンパイルしてもよい。前記規則の選択は、規則の優先度付けを考慮するため、導出したダウンミックス係数を適用する際、前記システム性能が最適化されて、例えば、最良のダウンミックス出力品質が得られる。マッピング規則は、ＶＢＡＰ等の完全に数学的なマッピングアルゴリズムには反映されない心理音響的な又は芸術原理を考慮してもよい。マッピング規則は、チャネルセマンティクスを考慮してもよく、例えば、中央チャネル又は左／右チャネルのペアに対して異なる処理を適用する。マッピング規則は、レンダリングにおける角度エラーを可能にすることによりパニング容量を抑制してもよい。マッピング規則は、使用可能な対応する出力ラウドスピーカが１個の場合でも、意図的にファントム音源を（ＶＢＡＰレンダリング等により）導入してもよい。これは、入力チャネル設定に固有な多様性を保持する目的で行われてもよい。
【０１６３】
装置を対象として特性を記載したが、当該特性が対応する方法も説明することは明白であり、その場合、ブロック又は装置が方法ステップ又は方法ステップの特性に対応する。同様に、方法ステップを対象として記載された特性は対応する装置の対応するブロック又は部材又は特性も説明するものとする。方法ステップの一部又は全ては、マイクロプロセッサ、プログラム可能なコンピュータ又は電子回路等のハードウェア装置により（又は用いることにより）実行されてもよい。実施例によっては、最も重要な方法ステップの少なくとも１個が上記した装置により実行されてもよい。本発明の実施例において、記載した前記方法は、プロセッサ又はコンピュータに実装される。
【０１６４】
所定の実施例が求める条件に応じて、本発明の実施例は、ハードウェア又はソフトウェアに実装できる。実施例は、各方法が実行されるようプログラム可能なコンピュータシステムと協働する（又は協働可能な）電子的に可読な制御信号が記録されたフロッピー（登録商標）・ディスク、ＤＶＤ、ブルーレイ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ等のデジタル記憶媒体等の非一時的記憶媒体を用いて実行可能である。したがって、デジタル記憶媒体は、コンピュータ可読性のものでもよい。
【０１６５】
本発明による実施例によっては、プログラム可能なコンピュータシステムと協働可能な電子的に可読な制御信号を有するデータの記憶媒体を備え、これにより前記方法のいずれかを実行する。
【０１６６】
一般的に、本発明の実施例は、プログラムコードを備えるコンピュータプログラム製品として実現可能であり、当該コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されると、前記方法のいずれかを実行するためにプログラムコードが作動する。当該プログラムコードは、機械可読な記憶装置等に記録されてもよい。
【０１６７】
別の実施例は、前記方法のいずれかを実行するための、機械可読な記憶装置に記録されたコンピュータプログラムを備える。
【０１６８】
すなわち、本発明の方法の実施例は、プログラムコードを備えるコンピュータプログラムであって、前記プログラムコードは、前記コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されると前記方法のいずれかを実行する。
【０１６９】
したがって、本発明の方法の更に別の実施例は、前記方法のいずれかを実行するための前記コンピュータプログラムが記録されたデータ記憶媒体（又はデジタル記憶媒体、又はコンピュータ可読な媒体）である。前記データ記憶媒体、前記デジタル記憶媒体又は前記記録媒体は通常有形及び／又は非一時的である。
【０１７０】
したがって、本発明の方法の更に別の実施例は、前記方法のいずれかを実行するためのコンピュータプログラムを表現するデータストリーム又は信号シーケンスである。前記データストリーム又は前記信号シーケンスは、インターネット等のデータ通信接続を介して伝送されるよう構成してもよい。
【０１７１】
更に別の実施例は、前記方法のいずれかを実行するようプログラム、構成、又は構成されるコンピュータ又はプログラマブル論理装置等の処理手段を備える。
【０１７２】
更に別の実施例は、前記方法のいずれかを実行するためのコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータである。
【０１７３】
本発明による更に別の実施例は、前記方法のいずれかを実行するためのコンピュータプログラムを（例えば電子的又は光学的に）受信装置に伝送するよう構成される装置又はシステムを備える。前記受信装置は、コンピュータ、モバイル機器、記憶装置等であってもよい。前記装置又はシステムは、前記コンピュータプログラムを前記受信装置に伝送するファイルサーバを備えていてもよい。
【０１７４】
実施例によっては、前記方法の機能の一部又は全てを実行するプログラマブル論理装置（フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ等）を用いていてもよい。実施例によっては、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイは、前記方法のいずれかを実行するためにマイクロプロセッサと協働してもよい。概して言うと、前記方法は、好ましくは、ハードウェア装置により実行される。
【０１７５】
上記した実施例は、本発明の原理の一例に過ぎない。構成に対する変更及び変形及びその詳細は、当業者にとって自明であるものとする。したがって、実施例の記載および説明によりとして提示した特定の要素ではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものとする。
表１：チャネルおよび対応する方位角及び仰角
【０１７６】
【表１】
2016527806.tif 000022
表２：フォーマットおよび対応するチャネル数及びチャネル順位付け
【０１７７】
【表２】
2016527806.tif 000023
2016527806.tif 000024
表３：変換装置規則のマトリクス．
【０１７８】
【表３】
2016527806.tif 000025
2016527806.tif 000026
2016527806.tif 000027
表４：フィルターバンク帯域７７個の正規化中央周波数
【０１７９】
【表４】
2016527806.tif 000028
2016527806.tif 000029
2016527806.tif 000030
表５：イコライザパラメータ
【０１８０】
【表５】
2016527806.tif 000031
表６：各行が相互に対して上方／下方と考えられるチャネルのリストを表す
【０１８１】
【表６】
2016527806.tif 000032
【図１】
2016527806.tif 000033
【図２】
2016527806.tif 000034
【図３】
2016527806.tif 000035
【図４】
2016527806.tif 000036
【図５】
2016527806.tif 000037
【図６Ａ】
2016527806.tif 000038
【図６Ｂ】
2016527806.tif 000039
【図７】
2016527806.tif 000040
【図８】
2016527806.tif 000041
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月21日(2015.5.21)
【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】
入力チャネル設定（４０４）の複数の入力チャネルを出力チャネル設定（４０６）の出力チャネルにマッピングする方法であって、
前記複数の入力チャネルの各入力チャネルに関連付けされ、前記関連付けされた入力チャネルと出力チャネル群との間の異なるマッピングを定義する規則セット（４００）を提供するステップと、
前記複数の入力チャネルにおける各入力チャネルに対して、当該入力チャネルに関連付けされた規則を参照（５００）し、前記参照した規則において定義される前記出力チャネル群が前記出力チャネル設定（４０６）に存在するか決定（５０２）し、前記参照した規則において定義されている前記出力チャネル群が出力チャネル設定（４０６）に存在する場合、前記参照した規則を選択する（４０２、５０４）ステップと、
前記選択した規則に応じて前記入力チャネルを前記出力チャネルにマッピング（５０８）するステップと、を備え、
前記規則セットの規則は、優先付けられており、より高い優先度を有する規則がより低い優先度を有する規則に対してより優先的に選択され、
リスナー水平面において入力チャネルからより高い方向への偏差を伴う、入力チャネルから少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則に比べて、リスナー水平面において入力チャネルからより低方向への偏差を伴う、入力チャネルから少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則の方がより高い優先度を有することと、
入力チャネルから入力チャネルの仰角と異なる仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則に比べて、入力チャネルから入力チャネルと同一の仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則の方がより高い優先度を有することと、
前記規則セットにおいて、優先度が最も高い規則は、同一方向の前記入力チャネルと出力チャネルとの間の直接マッピングを定義することと、
９０度の仰角を有する入力チャネルに関連付けられた規則のセットの１つの規則が、入力チャネルの仰角よりも低い第１の仰角を有する全ての利用可能な出力チャネルへの入力チャネルのマッピングを定義し、かつ、当該規則セットのうち別の優先度のより低い規則が、入力チャネルから、前記第１の仰角よりも低い第２の仰角を有する全ての利用可能な出力チャネルへのマッピングを定義すること、
との少なくとも１つを含む、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記参照した規則において定義される前記出力チャネル群が出力チャネル設定（４０６）に存在しない場合、前記参照した規則を選択せず、参照するステップを反復するステップと、前記入力チャネルに関連付けされた少なくとも１個の別の規則を決定及び選択するステップを備える、方法。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載の方法であって、
前記規則は、前記入力チャネルに適用される少なくとも１個のゲイン係数と、前記入力チャネルに適用される遅延係数と、入力チャネルを２個以上の出力チャネルにマッピングするために適用されるパニング定理と、前記入力チャネルに適用される周波数依存ゲインと、を定義する、方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の方法であって、
前記規則セットの前記規則を、参照した規則において定義される前記出力チャネル群が前記出力チャネル設定（４０６）に存在すると判断されるまで特定の順位で参照し、前記規則の優先度を前記特定の順位で決定するステップを備える、方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の方法であって、
より高い音質を提供すると想定される規則がより低い音質を提供すると想定される規則に対してより高い優先度を有する、方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の方法であって、
前記規則のセットにおいて、最も高く優先付けられた規則は、同一方向の前記入力チャネルと出力チャネルとの間の直接マッピングを定義し、当該方法は、
各入力チャネルに対して、前記入力チャネルと同一方向の出力チャネルが出力チャネル設定（４０６）に存在するかを、各入力チャネルに関連付けされた前記規則セットの別の規則を記憶するメモリ（４２２）を参照する前に確認するステップを備える、方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法であって、
規則セットにおいて、優先度が最も低い規則は、前記入力チャネルから左出力チャネル及び右出力チャネルを有するステレオ出力チャネル設定の１個又は両方の出力チャネルへのマッピングを定義する、方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法であって、
前中央方向と異なる方向を有する入力チャネルに関連付けされた規則セットのうち１個の規則が、前記入力チャネルから、前中央方向に対して前記入力チャネルと同一側及び入力チャネルの方向の両側に位置する２個の出力チャネルへのマッピングを定義し、当該規則セットのうち別の優先度のより低い規則が、入力チャネルから、前中央方向に対して入力チャネルと同一側に位置する単一の出力チャネルへのマッピングを定義する、方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の方法であって、
前中央方向を備える入力チャネルに関連付けされた規則セットのうち１個の規則が、前記入力チャネルからそれぞれ前中央方向の左側及び右側に位置する２個の出力チャネルへのマッピングを定義する、方法。
【請求項１０】
入力チャネル設定（４０４）の複数の入力チャネルを出力チャネル設定（４０６）の出力チャネルにマッピングするための方法であって、
前記複数の入力チャネルの各入力チャネルに関連付けされ、前記関連付けされた入力チャネルと出力チャネル群との間の異なるマッピングを定義する規則セット（４００）を提供するステップと、
前記複数の入力チャネルにおける各入力チャネルに対して、当該入力チャネルに関連付けされた規則を参照（５００）し、前記参照した規則において定義される前記出力チャネル群が前記出力チャネル設定（４０６）に存在するか決定（５０２）し、前記参照した規則において定義されている前記出力チャネル群が出力チャネル設定（４０６）に存在する場合、前記参照した規則を選択する（４０２、５０４）ステップと、
前記選択した規則に応じて前記入力チャネルを前記出力チャネルにマッピング（５０８）するステップと、を備え、
後中央方向を備える入力チャネルに関連付けされた規則セットのうち１個の規則が、前記入力チャネルからそれぞれ前中央方向の左側及び右側に位置する２個の出力チャネルへのマッピングを定義し、前記規則が更に、後中央方向に対する前記２個の出力チャネルの角度が９０°より大きい場合１より小さいゲイン係数を使用することを定義する、方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法であって、
前中央方向と異なる方向を有する入力チャネルに関連付けされた規則セットのうち１個の規則が、入力チャネルから前中央方向に対して入力チャネルと同一側に位置する単一の出力チャネルへのマッピングにおいて、１より小さいゲイン係数の使用を定義し、前中央方向に対する出力チャネルの角度が前中央方向に対する入力チャネルの角度より小さい、方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法であって、
仰角を有する入力チャネルから入力チャネルの仰角より小さい仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則は、１より小さいゲイン係数を使用することを定義する、方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法であって、
仰角を有する入力チャネルから前記入力チャネルの仰角より小さい仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則が、周波数選択的処理の適用を定義する、方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法であって、
前記入力チャネルに関連付けされた入力音声信号を受信するステップを備え、前記入力チャネルから前記出力チャネルへのマッピング（５０８）は、前記選択した規則を評価（４１０、５２０）して前記入力音声信号に適用される係数を導出するステップと、前記係数を前記入力音声信号に適用（５２４）して前記出力チャネルに関連付けされた出力音声信号を生成するステップと、前記出力音声信号を前記出力チャネルに関連付けされたラウドスピーカに出力（５２８）するステップと、を備える、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、
ダウンミックスマトリクス（４１４）を生成するステップと、前記ダウンミックスマトリクス（４１４）を前記入力音声信号に適用するステップと、を備える、方法。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の方法であって、
トリム遅延及びトリムゲインを前記出力音声信号に適用して、前記入力チャネル設定（４０４）及び前記出力チャネル設定（４０６）における中央のリスナー位置からの各ラウドスピーカまでの距離の差異を抑制又は補償する、方法。
【請求項１７】
請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法であって、
入力チャネルから前記特定の出力チャネルを含む１個又は２個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則を評価する際、実際の出力設定の出力チャネルの水平面の角度と、前記規則セットにおいて定義される特定の出力チャネルの水平面の角度との偏差を考慮するステップを備え、前記水平面の角度はリスナー水平面内の前中央方向に対する表す角度を表す、方法。
【請求項１８】
請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の方法であって、
仰角を有する入力チャネルから前記入力チャネルの仰角より小さい仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則において定義されるゲイン係数を変更して、実際の出力設定の出力チャネルの仰角と、前記規則に定義される１個の出力チャネルの仰角との偏差を考慮するステップを備える、方法。
【請求項１９】
請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の方法であって、
仰角を有する入力チャネルから前記入力チャネルの仰角より小さい仰角を有する少なくとも１個の出力チャネルへのマッピングを定義する規則において定義される周波数選択的処理を変更して、実際の出力設定の出力チャネルの仰角と、当該規則において定義される１個の出力チャネルの仰角との偏差を考慮する、方法。
【請求項２０】
コンピュータ又はプロセッサ上で動作する際に、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法を実行するコンピュータプログラム。
【請求項２１】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法を実行するために設定又はプログラムされたプロセッサ（４２２）を備える、信号処理装置（４２０）。
【請求項２２】
請求項２１に記載の信号処理装置であって、更に、
前記入力チャネル設定（４０４）の前記入力チャネルに関連付けされた入力信号（２２８）を受信する入力信号インターフェース（４２６）と、
前記出力チャネル設定（４０６）に関連付けされた出力音声信号を出力する出力信号インターフェース（４２８）と、を備える、装置。
【請求項２３】
請求項２１又は２２に記載の信号処理装置を備える音声デコーダ。
【国際調査報告】
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